品牌關(guān)節(jié)臂廠家、江北關(guān)節(jié)臂、欣晟泰(查看)

1 引言

輪輻是汽車最重要的組成部件之一，對汽車行駛的安全性、整車外觀的美觀程度等具有重要的意義。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對于汽車輪輻的要求也越來越高，如何通過的科學(xué)技術(shù)和加工工藝，來不斷完善汽車輪輻的安全性和可靠性，延長汽車車輪的使用壽命，已成為目前整個行業(yè)所最為關(guān)注的問題之一。本文將重點(diǎn)闡述如何使用關(guān)節(jié)臂掃描儀，來完成車輪輪輻厚度的測量問題，通過該測量方法的使用，將極大的提高輪輻厚度的檢測效率和可靠性，對該類零件的加工具有重要的指導(dǎo)作用。

輪輻是車輪上連接輪輞和輪轂的部分，是保護(hù)車輪輪圈和輻條的重要裝置，如圖1所示。為了減重同時保證輪輻的強(qiáng)度，輪輻通常采用等強(qiáng)度不同厚度的設(shè)計，多以鋼板作為坯料進(jìn)行加工。其加工方法是先將坯料通過旋壓方法，加工成設(shè)計好的形狀，然后再進(jìn)行沖孔和外形休整等工序。如何保證輪輻厚度的準(zhǔn)確性，將極大的決定了輪輻的強(qiáng)度和使用壽命，好的輪輻不僅可以保證汽車在行駛過程中的穩(wěn)定程度和安全性，更可以避免因為磨損而造成汽車輪胎出現(xiàn)問題的可能性。

在傳統(tǒng)的汽車零部件的檢測過程中，遇到厚度一類的問題時，比較常見的方法是采用千分表或者卡尺等傳統(tǒng)量具進(jìn)行測量，該方法在測量一些加工較好的平面時還可以勉強(qiáng)使用，但是在遇到輪輻這一類型面復(fù)雜，特別是有大量曲面的零件時，這一類的舊方法就很難發(fā)揮作用了。而且，該方法往往只能測量部分點(diǎn)位置的厚度，不能有效反映零件的整體情況，因此已無法滿足現(xiàn)代化的加工工藝要求。那么該如何快速有效的完成這一類零件的厚度檢測要求呢?關(guān)節(jié)臂掃描儀的出現(xiàn)，剛好解決了這一難題。關(guān)節(jié)臂測量機(jī)，是一種新型的三坐標(biāo)測量機(jī)，具有精度高、體積小、重量輕、便于攜帶等特點(diǎn)。該設(shè)備對外界環(huán)境要求極低，可以在0～50℃的環(huán)境中正常使用，并可應(yīng)用于實驗室以及車間現(xiàn)場等多種環(huán)境，可實現(xiàn)傳統(tǒng)式固定式三坐標(biāo)的全部功能，目前已被廣泛的應(yīng)用于汽車零件、工程機(jī)械、航空航天、運(yùn)動器械，船舶重工等各個行業(yè)。關(guān)節(jié)臂測量機(jī)可根據(jù)測量尺寸的類型不同，從而配備硬測頭或者激光掃描測頭進(jìn)行檢測。在測量輪輻厚度時，由于希望得到有效而完整的數(shù)據(jù)，江北關(guān)節(jié)臂，因此配備激光掃描測頭的關(guān)節(jié)臂測量機(jī)將是測量時設(shè)備。

2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的掃描過程

要對輪輻零件的厚度做出準(zhǔn)確的評估，必須先獲取完整的輪輻點(diǎn)云數(shù)據(jù)。考慮到輪輻類零件的加工尺寸以及精度要求，可以選擇ROMER RA7525SI系列測量機(jī)來進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取。如果有合適的裝卡工具，可以將產(chǎn)品豎起固定輪輻兩側(cè)，從而一次完成全部數(shù)據(jù)的掃描；如果不方便裝卡，關(guān)節(jié)臂廠家，可以在輪輻表面使用熱熔硅膠固定，需要固定在零件翻轉(zhuǎn)兩面進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描時均能掃到的位置，這樣通過兩次掃描獲取零件正反兩側(cè)的完整數(shù)據(jù)。

3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼接

在測量軟件中，先將掃描的兩片點(diǎn)云數(shù)據(jù)上的作為球體定義好，將其中一片數(shù)據(jù)定義為參考基準(zhǔn)，另一片數(shù)據(jù)定義為測試數(shù)據(jù)，使用基于特征基準(zhǔn)對齊的方式，將球體一一對應(yīng)好，將數(shù)據(jù)拼接完成，并合為一個整體數(shù)據(jù)，同時將不再需要的部分的數(shù)據(jù)，如圖2、圖3所示。

圖2 掃描零件上固定

圖3 掃描獲取點(diǎn)數(shù)據(jù)的正反兩面

4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理和坐標(biāo)系的建立

先將點(diǎn)云數(shù)據(jù)做噪音點(diǎn)降噪處理，然后再保留邊緣數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)過濾采樣，最后再通過封裝命令，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三角網(wǎng)格面格式，其數(shù)據(jù)可以保存為STL格式，如圖4所示。

圖4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)封裝后得到的三角網(wǎng)格面

在封裝后的數(shù)據(jù)上將底面創(chuàng)建成平面特征，同時將中心孔創(chuàng)建為圓特征，同時在底面平面上按需要獲取一個點(diǎn)特征，將創(chuàng)建的圓心與點(diǎn)構(gòu)造為線特征。然后創(chuàng)建坐標(biāo)系，平面可以創(chuàng)建為XY平面，直線創(chuàng)建為正方向，圓心定義為原點(diǎn)，則坐標(biāo)系建立。

