4.4先進制造中的數字化測量

利用激光、數字像機、機器人，基于視覺技術(視覺傳感器、測量系統校準、大尺度的圖形拼接、控制網絡等技術),實現工件、部件、總成，如汽車（白車身）、船體(分段)、飛機(部件)等實時、在線、100%尺寸檢測。

精密測試技術是先進制造的重要技術基礎之一，是制造的眼睛。數字制造、逆向工程、虛擬制造等先進工藝都離不開精密測量，尤其是三維測量。美國、日本等汽車工業發達國家，在汽車制造行業，用于計量測試的費用占成本的10%左右。全程質量視覺檢測20世紀80年代，美國國家標準局就預計，檢測任務的90%將由視覺檢測（數字測量）系統來完成。主要應用車身總成尺寸檢測車身分總成（側圍、底盤等）及零部件尺寸檢測零部件上沖壓孔的數目、尺寸、位置等參數的檢測…………

以汽車制造過程中，車身制造精度的在線測量與監控為例：主要應用

以汽車制造過程中，車身制造精度的在線測量與監控為例：視覺檢測（數字化測量）主要類型固定式多傳感器視覺測量系統移動式機器人視覺測量系統數字像機視覺測量系統（一）固定式多傳感器視覺

測量系統測量系統框圖被測車身視覺傳感器定位機構傳送機構

電氣控制網絡控制圖像采集打印計算機視覺傳感器網絡接口測量系統結構圖車身主焊線總成檢測系統車間服務器質保部其它部門光纖骨干OA服務器網絡管理Internet應用服務器群中心交換機網絡中心100MB雙絞線樓內光纖骨干圖例∶局域網用戶視覺檢測工作站測量數據網絡共享網絡結構、視覺信息處理與通信、安全等主要關鍵技術關鍵技術——視覺傳感器

P單光條視覺傳感器

P多光條視覺傳感器

關鍵技術——測量系統校準傳感器坐標系經緯儀測量坐標系測量系統坐標系

保證精度；在現場進行

立體視覺傳感器

十字線視覺傳感器

傳感器坐標系系統坐標系工件坐標系傳感器坐標系攝象機坐標系各坐標系統演示系統校準演示校準參數：R、T測量數據曲線

（JETTA改型中夾具調整的依據）直方圖統計測量結果實時顯示實時、在線、100％檢測抗干擾能力強、穩定性好，適應生產線環境測量數據可連續保存5年以上測量速度快測量功能易于擴展基于網絡數據庫數據管理，數據查詢方便完全自動化操作，無人值守，維護簡便技術指標：

傳感器分辨率：0.01mm傳感器測量不確定度：0.1mm測量時間：<1s（每個傳感器）具有定位補償功能南汽曾統計，使用視覺測量系統比傳統方法效率提高百倍以上，單臺車身測量成本由千元降至十元以下JETTA焊裝線將測量系統作為產品改型中夾具調試的依據一汽新型重卡采用視覺測量系統嚴把新產品質量關使用效果：

（二）移動式機器人視覺

測量系統機器人本體測頭多機器人視覺測量校準測量技術指標：

傳感器分辨率：0.01mm傳感器測量不確定度：0.05mm單個特征點測量時間：<2s

具有自校準、誤差補償功能（三）數字像機視覺

測量系統運用攝影測量學中光束平差原理，建立全新的空間坐標測量模型，實現空間點三維坐標的高精度測量。OpXpYpZp(xp,yp,zp)測量校準光學測量機全局控制點大空間形貌數字拼接視覺測量其它應用光平面投射器光學系統攝象機BGA芯片引腳微電子器件封裝共面性視覺檢測無縫鋼管直線度在線視覺檢測

應用多個激光線結構光傳感器對無縫鋼管進行光切,求出各個光切面中心點的空間三維坐標,通過空間直線擬合和誤差評定算法,由此確定鋼管軸線的直線度.傳感器G11無縫鋼管被測鋼管截面圓周傳感器G12傳感器Gm1傳感器Gm2傳感器Gn1傳感器Gn2視覺三維形貌測量視覺三維形貌測量

基于雙目立體視覺的便攜式激光掃描三維形貌測量系統,該系統的測頭部分安裝了5個激光器,將掃描速度提高了5倍,而且采用兩個攝像機同時攝取掃描激光光條圖像,避免了對投