Оборудование для контроля геометрии кузовов легковых автомобилей

Поверхность кузова легкового автомобиля представляет собой сложнейшую пространственную фигуру, состоящую из большого чис­ла составных элементов, имеющих свои размеры, форму и простран­ственную ориентацию относительно друг друга. Для контроля геомет­рии кузовных элементов и проемов документацией производителей автомобилей предлагается определенная совокупность контрольных точек, имеющих координатные размеры относительно выбранной измерительной базы и размерные расстояния во взаимном располо­жении. Выполнить контроль геометрии кузова — значит определить координаты всех контрольных точек и сравнить их с заводской базой данных.

Операции по контролю геометрии кузова могут выполняться на этапе диагностирования повреждений кузова, при устранении дефор­маций кузова и при контроле качества кузовных работ. Для этих це­лей на ПТС используются контрольно-измерительные инструменты, приспособления и стенды.

Контрольно-измерительные инструменты и приспособления. К ним относятся универсальные линейки, рулетки и штангенциркули, спе­циальные штанген инструменты (линейки и штангенрейсмусы), а так­же шаблоны.

Специальные линейки состоят из штанги, на которую нанесена или не нанесена измерительная шкала, неподвижного и подвижного на­конечника.

Кузовные штангенрейсмусы представляют собой штативную штан­гу с измерительной шкалой и выдвижную линейку с измерительной шкалой и наконечником.

Кузовные шаблоны бывают двух видов — для контроля проемов ку­зова и для фиксации кузова на раме стенда. Шаблоны первого вида имеют конфигурацию, идентичную конфигурации контролируемого проема кузова, и выполнены с допусками на порядок жестче, чем ука­занные в конструкторской документации на данный элемент кузова.

Шаблоны второго вида предназначены для использования совме­стно с кузовным стапелем (рис. 2.84). Эти шаблоны выпускаются комплектно для каждой модели автомобиля. Каждый шаблон разра­батывается под свою контрольную точку кузова и должен устанавли­ваться на раму стапеля, которая является измерительной базой, в конкретном месте.

Шаблон представляет собой силовую конструкцию, имеющую поса­дочные места и быстродействующий зажим, характерный для данной точки платформы кузова. Деформированный кузов как бы насаживает­ся на очень точную и прочную колодку. Шаблоны без пропусков повто­ряют всю сеть контрольных точек поврежденного кузова, что позво­ляет наглядно выявить деформированные участки без проведения дополнительных обмеров. Кроме этого, шаблоны, являясь силовыми элементами, значительно повышают жесткость кузова и обеспечива­ют сохранение геометрии при приложении к нему любых тяговых усилий.

Рис. 2.84. Система шаблонов MZ для установки кузова на стапель SEVENNE фирмы SELETTE (Франция)

Основной недостаток шаблонной системы измерения геометрии кузова — ее чрезвычайно узкая специализация (на каждую модель кузова — свой комплект, в компании SELETTE — основоположнике шаблонного метода, — имеется несколько тысяч комплектов) и, как следствие, очень высокая цена (от 3000 до 10 000 долларов США).

Измерительные стенды. Стенды для измерения и контроля геомет­рии кузова выпускаются как для автономного применения, так и для работы совместно с тяговым кузовным стапелем. В последнем случае измерительный стенд является частью конструкции стапеля. В стен­дах используются измерительные системы, реализующие измерения в прямоугольной пространственной, полярной пространственной и комбинированной системах координат. По виду получения и переда­чи измерительного сигнала стенды имеют измерительные системы механические, электронно-механические, оптические, ультразвуко­вые (рис. 2.85). Все измерительные системы, кроме механической, современных стендов сопрягаются с персональными компьютерами, в которых заложены базы данных по кузовам различных моделей ав­томобилей разных производителей.

Рис. 2.85. Измерительные стенды для контроля геометрии кузовов легковых автомобилей:

а — METRO 2000 с механической измерительной системой (измерения — в прямо­угольной системе координат) фирмы SELETTE (Франция); б— NAJA с электронно-механической системой (измерения — в полярной системе координат) фирмы SELETTE (Франция); в — PMS с комбинированной (ультразвуковой и механической системой измерения в полярной системе координат) WEDGE CLAMP SYSTEM (Ка­нада)

Механические измерительные системы являются универсальными системами. Они монтируются на жесткой раме, которая устанавлива­ется на стапель или свое основание. На раме крепятся передвижные консоли с измерительными телескопическими стойками для нижней части кузова и штангенрейсмусы — для боковых поверхностей кузо­ва. Данные по координатам контрольных точек различных моделей автомобилей занесены в специальные карты, поставляемые в комп­лекте со стендом.

