Applicering av 9D LiDAR inom området kropp-i-vit online-upptäckt

Sammanfattning av den här artikeln

Den senaste dynamiska 9D-laserradaren (9D LADAR) som lanserades av API-varumärket har förbättrat effektiviteten för icke-kontaktdetektering av kropp-in-vit baserad på konventionell laserradar och har övertygande utmärkt prestanda i hastighet, noggrannhet, flexibilitet, portabilitet, repeterbarhet och andra aspekter.

Problem som uppstår i produktionen

Med utvecklingen av mänsklig civilisation och vetenskap och teknik har bilindustrin gått in i en ny scen. För att producera mer utmärkta bilprodukter fortsätter kraven för biltillverkningsteknologi att öka. I tillverkningsprocessen är mindre tolerans och högre effektivitet de viktigaste elementen i den nuvarande biltillverkningsprocessen. Enligt Forest & Sullivans vitbok 2019 "En paradigmförskjutning av in-line inspektion i kropp-i-vita", tror 97% av branschprovrespondenterna att förbättringen av intern effektivitet är nyckelfaktorn för industrisystemet 4.0.
En av de viktigaste punkterna är dimensionens inspektionsprocess. Branschen främjar konceptet att mäta den rörliga BIW på monteringslinjen. Förslaget om detta koncept innebär att hundratals mätningar med hög precision kommer att genomföras snabbt på produktionslinjen, och hela detekteringsprocessen kommer inte att försena driften av produktionslinjen. Detta är en stor utmaning för detekteringsprocessen.
Forest & Sullivans analys av storleksmätningssystemet 2019 visade att laserradarteknologi är den "bästa i klass" -tekniken för att ge online-upptäckt av kropp-i-vit. Den sade: "Laserradar är ett helautomatiskt och multifunktionellt system, som introducerar mätning utan kontakt i produktionslinjen. Systemet kan köras utan mål och upptäcka med hög noggrannhet. Detta är en ny metod som har god mätförmåga för ytan och funktionsdetaljer, och dess funktion kan uppfylla alla krav på kropp-i-vit dimensionsdetektering. Laserradar Mätningssystemet har fördelar jämfört med traditionell CMM eller annan mätutrustning i många aspekter, särskilt när det gäller bekvämlighet och effektivitet. "
API har alltid varit uppmärksam på branschens senaste koncept och mål för att upptäcka online-i-vit. Genom ett stort antal branschundersökningar och utbyten fick man veta att den nuvarande laserradarmätningstekniken inte riktigt kunde uppnå det högsta målet med online-upptäckt och sedan baserat på varumärkets ackumulering inom området högpresterande sensorer, hög- Precisionsdimensionell mätning under de senaste 40 åren och riktad kombination med branschens faktiska behov har den nya dynamiska 9D -laserradaren (9D Ladar) utvecklats, som har förbättrats och förbättrats kraftigt jämfört med den traditionella laserradaren i många aspekter, såsom noggrannhet, effektivitet, flexibilitet, repeterbarhet och så vidare, vilket ger biltillverkarna en mätlösning närmare den högsta tillverkningsstandarden i branschen.

Bild 1: API 9D Lidar Body-In-White Inspection

Genombrottsdimensioneringslösningar
API-märket 9D Laser Radar (9D LADAR) antar optisk frekvensdomäninterferometri (OFCI), som är världens första laserradarutrustning baserad på laserinterferometri och kapabel till icke-kontaktmätning. Den har extremt hög mätnoggrannhet och extraordinär mäteffektivitet och kan snabbt fånga arbetsstycke storlek och ytgeometriska data.
9D-lidaren baserad på OFCI-teknik kommer att generera bredspektrum optisk interferens, upptäcka interferenssignaler och samla in mätdata när du arbetar. Dess känslighet är mer än 100 gånger högre än för konventionell lidar, så den kan ge högre mätnoggrannhet och bättre mäteffektivitet än konventionell lidar. 9D -laserradaren ger mätnoggrannhet för mikronivå, datainsamlingsgrad på 20 kHz, och är inte lätt att påverkas av extern miljö under mätningen, vilket effektivt undviker problemen såsom stor påverkan av materialreflektivitet, begränsad incidensvinkel och känslighet till miljöbuller vid användning av konventionell laserradar.
Teknisk förbättring av 9D Lidar jämfört med konventionell lidar
1. Hastighet: 9D Laser Radar (9D LADAR) samlar in mätdata vid 20000 poäng per sekund, och skanningshastigheten når 0,2 sekunder/cm ². För närvarande är det känt att konventionell laserradar endast har en datainsamlingsgrad på upp till 1000 poäng/sekund och högst 1 sekund/cm ² skanningshastigheten för.
2. Noggrannhet: 3D -mätnoggrannhet för 9D LiDAR är 25 μm+6 μm/m, medan 3D -noggrannheten för konventionell lidar är 20 μm+14,5 μm/m.
3. Flexibilitet: 9D laserradar har ett horisontellt ± 320 ° vinkelområde och incidensvinkeln ≥ 85 °; Konventionell laserradar har vanligtvis endast horisontella ± 180 ° horisontella vinkelområdet och 45 ° infallsvinkel.
4. Portabilitet: 9D -laserradaren är kompakt i design, med integrerad kontrollbox, och den totala vikten är bara 10,4 kg; Vikten av konventionell lidar är emellertid vanligtvis upp till 30 kg, och den är utrustad med en ytterligare extern kontrollbox. När det gäller storlek är 9D -laserradaren också mindre än den konventionella laserradaren, vilket är mer bekvämt att ladda i den industriella roboten och Gantry tre koordinater eller integrera i produktionslinjen.
5. Upprepningsbarhet: Det genomsnittliga repeterbarhetsfelet för 9D LIDAR är 35 μm. 150 för konventionell lidar μm.

