车身三坐标测量技术.ppt

第第5 5章章 车身三坐标测量技术车身三坐标测量技术5.1 三坐三坐标测量机的作用与量机的作用与类型型5.2 接触式三坐接触式三坐标测量机量机5.3 非接触式三坐非接触式三坐标测量机量机5.4 测量点的数据量点的数据处理理5.5 三坐三坐标测量机在量机在车身身CAD的的应用用 三三坐坐标测量量机机(Coordinate Measuring Machines，CMM)是是20世世纪60年年代代发展展起起来来的的一一种种高高效效的的精精密密测量量设备。它它广广泛泛应用用于于机机械械制制造造、电子子、汽汽车和和航航空空航航天天等等工工业中中。它它可可以以进行行零零部部件件的的尺尺寸寸、形形状状及及相相对位位置置的的检测，例例如如轿车车身身、箱箱体体、导轨、涡轮、叶叶片片、凸凸轮、缸缸体体、齿轮等等空空间形形面面的的测量量。此此外外，还可可以以用用于于划划线、定定中中心心孔孔、光光刻刻集集成成线路路等等，并并可可以以对连续曲曲面面进行行扫描描及及制制备数数控控机机床床的的加加工工程程序序等等。由由于于它它的的通通用用性性强、测量量范范围大大、精精度度高高、效效率率高高、性性能能好好、能能与与柔柔性性制制造系造系统相相连接，已成接，已成为一一类大型的精密大型的精密仪器。器。越来越多的工件需要越来越多的工件需要进行空行空间三三维测量，而量，而传统的的测量量方法不能方法不能满足生足生产的需要。的需要。越来越多的工件需要越来越多的工件需要进行空行空间三三维测量，而量，而传统的的测量量方法不能方法不能满足生足生产的需要。的需要。随着生随着生产规模日益模日益扩大，加工精度不断提高，除了需要大，加工精度不断提高，除了需要高精度三坐高精度三坐标测量机在量机在计量室量室检测外，外，为了便于直接了便于直接检测工件，工件，测量往往需要在加工量往往需要在加工车间进行，或将行，或将测量机直量机直接串接串联到生到生产线上。上。实现逆向工程的需要，例如随着汽逆向工程的需要，例如随着汽车工工业的的发展，展，车身身改型改型换代加快，往往要按已有的零件模型去仿制改型，代加快，往往要按已有的零件模型去仿制改型，所以需要所以需要测量出零件的三量出零件的三维形状数据。根据形状数据。根据这些数据建些数据建模，再模，再编制加工程序，然后将程序制加工程序，然后将程序输入到数控机床加工入到数控机床加工模具。因此，需要与模具。因此，需要与“数控机床数控机床”或或“加工中心加工中心”相配合的相配合的三三维检测技技术。5.1 三坐三坐标测量机的作用与量机的作用与类型型1.三坐三坐标测量机的作用量机的作用(1)对复复杂形形状状表表面面轮廓廓尺尺寸寸进行行测量量，例例如如箱箱体体零零件件的的孔孔径径与与孔孔位位、叶叶片片与与齿轮、汽汽车与与飞机机等等的的外外廓廓尺尺寸寸检测等。等。(2)提提高高三三维测量量的的测量量精精度度。目目前前高高精精度度三三坐坐标测量量机机的的单轴精精度度，每每米米长度度在在1m以以内内，三三维空空间精精度度达达到到1-2m。对于于车间检测用用的的三三坐坐标测量量机机，每每米米测量精度量精度单轴也达到也达到3-4m。(3)由由于于三三坐坐标测量量机机可可与与数数控控机机床床和和加加工工中中心心配配套套组成成生生产加加工工线或或柔柔性性制制造造系系统，而而可可促促进自自动生生产线的的发展。展。(4)大大大大地地提提高高了了测量量效效率率。尤尤其其是是电子子计算算机机的的引引入入，不不 但但 便便 于于 数数 据据 处 理理，而而 且且 可可 以以 完完 成成CNC(Computerized Numerical Control)的的控控制制功功能能，可大大可大大缩短短测量量时间。2.