隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和質(zhì)量控制需求的增多，多種用于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量工具應(yīng)運(yùn)而生，如激光跟蹤儀、關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)、大型掃描儀等。這類設(shè)備相對(duì)于傳統(tǒng)三坐標(biāo)而言，精度低且測(cè)量過(guò)程需要人手動(dòng)操作，但是可以方便地移動(dòng)到車間的測(cè)量工件附近，無(wú)需特殊的溫度、濕度、氣源等條件，在車間環(huán)境中也可以保證測(cè)量精度。因具備便攜性和方便性，這類設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。其中，激光跟蹤儀以其適合于汽車車身測(cè)量的方便性、量程和精度，在車身主機(jī)廠、配套廠得到認(rèn)可，作為三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的補(bǔ)充，越來(lái)越多地出現(xiàn)在車間的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)。

      激光跟蹤儀6D測(cè)量技術(shù)

      傳統(tǒng)的激光跟蹤儀測(cè)量以3D測(cè)量為主，即反射鏡（靶鏡）測(cè)量方式，測(cè)量的數(shù)值為球心坐標(biāo)值X,Y,Z(也可以以其他坐標(biāo)系方式顯示)，主要應(yīng)用于航空航天、汽車中工裝、型架等部件的測(cè)量、安裝和調(diào)整。隨著工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用需求的增多，除了單一的通過(guò)反射鏡進(jìn)行測(cè)量和跟蹤，使用者更希望將跟蹤儀應(yīng)用到加工工件的測(cè)量中。這類工件形狀復(fù)雜，測(cè)量特征分布廣泛，單純依靠跟蹤儀轉(zhuǎn)站和隱藏點(diǎn)輔助測(cè)量工具已經(jīng)很難滿足精度和效率的測(cè)量要求。

      在這種情況下，Leica的6D測(cè)量產(chǎn)品——T系列解決方案應(yīng)運(yùn)而生。T系列測(cè)量工具的原理是通過(guò)在跟蹤儀上增加T-Cam相機(jī)，從而在測(cè)量和跟蹤過(guò)程中，不僅可以監(jiān)控跟蹤目標(biāo)的X,Y,Z(中心值)，同時(shí)還可以提取目標(biāo)的 I,J,K(沿三個(gè)方向的扭轉(zhuǎn))用于代表目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)。這種方式可以得到更多的計(jì)算信息（見(jiàn)圖1）。

      ⒈ 走動(dòng)式三坐標(biāo)——T-Probe測(cè)頭

       通過(guò)在T-Probe測(cè)頭上增加紅寶石探針，可以使其像三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)一樣完成工件上的接觸測(cè)量，測(cè)量范圍能夠達(dá)到直徑50m。這樣既方便地利用了激光跟蹤儀的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力、便攜性能，又能夠滿足車身工件的高精度測(cè)量需求，可應(yīng)用于車身零部件、分總成、匹配等過(guò)程中的檢測(cè)和問(wèn)題診斷。

        在使用過(guò)程中，測(cè)頭無(wú)線連接任何電纜，本身自帶鋰電池，通過(guò)點(diǎn)擊測(cè)量工具上的按鍵可以進(jìn)行測(cè)量、刪除、連續(xù)掃描等操作，從而將激光跟蹤儀擴(kuò)展成為走動(dòng)式的三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)線、無(wú)臂操作（見(jiàn)圖2）。

        ⒉ 非接觸測(cè)量——T-Scan測(cè)頭

        除T-Probe之外，T系列工具還同時(shí)包括可以滿足大尺寸空間掃描需求的T-Scan系統(tǒng)（見(jiàn)圖3）。使用人員可以通過(guò)手持T-scan測(cè)頭，以點(diǎn)云、三角網(wǎng)格、曲面渲染等多種方式反映工件的表面形狀信息，用于曲面形狀比對(duì)分析、尺寸控制、逆向等。

      相對(duì)于硬測(cè)頭單點(diǎn)測(cè)量，T-scan測(cè)量效率更高，測(cè)頭每秒可以測(cè)量20000個(gè)點(diǎn)，應(yīng)用于車身輪廓掃描對(duì)比檢測(cè)、逆向、Flush&Gap分析、腰線測(cè)量等。

      車身檢測(cè)中的6D測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

      ⒈ 車身關(guān)鍵特征尺寸測(cè)量

在車身中，有大量的特征點(diǎn)、固定孔、槽、圓柱等特征需要進(jìn)行快速檢測(cè)，特別是車身內(nèi)部的安裝孔位，需要測(cè)量設(shè)備在保證精度的前提下能夠方便地進(jìn)入測(cè)量。T-Probe無(wú)線、無(wú)臂的特點(diǎn)正滿足了這種需求。T-Probe整個(gè)系統(tǒng)空間測(cè)量精度能夠達(dá)到7um/m，通過(guò)不同探針長(zhǎng)度及安裝位置的組合，可以實(shí)現(xiàn)車身特征的全尺寸檢測(cè)，且測(cè)頭操作方式友好，單人就可以完成測(cè)量。

       ⒉ 車身覆蓋件曲面掃描

       隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)車身覆蓋件的曲面輪廓質(zhì)量的控制越來(lái)越重要。傳統(tǒng)車身輪廓檢測(cè)以接觸方式進(jìn)行單點(diǎn)采集或連續(xù)掃描為主，將獲取的單點(diǎn)的坐標(biāo)和理論點(diǎn)坐標(biāo)相比，在車身表面以抽樣的方式進(jìn)行曲面輪廓對(duì)比。

       近年來(lái)，Leica T-Scan激光掃描測(cè)頭以其快速的點(diǎn)云采集得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其主要特點(diǎn)如下：

* 快速的點(diǎn)云采集速度，20000點(diǎn)/秒；
* 工件三維輪廓的實(shí)時(shí)顯示；
* 點(diǎn)數(shù)據(jù)與CAD軟件的通用性；
* 快速直觀的比對(duì)色差輸出；
* 坐標(biāo)系可以根據(jù)測(cè)量需求靈活調(diào)整，指導(dǎo)工件制造過(guò)程；
* 數(shù)據(jù)采集后，可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)用分析，具有可追朔性；
* 能適應(yīng)不同顏色、不同反光表面的工件，測(cè)量無(wú)需噴粉 。

其一般的檢測(cè)過(guò)程如下（見(jiàn)圖4、圖5）：

       ⒊ 車身配合尺寸分析

        在汽車制造過(guò)程中，除了要保證車身各零部件、分總成滿足尺寸控制公差外，還要確保經(jīng)過(guò)焊接、鉸鏈、膠合等方式組裝后各部件之間的相互關(guān)系滿足要求，如前蓋和翼子板、車燈和側(cè)圍、車門之間、天窗和車頂蓋等。這些尺寸控制直接影響車身的外觀、使用穩(wěn)定性以及功能型要求。在這類使用中，可以采用T-Probe（完成關(guān)鍵位置快速測(cè)量）和T-Scan（間隙輪廓全面分析）相結(jié)合的方式（見(jiàn)圖6、圖7、圖8）。

       總結(jié)

       綜上可知，Leica激光跟蹤儀的T-Probe和T-Scan 6D測(cè)量附件以其良好的車間現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性、手動(dòng)操作方便性及便攜性能，可以快速完成車間現(xiàn)場(chǎng)車身零件檢測(cè)、匹配分析、安裝調(diào)整等任務(wù)，在車身測(cè)量中具有很大的應(yīng)用價(jià)值。