METRONOR測(cè)量系統(tǒng)在客車(chē)車(chē)身合裝夾具調(diào)試中的應(yīng)用

楊彩紅， 馬永杰

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，鄭州451450）

0 引言

在我國(guó)，城市和公路客運(yùn)已經(jīng)成為中、短途旅客的主要運(yùn)輸方式之一。隨著我國(guó)鄉(xiāng)村公路的建設(shè)和發(fā)展，鄉(xiāng)村公路運(yùn)營(yíng)客車(chē)已經(jīng)成為鄉(xiāng)村居民出行的主要公共交通工具，可見(jiàn)客車(chē)已經(jīng)與我們的生活息息相關(guān)了。

客車(chē)的重要組成部分車(chē)身的質(zhì)量將關(guān)系到整車(chē)的質(zhì)量和安全，并且客車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中車(chē)身的制造工藝又是最關(guān)鍵的第一步，因此車(chē)身的焊接合裝至關(guān)重要。客車(chē)車(chē)身零部件非常多，焊接用的夾具也很多，我們?cè)诖瞬魂P(guān)注小片的焊接胎具，主要關(guān)注小片拼焊成大片后的車(chē)身合圍，目前主要采用六面體合裝，如圖1所示。合圍后車(chē)身的長(zhǎng)、寬、高、對(duì)角線(xiàn)為我們關(guān)注的對(duì)象，因此我們?cè)谑褂煤涎b夾具時(shí)也主要考核以上幾個(gè)主要參數(shù)。

圖1 客車(chē)車(chē)身骨架

1 METRONOR測(cè)量系統(tǒng)

METRONOR（邁卓諾）測(cè)量系統(tǒng)有限公司基于攝影測(cè)量技術(shù)，采用專(zhuān)利的校準(zhǔn)方法，開(kāi)發(fā)了光電式坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，簡(jiǎn)單、輕便，測(cè)量距離可達(dá)到30 m，METRONOR的測(cè)量系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天、工程機(jī)械、大型模具等行業(yè)。目前METRONOR測(cè)量系統(tǒng)常用的有SOLO（單相機(jī)）和DUO（雙相機(jī)）兩種測(cè)量系統(tǒng)，本文僅介紹單相機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用。

METRONOR測(cè)量SOLO系統(tǒng)組件：筆記本電腦，配測(cè)量分析軟件；高精度CCD工業(yè)數(shù)碼相機(jī)；碳纖維三角支架；光筆測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)針組；標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)棒；無(wú)線(xiàn)發(fā)射及接受裝置；電纜組。如圖2所示。

METRONOR測(cè)量SOLO系統(tǒng)工作原理：LEDs光靶間位置關(guān)系已知和確定；通過(guò)LEDs在相機(jī)傳感器上的尺寸確定光筆的距離；通過(guò)LEDs在相機(jī)傳感器上的位置確定光筆的方向。如圖3所示。

METRONOR測(cè)量SOLO系統(tǒng)測(cè)量精度，測(cè)量范圍為1.5~30 m，分辨率為0.001 mm；測(cè)量精度為0.053 mm/2.5 m、0.090 mm/6.0 m；視角為38°×32°。

圖2 METRONOR測(cè)量系統(tǒng)

圖3 SOLO測(cè)量原理

2 客車(chē)車(chē)身骨架合裝夾具

合裝夾具是用于組裝車(chē)身的專(zhuān)用大型設(shè)備，是客車(chē)車(chē)身實(shí)現(xiàn)批量化和流水化作業(yè)必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，由于車(chē)身三維造型復(fù)雜、車(chē)型多，因此需要合裝設(shè)備滿(mǎn)足對(duì)車(chē)身各關(guān)鍵點(diǎn)能進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并且定位點(diǎn)需要調(diào)整以滿(mǎn)足不同車(chē)型定位需求。目前客車(chē)車(chē)身合裝設(shè)備主要滿(mǎn)足車(chē)長(zhǎng)6~13.7 m，車(chē)寬1.8~2.55 m，車(chē)型定位需求，因此合裝設(shè)備就需要能在此范圍內(nèi)調(diào)節(jié)定位點(diǎn)的位置以適應(yīng)不同車(chē)型定位的需求。合裝設(shè)備主要定車(chē)身高度、車(chē)身長(zhǎng)度、龍門(mén)對(duì)角、大龍門(mén)對(duì)角等尺寸滿(mǎn)足公差范圍，以及合裝設(shè)備不同車(chē)型換型時(shí)間作為設(shè)備的考核點(diǎn)，因此合裝設(shè)備重點(diǎn)關(guān)注合裝車(chē)身的精度，換型時(shí)間，設(shè)備的穩(wěn)定性，車(chē)型的適應(yīng)性。如圖4所示為客車(chē)車(chē)身骨架合裝夾具實(shí)物。

