1. 概述
在汽車車身制造過程中，白車身精度是關鍵質量因素。目前，采用在線檢測技術是保證車身精度最有效手段之一。在線檢測技術是對焊裝線車身總成或分總成實行100%在線測量，實時、動態監控生產線，及時發現誤差，并根據當前測量數據和歷史數據規律對產生誤差的原因做出客觀判斷，調整相關夾具或檢具，使白車身精度滿足產品技術要求。
而激光在線檢測技術作為在線檢測技術中的一種，是采用激光、視覺（CCD）傳感、圖像處理以及計算機控制等技術實現物體空間尺寸及位置精密測量的新技術，具有非接觸、速度快、環境適應性好的特點，可以很好地滿足現代工業在線測量的要求，已經成為先進制造領域內最先進的在線測量技術之一。
我公司在某轎車焊裝線上也采用了此種在線檢測方式，有效的實現對下線白車身一致性的性能監控。下面將結合現場實際應用，對機器人激光在線測量系統的組成及工作原理進行詳細介紹。
2. 激光在線測量系統的構成
在白車身總成下線工位的車身兩側布置2臺檢測機器人，機器人型號采用KUKA KR150L110—2。為了對車身內部的一些重要特征點實現測量，并兼顧車身前后關鍵功能點，經過電腦模擬，得出機器人最合理安裝位置如圖1所示。圖1中坐標系是相對于車身坐標系而定的，機器人底座高度相對車身坐標系在Z方向上是-400mm，為了保證機器人在測試過程中不與地面發生碰撞，機器人底座高度必須>400mm，兩者以距地面高者為準。
根據模擬結果，結合現場布局，最終定出在線檢測工作站布局實物如圖2所示。
3. 檢測原理及功能
（1）系統工作原理 白車身通過滑撬運動到檢測工作站停下并精確定位，線控制器給檢測站控制器發“到位”信號→站控制器給機器人發出“車型”及“啟動”信號→機器人接到信號后開始工作，機器人向測量控制器發出每個測量點的“測量請求”和“測點ID”信號，等待測量控制器發回“測量開始”信號→測量系統接到信號后開始測量并記錄數據，然后傳遞到測量分析軟件進行處理，測量結束后向機器人發出“測量完成”信號→機器人收到“測量完成”信號后開始向下一測量點運動。按照此流程完成所有待測點的測量，如圖3所示。
通過測量控制軟件可以實時顯示當前白車身的測量結果，被測點的三維坐標及其與理論值的偏差都在表中顯示出來，不同范圍偏差以不同顏色顯示，綠色表示正常，黃色表示告警，紅色表示超差。雙擊某點的數據表格進入測量點數據查詢與分析窗口，可以實現當前白車身測量結果的打印，也可以對測量結果進行實時打印。在實時顯示中，既可以根據生產節拍及系統測量的速度設定測量數據的刷新時間，也可以選擇手動刷新。
通過激光在線檢測系統不僅可實現整車數據查詢與分析，功能尺寸分析，還可通過激光在線檢測系統對日產量統計表和日合格率進行月統計和年統計，并對顯示的數據和圖表進行打印輸出。
（2）檢測系統處理方式 激光在線檢測系統測量數據能以圖表、曲線直觀顯示，如果超差系統輸出報警信號，測量結果可以通過局域網接入車間信息系統，技術、質保等相關部門人員可在各自辦公室終端上隨時調閱、分析測量數據。測量點數據查詢與分析是針對每一個被測點進行的數據查詢、統計、分析。打開窗口，點擊被測點，在窗口下可出現該點加工誤差在X、Y、Z三個方向上的變化曲線或誤差統計圖，可以設定測量點X、Y、Z三個方向的坐標理論值及告警和超差設置。
檢測系統的處理方式分為手動和自動兩種方式。自動處理是根據測量結果數據的分析，由系統自動報警停線；而手動處理是根據測量結果數據的分析，在系統給出報警后，由監控人員進行二次分析和判斷，通過人工手動操作，控制是否需要停線。在車間質管部設置有操控按鈕，可以在沒有發生任何問題時，屏蔽測量系統但不停線。
當檢測設備出現故障或者測量數據出現偏差時，檢測系統會給出相應的報警信號。當檢測設備出現故障時，安全系統信號給車間質保部發出報警信號，同時給機器人控制系統發出信號，機器人控制器將會對Station Controller站控制系統發出請求，從而將該站檢測系統的工作屏蔽，此時生產線不需停線，可繼續生產。
當檢測系統的測量數據出現偏差時，車間質保部及Line Controller線控制器LC上均有報警設施，提示白車身尺寸存在誤差。當測量數據出現誤差時，車間質保部會出現聲控報警音，提示監控人員測量數據存在偏差，并在Line Controller線控制器LC的顯示屏上將偏差的數值顯示出來。現場工藝人員根據當前測量數據和歷史數據規律對產生誤差的原因做出客觀判斷，調整相關參數，使白車身精度滿足產品技術要求，如圖4所示。
（3）檢測系統測量工作流程 按120s的生產節拍規劃，單車可測量約90點，針對關鍵點要求每臺均測量，而一般檢測點則輪換測量。按A+B、A+C、A+D的模式輪流測量監控，每三臺車覆蓋所有測點（A為關鍵點，B、C、D為一般點監測點）。
測量工作流程：PLC獲得車型信息→車身到位→掃描車身碼→夾具系統夾緊→車身確認，確定測量組別→測量→車身離銷→精度補償（測量后即開始）→數據上傳（與車身離銷同步）→測量結果顯示。
數據的分析運用是本在線檢測技術的重點，可自動生成分析結果，測量界面如圖5、圖6所示。