三坐三坐标测量机的量机的类型型(1)按按照照三三坐坐标测量量机机的的测量量范范围，可可将将它它分分为小小型、中型与大型。型、中型与大型。小小型型三三坐坐标测量量机机主主要要用用于于精精密密的的模模具具、刀刀具具、工工具具、首首饰、微微刻刻与与集集成成线路路板板等等。最最长的的坐坐标方向小于方向小于500mm。中中型型三三坐坐标测量量机机的的测量量范范围在在500-2000mm。主要用于主要用于对模具模具类零件的零件的测量。量。大大型型三三坐坐标测量量机机的的测量量范范围大大于于2000mm，主主要要应用用于于汽汽车和和飞机机外外形形、发动机机与与推推进器器叶叶片片等等大大型型零零件件的的测量量与与检测。近近年年来来，非非接接触触式的大型三坐式的大型三坐标测量机量机应用用较多。多。(2)按三坐标测量机的测量精度分类，有低精度、中精度和高精度的测量机。低精度的测量机主要是具有水平臂的三坐标测量划线机，单轴的最大测量不确定度大约在l10-4L，空间的最大测量不确定度在(23)10-4L之间，其中L 为最大测量程。中等精度的三坐标测量机的单轴最大测量不确定度大约为l10-5L，空间的最大测量不确定度在(23)10-5L之间。高精度三坐标测量机多称为精密型或计量型测量机，主要在计量室使用，单轴的最大测量不确定度大约为110-6L，空间的最大测量不确定度在(23)10-6L之间。(3)按按照照测头是是否否和和零零部部件件表表面面接接触触，可可以以将将测量量机机分分为接接触触式式三三坐坐标测量量机机和和非非接接触触式式三三坐坐标测量机。量机。接接触触式式测量量的的基基本本原原理理是是力力一一变形形原原理理，它它可可以以进行行触触发式式或或者者连续的的数数据据采采集集。接接触触式式三三坐坐标测量量机机又又可可以以按按自自动化化程程度度分分类，分分为手手动型型、机机动型型和和CNC型型。按按照照主主机机的的结构构形形式式与与运运动关关系系分分类，可可分分为桥框框式式、龙门式式、悬臂臂式式、立立柱柱式式、卧卧镗式、式、仪器台式和极坐器台式和极坐标式等。式等。非非接接触触式式测量量方方法法主主要要运运用用光光学学原原理理，有有激激光光三三角角测量量法法、激激光光测距距法法、结构构光光学学法法，以以及及图形形分分析析法法，工工业计算算机机断断层数数据据测量量、磁磁共共振振成成像像术测量法、超声波法和量法、超声波法和层去去扫描怯等。描怯等。5.2 接触式三坐接触式三坐标测量机量机 接接触触式式三三坐坐标测量量机机是是最最早早发展展起起来来的的一一种种三三坐坐标测量量设备，在在车身身制制造造行行业应用用广广泛泛。接接触触式式三三坐坐标测量量机机可可对车身身油油泥泥模模型型、白白车身身总成成，及及前前挡风玻玻璃璃、仪表表板板、座座椅椅等等部部件件进行行测量，也可以配合零件量，也可以配合零件检测数据数据进行行车身身焊装装质量的量的检测。5.2.1 测量机原理与基本量机原理与基本结构构1.测量机原理量机原理接接触触式式三三坐坐标测量量机机的的原原理理是是：将将被被测件件置置于于三三坐坐标的的测量量空空间之之内内，测出出接接触触点点处的的坐坐标位位置置，根根据据这些些点点的的空空间坐坐标值，经过计算可以求出被算可以求出被测件的几何尺寸、形状及位置。件的几何尺寸、形状及位置。2.基本基本结构构接接触触式式三三坐坐标测量量机机的的基基本本结构构可可分分为主主机机、测头、电气系气系统三大部分，如三大部分，如图5-5所示。所示。1）主机）主机（1）三坐）三坐标测量机主机的构造量机主机的构造 框架框架结构构；标尺系尺系统；导轨；驱动装置装置；平衡部件平衡部件；转台与附件台与附件。