圖4 客車(chē)車(chē)身骨架合裝夾具實(shí)物

3 METRONOR測(cè)量SOLO系統(tǒng)應(yīng)用

1）測(cè)量思路及操作。車(chē)身合裝夾具由于尺寸較大，并且為了方便客車(chē)大片的吊裝入內(nèi)采用有對(duì)開(kāi)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，兩側(cè)的定位裝置分別安裝在兩側(cè)的架體上，架體則安裝在下面的4條或6條軌道上，采用液壓或氣動(dòng)的方式推動(dòng)夾具體移動(dòng)，當(dāng)采用氣動(dòng)時(shí)需加裝到位后的鎖止機(jī)構(gòu)。故測(cè)量時(shí)需要找好基準(zhǔn)，因?yàn)檐?chē)寬、車(chē)高、車(chē)長(zhǎng)尺寸較為重要，故選擇在安裝設(shè)備前先安裝3處基準(zhǔn)塊，以基準(zhǔn)塊為基準(zhǔn)安裝兩側(cè)的8條軌道，然后以軌道上面和建立軌道對(duì)中面以此來(lái)測(cè)量架體上的定位塊安裝基準(zhǔn)面從而保證安裝后的架體同位置的定位塊的高度相同、寬度相等、長(zhǎng)度相同，避免出現(xiàn)菱形、喇叭口等缺陷。

操作過(guò)程：打開(kāi)測(cè)量?jī)x器箱體，按順序取出測(cè)量系統(tǒng)的各元器件，找開(kāi)闊位置打開(kāi)三角架，架設(shè)好相機(jī)（以在測(cè)量過(guò)程中相機(jī)鏡頭都能對(duì)準(zhǔn)測(cè)量筆為準(zhǔn)），連接測(cè)量相機(jī)電纜到筆記本電腦，選擇合適測(cè)量的側(cè)頭安裝在測(cè)量筆上，隨身攜帶測(cè)量筆用移動(dòng)電源，校對(duì)測(cè)量測(cè)頭，打開(kāi)測(cè)量系統(tǒng)的電源，即可進(jìn)行測(cè)量操作了。車(chē)身合裝夾具的測(cè)量如圖5和圖6所示進(jìn)行操作。

圖5 測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)一

圖6 測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)二

2）測(cè)量報(bào)告。測(cè)量時(shí)的數(shù)據(jù)通過(guò)安裝在筆記本電腦中的測(cè)量軟件Metronor PowerINSPECT進(jìn)行保存和運(yùn)算操作。隨著測(cè)量數(shù)據(jù)的改變，軟件可以自動(dòng)生成測(cè)量報(bào)，測(cè)量報(bào)告并且可以隨測(cè)量數(shù)據(jù)的改變而改變。得到的測(cè)量界面如圖7和圖8所示（僅選2張作為實(shí)例）。

圖7 單側(cè)架體腰梁定位平面測(cè)量

圖8 兩側(cè)架體對(duì)中性測(cè)量

3）指導(dǎo)合裝夾具調(diào)試。通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，可以得到平面度誤差，對(duì)中性誤差，根據(jù)差值的多少可以采用墊片進(jìn)行修正，使設(shè)備達(dá)到理想的要求。如圖9所示，根據(jù)誤差值增減定位塊下面的墊片數(shù)量，正常墊片情況為：2個(gè)0.2 mm，2個(gè)0.5 mm，特殊情況備用1 mm墊片。

圖9 測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)告表

4 結(jié)語(yǔ)

激光測(cè)量在客車(chē)合裝夾具中的應(yīng)用是合適的，客車(chē)合裝夾具尺寸大，一般的便攜式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)不能使用。METRONOR測(cè)量SOLO系統(tǒng)使用后就可以避免早期測(cè)量時(shí)使用的經(jīng)緯儀和卷尺搭配，使測(cè)量精度大幅度提升。另外客車(chē)車(chē)身目前主要是通過(guò)卷尺測(cè)量尺寸，隨著對(duì)車(chē)身尺寸要求的提高，METRONOR測(cè)量系統(tǒng)也將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

［1］ 陳文第.客車(chē)制造工藝技術(shù)［M］.北京：人民交通出版社，2008.

［2］ 邁卓諾公司.邁卓諾激光測(cè)量?jī)x［J］.航空制造技術(shù)，2009（3）：97.