CMM在车身检测中的应用.ppt

PCDMISPCDMISTMTM 车身检测CMMCMMCMM在汽车检测中的使用在汽车检测中的使用在汽车行业中CMM的使用分为两大类：机加类：测量发动机箱体、变速箱壳体、曲轴等 钣金类：测量整车、钣金件以及覆盖件等车身检测车身检测车身检测包括整车检测、分总成检测、单件检测、检具检测车身检测：测量机车身检测：测量机所用测量机通常为大型机：悬臂式测量机、高架桥式测量机其中双悬臂式测量机因其悬臂可进入车体内测量，更适用于整车的检测，所以应用更广泛PCDMISPCDMISTMTM 车身检测车身检测整车检测分总成划线测头、传感器、测针坐标系PC-DMIS在检测时的应用技巧数据处理整车检测整车检测整车的检测在每个汽车生产厂都是必需的。在车型开发期间，数据的采集用于造型（反求工程）及样件的验证在生产线安装期间用来测试样件以便调试生产线的精度；投入正常生产运转之后，每天都会做一定量的抽检，以便控制生产线的生产质量，从而控制产品的质量，并为后续车型的开发积累数据。Bravo nt+CW43L+WitteWitte气浮平台Bravo ntCW43L无极旋转测座可更换支撑适应不同工件的检测Vento+PH10M+FiveVentoPH10MFive支撑Vento r-sf+CW43LCW43L专用支撑检测车身内部Vento+CW43L等待检测的整车专用夹具CW43LVento+PH10M组合夹具PH10M整车检测整车检测坐标系坐标系通常整车的定位孔也是支撑及夹具定位位置，因此坐标系是建立在夹具上面，然后再把整车放置在夹具上面建立坐标系的特征元素多选择孔和定位面方法采用321法，根据特征进行适当的旋转、平移整车检测整车检测夹具夹具每个厂会根据自己的情况采用不同的夹具总的特点是保证定位孔和支撑面的精度目前常用的有三种类型夹具：1、FIVE柔性，精度受机器影响 2、WITTE可多次组合，位置固定，重复性好，须根据车型定做专用支撑，价值较贵 3、自己订做专用型，重复性好，夹具制作周期长整车夹具整车夹具FIVEFIVE配合根据支撑位置的形状精确制作的模块，实现整车的精确定位整车夹具整车夹具WITTE特别加工的支撑精确地适特别加工的支撑精确地适合工件，可靠地避免任何合工件，可靠地避免任何对工件的损坏。对工件的损坏。整车检测整车检测检测特征检测特征尺寸检测的尺寸通常是为了控制整车的外形检测整车上面的孔，用来确定表面覆盖件及内饰件的安装位置检测点位，用来控制间隙和阶差PCDMISPCDMISTMTM 车身检测车身检测整车检测分总成划线测头、传感器、测针坐标系PC-DMIS在检测时的应用技巧数据处理分总成分总成分总成是在由散件到整车的一个中间过程，按照整体结构把相应的散件焊装成分总成，然后在把分总成焊接成白车身分总成的检测主要控制装配孔和外形尺寸分总成尺寸合格与否直接影响了整车的尺寸分总成分总成测围测围测围是比较重要的分总成，很大程度上决定了整车的外形尺寸测围装夹测围装夹测围测围坐标系坐标系测围的坐标系通常建立在夹具的定位销上多用321旋转平移法建立坐标系之后，再把测围放置在夹具上面测围测围夹具夹具测围在检测时有两种装夹方式 立放需要组合或使用专用夹具，模拟工作状态放置 平放放在检具上，连同检具一起放在平台上面分总成分总成四门两盖四门两盖四门两盖是指四个车门以及发动机舱盖和行李箱盖共同特点是和整车的连接是通过铰链等活动连接而非焊接，也就是说是一个独立的个体检测主要尺寸是外形尺寸以及间隙和阶差四门两盖四门两盖坐标系坐标系坐标系多建立在夹具上面建立坐标系的方法：321旋转平移法 迭代法迭代法建立车门坐标系迭代法建立车门坐标系在检测时，通常会给出参考定位点（RPS）建立坐标的基准根据RPS点的理论值生成RPS的测量程序打开迭代法菜单按照RPS点的控制方向选择RPS点，建立坐标系执行程序进行迭代，完成车门坐标系的建立。四门两盖四门两盖夹具夹具采用检具作为夹具，特点是方便、精度高、容易控制变形采用专用的夹具，特点是需要单独制作，费用较高车门装夹车门装夹典型的装夹车门的方法是采用具有典型的装夹车门的方法是采用具有4个锁定点的个锁定点的管式刚架管式刚架工件不对准时，其中一个锁定点可通过调整加以工件不对准时，其中一个锁定点可通过调整加以平衡。平衡。V形支撑把两个点放在底部。形支撑把两个点放在底部。箝位装置可以是商业通用夹具也可以是专用的。箝位装置可以是商业通用夹具也可以是专用的。