汽車工業
汽車產業作為國民經濟的支柱產業,對國民經濟諸多部門起著促進和帶動的作用。汽車產業近年來在國內快速發展,隨著市場需求的改變,以及多種新技術的出現,汽車的更新換代速度要求日趨加快,其設計、制造速度的快慢直接影響汽車產業的發展。而汽車研發、設計及制造中,從車輛設計到結構檢測,從材料選擇到座椅擺放的研究,都離不開光學測量系統的支持。光學測量系統在汽車模具行業主要的幾個作用為:
1、汽車3D檢測—點云數模比對
現代汽車檢測上,傳統的三坐標等方式,無法快速精確獲取車輛整車及各類零部件的三維參數信息。目前,3D檢測技術已經被廣泛應用于汽車產業的形面及特征檢測方面。聯恒光科3D視覺測量方案,在完成3D數字化提取后,通過軟件將網格、點云和截面與CAD數據進行比較分析,以彩色偏差表示法顯示分析結果,結果可以用于指導設計裝配工藝,支持生產聯恒光科的3D視覺測量方案,在汽車3D檢測中,可以:
(1)實現汽車裝配精度、面差、間隙等檢測;
(2)實現各類車輛零部件復雜形面及特征檢測;
(3)確定生產的零配件3D數模差異,判斷合格與否;
(4)和自動機器人協同,實現汽車零配件等自動檢測;
(5)模具3D檢測,確定模具磨損,指導模具修復等工作。
2、汽車動態分析—整車及各部件的關鍵點位移測試
汽車的安全性是公眾關注的一大方面,在實際汽車檢測中,整車和部件都會有許多嚴格的動態測試項目要求。主機廠與部件供應商對汽車的檢測重點不一樣,但都需要在各類行業規范下進行車輛檢測,只是要求高低不同。有些主機廠或供應商試驗沒做完就上市的情況也不少,普通消費者一般用車也不會發現問題,但一旦出現情況,就是毀滅性的影響,因此出廠前,一定要進行嚴密的試驗,才能保證車輛以及使用者的安全。動態測試中,整車碰撞測試和各部分的振動測試等對于汽車安全性的意義重大。
聯恒光科的三維全場變形測量分析系統,在汽車動態測試中,可以:
(1)測量碰撞測試NCAP和IIHS中的車身關鍵點變形;
(2)進行發動機三維振動測試、模態分析;
(3)觀察汽車車門關閉開啟開啟狀態及變形;
(4)測試汽車座椅、桿件、橡膠配件等關鍵點受力變化。
3、汽車力學測試—材料、部件及整車結構測試中的應變測量
力學性能測量是汽車行業測試一種非常常見的測試,傳統手段下通過黏貼應變片,獲取所需的應變值。但隨著新材料新技術的出現,材料的性能變化更復雜,傳統的手段獲取的只是單點單向的應變,且行程很小,又是接觸式測試,明顯已無法滿足當前一些新的測試要求。如汽車行業使用的橡膠、高分子材料的力學性能研究中,有的變形量達200%以上,傳統手段完全無法測量。
聯恒光科的三維全場應變測量分析系統,可以通過非接觸的手段,快速獲取目標區域全場的三維應變,數據量更豐富,且可隨時回溯觀測過程,對于現代汽車測試來說,有著非常多的應用,如:
(1)汽車新材料力學性能測試,如復合金屬材料、高分子材料等;
(2)汽車結構件動態應變測試,如車架動態應變測試;
(3)汽車零件疲勞測試,如高低周疲勞測試、拉-扭復合疲勞測試等;
(4)汽車工藝中的應變測量,如焊接過程及焊后力學性能研究;
(5)汽車部分區域的受力變形機理研究,如汽車碰撞中局部區域的全場變形情況。
案例1—汽車件表面質量檢測
快速準確全面診斷汽車零配件、汽車沖壓件、汽車鍛鑄件等表面質量。

案例2—鑄件模具質量檢測
對鑄件和模具的表面三維數據進行提取,隨后將提取的三維數據在軟件中和設計的模型文件進行比對,通過色譜圖確定兩者偏差是否在要求的范圍內,還可以指明不合格區域及不合格原因。

案例3—發動機振動測試
使用該系統對發動機進行振動測試,可以掌握發動機各種振動狀態,為發動機機體、零部件和整車的減震研究、發動機隔振器的設計及改進提供了參考數據。

案例4—車門開啟/閉合實驗
汽車車門開閉實驗,有以下幾個方面的作用:首先是驗證減震材料的性能;其次車門開啟和閉合的過程會對車身造成沖擊,可以檢驗車身與車門之間的振動幅度,進行車門開閉時的動力學分析。由于車門的開啟和閉合速度較快,因此需要使用高速相機進行實驗。如下圖所示,車身上的標志點作為參考點,進行剛性校正。

案例5—鋼圈變形測試
對輪胎鋼圈的受壓情況進行檢測,研究路面、材料和鋼圈厚度三者對于鋼圈變形的影響。除了模擬不同路面,實驗還通過更換不同的輪胎,測試不同材料和相同材料不同厚度的鋼圈的受壓變形的情況。在輪胎受壓的時候,鋼圈變形,而承載鋼圈的軸是默認絕對沒有變形的,所以我們將測量頭固定在和軸相對不動的沖壓臂上,在沖壓臂靠近鋼圈被檢測的部位做了一個剛性部件,使得在沖壓過程中,保證剛性部件、沖壓臂和側頭是相對不動的。

案例6—材料力學測試
隨著汽車技術的發展,未來汽車材料除金屬材料、非金屬材料外,復合材料和納米材料也將獲得廣泛應用。各種新型材料的使用,對于汽車產業材料測試要求也不斷提高。聯恒光科的LVE視頻引伸計和三維全場應變測量分析系統,可以通過非接觸的手段獲取材料拉壓彎等實驗中的應變、位移等數據,相比傳統引伸計、應變片,優勢明顯。

案例7—焊接變形場測量
激光焊接是汽車生產的重要工藝,主要用于車身框架結構的焊接,例如頂蓋與側圍的焊接。激光焊接運用于汽車,可以降低車身重量從而達到省油目的;提高車身的裝配精度,使車身剛度提升30%,從而提高了車身安全性;降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本,減少車身零件的數目,提高車身一體化程度。運用聯恒光科的三維光學測量系統,可以研究不同焊點、不同的焊接方式、不同焊接材料下的全場應變及變形情況,還可以在焊接完成后,用于檢測焊接件的力學性能,從而為焊接工藝優化提供數據支撐。

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