图1  光笔测量仪工作原理示意

迈卓诺公司推出的光笔测量仪具有良好的便携性、大尺寸测量、隐藏点测量及多点同步测量等技术特点，可广泛应用于汽车制造的各个环节：夹具测量、夹具重复性检验、生产线的安装调试与检测、车身部件及白车身测量、部件变形监测与分析以及模具检测等，赢得了用户的一致好评。

面对竞争日益激烈的汽车市场，汽车制造企业纷纷推出更新、更好的车型，以赢得市场份额。每一个新车型的投入生产，为之匹配精确的焊装生产线都是非常重要的一个环节。焊装线的建造周期和精确与否，直接影响着新车的发布周期和品质。要快速、精确地建造或改造焊装生产线，选择适用于车间现场的生产线检测和调整的大尺寸测量系统尤为关键。

为了满足汽车焊装生产线高质、高效的检测需求，迈卓诺便携式大尺寸光学坐标测量系统——光笔测量仪应运而生。20多年来，迈卓诺一直致力于这一领域的研究、开发，引领着高精度摄影测量技术的发展，不断创新，使用户能够获得更加轻便、精确，且性价比更高的产品。从而为汽车制造企业提供更完善、更专业的测量解决方案。

光笔测量仪的技术特点

迈卓诺光笔测量仪是只利用CCD相机和一个手持式测头的精确3D测量系统。采用摄影测量技术，相机通过追踪镶嵌在测头上的多个红外发光二极管（LED）的坐标，得到测头在空间的位置和姿态，从而精确计算出被测点的三维坐标（见图1）。

我们知道，要实现精确的焊接与装配，汽车夹具必须符合设计要求，并且需要定期检验和校准。而汽车夹具一般大而重，结构复杂，并且大部分都安装固定在车间，无法用传统的坐标测量机进行检测。要完成这一检测任务，需要一种适用于车间现场的大尺寸测量手段，而且鉴于夹具复杂的外形特点，设备要能够测量较深的隐藏部位。迈卓诺光笔测量仪的技术特点恰恰很好地满足了这种检测需求。

首先，光笔测量仪具有良好的便携性，非常适合在车间现场使用。整套设备紧凑、轻便，包括电脑在内，被装在一个长1 m的标准拉杆箱内，连装运箱在内总重量不超过30 kg，可以放在汽车后备箱，也可以带它乘机旅行。进行测量作业时，打开装运箱，将相机放置在现场需要检测的工件旁，连好电缆，打开电脑，即可用测头进行采点测量。光笔重500 g左右, 拿在手上非常轻便，而且光笔与相机之间为无线连接。手持测头，只要在相机视野里，就可以在任何位置进行采点，大尺寸测量变得轻松随意。值得一提的是，由于设备主要由数字相机和碳纤维测量光笔组成，光笔测量仪可以在0～45℃正常工作，测量精度几乎没有影响。

图2  汽车夹具检测实例

不仅如此，光笔测量仪集大尺寸与高精度于一身，其技术参数能够很好地满足汽车夹具检测的要求。作为一套基于摄影测量技术的光学坐标测量系统，光笔测量仪可以实现长达30 m的精确测量。采用专利的图像处理与相机校准技术，空间长度测量精度可达25umm。不管是2～3 m的普通夹具，还是5～6 m的整车焊装夹具，迈卓诺光笔测量仪都能很好地满足其测量所要求的测量范围和精度要求。

此外，出色的隐藏点测量能力，成为光笔测量仪汽车夹具检测突出的技术优势。我们知道，汽车夹具一般是在基板上装有密密麻麻的立柱，立柱上就是控制面或定位销，很多几何尺寸处于比较深的隐藏位置。光笔测量仪直接使用测针采点测量，是真正意义上的三坐标测量机。相对于其他大尺寸光学测量设备，比如激光跟踪仪，光笔测量仪具有出色的隐蔽点测量能力。用户通过配备带有加长部分的测量光笔，结合测针和加长杆，可以轻易测量600 mm或更深的隐藏位置。

还值得一提的是，光笔测量仪独一无二的多点同步测量能力，可以方便地检测夹具的重复性。除了测头采点测量外，迈卓诺系统还有另外一种测量方式，即直接测量分散、独立的LED光靶。将多个LED光靶用磁力或胶粘等手段固定在目标上，相机一次可以同时采集多个点的空间坐标数据。利用这一功能，迈卓诺测量系统可以实现六维测量、重复性测量、变形实时监控以及动态坐标系下的测量等多种应用，可以完成诸如夹具重复性检测、振动环境下的测量等多种复杂任务。

在汽车生产过程中的应用

凭借多年的应用经验，迈卓诺公司深入研究汽车制造工艺，制定了一套适合现代汽车生产的标准操作流程（SOP），以保证客户能够既快又好地制造出符合设计要求的汽车产品。下面结合具体的应用实例（见图2），为大家介绍一下操作流程包含的内容：

1. 检验夹具安装基板的平面度，这是最基本的一步，也是非常关键和必要的一步。如果基板不平，安装在上面的立柱一定会有偏斜，控制面和定位削的位置就会出现偏差。由于光笔测量仪测量范围大，隐藏点测量能力强，因此可以实现对大型夹具的整个平面均布采点，包括后部和中间位置，实现平面度的全面分析评价。

2. 建立工件坐标系，这是所有后续测量作业的基础。通过测量工件上的参考几何量（点、线和面），转移机器坐标系为工件坐标系。光笔测量仪可以精确地实现坐标系的转换。

3. 检测各控制面和定位销，这是夹具检测的基本要求。光笔测量仪就像一台大尺寸坐标测量机，可以快速、精确地在车间现场完成测量作业。出色的隐藏点测量能力，使测量系统可以方便地采集任意位置的点。

4. 检测夹具的重复性。目前，越来越多的汽车制造企业要求检测这一项指标。我们知道，汽车生产是批量的，夹具的重复性不好，汽车的质量就会不稳定。利用光笔测量仪多点同步测量功能，重复性检测的难题迎刃而解。只要在工件上固定多个LED光靶，将工件在夹具上重复装夹多次，相机每次可以同步测量这多个点的坐标。通过系统随机软件，可以快速得到夹具重复性的指标。改变了以往用户不得不在工件上人为打多个点，采用破坏工件的方式实现重复性检测的方式。

5. 将汽车零部件在夹具上装夹好后，对零部件进行测量，并与CAD模型进行实时比对。我们知道，这是真正的生产状态，只有将零件和夹具的偏差因素集合在一起，部件测量合格，我们才可以说，生产出来的汽车是合格的。这一步骤在新车试生产阶段尤为重要。

综观整个操作流程我们可以发现，光笔测量仪不仅检验了夹具本身，而且检测了夹具的重复性，并对在装夹状态下的零部件进行了测量，整个流程全面、严谨、科学，涵盖了各个环节，为制造合格的汽车产品提供了质量保证。光笔测量仪由于其良好的便携性、大尺寸测量、隐藏点测量及多点同步测量等技术特点，为完成这一流程提供了有效的技术保证。

基于与汽车制造企业一致的诉求和20多年成功的行业应用经验，迈卓诺光笔测量仪被国内外各大汽车厂商广泛采用，并得到一致认可，广泛应用于汽车制造的各个环节：夹具测量、夹具重复性检验、生产线的安装调试与检测、车身部件及白车身测量、部件变形监测与分析，以及模具检测等。同时，在新车研发与试制、车间现场测量等方面都发挥着重要作用。