四个共面的钢板做成了夹具的四条腿，这些板具四个共面的钢板做成了夹具的四条腿，这些板具有基准孔或者针，已帮助操作者在测量机的工作有基准孔或者针，已帮助操作者在测量机的工作空间里对齐夹具。空间里对齐夹具。后舱盖装夹示意图后舱盖装夹示意图典型的具有典型的具有4个个参考点的车身参考点的车身夹具夹具注意：所示的注意：所示的夹具只有把工夹具只有把工件固定在基准件固定在基准位置的功能，位置的功能，而不具有校准而不具有校准量规的功能。量规的功能。检具检具检具通常检测定位面及定位孔检具上面的点和孔多由划线工具划出的，因此在检测时会用到尖测针PCDMISPCDMISTMTM 车身检测车身检测整车检测分总成划线测头、传感器、测针坐标系PC-DMIS在检测时的应用技巧数据处理划线划线支持划线，加装划线工具后，可以实现划线功能划线工具划线工具划针通过五方向转接座安装在Y轴前端软件设置软件设置在“坐标测量机接口/Leitz协议设置”选项中，选中“分离驱动器”，即可脱开电机对三个轴向的控制，手动旋转测量机上面的旋转按钮，就可以推动测量机在指定位置处进行划线。PCDMISPCDMISTMTM 车身检测车身检测整车检测分总成划线测头、传感器、测针坐标系PC-DMIS在检测时的应用技巧数据处理测头测头CW43L可以在有效范围内旋转到任意角度避免了特征矢量和测头角度不平行导致的误差校验少量的角度之后，再添加其他角度时而不需要校验CW43LPitch&Roll分为两个角度方向：1、绕安装轴向旋转的转动B角，旋转范围（-180 +180）；2、沿安装轴向的摆动A角，摆动范围（-112.5+112.5）。CW43L技术参数技术参数.Wrist Structure:aluminum alloy.Control:DC motors.Weight:wristbody:3.7kgmax.weightadaptor+tool:1.5kgweightofadaptorfor3rdcontinuousaxis:1.5kg(excl.theNC100non-contactsensor)weightofadaptorfor3rdcontinuousaxis+NC100non-contactsensor:2.1kg.Maximum Torque:2 Nm.Transducer System:encoderAngular Stroke.Roll axis:180.Pitchaxis:11230.Wrist Extension Length:127 mm,254 mm,500 m.Probe Status Indicator:LED.Temperature and Thermal Gradient.Wrist accuracy is ensured at the same temperature values specified for the machine or robo.mounting the wristCW43L校验校验任何一个CW43L在第一次使用之前，都需要做一个MAP使用Calibrate the Unit做MAP MAP做好之后，会以文件的形式(Wrist.dat、abcalib.dat、abcomp.dat、aboutput.dat)保存在PC-DMIS的安装目录下面MAP做好之后，可以定义校验其它的测头文件使用Calibrate Tip 校验定义的其他测头文件建议客户每个周做一次MAP 测头测头PH10M720个分度位置最大加长300mmLength(mm)117 Width(mm)62 Weight(g)645 Probe Mounting Autojoint(Multiwire)Head mounting PH10M shank to suit CMM Suitable controller PHC10-2 Repeatability of position 0.5 m(0.00002in)specified at a distance of 62mm Total no.of positions 720 Max recommended drive torque 0.45Nm Maximum extension bar 300mm(11.8in)using PAA3 extension传感器传感器传感器的选择 考虑到车身检测变形大、精度要求不高、测针要求比较长的特点，在检测中经常可能发生碰撞，因此需要选择测力稍大、抗碰撞能力比较强的传感器目前常用的传感器 TP6、TP20、TP2等传感器传感器TP6 TP6的性能参数Weight(g)56 Suitable interface