Εφαρμογή του 9D Lidar στον τομέα της ανίχνευσης στο Online Body-in-White

Περίληψη αυτού του άρθρου

Το τελευταίο δυναμικό ραντάρ Laser 9D (9D LADAR) που ξεκίνησε από το εμπορικό σήμα API έχει βελτιώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της ανίχνευσης μη επαφής του λευκού σώματος με βάση το συμβατικό ραντάρ λέιζερ και έχει πείσει εξαιρετική απόδοση στην ταχύτητα, την ακρίβεια, την ευελιξία, τη φορητότητα, επαναληψιμότητα και άλλες πτυχές.

Προβλήματα που αντιμετωπίζονται στην παραγωγή

Με την ανάπτυξη του ανθρώπινου πολιτισμού και της επιστήμης και της τεχνολογίας, η αυτοκινητοβιομηχανία έχει εισέλθει σε μια νέα σκηνή. Προκειμένου να παραχθούν πιο εξαιρετικά προϊόντα αυτοκινήτων, οι απαιτήσεις για την τεχνολογία κατασκευής αυτοκινήτων συνεχίζουν να αυξάνονται. Στη διαδικασία κατασκευής, η μικρότερη ανοχή και η υψηλότερη απόδοση είναι τα βασικά στοιχεία της τρέχουσας διαδικασίας κατασκευής αυτοκινήτων. Σύμφωνα με τη Λευκή Βίβλος του Forest & Sullivan για το 2019 "Μια μετατόπιση της επιθεώρησης της γραμμής στο σώμα σε λευκό", το 97% των ερωτηθέντων δείγματος της βιομηχανίας πιστεύει ότι η βελτίωση της εσωτερικής αποτελεσματικότητας είναι ο βασικός παράγοντας του συστήματος της βιομηχανίας 4.0.
Ένα από τα βασικά σημεία είναι η διαδικασία επιθεώρησης των διαστάσεων. Η βιομηχανία προωθεί την έννοια της μέτρησης του κινούμενου BIW στη γραμμή συναρμολόγησης. Η πρόταση αυτής της έννοιας σημαίνει ότι εκατοντάδες μετρήσεις υψηλής ακρίβειας θα ολοκληρωθούν γρήγορα στη γραμμή παραγωγής και ολόκληρη η διαδικασία ανίχνευσης δεν θα καθυστερήσει τη λειτουργία της γραμμής παραγωγής. Αυτή είναι μια σημαντική πρόκληση για τη διαδικασία ανίχνευσης.
Η ανάλυση του Forest & Sullivan σχετικά με το σύστημα μέτρησης μεγέθους το 2019 έδειξε ότι η τεχνολογία ραντάρ λέιζερ είναι η τεχνολογία "Best in Class" για την παροχή ηλεκτρονικής ανίχνευσης του σώματος σε λευκό. Είπε: "Το ραντάρ λέιζερ είναι ένα πλήρως αυτόματο και πολυλειτουργικό σύστημα, το οποίο εισάγει μέτρηση μη επαφής στη γραμμή παραγωγής. Το σύστημα μπορεί να τρέξει χωρίς στόχους και να ανιχνεύει με υψηλή ακρίβεια. Αυτή είναι μια νέα μέθοδος, η οποία έχει καλή ικανότητα μέτρησης για επιφάνεια και τα στοιχεία των χαρακτηριστικών και η λειτουργία του μπορούν να ικανοποιήσουν όλες τις απαιτήσεις της ανίχνευσης διάστασης σώματος σε λευκή διάσταση. Το ραντάρ λέιζερ Το σύστημα μέτρησης έχει πλεονεκτήματα έναντι του παραδοσιακού CMM ή άλλου εξοπλισμού μέτρησης σε πολλές πτυχές, ειδικά όσον αφορά την ευκολία και την αποτελεσματικότητα ".
Το API έδινε πάντα ιδιαίτερη προσοχή στις τελευταίες έννοιες και στόχους της βιομηχανίας για την ανίχνευση του λευκού σώματος στο σώμα. Μέσω μεγάλου αριθμού ερευνών και ανταλλαγών στη βιομηχανία, διαπιστώθηκε ότι η τρέχουσα τεχνολογία μέτρησης ραντάρ λέιζερ δεν θα μπορούσε να επιτύχει πλήρως τον υψηλότερο στόχο της ηλεκτρονικής ανίχνευσης και στη συνέχεια με βάση τη συσσώρευση της μάρκας στον τομέα των αισθητήρων υψηλής απόδοσης, υψηλής Η μέτρηση των διαστάσεων ακριβείας τα τελευταία 40 χρόνια και ο στοχευμένος συνδυασμός με τις πραγματικές ανάγκες της βιομηχανίας έχει αναπτυχθεί το νέο δυναμικό ραντάρ Laser (9D Ladar), το οποίο έχει βελτιωθεί σημαντικά και βελτιωθεί σε σύγκριση με το παραδοσιακό ραντάρ λέιζερ σε πολλές πτυχές, όπως η ακρίβεια, η αποτελεσματικότητα, η ευελιξία, η επαναληψιμότητα και ούτω καθεξής, παρέχοντας στους κατασκευαστές αυτοκινήτων με λύση μέτρησης πιο κοντά στο υψηλότερο πρότυπο κατασκευής στον κλάδο.