Lös de problem som uppstår vid produktion av konventionell laserradar
I den faktiska produktionen kräver mätningen av en kropp-i-vit ofta hundratals positioner som måste upptäckas. I vissa länkar kan den konventionella laserradarmätningstekniken inte uppnå den bästa mäteffekten på grund av sina egna funktioner och egenskaper. Tillkomsten av 9D -laserradaren (9D Ladar) har övervunnit de problem som den konventionella laserradaren uppstår i faktiska produktion i följande aspekter:
Problem 1: I mätningen, varje gång positionen för den konventionella laserradaren ändras, måste den flytta sin position i förhållande till kroppen-i-vit. Baserat på dess prestanda är förverkligandet av denna positioneringsprocess relativt besvärligt och behöver ofta samarbete med skanningen av "positioneringskulan" för att uppnå, så att exakt mätning kan fortsätta att genomföras för den målkropp-i-vita. Baserat på sin egen princip och utmärkta prestanda förenklar 9D-laserradaren i hög grad och till och med undviker användningen av positioneringskulan (Radian Laser Tracker samarbetar med realtids korrekt positionering).
Problem 2: Det största problemet med konventionell LIDAR -teknik är skanningshastigheten. För närvarande är skanningshastigheten för konventionellt lidarsystem bara 1000 poäng per sekund, medan skanningshastigheten för API 9D LIDAR kan nå 20000 poäng per sekund, vilket löser problemet med relativt långsam mäthastighet för konventionell LIDAR i effektivitet.
Problem 3: Incidentvinkelförmåga. Det nuvarande konventionella laserradarsystemet kan uppnå exakt mätning av 45 ° infallsvinkel; 9D -laserradaren kan exakt mäta delar med en infallsvinkel på mer än 85 °. Detta innebär att jämfört med konventionell LIDAR kan 9D Lidar mäta samma mängd data genom att flytta mindre positioner.

Bild 3: API 9D Lidar Body-in-White mätning baserad på realtid och exakt positionering av Radian Laser Tracker

Gemensam lösning av 9D Lidar och 6-DOF Laser Tracker
För operationer med extrem mätnoggrannhetskrav kan lösningen (som visas i figur 3) i kombinationen av 9D -laserradar- och radianlasspåraren för samma API -märke användas. Samtidigt kan Radian Laser Tracker användas för att tillhandahålla realtidsspårning och positionering för 9D-laserradaren när den effektiva och icke-kontaktskanningsfunktionen för 9D-laserradaren används för att erhålla en stor mängd punktdata . På detta sätt erhålls inte bara en stor mängd molndata snabbt och effektivt, utan också robothållningen är oändligt exakt, vilket verkligen uppnår kombinationen av extrem hög noggrannhet och hög effektivitet.
slutsats
Med snabbare skanningshastighet kan bredare incidensvinkel och högre dataprovtagningshastighet med högre dataprovning, med användning av API 9D-laserradar (9D LADAR) för kropp-i-vit mätning förbättra arbetseffektiviteten med fyra gånger eller mer än att använda konventionell laserradar; När det finns en efterfrågan på extrem mätnoggrannhet kan den också samarbeta med API-radianlaserspåraren för att utföra global realtidsspårning, positionering och skanningsmätning, vilket säkerställer den höga kvaliteten och den höga mätstandarden och ger den ultimata mätnoggrannhetssäkringen medan effektiv upptäckt.