PI 4-2,PI 7 or PI 200 Sense directions 5 axis X,Y,+Z Uni-directional repeatability max mean 0.35m 0.000014in 2sigma at stylus tip Pre-travel variation(XY Plane)1.0m 0.000039in Stylus overtravel XY plane 22.0 Stylus overtravel+Z axis 5.5mm 0.11N 0.22in 0.39oz 2.0mm 0.3N 0.08in 1.06oz Stylus overtravel-Z axis N/A Max extension on 200mm 7.87in TP6 可以携带比 TP2/TP20 更长的测针，并且测力可以调节 传感器传感器TP20使用TP20的最大的好处是可以更换吸盘，满足测量中对不同测针的需求 TP20的性能参数Length(mm)36 Diameter(mm)13.2 Weight(g)22 Mounting M8 thread Suitable interface PI4-2 Sense directions 5 way X,Y,Z Sensing in-Z using 6 way module 加长杆加长杆在车身检测中，因为空间跨局较大，需要用到较长的加长杆，考虑到PH10M允许的加长范围，比较常用的配置为 PEL3+PEL1 其长度为200mm+50mm 这种配置也常用于CW43L测针测针选择测针的原则：通常希望测杆长一些，球径和杆的比例能稍大。考虑到传感器允许加长的范围，所以我们选择长度为40mm，直径为3mm或4mm的测针球测针柱测针球+柱测针_DEA星形测针测针测针340_M2球测针240_M2柱测针345_M3_DEA球/柱测针320_M2 五方向测针PCDMISPCDMISTMTM 车身检测车身检测整车检测分总成划线测头、传感器、测针坐标系PC-DMIS在检测时的应用技巧数据处理坐标系的建立方法坐标系的建立方法常用方法：321旋转平移法 迭代法 循环逼近法根据不同的装夹及精度要求，选择相应的建立方法，每种方法在使用是都应该灵活应用。321旋转平移法旋转平移法利用偏置平面通过几个定位点构造一个基准平面通过定位孔构造基准轴向确立定位原点，平移至工件零位这种方法可确立精确的轴向及原点迭代法迭代法通过选定的定位特征的理论值和实测值进行匹配建立零件坐标系在单钣金件测量中经常使用循环逼近法循环逼近法基于3-2-1法建立坐标系通过流程控制多次循环以减少测量及定位误差，从而建立一个比较精确的坐标系和迭代法相比，可以控制循环次数以及定位精度根据检测误差的要求设定定位精度循环逼近循环逼近流程图流程图开始自动测量建立坐标系的特征元素调用外部坐标系 PART.aln：A1LOOP NUM=5建立坐标系，坐标系名：A1把这个坐标系存储为外部坐标系坐标系文件名PART.aln，坐标系名A1精度=0.02坐标系建立完毕，开始测量YESYESNONO手动测量建立坐标系的特征元素建立初始坐标系A1DCC模式把这个坐标系存储为外部坐标系坐标系文件名PART.aln，坐标系名A1RPS点点RPS参考坐标点，用来建立坐标系的基准点通常选择圆（槽）、点作为RPS圆可以控制两个方向，点和槽控制一个方向当出现多个RPS控制一个方向时，会定义主RPS和辅RPS车门车门RPS点点三个主定位点RPS 3 Fy、RPS 4 Fy、RPS 5 Fy，因整个工件的面积较大，仅三个点是不能控制Y向的位置，所以增加了RPS 6 fy、RPS 7 fy、RPS 8 fy、RPS 9 fy、RPS 10 fy、RPS 11 fy、RPS 12 fy七个辅助定位点。这10个定位点控制了Y轴的方向及原点RPS 1 Hxz和RPS 2 Hz控制了Z轴的方向及原点RPS 1 Hxz控制了X轴的原点PCDMISPCDMISTMTM 车身检测车身检测整车检测分总成划线测头、传感器、测针坐标系在检测时PC-DMIS的应用技巧数据处理检测元素圆孔、方槽、圆槽、六角形孔角点、棱点柱轮廓孔的检测Find hole 实现对孔的自动搜索Read position 手动实现对孔的搜索自动+手动多重测量保证局部坐标系相关测量孔的搜索孔的搜索相关测量料厚读位置Find Hole从理论圆心按照从理论圆心按照(feature radius probe radius)开始搜索，将开始搜索，将搜索搜索(2*PI*feature radius/(feature radius probe radius)个位置个位置.