API 9D激光雷达测量系统 白车身特征位置扫描检测应用纪实

现代化汽车生产新需求

如今，现代化汽车制造生产中，对精度和效率的更高要求，推动了更多对于自动化的需求；特别是对于质量检测和质量控制环节，自动化解决方案的应用，可以代替人工，完成更多耗时、耗费精力的工作。        

为了帮助制造商实现对于自动化质量检测的需求，API品牌，一直深入各制造行业，引领并开发符合时代要求的、灵活的自动化解决方案。

于是，基于OFCI光频域干涉测量技术的9D激光雷达（9D LADAR）应运而生，以其超高的测量精度、超凡的测量效率、以及自动化非接触的测量方式，成为了大尺寸精密测量领域跨时代性的卓越解决方案，为现代化汽车生产制造提供了高质、高效、强有力的测量保障。   

图1：API 9D激光雷达        图2：9D激光雷达集成于汽车产线测量作业进行中

API 9D激光雷达（9D LADAR）

API 9D激光雷达采用了光频域干涉测量技术（OFCI），可适用于在车间、实验室、野外等多种环境及复杂工况下，实现对工件或目标物的非接触精准测量，拥有微米级的测量精度、以及超凡的测量效率，可迅速测量工件尺寸及捕获表面点云数据。  

工作时，9D激光雷达（9D LADAR）会产生广谱光学干涉，探测信号并实现测量数据的采集，其灵敏程度较常规的激光雷达（LASER RADAR）提升超过100倍，故可提供更高的测量精度和更佳的测量效率，且其在测量时不易受到外部环境的影响，有效避免了常规激光雷达测量设备使用中受材料反射率影响大、入射角范围局限、易受环境噪音影响等问题。       API 9D激光雷达（9D LADAR），已通过诸多国际重点合作项目被证实为大尺寸非接触精密测量的极佳解决方案。       

在汽车制造生产领域方面，9D激光雷达更可以被集成于汽车产线，在生产过程中实现批量自动化测量，并将效率大幅提升。      

9D激光雷达自动化测量系统

（9D LADAR INSPECTION CELL）

API还在9D激光雷达单机应用的基础上，开发了一系列可实现测量自动化的组件产品，组成自动化测量系统，完美融入智慧工厂自动化体系的建设，进一步实现大型工件的自动化非接触检测，为智能工厂提供测量检测环节的支撑。

图3：立柱与转台配合的API 9D激光雷达自动化测量系统       

现针对不同领域客户的使用需求，API为您提供两种工作形式的激光雷达＋立柱＋转台自动化非接触测量系统：       

① 以工具球辅助自动转站的自动化测量系统       

在该自动化测量系统中，9D激光雷达被集成于可升降移动的立柱的基座上，对转台上的待测工件进行扫描测量（请参见图3）。        

测量时，9D激光雷达先通过扫描预先设置的工具球（请参见图4），统一坐标系，随即对工件A面整体或局部特性进行精密扫描测量（请参见图5）；待A面作业完毕后，转台自动旋转至B面位置，9D激光雷达再次扫描工具球，实现自动转站后，对工件B面进行自动化扫描测量；以此类推，直至将工件各面扫描作业完成。   

 图4：9D LADAR扫描工具球

图5：9D LADAR扫描工件        

② 无需工具球辅助转站的自动化测量系统       

系统构成与上述系统类似，9D激光雷达集成于可升降的立柱基座，工件置于转台；不同的是，立柱与转台中分别集成了高精密光栅及圆光栅码盘，可在无需工具球转站的情况下，自动为系统提供Z轴以及第四轴（转台）位置或角度的精准读数，实现系统性能。      

本案应用纪实

本案中，由API 9D激光雷达、精密立柱、精密转台、操作系统，组成了9D激光雷达自动化测量系统（9D LADAR Inspection Cell），对白车身特征（孔及关键部位位置）进行高效扫描检测。

图6：本案应用现场 – 9D LADAR立柱转台精密测量系统       

9D激光雷达固定于精密立柱，为其提供更大范围的Z轴运动方向，白车身加载于精密转台，可配合整套系统实现对全部待测面的自动旋转衔接，不间断作业任务，一次性完成测量作业。 

本应用中，测量系统采用的是使用工具球实施转站的工作方式。测量前，9D激光雷达扫描工具球，代入坐标系，随即对该面白车身待测位置进行高效扫描。扫描时可在程序中设置为纵向或横向扫描，针对较关键的位置，可以使用纵向加横向的扫描方式，获取更多点云，从而得到更加趋近于理想值的数据。

图7：车架关键位置纵向+横向扫描       

待一侧待测部位扫描测量结束后，精密转台配合自动旋转至另一待测面，9D激光雷达随即再次扫描工具球确定坐标位置，然后开始自动实施下一个阶段的扫描测量作业，直至所有待测位置检测完成。     

图8：Measure Pro测量软件数据分析        

在Measure Pro测量软件中，我们可以清晰地查看、分析测量位置的数据，从而实现检测的目的。    

结论

9D激光雷达自动化测量系统，以其超高的精度、超凡的测量效率、极佳的稳定性，成为了白车身特征位置高精高效检测的新手段，使整个检测流程做到了批量化、自动化、模块化、个性化兼得。

图9：API公司总部大楼   

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（API公司 ）

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