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FARO在汽车制造中的测量

FARO在汽车制造中的测量 2011年12月10日 来源： FARO便携式三坐标测量设备成功解决汽车制造中的测量难题

位于美国密歇根州Livonia市MI的Magna汽车检测中心（MagnaAutomotiveTesting,MAT）的使命很简单：即促使汽车和卡车无论在机械意义上还是在人体工学上，都能够更加良好地行驶，并确保其零部件运转良好。MAT是英提尔(Intier)汽车公司的商业检测机构，它为三大汽车制造商解决制造方面的困难，同时也为其本集团的制造决策层服务。 MAT的工作范围十分广泛，能够检测从车辆原型到其制造过程的一切细节。在给定的一周内，他们可以承担测试一个升降门，数字化地捕捉汽车内部的平面图（布局结构），完成一条焊接线的质量分析，对未出蓝图的结构做逆向工程，或针对工装夹具进行临界尺寸校正等任务。 MAT工作的核心反映在快速而精准的测量。用可靠的三维数据，可以测定各组件加工的精确度，工件安装点的三维布局图，甚至充当OEMs（解决原始设备制造商）的问题故障检察员。 精确性、简易性、灵活性 十年前，英提尔(Intier)汽车公司通过传统量具来获取三维数据，但是那些工具并不精确，并且容易造成读取错误，从而并不能解决只有通过误差极小的测量才能确定的问题。此外，工程师们所需要的细节远远超过他们通过机械的工具得来的数据。比如说，三点就可确定一个平面，但一个曲面却需要500个或者更多的点来精确表现一个斜面或者弓形的变化。另外，工程师们需要能够在一个数字环境中操作，而正是在这个数字环境中，汽车制造商们开始掌控新型车辆的发展。 传统的坐标测量机能够测量密度，但必须通过不断调整才能测量不同部位的密度，因此所能测量的形状有限。除此以外，传统的坐标测量机还不能被移动，任何需要测量的东西都必须被搬运到其放置之处。 “突破传统仪器的测量范围，测量微小尺寸的变化的精确度对我们日益重要”，ToddHovey，这位负责MAT的质量监控小组领头人如此解释，“因为我们的很多工作需要现在完成，通常是在机器的旁边或者是在一个模型车间里。” 在20世纪90年代早期，MAT的工程师发现FaroArm的3-D数字化设备能够克服机械测量仪器的缺陷。这是一种便携式的臂式的数字测量机，它能够捕捉其球测头范围内的任何一点，精确程度达0.0005英寸。测量方法很专业，它利用Arm尖测针来检测部件、模具或底盘的表面。在手提电脑上安装好兼容CAD的CAM2软件，它会将物体表面上测试到的点记录成连续线或离散线。随着越来越多的点的汇集，在电脑屏幕上会呈现出物体表面的数字化图象。 由于FaroArm的高精度和便携性的特点，它已成为应用于航空航天、汽车制造以及OEMs制造领域中的权威工具。又因其能在短短几分钟内标明几乎所有表面的尺寸（而不象使用传统坐标测量机那样需要冗长的程序设计），产品的加工过程不再死板，也不用经过烦杂的调研过程。Hovey肯定地说：“使用FaroArm时，在大多数情况下，数据的快速收集彻底地降低了收集过程的成本。” MAT工程师会经常面对几乎不可测量的表面，即围绕部件或位于部件后面或者隐藏于部件内部的表面。当需要在车底或引擎下方工作时，这种情况尤为常见。 “我们所要测量的许多表面所在的位置往往被其他的部件所遮挡”，质检部的主任ToddHovey说：“因为Arm的关节臂具有六自由度特性，所以我们能够完成其它方法无法测量的任务。” 人体工学和制造工艺 随着汽车外形设计逐渐朝着空气动力学方面的演变，汽车的内部也正快速朝着更符合人体工学方向的演变。部分原因是由于MAT工程师的努力，他们和OEM工程师一起致力于车辆模型试制阶段的研究，以便在这些模型变成新型汽车之前找到设计上的缺陷。 此外，数字化环境的模拟使用比依靠传统工具测量（直接在硬件上操作起来）更方便，MAT工程师们利用数字化重建了汽车内部的空间——包括仪表板，方向盘，车门表面，中央控制器以及前面板等细节。这一复杂的程序就象一个平台（一个虚拟的坐舱），在这里，OEM可以使用各种特殊的软件来评测具体的人体工学问题。例如，针对不同的人体部分采用不同的工学标准，就能够计算出视线位置，根据乘客坐姿调整前面板的位置，或者重新配置方向盘，仪器或者控制器。 在车座制造过程中，MAT工程常常使用一种名叫‘Oscar’的人体模型，它是工业制造标准的人体模型。

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