如果还没有找到，搜索半径将按照如果还没有找到，搜索半径将按照(feature radius probe radius)增加直到等于增加直到等于prehit distance。如果搜索距离小于如果搜索距离小于(feature radius probe radius)，将只搜索，将只搜索一次。一次。非整圆检测Angle vector 确定0度位置Start angle 和End angle 确定了圆弧的开始角度和结束角度Angle vector（1，0，0）Start angleEnd angle检测螺纹孔柱检测螺纹孔时的一种替代方法在测量时，先按照一个方向触测，测到之后置零在此基础上搜索另外一个方向，置零测量圆柱棱点&角点的检测对于棱点和角点的检测，PC-DMIS提供了Edge point 和Angle point两个选项，只需设置相关参数，即可实现检测棱点，指的是钣金件的边界点（一个面+一个棱）角点，指的是两个面的交点（两个面+一个棱）点的搜索使用逼近/回退距离和搜索距离选择第一触测方向，实现搜索然后在此基础上测量局部参考坐标系相关测量确保了大误差特征的检测Relative measure 在整车的检测中，某一局部误差可能比较大，在搜索时会浪费时间，通过Relative measure选项，可以提高搜索的效率局部坐标系在整车的测量中，单个钣金件相对于整车有一个整体误差，在测量中可以在这个钣金件上建立一个局部坐标系，然后再测量相关元素评价是在整车坐标系中误差无丢失料厚当提供的数模只有一层，检测的工件表面和数模相差一个料厚时，需要对数模进行偏置，得到所测表面的理论数据Thickness选项用来处理料厚 PC-DMIS提供了两种料厚的处理方式 Theoretical Actual点：评价评价位置偏差评价矢量方向偏差评价自定义方向的偏差LOCATION OPTIONSRetrolinear Only适用适用于于Vector point、Surface point评价时，先找出理论曲面评价时，先找出理论曲面矢量中最大的一个方向，矢量中最大的一个方向，然后通过实测点作理论曲然后通过实测点作理论曲面矢量的垂线，和最大矢面矢量的垂线，和最大矢量方向相交于一点，最后量方向相交于一点，最后评价这个点评价这个点Gap Only适用于适用于Edge point 评价时，先把测量点投影评价时，先把测量点投影到理论曲面上，然后把这到理论曲面上，然后把这个投影点再投影到理论逼个投影点再投影到理论逼近矢量上，最后评价这个近矢量上，最后评价这个点点圆：评价圆心坐标值直径提供矢量方向的直径正向误差在评价整车时，以中心线左右对称，评价Y负向的点的坐标值，只需要显示偏差的绝对值，以便于调整装配尺寸公共区域第一角点第二角点定义一个区域，当一个测量臂进入此区域，另外的测量臂则不能进入此区域直到第一个测量臂退出此区域之后，才可以进入移动同步使用移动同步命使用移动同步命令可以让主辅臂令可以让主辅臂机器协调一致，机器协调一致，共同完成某些测共同完成某些测量量悬臂机器：测头指向测座安装方向的定义A0B0指向Y轴正向A90B180指向Z轴负向双臂原点双臂机器的主臂和辅臂机器各有一个坐标系必须有一个公共原点双臂测头的校验及使用首先要确保两个PC-DMIS KEY中含有MASERSLAVE选项。使用时的顺序：1进入PC-DMIS，选择主臂的测头文件2选择OperationEnter masterslave mode，进入双臂状态，在工具栏中显示图标如图3切换到辅臂，为辅臂定义测头4校验主辅臂的测头5校验双臂原点（在masterslave calibration中选择Both arms measure tool、Origin only在List of Available Tools中选择顶部的标准球，主副臂测头按照提示都测量此标准球）现在可以进行正常的使用了 HYPER-REPORT通过Hyper-report，您可以随心所欲的编辑属于自己的检测报告PCDMISPCDMISTMTM 车身检测车身检测整车检测分总成划线测头、传感器、测针坐标系在检测时PC-DMIS的应用技巧数据处理数据处理转化成特定格式，然后导入数据处理软件，如输出DMO格式目前常用到的数据统计软件有以下几种：QURIL CM4D EXCELQUIRLCM4DCM4DReportReportPC-DMISHEXAGON AE