(2)三坐三坐标测量机主机的量机主机的结构形式与材料构形式与材料 三三坐坐标测量量机机主主机机的的结构构形形式式可可归纳为七七大大类：桥框框式式、悬臂臂式式和和龙门式式，这三三类即即称称为三三坐坐标测量量机机；由由镗床床演演变而而来来的的立立柱柱式式和和卧卧 镗 式式，通通 常常 称称 这 两两 类 为 万万 能能 测 量量 机机(Universal Measuring Machine，UMM)；由由测量量显微微镜演演变而而来来的的仪器器台台式式，又又称称三三坐坐标测量量仪；以以及及根根据据极极坐坐标原原理理制制成成的的极极坐坐标式式等等。图5-7是是移移动桥式式，图5-8是是固固定定桥式式，图5-9是是龙门式式，图5-10是是水水平平臂臂式式(也也是是悬臂臂式式的一种的一种)，图5-11是是悬臂式。臂式。结构材料主要有：构材料主要有：铸铁、钢、花、花岗石、陶瓷和石、陶瓷和铝。(3)标尺系尺系统 标尺尺系系统，也也称称测量量系系统，是是三三坐坐标测量量机机的的重重要要组成成部部分分。按按系系统的的性性质，可可分分为机机械械式式标尺尺系系统、光光学式学式标尺系尺系统和和电气式气式标尺系尺系统 2)三三维测头 三三维测头即即是是三三维测量量传感感器器，它它可可在在3个个方方向向上上感感受受瞄瞄准准信信号号和和微微小小位位移移。三三坐坐标测量量机机测头的的两两大大基基本本功功能能是是测微微(即即测出出与与给定定的的标准准坐坐标值的的偏偏差差值)和和触触发瞄瞄准准并并过零零发讯。按按照照结构构原原理理，测头可可分分为机机械械式式、光光学学式式和和电气气式式等等。机机械械式式主主要要用用于于手手动测量量；光光学学式式主主要要由由于于非非接接触触式式测量量；电气气式式多多用用于于接接触触式式的的自自动测量量。3)电气系气系统(1)计算机硬件部分。(2)测量机软件，包括控制软件与数据处理软件。它可进行坐标变换与测头校正，生成探测模式与测量路径，还用于基本几何元素及其相互关系的测量、形状与位置误差测量，齿轮、螺纹与凸轮的测量、曲线与曲面的测量等。(3)打印与绘图装置。(4)电气控制系统，是测量机的电气控制部分，具有单轴与多轴联动控制、外围设备控 制、通信控制和保护与逻辑控制等。5.2.2 应用特点用特点 接触式三坐接触式三坐标测量机的精度的表示方法主量机的精度的表示方法主要有要有3种：种：(1)测量机本身的精度：主要是指坐量机本身的精度：主要是指坐标位置的点位置的点位精度。位精度。(2)重复精度：是重复精度：是测量机重复量机重复测量某一尺寸量某一尺寸时测量量结果的果的变动范范围。(3)示示值精度：是精度：是测量机量机测量任何已知尺寸所得量任何已知尺寸所得测量量结果的果的误差范差范围。接触式三坐接触式三坐标测量的量的优点：点：(1)机械机械结构及构及电子系子系统已相当成熟，故有已相当成熟，故有较高的高的准确性和可靠性；准确性和可靠性；(2)与被与被测件表面的反射特性、件表面的反射特性、颜色及曲率关系不色及曲率关系不大；大；(3)被被测件固定在三坐件固定在三坐标测量机上，并配合量机上，并配合测量量软件，可快速准确地件，可快速准确地测量出被量出被测件表面的基本几何件表面的基本几何形状，如面、形状，如面、圆、圆柱、柱、圆锥、圆球等。球等。接触式三坐接触式三坐标测量的缺点：量的缺点：(1)为了了确确定定测量量基基准准点点需需使使用用特特殊殊的的夹具具，这会会导致致较高高的的测量量费用用。不不同形状的同形状的产品会造成原来的品会造成原来的夹具不适用而使成本增加。具不适用而使成本增加。(2)球球形形测头容容易易因因接接触触力力造造成成磨磨损，所所以以，为了了维持持一一定定的的精精度度，需需要要经常校正球形常校正球形测头的直径。的直径。