激光检测在汽车制造过程中的应用

 

　　焊接是汽车制造过程中的重要工序之一，具有很高的技术指标要求，因此必须对焊接质量进行很好地检测。传统的检测方式通常是采用三坐标丈量机，但这种方式操纵复杂、速度慢、周期长，只能对工件进行抽检。视觉检测作为一种新型的检测手段，具有大量程、非接触、直观、快速、精度高等优点，因而可以应用于汽车车身的在线检测，及时反馈产品的误差信息，不仅进步了产品的合格率，同时也为工艺改进、减小误差提供了闭环反馈的尺寸控制手段，符合现代制造的质量工程要求。图1所示为通用视觉检测系统框图，其中视觉测头即为各种类型的视觉传感器。

　　

 

　　激光视觉检测系统车身的关键尺寸主要是风挡玻璃窗尺寸、车门安装处棱边位置、定位孔位置及各分总成的位置关系等，因此视觉传感器主要分布于这些位置四周，丈量其相应的棱边、孔、表面的空间位置尺寸等，一般为固定式丈量系统。在生产线上设计一个丈量工位，将定位好后的车身置于一框架内，框架由纵、横分布的金属柱、杆构成，可根据需要在框架上灵活安装视觉传感器。传感器的数目通常由被测点的数目来确定，同时根据被测点的形式不同，传感器通常又分为双目立体视觉传感器、轮廓传感器等多种类型。

　　1、工作原理

　　在实际应用中，通常是将多个视觉传感器组成一个视觉检测站，每个传感器首先计算出被测点在当前的传感器坐标系中的坐标，然后将所有视觉传感器坐标系汇聚在系统坐标系下，从而完成丈量。系统的工作主要建立在摄像机模型和立体视觉传感器三维丈量模型的基础上。为了得到被测点在车身定位坐标系中的坐标，需要以标准坐标系为中介，把被测点在传感器坐标系中的坐标转换到被测点在车身定位坐标系中，这就需要把传感器坐标系、车身定位坐标系与标准坐标系同一起来，称为中介坐标同一法。完成上述工作是通过局部标定和全局标定的过程来实现的。局部标定是利用透镜透视原理，标定出从世界坐标系到传感器三维坐标系的12个外部参数;全局标定采用的是中介坐标系方案(图2)，通过采用靶标，求出丈量传感器所对应的传感器坐标系到经纬仪坐标系的转换矩阵，完成坐标系的同一。