5 厚度分析

在做輪輻曲面厚度分析時，可以過當(dāng)前坐標(biāo)系中心，按照每隔1mm的間距，取截面與零件表面的交點(diǎn)，然后再求每一個交點(diǎn)與其背面對應(yīng)的矢量點(diǎn)之間的距離，即為所求厚度。例如，要求過當(dāng)前坐標(biāo)系XOZ平面每隔1mm間隔點(diǎn)的厚度時，需首先在軟件中創(chuàng)建【點(diǎn)位置集】，修改【間隔】和【原點(diǎn)】位置，將所要的點(diǎn)的位置創(chuàng)建出來，如圖5所示，由于創(chuàng)建截面與零件表面的上下兩側(cè)都會有交點(diǎn)，因此此時需要更改格柵選項，僅保留正z方向的交點(diǎn)即可。

圖5 創(chuàng)建點(diǎn)的位置集

如圖6所示，在軟件中選擇【厚度】分析選項，再擇【加載位置集】，此時可以導(dǎo)入剛才創(chuàng)建的每隔1mm間隔的分析點(diǎn)來，根據(jù)不同的公差要求，設(shè)置好相應(yīng)測色差圖譜的公差帶后，軟件可以自動加載相應(yīng)點(diǎn)的厚度，并在數(shù)據(jù)圖上標(biāo)注出相應(yīng)點(diǎn)的位置來，如圖7所示。如果有多個截面需要分析，可以再一一加載即可。

圖6 軟件中選擇厚度分析選項

圖7 不同位置的分析點(diǎn)厚度

6 關(guān)節(jié)臂掃描儀的選擇

ROMER品牌的關(guān)節(jié)臂測量機(jī)，具有RA71／RA73／RA75等多個不同價位不同精度的機(jī)器型號，其測量范圍從1.5m至4.5m不等，在測量時可以根據(jù)零件的大小，選擇合適規(guī)格的設(shè)備。激光掃描測頭同時也具有內(nèi)置RS，以及外置CMS l08等多個型號可以選擇，其中SI系列測量機(jī)已可以滿足輪輻類零件的測量，但是如果同時有其他更高精度的零件尺寸測量要求，或者需要掃描高亮度或者純黑類較難掃描的零件時，也可以選擇CMS 108這樣的產(chǎn)品。RS系列激光頭的掃描速度為50，000點(diǎn)／s，工作距離為150mm，其景深為100mm，具有根據(jù)掃描零件不同的材質(zhì)自動曝光獲取曝光系數(shù)的功能，可以很好的完成各類材質(zhì)零件的掃描。

7 總結(jié)

本文采用的關(guān)節(jié)臂掃描儀掃描輪輻零件數(shù)據(jù)，再通過測量軟件做厚度分析的方法，可以方便快捷的進(jìn)行所需位置厚度的分析，數(shù)據(jù)可靠，很好的解決了輪輻厚度在測量上所遇到的難題，從而保證了車輪零件的可靠性和安全性，值得推廣。

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 適用行業(yè)：

   廣泛應(yīng)用于汽車整車及零部件，模具，全新關(guān)節(jié)臂，航空航天，造船，汽輪機(jī)，重機(jī)以及其他機(jī)械加工行業(yè)

   1. 汽車白車身測量、夾具檢具測量、裝配位置調(diào)整

   2. 產(chǎn)品三維坐標(biāo)測量、葉輪，泵的測量

   3. 鑄件、鍛件的檢測、模具磨損分析

   4. 航空航天部件逆向、管子測量

   汽輪機(jī)定子轉(zhuǎn)子測量

   PowerINSPECT 測量軟件（Measuring &Inspection Software）

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   1) 對復(fù)雜形體的精密零件進(jìn)行在線檢測，并將分析處理結(jié)果以圖像、誤差標(biāo)注或分析報告的形式呈現(xiàn)給用戶

   2) PowerINSPECT在線測量系統(tǒng)可用于復(fù)雜精密零件的測量及誤差分析，為產(chǎn)品精度合格與否提供實測依據(jù)

   3) 標(biāo)準(zhǔn)幾何形體的檢測

   4) 形位精度的引導(dǎo)檢測

   5) 分析和錯誤處理:優(yōu)化選取調(diào)整并分析、和找正

   6) 報告產(chǎn)生器: 具有與任何 WINDOWSTM 兼容使用的完全自定義的報告產(chǎn)生器(包括實時抓屏報表和標(biāo)準(zhǔn)的EXCEL報表)

   7) 快速的建立測量基準(zhǔn)坐標(biāo)系，多種建立坐標(biāo)系的方法；

   8) 基本幾何元素和形位公差的檢測功能，如圓柱、圓錐、圓、正多邊形、槽、圓環(huán)、球、直線、角度、平面度、平行度等；

   9) 對測量得到的基本幾何元素，可以方便的計算其幾何公差；

   10) 多種測量單點(diǎn)的功能；

   11) 具有多種坐標(biāo)系擬合定位的方法，如平面-直線-點(diǎn)(PLP)對齊定位，自由曲面擬合對齊定位法，幾何PLP對齊定位，RPS定位，3球?qū)R定位等。

   12) 強(qiáng)大的CAD讀取及運(yùn)算功能；

   13) 具有免費(fèi)的IGES，的標(biāo)準(zhǔn)接口，并可配備將CATIA，UG，PRO/E，SOLIDWORKS，SOLIDEDGE等直接轉(zhuǎn)換為測量文件的接口軟件；

   14) 可以輸出圖形化的檢測報告；智能化的輸出EXCEL測量結(jié)果報告并進(jìn)行統(tǒng)計.