Εικόνα 1: API 9D Lidar Body-in-White Inspection

Διαλύματα διαστασιολόγησης
Το API Brand 9D Radar Laser (9D LADAR) υιοθετεί την οπτική συμβολομετρία τομέα συχνοτήτων (OFCI), η οποία είναι ο πρώτος εξοπλισμός ραντάρ στον κόσμο που βασίζεται σε συμβολομετρία λέιζερ και ικανό για μέτρηση μη επαφής. Έχει εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια μέτρησης και εξαιρετική απόδοση μέτρησης και μπορεί γρήγορα να συλλάβει το μέγεθος του τεμαχίου και τα γεωμετρικά δεδομένα επιφανείας.
Το 9D LIDAR με βάση την τεχνολογία OFCI θα δημιουργήσει οπτική παρεμβολή ευρέος φάσματος, ανιχνεύει σήματα παρεμβολής και συλλέγει δεδομένα μέτρησης κατά την εργασία. Η ευαισθησία του είναι μεγαλύτερη από 100 φορές υψηλότερη από αυτή του συμβατικού lidar, ώστε να μπορεί να παρέχει υψηλότερη ακρίβεια μέτρησης και καλύτερη απόδοση μέτρησης από τη συμβατική LIDAR. Το ραντάρ Laser 9D παρέχει ακρίβεια μέτρησης του επιπέδου μικρών, ποσοστό απόκτησης δεδομένων 20kHz και δεν είναι εύκολο να επηρεαστεί από το εξωτερικό περιβάλλον κατά τη διάρκεια της μέτρησης, αποφεύγοντας αποτελεσματικά τα προβλήματα όπως η μεγάλη επίδραση της ανακλαστικότητας του υλικού, το περιορισμένο εύρος γωνίας επίπτωσης και η ευαισθησία και η ευαισθησία στον περιβαλλοντικό θόρυβο στη χρήση συμβατικού ραντάρ λέιζερ.
Τεχνική βελτίωση του 9D Lidar σε σύγκριση με το συμβατικό Lidar
1. Ταχύτητα: 9D ραντάρ λέιζερ (9D LADAR) συλλέγει δεδομένα μέτρησης σε 20000 μονάδες ανά δευτερόλεπτο και η ταχύτητα σάρωσης φτάνει τα 0,2 δευτερόλεπτα/cm ². Επί του παρόντος, είναι γνωστό ότι το συμβατικό ραντάρ λέιζερ έχει μόνο ποσοστό απόκτησης δεδομένων μέχρι 1000 σημεία/δευτερόλεπτο και μέγιστο 1 δευτερόλεπτο/cm ² την ταχύτητα σάρωσης του.
2. Ακρίβεια: Η ακρίβεια μέτρησης 3D του 9D LIDAR είναι 25 μm+6 μm/m, ενώ η 3D ακρίβεια του συμβατικού LIDAR είναι 20 μm+14,5 μm/m.
3. Ευελιξία: Το ραντάρ λέιζερ 9D έχει οριζόντια περιοχή γωνίας ± 320 ° και η γωνία εμφάνισης ≥ 85 °. Το συμβατικό ραντάρ λέιζερ συνήθως έχει οριζόντια ± 180 ° οριζόντια περιοχή γωνίας και γωνία εμφάνισης 45 °.
4. Φορητικότητα: Το ραντάρ Laser 9D είναι συμπαγές στο σχεδιασμό, με ολοκληρωμένο πλαίσιο ελέγχου και το συνολικό βάρος είναι μόνο 10,4 kg. Ωστόσο, το βάρος του συμβατικού lidar είναι συνήθως μέχρι 30 kg και είναι εξοπλισμένο με ένα επιπλέον εξωτερικό πλαίσιο ελέγχου. Όσον αφορά το μέγεθος, το ραντάρ λέιζερ 9D είναι επίσης μικρότερο από το συμβατικό ραντάρ λέιζερ, το οποίο είναι πιο βολικό για φόρτωση στο βιομηχανικό ρομπότ και τρεις συντεταγμένες ή να ενσωματωθεί στη γραμμή παραγωγής.
5. Επαναληψιμότητα: Το μέσο σφάλμα επαναληψιμότητας του 9D LIDAR είναι 35 μm. 150 για το συμβατικό lidar μm.

