FARO便攜式三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備在汽車(chē)制造中的應(yīng)用（1）
   MAT是英提爾（Intier） 汽車(chē)公司的商業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，它為三大汽車(chē)制造商解決制造方面的困難，同時(shí)也為其本集團(tuán)的制造決策層服務(wù)。 　　
　　位于美國(guó)密歇根州Livonia市MI的Magna汽車(chē)檢測(cè)中心（Magna Automotive Testing, MAT）的使命很簡(jiǎn)單：即促使汽車(chē)和卡車(chē)無(wú)論在機(jī)械意義上還是在人體工學(xué)上，都能夠更加良好地行駛，并確保其零部件運(yùn)轉(zhuǎn)良好。
MAT是英提爾（Intier） 汽車(chē)公司的商業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，它為三大汽車(chē)制造商解決制造方面的困難，同時(shí)也為其本集團(tuán)的制造決策層服務(wù)。　　
　　MAT的工作范圍十分廣泛，能夠檢測(cè)從車(chē)輛原型到其制造過(guò)程的一切細(xì)節(jié)。在給定的一周內(nèi)，他們可以承擔(dān)測(cè)試一個(gè)升降門(mén)，數(shù)字化地捕捉汽車(chē)內(nèi)部的平面圖（布局結(jié)構(gòu)），完成一條焊接線(xiàn)的質(zhì)量分析，對(duì)未出藍(lán)圖的結(jié)構(gòu)做逆向工程，或針對(duì)工裝夾具進(jìn)行臨界尺寸校正等任務(wù)。　　
　　MAT工作的核心反映在快速而精準(zhǔn)的測(cè)量。用可靠的三維數(shù)據(jù)，可以測(cè)定各組件加工的精確度，工件安裝點(diǎn)的三維布局圖，甚至充當(dāng)OEMs（解決原始設(shè)備制造商）的問(wèn)題故障檢察員。　　
　　精確性、簡(jiǎn)易性、靈活性
　　十年前，英提爾（Intier） 汽車(chē)公司通過(guò)傳統(tǒng)量具來(lái)獲取三維數(shù)據(jù)，但是那些工具并不精確，并且容易造成讀取錯(cuò)誤，從而并不能解決只有通過(guò)誤差極小的測(cè)量才能確定的問(wèn)題。此外，工程師們所需要的細(xì)節(jié)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)他們通過(guò)機(jī)械的工具得來(lái)的數(shù)據(jù)。比如說(shuō)，三點(diǎn)就可確定一個(gè)平面，但一個(gè)曲面卻需要500個(gè)或者更多的點(diǎn)來(lái)精確表現(xiàn)一個(gè)斜面或者弓形的變化。另外，工程師們需要能夠在一個(gè)數(shù)字環(huán)境中操作，而正是在這個(gè)數(shù)字環(huán)境中，汽車(chē)制造商們開(kāi)始掌控新型車(chē)輛的發(fā)展。 　　
　　傳統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能夠測(cè)量密度，但必須通過(guò)不斷調(diào)整才能測(cè)量不同部位的密度，因此所能測(cè)量的形狀有限。除此以外，傳統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)還不能被移動(dòng)，任何需要測(cè)量的東西都必須被搬運(yùn)到其放置之處。　　
　　"突破傳統(tǒng)儀器的測(cè)量范圍，測(cè)量微小尺寸的變化的精確度對(duì)我們?nèi)找嬷匾?quot;，Todd Hovey，這位負(fù)責(zé)MAT的質(zhì)量監(jiān)控小組領(lǐng)頭人如此解釋?zhuān)?quot;因?yàn)槲覀兊暮芏喙ぷ餍枰F(xiàn)在完成，通常是在機(jī)器的旁邊或者是在一個(gè)模型車(chē)間里。"　　
