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汽車智造升級加速—光學三維測量技術在汽車行業(yè)的應用
來源：惟景三維 作者：Vision3d
182024.04
工業(yè)4.0時代，制造業(yè)轉型升級加速，零部件生產周期加快，市場需求更加多樣化，汽車行業(yè)競爭愈發(fā)激烈，對于制造精度、檢測效率、整車質量的要求不斷提高，為降低制造成本、提高生產效率、確保產品質量，越來越多的車企廠商開始探尋更加直接、精準、有效的質量控制解決方案。
汽車零部件種類繁多，人工等傳統(tǒng)檢測方式因存在過度依賴操作經驗、在線批量檢測實現難度大、測量結果難以追溯等不足，無法滿足目前車企廠商的技術要求和生產周期。
從設計開發(fā)、模具制造到沖壓、焊接件的批量檢測、總裝過程中的虛擬裝配等一系列環(huán)節(jié)，光學三維測量技術為汽車制造全流程環(huán)節(jié)提供一站式三維數字化解決方案，助力汽車制造產業(yè)質量控制提升。
設計階段：掃描得到的數據可用于車輛的逆向設計、加速整車機械架構布置設計、車身造型數據生成等，縮短產品開發(fā)周期；
制造階段：精準獲取零部件的三維尺寸數據，檢測零件的精準性和一致性，保證零件生產、裝配質量；
維修階段：對車身受損處進行數據采集，判斷車身變形受損情況，為修復方案提供數據支撐或虛擬維修展示。
光學三維測量優(yōu)勢：
質量保證：最高精度可達微米級，輕松實現零件細節(jié)特征的精確捕捉和質量控制，檢測數據更加精準、穩(wěn)定、完整；
效率提高：上料即掃，輕松完成零件檢測準備及程序控制，數據采集處理速度快，所需人工勞動大幅減少，自動化程度提升，效率加快；
可視化數據：定制化檢測報告，檢測數據直觀可追溯，可對批量檢測的三維數據進行有效的數據存檔管理，為后續(xù)工藝改進及質量問題追溯提供數據支撐；
易學易用：設備經過簡單技術培訓即可上手操作，且對操作人員經驗要求不高，只需一鍵啟動，系統(tǒng)即可全自動運行；
降本增效：產品開發(fā)周期縮短，零件檢測效率加快，人工等投入減少，利于企業(yè)實現降本增效。
高精度3D數字化技術-賦能汽車行業(yè)高質量發(fā)展
01 鈑金件檢測
汽車鈑金件種類多、批量大，在汽車制造工藝中占到60%左右，廣泛應用于車身覆蓋件、加強件中，具有復雜的幾何形狀和嚴格的公差要求。
光學三維測量技術廣泛應用于原型設計、尺寸檢測、批量生產等鈑金件生產制造過程，對鈑金件進行尺寸精度測量，有助于對單品進行精度和質量確認，避免總成零件質量出現較大誤差，影響最終產品量產質量。
逆向設計：快速準確全面地獲取產品原型數據，用于進一步地設計和優(yōu)化，縮短設計周期。
尺寸檢測：快速獲取零件三維形貌數據，與原始數模進行擬合比對，對零部件尺寸偏差進行把控判斷，為產品質量控制提供數據支撐。
回彈分析：鈑金件會出現回彈現象，造成與設計尺寸存在偏差，對沖壓零部件進行回彈趨勢檢測，快速定位回彈的位置和量值，為調整修改提供依據。
孔位檢測：基于孔位識別技術及多重曝光技術，實現零件表面孔、槽等細節(jié)特征位置的高精度檢測，避免影響后續(xù)裝配工藝。
適用零件：白車身、四門兩蓋、側圍、車頂蓋、底板、縱梁、發(fā)動機罩內板、翼子板等。
典型案例：汽車車門自動化三維檢測
| 一鍵啟動光學三維測量系統(tǒng)，無需人工干預對車門自動進行掃描路徑規(guī)劃，自動化、智能化完成對車門的數據采集。
優(yōu)勢：
1、單件檢測時間縮短，效率大幅提升，滿足批量檢測需求。
2、高精度先進測量算法，保證反光區(qū)域及槽、孔等細節(jié)特征精度。
02 注塑件檢測
注塑件具備生產效率高、輕便耐用、原材料浪費少等優(yōu)勢，為適應汽車輕量化的需求，汽車擋泥板、座椅支架、手柄等采用塑料為原材料，在注塑成型工藝中，從模具設計、合模填充、開模脫模，再到注塑件成型，每一個環(huán)節(jié)對設計和加工精度都有嚴格要求。
注塑模具檢測：不受模具形狀、大小限制，快速獲取模具三維尺寸數據，利于保證模具制造質量和模具校正，減少模具制造廠商迭代修改次數。
注塑件檢測：覆蓋注塑件原型開發(fā)、尺寸檢測、精密裝配等環(huán)節(jié)的質量檢測任務，在保證掃描精度的同時，掃描過程自動高效。