(3)不当的操作容易不当的操作容易损害被害被测件某些重要部位的表面精度，也会使件某些重要部位的表面精度，也会使测头损坏。坏。(4)接触式触接触式触发测头是以逐点是以逐点进出方式出方式进行行测量的，所以量的，所以测量速度慢。量速度慢。(5)检测一一些些内内部部元元件件有有先先天天的的限限制制，如如测量量内内圆直直径径，触触发测头的的直直径径必必定要小于被定要小于被测内内圆直径，被直径，被测件内部不易件内部不易测量量处是是测量的死角。量的死角。(6)对三三维曲曲面面的的测量量，因因传统触触发式式测头是是感感应元元件件，测量量到到的的点点是是测头的的球球心心位位置置，故故欲欲求求得得物物体体真真实外外形形则需需要要对调头半半径径进行行补偿，因因而而可可能能会会导致致修修正正误差差的的问题。计算算比比较繁繁琐，同同时这也也是是测量量误差差的的来来源之一。源之一。(7)接接触触测头在在测量量时，测头的的接接触触力力将将使使测头尖尖端端部部分分与与被被测件件之之间发生生局部局部变形而影响形而影响测量量值的的实际读数。数。(8)测量系量系统的支撑的支撑结构存在静构存在静态及及动态误差。差。(9)由由于于测头触触发机机构构的的惯性性及及时间延延迟而而使使测头产生生超超越越(Overshoot)现象，象，趋近速度会近速度会产生生动态误差。差。(10)因因为接接触触面面积与与被被测件件表表面面的的几几何何形形状状有有关关，即即使使测量量接接触触力力保保持持一一定，定，测量量压力并不能保力并不能保证一定。一定。5.3 非接触式三坐非接触式三坐标测量机量机5.3.1 测量原理与基本量原理与基本结构构1常用的非接触式常用的非接触式测量方法量方法(1)三三角角测量量法法。其其工工作作原原理理是是，由由激激光光器器(通通常常是是半半导体体激激光光器器)发出出的的光光，经光光学学系系统形形成成一一个个很很细的的平平行行光光束束，照照到到被被测工工件件表表面面上上。由由工工件件表表面面反反射射回回来来的的光光，可可能能是是镜面面反反射射光，也可能是漫反射光。光，也可能是漫反射光。(2)光光纤式式测量量法法。其其原原理理是是通通过被被测量量的的形形面面变化化来来调制制光光波波，使使光光纤的的光光波波参参量量随随被被测量量的的形形面面变化化而而变化化，从从而而根根据据被被测信信号号的的大小求得被大小求得被测形面的空形面的空间位置关系。位置关系。(3)视像像测量量法法。视像像测头是是用用显微微镜和和投投影影的的方方法法进行行瞄瞄准准的的发展展。测头通通常常由由照照明明、放放大大镜、CCD摄像像头与与监视器器组成成。通通过一一定定方方式式的的照照明明，将将物物体体的的几几何何轮廓廓变为光学光学轮廓。廓。(4)计算算机机断断层扫描描(Computed Tomography，CT)技技术最最具具代代表表的的是是基基于于X射射线的的CT扫描描机机。它它以以测量量物物体体对X射射线的的衰衰减减系系数数为基基础，用用数数学学方方法法经过计算算机机处理而重建断理而重建断层图像。像。(5)磁磁共共振振成成像像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)也也称称为核核磁磁共共振振，该技技术的的理理论基基础是是核核物物理理学学的的磁磁共共振振理理论，是是20世世纪70年年代代末末以以后后发展展的的一一种种新新式式影影像技像技术。(6)超超声声波波测量量法法采采用用的的是是超超声声波波的的数数字字化化方方法法，其其原原理理是是当当超超声声波波脉脉冲冲到到达达被被测物物体体时，在在被被测物物体体的的两两种种介介质边界界表表面面会会发生生回回波波反反射射，通通过测量量回回波波与与零零点脉冲的点脉冲的时间间隔，即可隔，即可计算出各面到零点的距离。