　　在20世紀(jì)90年代早期，MAT的工程師發(fā)現(xiàn)FaroArm的3-D數(shù)字化設(shè)備能夠克服機(jī)械測(cè)量?jī)x器的缺陷。這是一種便攜式的臂式的數(shù)字測(cè)量機(jī)，它能夠捕捉其球測(cè)頭范圍內(nèi)的任何一點(diǎn)，精確程度達(dá)0.0005英寸。測(cè)量方法很專(zhuān)業(yè)，它利用Arm尖測(cè)針來(lái)檢測(cè)部件、模具或底盤(pán)的表面。在手提電腦上安裝好兼容CAD的CAM2軟件，它會(huì)將物體表面上測(cè)試到的點(diǎn)記錄成連續(xù)線(xiàn)或離散線(xiàn)。隨著越來(lái)越多的點(diǎn)的匯集，在電腦屏幕上會(huì)呈現(xiàn)出物體表面的數(shù)字化圖象。　　
　　FaroArm 　　
　　由于FaroArm的高精度和便攜性的特點(diǎn)，它已成為應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)制造以及OEMs制造領(lǐng)域中的權(quán)威工具。又因其能在短短幾分鐘內(nèi)標(biāo)明幾乎所有表面的尺寸（而不象使用傳統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)那樣需要冗長(zhǎng)的程序設(shè)計(jì)），產(chǎn)品的加工過(guò)程不再死板，也不用經(jīng)過(guò)煩雜的調(diào)研過(guò)程。 　　
　　Hovey肯定地說(shuō)："使用FaroArm時(shí)，在大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)的快速收集徹底地降低了收集過(guò)程的成本。" 
   FARO便攜式三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備在汽車(chē)制造中的應(yīng)用（2） 
   MAT工程師會(huì)經(jīng)常面對(duì)幾乎不可測(cè)量的表面，即圍繞部件或位于部件后面或者隱藏于部件內(nèi)部的表面。當(dāng)需要在車(chē)底或引擎下方工作時(shí)，這種情況尤為常見(jiàn)。　　
　　"我們所要測(cè)量的許多表面所在的位置往往被其他的部件所遮擋"，質(zhì)檢部的主任Todd Hovey說(shuō)："因?yàn)锳rm的關(guān)節(jié)臂具有六自由度特性，所以我們能夠完成其它方法無(wú)法測(cè)量的任務(wù)。 　　
　　人體工學(xué)和制造工藝 　　
　　隨著汽車(chē)外形設(shè)計(jì)逐漸朝著空氣動(dòng)力學(xué)方面的演變，汽車(chē)的內(nèi)部也正快速朝著更符合人體工學(xué)方向的演變。部分原因是由于MAT工程師的努力，他們和OEM工程師一起致力于車(chē)輛模型試制階段的研究，以便在這些模型變成新型汽車(chē)之前找到設(shè)計(jì)上的缺陷。 　　
　　此外，數(shù)字化環(huán)境的模擬使用比依靠傳統(tǒng)工具測(cè)量（直接在硬件上操作起來(lái)）更方便，MAT工程師們利用數(shù)字化重建了汽車(chē)內(nèi)部的空間--包括儀表板，方向盤(pán)，車(chē)門(mén)表面，中央控制器以及前面板等細(xì)節(jié)。這一復(fù)雜的程序就象一個(gè)平臺(tái)（一個(gè)虛擬的坐艙），在這里，OEM可以使用各種特殊的軟件來(lái)評(píng)測(cè)具體的人體工學(xué)問(wèn)題。例如，針對(duì)不同的人體部分采用不同的工學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，就能夠計(jì)算出視線(xiàn)位置，根據(jù)乘客坐姿調(diào)整前面板的位置，或者重新配置方向盤(pán)，儀器或者控制器。　　
　　在車(chē)座制造過(guò)程中，MAT工程常常使用一種名叫‘Oscar‘的人體模型，它是工業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)的人體模型。 　　
　　"我們把儀器送到世界各地的車(chē)椅生產(chǎn)商那里，來(lái)幫助他們定位用于全新座椅設(shè)計(jì)中的至關(guān)重要的H（臀）點(diǎn)。" Hovey介紹說(shuō)，"這個(gè)點(diǎn)是評(píng)估座椅定位及舒適程度的定位點(diǎn)，有了Oscar人體模型來(lái)定位，我們就能準(zhǔn)確地建立這個(gè)點(diǎn)，以供座位設(shè)計(jì)者應(yīng)用人體要素軟件來(lái)估算腿的放置空間，背部輪廓和頭部的位置。" 　　