Επίλυση των προβλημάτων που αντιμετωπίζονται στην παραγωγή συμβατικού ραντάρ λέιζερ
Στην πραγματική παραγωγή, η μέτρηση ενός λευκού σώματος συχνά απαιτεί εκατοντάδες θέσεις που πρέπει να ανιχνευθούν. Σε ορισμένους συνδέσμους, η συμβατική τεχνολογία μέτρησης ραντάρ λέιζερ δεν μπορεί να επιτύχει το καλύτερο αποτέλεσμα μέτρησης λόγω των δικών της λειτουργιών και των χαρακτηριστικών της. Η εμφάνιση του 9D Radar Laser (9D Ladar) έχει ξεπεράσει τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν το συμβατικό ραντάρ λέιζερ στην πραγματική παραγωγή στις ακόλουθες πτυχές:
Πρόβλημα 1: Στη μέτρηση, κάθε φορά που αλλάζει η θέση του συμβατικού ραντάρ λέιζερ, πρέπει να επανατοποθετήσει τη θέση του σε σχέση με το σώμα-σε-λευκό. Με βάση την απόδοσή της, η πραγματοποίηση αυτής της διαδικασίας τοποθέτησης είναι σχετικά δυσκίνητη και χρειάζεται συχνή συνεργασία με τη σάρωση της "μπάλας τοποθέτησης" για να επιτευχθεί, έτσι ώστε να μπορεί να συνεχιστεί η ακριβής μέτρηση για το σώμα-στο-λευκό. Με βάση τη δική του αρχή και την άριστη απόδοση, το ραντάρ Laser 9D απλοποιείται σημαντικά και ακόμη και αποφεύγει πλήρως τη χρήση της μπάλας τοποθέτησης (ο Tracker Laser συνεργάζεται με ακριβή τοποθέτηση σε πραγματικό χρόνο).
Πρόβλημα 2: Το μεγαλύτερο πρόβλημα της συμβατικής τεχνολογίας Lidar είναι η ταχύτητα σάρωσης. Επί του παρόντος, η ταχύτητα σάρωσης του συμβατικού συστήματος LIDAR είναι μόνο 1000 σημεία ανά δευτερόλεπτο, ενώ η ταχύτητα σάρωσης του API 9D Lidar μπορεί να φτάσει τα 20000 μονάδες ανά δευτερόλεπτο, γεγονός που λύνει το πρόβλημα της σχετικά αργής ταχύτητας μέτρησης της συμβατικής LIDAR στην αποτελεσματικότητα.
Πρόβλημα 3: Δυνατότητα γωνίας περιστατικών. Το τρέχον συμβατικό σύστημα ραντάρ λέιζερ μπορεί να επιτύχει ακριβή μέτρηση της γωνίας επίπτωσης 45 °. Το ραντάρ Laser 9D μπορεί να μετρήσει με ακρίβεια τα μέρη με γωνία προσπίπτοντος άνω των 85 °. Αυτό σημαίνει ότι σε σύγκριση με το συμβατικό Lidar, το 9D Lidar μπορεί να μετρήσει την ίδια ποσότητα δεδομένων μεταφέροντας λιγότερες θέσεις.

Εικόνα 3: API 9D Lidar Body-in-White Measurement με βάση σε πραγματικό χρόνο και ακριβή τοποθέτηση του Tracker Laser Laser

Κοινή διάλυμα 9D Lidar και 6-DOF Laser Tracker
Για τις λειτουργίες με τις ακραίες απαιτήσεις ακρίβειας μέτρησης, η λύση (όπως φαίνεται στο σχήμα 3) του συνδυασμού του ραντάρ Laser 9D και του ακτινοβολίας Laser Tracker της ίδιας μάρκας API. Ταυτόχρονα, ο ιχνηλάτης Laser Laser μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παροχή παρακολούθησης και τοποθέτησης σε πραγματικό χρόνο για το ραντάρ Laser 9D όταν χρησιμοποιείται η αποτελεσματική και μη επαφή σάρωσης του ραντάρ Laser 9D για την απόκτηση μεγάλου ποσού δεδομένων σύννεφων σημείων . Με αυτόν τον τρόπο, δεν επιτυγχάνεται γρήγορα και αποτελεσματικά ένα μεγάλο ποσό δεδομένων σύννεφων σημείων, αλλά και η στάση του ρομπότ είναι απείρως ακριβής, η οποία επιτυγχάνει πραγματικά τον συνδυασμό ακραίας ακρίβειας και υψηλής απόδοσης.
συμπέρασμα
Με ταχύτερη ταχύτητα σάρωσης, ευρύτερο εύρος γωνίας επίπτωσης και υψηλότερου ρυθμού δειγματοληψίας δεδομένων, χρησιμοποιώντας ραντάρ λέιζερ API 9D (9D LADAR) για τη μέτρηση του σώματος-σε-λευκό μπορεί να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της εργασίας κατά 4 φορές ή περισσότερο από τη χρήση συμβατικού ραντάρ λέιζερ. Όταν υπάρχει ζήτηση για ακρίβεια ακραίας μέτρησης, μπορεί επίσης να συνεργαστεί με τον Tracker Laser Laser API για τη διεξαγωγή παγκόσμιας παρακολούθησης, τοποθέτησης και σάρωσης σε πραγματικό χρόνο, η οποία εξασφαλίζει την υψηλή ποιότητα και τα υψηλά πρότυπα μέτρησης και παρέχει την τελική διαβεβαίωση ακρίβειας μέτρησης ενώ αποτελεσματική ανίχνευση.