算出各面到零点的距离。(7)层去去扫描描法法是是破破坏坏性性测量量方方法法，层去去扫描描法法适适用用于于测量物体截面量物体截面轮廓的几何尺寸。廓的几何尺寸。2光学光学测头(1)一一维测头，如三角法，如三角法测头、光、光纤测头等；等；(2)二二维测头，主主要要是是各各种种视像像测头，如如利利用用CCD摄像像机机测量平面量平面轮廓的廓的测头；(3)二二维加加一一维测头，是是在在二二维测头基基础上上，再再增增加加对焦焦功能，使它能功能，使它能实现三三维测量；量；(4)三三维测头，如如用用莫莫尔条条纹技技术形形成成等等高高线进行行条条纹计数的数的测头、体、体视式式测头；(5)接接触触式式测头。它它首首先先利利用用测端端拾拾取取工工件件表表面面位位置置信信息息，然后用光学原理然后用光学原理进行行转换。根根据据测量量方方法法，光光学学测头可可分分为三三角角法法测头、光光纤式式测头、视像像测头等。等。3ATOS三坐三坐标测量机量机 ATOS三三坐坐标测量量机机是是德德国国GOM公公司司开开发的的产品品，ATOS三三坐坐标测量量机机主主要要包包括括光光学学测头、支支架架、控控制制器器、标尺尺、Tritop数数码相相机机测量量定定位位系系统和和相相应的的计算算机机软件件及及硬硬件件等等，如如图5-16所所示示。图5-17是是ATOS光学三坐光学三坐标测量机的量机的测头。ATOS三三坐坐标测量量机机的的整整个个测量量过程程是是基基于于光光学学三三角角形形原原理理的的。测量量过程程中中，系系统投投射射一一束束光光带条条纹到到被被测量量件件，以以这些些投投射射到到被被测件件上上的的条条纹为基基础，由由两两个个摄像像镜头完完成成接接收收和和测量量，其其原原理理如如图5-18所所示示。根根据据光光学学的的变形形原原理理，计算算机机能能够从从接接收收到到的的精精确确像像素素信信息息自自动计算算出出被被测件件的的三三维位位置置坐坐标。按按照照这种种摄像像解解决决方方法法，每每一一次次单独独的的扫描描测量量可可以以得得到到被被测曲曲面面的的多多达达数百万个点的信息。数百万个点的信息。5.3.2 应用特点用特点采用非接触式三坐采用非接触式三坐标测量，有如下突出的量，有如下突出的优点点：(1)能能够快速收集到快速收集到测量曲面的量曲面的计算机建模信息，用于算机建模信息，用于CAD、FEM分析等；分析等；(2)测量点云能量点云能够实现与与CAD数据、工程数据、工程图或或样本的本的对比；比；(3)能能够对零件零件进行快速复制，快速成型或数控加工；行快速复制，快速成型或数控加工；(4)能能够应用数字化用数字化样机；机；(5)能能够测量体量体积小、形状复小、形状复杂和体和体积很大的被很大的被测零件；零件；(6)测量点云的噪声点数量小，并且可以量点云的噪声点数量小，并且可以经过调整而整而进一步减少一步减少噪声点；噪声点；(7)接触式接触式测量量设备不能不能测量的量的结构，如内部构，如内部结构，各种柔构，各种柔软的、的、易易变形的物体和不可接触的高精密被形的物体和不可接触的高精密被测件等；件等；(8)能能够装在机器人上装在机器人上实现自自动测量；量；(9)重量重量轻、结构构紧凑、操作凑、操作简单；(10)带有先有先进的的计算和渲染算和渲染测量点云的功能。量点云的功能。