Электронно-механические системы измерения имеют механичес­кую телескопическую измерительную штангу с измерительным нако­нечником и приемный блок, в котором координаты измерительного наконечника преобразуются в электрические сигналы по принципу «электронной мыши* компьютера. Стенды с электронно-механичес­кой системой измерения работают автономно и имеют в своем соста­ве измерительную тумбу и приборную стойку. Сигнал с приемного блока поступает в ПК, где по специальной программе он обрабаты­вается и выдается на дисплее в виде координаты контрольной точки. Измерительная тумба и приборная стойка связаны между собой ра­диоканалом. Перед началом измерений измерительная тумба прочно фиксируется под автомобилем, поднятым на подъемнике, и, в каче­стве исходной информации, в компьютер вводятся координаты трех известных контрольных точек, местоположение которых в данном автомобиле соответствует конструкторской документации. Эти коор­динаты являются базовыми для остальных измерений.

Ультразвуковая измерительная системаоснована на построении трехмерной геометрической модели. Данные считываются излучате­лями и направляются на микрофоны, установленные по всей поверх­ности балки. Каждый излучатель связан с шестью микрофонами. Приемник определяет нахождение излучателя с точностью до десятой доли миллиметра. Для измерения автомобиля компьютер на основе минимум трех неповрежденных точек определяет плоскость, парал­лельную днищу. Все последующие измерения производятся относи­тельно этой плоскости. К измеряемым точкам автомобиля крепятся ультразвуковые датчики-излучатели. Датчики соединяются проводами с приемной балкой, расположенной под автомобилем. Звук восприни­мается микрофонами, находящимися на балке. Время прохождения звука от датчика до микрофона позволяет определить координаты точки на кузове в трех измерениях относительно найденной плоскости. Все точки, как базовые, так и измеряемые, отображаются на экране компьютера в графическом и цифровом виде. Данные измерения срав­ниваются с заводскими параметрами. И вычисляется расхождение. Информация по каждому «измеренному» автомобилю сохраняется в памяти компьютера. Ультразвуковая система имеет два технологичес­ких минуса. Первый — турбулентность. Из-за направленного потока воздуха, например сквозняка, микрофон может потерять сигнал. В таком случае пропадают данные на мониторе. Второй минус отно­сится больше к конструктивным особенностям. Излучатели, при­крепляемые к днищу, связаны с балкой проводами, которые подклю­чены к источнику питания.

Лазерные измерительные системы, в отличие от ультразвуковых, — беспроводные. А точнее, в конструкции предусмотрен только один провод, связывающий систему с компьютером. Снизу к днищу при­крепляется лазерный излучатель. А к каждой технологической точке крепятся специальные мишени, соответствующие заводским пара­метрам измеряемого автомобиля. Сигнал представляет собой высоко­частотную вспышку вполне определенной силы и яркости.

Излучатель, вращаясь с огромной частотой, считывает информа­цию о геометрии кузова, о состоянии 46 кузовных точек, одновре­менно выводя результаты на монитор компьютера. Например, лазер­ная система американской фирмы Kargrabber позволяет быстро производить обмер и кузовной ремонт автомобиля. Лазер значитель­но упрощает процедуру подгонки деталей кузова, так как дает воз­можность мгновенно сопоставлять их положение относительно друг друга.

Система Genesis от Chief бесконтактная, использует две лазерные головки, вращающиеся со скоростью 750 об/мин. Принцип состоит в том, что на кузове закрепляются специальные пластины-мишени с нанесенными штрихкодами. Отражаясь от них, луч возвращается к лазерной головке, являющейся одновременно приемником, а компь­ютер просчитывает точные координаты контролируемых точек кузо­ва. Система не требует калибровки и позволяет производить измере­ния во время правки кузова. База данных содержит в себе три отдельные библиотеки сведений о геометрии кузовов.

Измерительные радиосистемы. Использование мультичастотного радиосигнала в системах измерений имеет свои плюсы — на резуль­тат работы не влияет турбулентность, перепады напряжения (как в ультразвуковых системах), перекрывание одной мишенью другой (как в лазерных системах). Измерительный модуль такой системы — это передвигающаяся по направляющим измерительная головка с шарнирным удлинителем. При перестановке наконечника компью­тер автоматически определяет и распознает его. В измерительной си­стеме Naja Evolution фирмы Celette (Франция) применена технология Bluetooth (оцифрованный радиосигнал). Она позволила увеличить скорость и качество передачи данных, а также исключить помехи.