系统构成及测量原理
手持式间隙面差测量系统由硬件和软件两部分组成。其中，硬件部分包括手持式测量枪、工控机、大屏显示子系统及射频识别扫码（Radio Frequency Identification，RFID）读写头等。软件部分包括安装在线边工控机上的专业测量软件。
手持式测量枪 通信形式有有线和无线两种，测量方便灵活，完全手持式独立运行的传感器，可不借助计算机或其他设备进行测量、查看数据和表面轮廓图，用于获取间隙形貌的3D空间坐标并结合工控机测量软件计算准确的间隙面差值。
工控机 用于安装专用测量软件、收集统计分析数据及与可编辑逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）通信。
大屏显示子系统 用于实时显示所有测点间隙和面差数据，以及各个测点的趋势图。后台软件支持多屏异显功能，分别展示车身各个位置测量结果，为不同工位操作员提供参考。
RFID读写头 用于读取滑撬载码体中驾驶室信息，将读取信息反馈给PLC。
以某品牌的手持式间隙面差测量系统为例，其性能参数及运行参数要求见表1。
3. 测量原理及方法
方法二：一个确定的测量点，与一确定基准边的垂直距离。P3为测量点，L2为投影边，如图2所示。
面差测量方法则 测量边上一个确定的测量点，与一确定基准边的垂直距离。L3为基准边，P4为测量点，如图3所示。
应用案例
1.平面布局
某公司调整线采用手持式间隙面差测量系统，其中检测人员数量和手持式测量枪数量由驾驶室生产节拍、测点数量及测点位置决定。现场平面布局如图4所示，
人员配备2人，手持式测量枪配备2把，RFID读写头1个，工控机1台，大屏显示子系统包含显示屏4台。
根据产品匹配标准，并且参考之前测点检测操作性选取测点，测点主要分布在白车身车门与侧围区域，如图5所示，S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7及S8就是需要检测的间隙面差点位（左右对称）。
3.调试过程
在设备安装之后，要进行设备配置、软件调试、一致性对比等工作。
（1）设备配置 工控机与手持式测量枪支持2.4G无线和5G无线连接，将工控机与手持式测量枪连接在同一个无线网络，之后在专业测量软件待添加列表中添加已连接的测量枪，如图6所示。
（2）软件调试 在专业测量软件中创建检测计划，配置当前测量计划的名称、车型、工位号以及工厂等信息。配置完成后继续配置计划部件，将车门部件图上传，设置部件名称，之后在车门部件图片中，依据图5设置检测点。
测点添加后，角类型默认为卷边，各参数若未配置，则以默认参数生效。测点新建后，可修改测点名称，完善测点类型，设置各项数值的参考值、公差等，通过设备选项，可设置手持式检测枪的曝光、亮度、测点姿态指示是否启用及各项指示参数，具体根据生产现场及标准设置。系统会自动保存设置的参数，如果需要添加多个测量点，重复该步骤即可。创建和设置检测计划完成后，可以将专业测量软件中的检测计划下载传递至手持式检测枪，后续可进行检测。
（3）一致性对比 一致性对比是为了检查人工用手持式间隙面差测量系统与面差尺、间隙尺测量的结果是否一致。通过在同一台白车身相同测量位置分别用测量枪和面差尺、间隙尺测量，对比不同工具的检测结果，要求测量点检测结果差距在±0.2mm以内，若测量结果未在要求之内，则调整测量计划设置的参数，以达最终测量结果满足要求。
4.测量流程
自动导引运输车（Automated Guided Vehicle，AGV）通过滑撬承载驾驶室运行至测量工位，AGV将到位信息传递给PLC，RFID读写头读取滑撬载码体中驾驶室车型信息与唯一码，然后将信息传递给PLC，PLC将车型信息及唯一码传递给手持式间隙面差测量系统，手持式测量枪跳转检测界面，人工手持进行检测。测量完所有测点后，测量系统将测量数据与驾驶室唯一码（标签）一一绑定，在手持式测量枪（见图7）和显示大屏显示（见图8）。
5.系统价值
（1）质量追溯 通过对白车身车门间隙面差100%的测量，并且将驾驶室信息（唯一码）与检测数据一一绑定，若后期出现相应质量问题，可以进行数据质量追溯，找到相应驾驶室的质量数据。
（2）测量速度快、检测能力强、工位柔性高 测量速度快，单点测量时间小于0.5s（仅视觉测量时间，不包含人工操作时间）；双传感器设计，可以获取间隙内部形貌，测量精度达±0.05mm；支持多车型、多颜色混线检测，能自动调取对应测量计划，对于新增车型无需额外增加测量硬件，无需重复进行调试；支持左右色差较大的工件、透明件、高反光件等高难度工件检测。
（3）多屏显示，高效协同 一套系统连接多个显示大屏，实时展示不同位置数据测量结果，为不同工位操作员提供参考，用于实时指导操作者安装调整车门。
（4）数据可视，决策智能 数据软件分析平台具有丰富的统计过程控制（Statistical Process Control， SPC）功能，能提供稳定过程能力指数（Capability Indies of Process，CP）/过程性能指数（Performance Indies of Process，PP）、车身制造综合误差指数（Continuous Improvement Indicator，CII）及合格率等统计报表，趋势图、相关性趋势图、直方图等数据分析图表，Excel和PDF等格式报表，可以根据驾驶室信息或报告生成时间来检索，提供数据生成、数据采集到数据分析的一站式服务，指导汽车生产工艺优化。
测量精度的影响因素
1.光线的影响
测量特征的图像清晰度和测量稳定性的关键因素是光照强度，其直接影响着图像扫描结果，在测量工位硬避免阳光直射，应保持测量工位光照强度在一定范围内。
2.测量特征的影响
当间隙面差特征组成的两个面为平面或者曲率较小，且基本平行时，测量稳定性较高；当两个面曲率较大、两个面呈一定夹角或与X/Y/Z三个方向都有夹角时，测量稳定性较差，一般在选定测量点时尽量避开此类装置[2]。例如，选择驾驶室A柱与车门之间的测点，A柱区域弧面较大，测点在此区域的两个法向量皆不与X/Y/Z平行，且两个法向量有较大的夹角，在该区域中不容易获取准确的法向量，因该区域测量稳定性较差，所以一般不选取。
3.人工测量出现的误差
手持式间隙面差测量枪由人工操作进行测量车门间隙面差，车门与侧围是由平面磁铁进行吸附平整，吸附力有限，测量枪前部附带测量支架，测量支架与车门接触，若人工用力过大，会使车门在Y向产生平移，影响检测结果；另一方面人工检测对于间隙面差无法保证一致性，测量角度与位置会存在一定差异性，对于检测结果会有一定影响。
结语
通过应用手持式间隙面差测量系统，可以实现白车身车门间隙面差100%的测量。通过将驾驶室唯一码与检测数据一一绑定，实现质量追溯功能，具备超高精度、超大视场及检测速度快等特点，可柔性测量，不挑车型，同时多屏异显，高效协同，利用数据可视化，推进决策智能，对白车身车门间隙面差的质量监控、质量追溯和问题分析有主要作用。
作者：周文斌，赵鑫鑫，朱立高，李斌，卢旭，邓双奇
编辑 ▎王琰 审核 ▎于永初
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