非接触式三坐非接触式三坐标测量的主要缺点：量的主要缺点：(1)因因为非接触式非接触式测头大多是接收被大多是接收被测件表面的反件表面的反射光或散射光，容易受到被射光或散射光，容易受到被测件表面的反射特件表面的反射特性的影响，如性的影响，如颜色、斜率等；色、斜率等；(2)测头容易受到容易受到环境光境光线及及杂散光影响；散光影响；(3)非接触式非接触式测量只做被量只做被测件件轮廓坐廓坐标点的大量取点的大量取样，不能，不能进行面上指定点的行面上指定点的测量，量，对边线及凹及凹孔等的孔等的处理比理比较困困难；(4)使用光学使用光学测头测量量时，测量量镜头的焦距的焦距调整会整会影响影响测量精度；量精度；(5)被被测件表面的粗糙度会影响件表面的粗糙度会影响测量量结果；果；(6)光学阴影光学阴影处及光学焦距及光学焦距变化化处是是测量死角量死角。5.4 测量点的数据量点的数据处理理5.4.1 应用接触式三生林用接触式三生林测量机得到的量机得到的测量点的量点的数据数据处理理1.测量数据中的异常点的剔除量数据中的异常点的剔除判断异常点的方法有：判断异常点的方法有：(1)直直接接观察察法法：用用肉肉眼眼直直接接将将与与截截面面数数据据点点偏偏离离较大大的的、与与测量量顺序序连线有有突突然然变化化或或相相差差较大的和存在于屏幕上的孤点剔除；大的和存在于屏幕上的孤点剔除；(2)曲曲线检查法法：对截截面面数数据据点点拟和和得得到到一一条条曲曲线。根根据据曲曲线的的光光顺情情况况，剔剔出出曲曲线上上的的偏偏差差较大点；大点；(3)弦弦高高差差方方法法：连接接检查点点的的前前后后两两点点，计算算弦高，若大于弦高，若大于给定的允差，定的允差，则剔除剔除该点。点。2测量数据的球形量数据的球形测头半径半径补偿 当反求模型的精度要求较高时，应对测量数据进行测头当反求模型的精度要求较高时，应对测量数据进行测头补偿，否则重建的模型将在尺寸上与被测有偏差。图补偿，否则重建的模型将在尺寸上与被测有偏差。图5-20所示是球形测头的半径补偿示意图。所示是球形测头的半径补偿示意图。3测量点云数据的量点云数据的编辑 对测量量数数据据的的编辑主主要要是是对测量量点点云云的的分分割割、复复制制、删改改、分分块、对齐和定位等。和定位等。4测量点云数据的量点云数据的标准格式准格式转换 常常用用的的数数据据交交换标准准有有IGES标准准、STEP标准准，以以及及DXF、ASCII等。等。5.4.2 非接触式三坐非接触式三坐标测量机的量机的测量点云的数据量点云的数据处理理对于光学式三坐于光学式三坐标测量机的量机的测量点云数据的量点云数据的处理主要包括：理主要包括：1.对测量点云数据中的异常点的剔除量点云数据中的异常点的剔除2.对测量点云数据的坐量点云数据的坐标对齐与定位与定位3对测量数据的量数据的编辑对非非接接触触式式三三坐坐标测量量机机的的测量量点点云云的的编辑主主要要有有分分割割、复复制制、删改、精改、精简等。等。4测量点云数据的量点云数据的标准格式准格式转换5.5 三坐三坐标测量机在量机在车身身CAD的的应用用1三坐三坐标测量机的量机的选用原用原则1)合理的合理的测量精度量精度2)合乎要求的合乎要求的测量范量范围(1)被被测件的所需件的所需测量部分不一定是整个工件。量部分不一定是整个工件。(2)z轴与与z向空向空间高度的关系。高度的关系。(3)接接长测杆的杆的问题。3)合适的合适的测量机量机类型型4)丰富的丰富的测量量软件件5)符合要求的符合要求的测量效率量效率6)功能功能齐全的全的测头7)满意的意的经济效益效益2接触式三坐接触式三坐标测量机的量机的应用用应用接触式三坐用接触式三坐标测量机的量机的测量量过程一般包括以下几个方面：程一般包括以下几个方面：(1)选择测头的的类型、型、规格及确定格及确定测头的安装状的安装状态。(2)测头快遭移快遭移动到被到被测件坐件坐标定位点，以一定精度接近被定位点，以一定精度接近被测点，点，建立工件的建立工件的测量原点。量原点。