適用零件： 車燈燈罩、儀表盤、擋泥板、底盤蓋板、座椅支架、手柄、車身內外飾等。
典型案例： 汽車天窗自動化三維檢測
| 對汽車天窗進行自動化三維檢測，高效獲取天窗飾板、前/后玻璃安裝點、擋風網卡板點等多個位置關鍵數據。
優(yōu)勢：
1、檢測精度高速度快，檢測精度優(yōu)于0.1mm,單件檢測時間小于4分鐘。
2、排除人工因素對測量結果、分析結果的影響，極大地提升可重復性。
03 鑄件檢測
汽車部分核心部件采用鑄造工藝，一體壓鑄技術在電車領域也逐漸成為一個熱門應用，高精度三維掃描儀可應用于鑄造模具、砂芯檢測和鑄件本身檢測等方面，可實現鑄件全方位測量，對鑄件的生產設計、精度檢測、余量分析、輔助劃線有著重要作用。
逆向設計：精確地獲得零部件的三維數據，輔助客戶后期改良設計和加工生產。
尺寸檢測：對鑄件進行自動化三維檢測，及時發(fā)現并排除不合格品，提高產品質量和生產效率。
精準劃線：將掃描數據與鑄件模型進行對比，自動分析各加工面加工余量，在余量充足的情況下，自動對零件進行激光劃線。
適用零件： 變速箱殼體、壓鑄副車架、油底殼、發(fā)動機缸體、缸蓋等。
典型案例： 汽車壓鑄副車架自動化三維檢測
| 高效且準確的獲取副車架三維尺寸數據，并可基于批量檢測結果，對關鍵尺寸的趨勢進行分析，為后續(xù)加工工藝提供參考。
優(yōu)勢：
1、優(yōu)化的測量算法，無需對反光區(qū)域進行噴粉、貼點等預處理。
2、測量結果實時可視，數據自動化處理分析并生成定制化檢測報告。
04 鍛件檢測
鍛件經過高溫至冷卻的成形過程，會發(fā)生多次變形，成形精度難以控制，廢品率高，終鍛后即刻對高溫鍛件進行測量，有助于幫助追溯尺寸誤差，優(yōu)化工藝，避免批量廢品，保障鍛件質量，提高生產效率。
高溫檢測：高溫自動化設備可在1100℃鍛件前穩(wěn)定工作，精準獲取鍛件尺寸數據，掃描數據自動存儲，用于批量生產過程中尺寸精度控制及變形趨勢分析。
線邊、線上檢測：設備可直接作用于車間生產環(huán)境，滿足線邊離線檢測及在線全測全檢任務。
適用零件：汽車前軸、曲軸、傳動軸、連桿、齒輪、前橋、后橋等。
典型案例： 汽車曲軸自動化三維檢測
零件溫度：1100℃
| 抓取零件至檢測工位進行自動化三維測量，并根據檢測結果自動分揀，將合格零件分揀熱處理上件至下一工序。
優(yōu)勢：
1、消除高溫鍛件表面紅外輻射對圖像質量的影響，保證測量數據精準性。
2、實際生產車間使用，有效應對變溫、振動、粉塵等惡劣工況。
05 電動汽車三電系統(tǒng)檢測
三電系統(tǒng)作為電動汽車最為核心的技術系統(tǒng)，直接影響到汽車的最終性能及安全性，惟景三維光學三維測量技術具有高精度、高效率、數字化等特點，為新能源汽車動力系統(tǒng)的高質量生產提供智能化解決方案，確保新能源汽車的可靠性、穩(wěn)定性及安全性。
電池系統(tǒng)部件檢測：可對電池包尺寸、電池托盤等部件進行自動化三維檢測，避免因電池存在鼓包、變形等問題導致后續(xù)裝配不良。
電機系統(tǒng)部件檢測：對電機系統(tǒng)內部的定子、轉子、殼體、驅動軸等部件進行高精度尺寸檢測，提高電機檢測的整體效率及測量精度的同時降低了人工操作成本，保證了產品質量。
電控系統(tǒng)部件檢測：電控系統(tǒng)整體呈現功能復雜化、高度集成化的趨勢，對其連接器、電路板、殼體等部件進行質量控制，以保證電子元件更加高效和可靠。
適用零件： 電池包、電池托盤、定子、轉子、散熱基板等。
典型案例： 新能源汽車電池托盤自動化三維檢測
| 無需粘貼標志點即可對零件進行自動化三維測量，快速獲取零件表面高質量點云數據，單件檢測時間大幅縮短，滿足大批量在線檢測需求。
優(yōu)勢：
1、設備臂展延伸范圍廣，可有效解決電池托盤及其他中大型零件檢測難題。
2、優(yōu)化的測量算法，保證槽、孔測量精度，實現對孔的高質高效檢測。
惟景三維光學三維測量技術為汽車廠商提供了更加精準、高效的質量控制解決方案，助力汽車廠商生產效率和創(chuàng)新能力提升，實現數字化生產管理，推動我國汽車行業(yè)向更加智能化、高效化方向邁進。
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