　　評(píng)估汽車(chē)各部分的裝配草案也是MAT工作范圍的一部分。舉例來(lái)說(shuō)，完成的車(chē)門(mén)面板、儀器面板和前面板的制造工藝都需測(cè)量。MAT的工程師們根據(jù)匹配面比較面板和元件的位置，然后將他們的測(cè)量結(jié)果與嵌入的CAD圖像做比較，在CAM2測(cè)試軟件中，超出公差范圍的部分用紅虛線(xiàn)標(biāo)出。 盡管成百上千個(gè)小時(shí)用在評(píng)估和測(cè)試上，一些缺點(diǎn)仍被帶入產(chǎn)品中。這些反饋通常來(lái)自消費(fèi)者，汽車(chē)制造商就此投入解決這些問(wèn)題。他們經(jīng)常征集MAT團(tuán)隊(duì)的見(jiàn)解，特別是有關(guān)動(dòng)力學(xué)方面的煩人的小故障。　　
　　MAT類(lèi)似用處理人體工程學(xué)問(wèn)題的方法處理動(dòng)力上的不穩(wěn)定性：先使用FaroArm建立數(shù)字環(huán)境，然后將分析軟件應(yīng)用于此環(huán)境空間中來(lái)找出問(wèn)題。 　　
　　Hovey給出了這個(gè)過(guò)程中的一個(gè)例子："特殊汽車(chē)款式的客戶(hù)經(jīng)受著駕駛桿帶來(lái)的高頻率震動(dòng)，制造商已經(jīng)調(diào)查過(guò)但發(fā)現(xiàn)所有的傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)元件都處于平衡狀態(tài)，并且都能獲得很好的支持。在那種情況下，他們會(huì)請(qǐng)我們來(lái)測(cè)試問(wèn)題所在。"
　　 　

　FaroArm 　　
　　"我們抬起汽車(chē)然后模擬所有傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)元件及它們的支持，將這些圖像傳入分析軟件，我們查明當(dāng)行駛速度到達(dá)一個(gè)特定速度時(shí)，傳動(dòng)裝置中的共振通過(guò)駕駛桿反饋出來(lái)。根據(jù)我們的信息，公司加固了支持部件來(lái)改變共振頻率，使它能在傳動(dòng)裝置可能達(dá)到的任何頻率下都不受影響。" 　　
　　內(nèi)部支持 　　
　　英提爾（Intier） 汽車(chē)公司的某些分部也是MAT工作組分析服務(wù)項(xiàng)目中最好的客戶(hù)。　　
　　"我們公司擁有10臺(tái)FaroArm做服務(wù)，它們大部分都是在線(xiàn)應(yīng)用，在成品前檢查各部分要點(diǎn)及拼裝狀況。但因?yàn)檫@儀器有在Livonia地區(qū)有著廣泛的應(yīng)用，很多公司經(jīng)常請(qǐng)我們幫忙予以技術(shù)支持。"Hovey說(shuō)到，"比如，他們需要寫(xiě)一個(gè)宏程序來(lái)一遍遍檢查某些特殊的尺寸，我們就能解決這些問(wèn)題。" 　　
　　然而，更多時(shí)候，一個(gè)產(chǎn)品部門(mén)會(huì)需要我們幫助重新配置一個(gè)大件產(chǎn)品或測(cè)試裝備。　　
　　"這就是Arm設(shè)備真正省時(shí)間的地方"，Hovey說(shuō)。"對(duì)于Arm來(lái)說(shuō)，一個(gè)焊件的轉(zhuǎn)角和測(cè)試臺(tái)例如多動(dòng)作模擬裝置只不過(guò)是另一個(gè)三維圖像。當(dāng)我們進(jìn)入一個(gè)加工車(chē)間，我們能在幾分鐘內(nèi)測(cè)量30或40個(gè)裝配洞眼，至多不超過(guò)一小時(shí)。一旦它需要重新裝配，我們能準(zhǔn)確定位，設(shè)備停工期會(huì)被大大縮短。" 　　
　　總的來(lái)說(shuō)，MAT工作組發(fā)現(xiàn)FaroArm的作用是不可缺少的。"不依靠FaroArm，我們很難為我們的客戶(hù)服務(wù)。"Hovey說(shuō)。