(3)将将测头移移动到被到被测件的件的测量位置附近，当接触状量位置附近，当接触状态达到要求达到要求发出出过零信号零信号时，记录测量点的坐量点的坐标值(x，y，z)数据。数据。(4)计算机算机处理理测量量结果。果。对于白于白车身外表面的身外表面的测量，可以根据曲率量，可以根据曲率变化的情况化的情况进行分行分块测量，分量，分块测量的基本原量的基本原则是：是：(1)一一块曲面的曲率曲面的曲率变化尽量均匀，化尽量均匀，变化化过于于剧烈会影响重建曲面烈会影响重建曲面的的质量。量。(2)在能在能够控制被控制被测曲面形状的前提下，尽量使分曲面形状的前提下，尽量使分块后后测量数据点量数据点较少。少。(3)尽量使分尽量使分块后后测量曲面量曲面为四四边域曲面。域曲面。(4)使相使相邻的的测量曲面量曲面边界有某种界有某种简单的的对应关系，使得后关系，使得后续的曲的曲面拼接工作容易面拼接工作容易实现。对车身身检测的要求主要有：的要求主要有：(1)定位合理；定位合理；(2)孔的孔的检测，包含孔径大小和孔的位置两，包含孔径大小和孔的位置两项内容；内容；(3)由由于于车身身零零件件轮廓廓普普遍遍为自自由由曲曲面面，需需要要根根据据具具体体情情况况采采取取多多种方式种方式进行外形行外形检查；(4)以划以划线方式方式检查被被测件的件的轮廓；廓；(5)待待测零件需要零件需要夹紧等。等。3非接触式三坐非接触式三坐标测量机的量机的应用用 非接触式光学三坐非接触式光学三坐标测量机在量机在车身身CAD应用用较多。多。在在应用用光光学学式式三三坐坐标测量量机机测量量开开始始之之前前，首首先先要要对测量量机机做如下的做如下的测量准量准备工作：工作：(1)开启开启计算机及算机及测量控制系量控制系统；(2)硬件校准，包括校准硬件校准，包括校准镜头焦距、光圈等；焦距、光圈等；(3)测量量软件初始化件初始化标定定。图5-21所所示示的的是是ATOS光光学学三三坐坐标测量量机机的的测量量过程程。图5-22所所示示的的是是数数码相相机机测量量被被测件件数数码点点和和参参考考点点；图5-23所所示示的的是是安装在机器人上的安装在机器人上的ATOS光学三坐光学三坐标测量机量机对车门总成的成的测量。量。在在扫描描测量的量的过程中，有以下几点需要加以注意：程中，有以下几点需要加以注意：(1)贴参参考考点点时应注注意意技技巧巧，数数码点点和和参参考考点点的的粘粘贴一一定定要要牢牢固固。在在曲曲面面较平平坦坦的的区区域域可可以以稀稀疏疏一一些些，而而在在曲曲率率变化化较大大的的区区域域可可密密集集一一些些。另另外外，贴参参考考点点的的时候候，注注意意不不要要使使参参考考点点有有较大大变形形，以以免免造造成成识别困困难，影响，影响测量点云数据的精度。量点云数据的精度。(2)在在测量量的的过程程中中，有有时会会出出现点点云云对齐错误的的情情况况。此此时，应删去去错误点点云云及及相相应拾拾取取的的错误参参考考点点，重重新新进行行测量。量。(3)在在测量量的的过程程中中，多多视点点云云的的对齐时，可可人人工工干干预参参考点的考点的选取，最大限度地提高取，最大限度地提高测量精度。量精度。(4)需需要要注注意意被被测件件的的边界界。边界界点点云云可可能能不不够完完整整，因因此在此在测量的量的过程中程中应注意注意对边界的界的测量。量。由由ATOS与与Tritop所采集到的所采集到的详实、精确的、精确的测量点云数据，可以用于量点云数据，可以用于进行下一步的三行下一步的三维造造型和型和车身身CAD建模等。建模等。图5-24所示是所示是应用用ATOS测量得到的量得到的轿车车身外表面点云敷据。身外表面点云敷据。图5-25即即为使用使用CAD软件件对图5-24所示的所示的测量点云建模得到的量点云建模得到的车身外表身外表面面CAD模型。模型。