Лабораторная работа №7
Оборудования для правки кузовов автомобиля
Цель работы: ознакомится с классификацией, принципом работы и техническими характеристиками оборудования.
Часть 1
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 СТОА используются контрольно – измерительные инструменты, приспособления и стенды.
Контрольно – измерительные инструменты и приспособления. К ним относятся универсальные линейки, рулетки и штангенциркули, специальные штангенинструменты (линейки и штангенрейсмусы), а также шаблоны.
Специальные линейки состоят из штанги, на которой 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.1). 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.
Рисунок 1 Система шаблонов MZ для установки кузова на стапель SEVENNE фирмы SELETTE (Франция)
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 силовым элементами, значительно повышают жесткость кузова и обеспечивают сохранение геометрии при приложении к нему любых тяговых усилий.
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 10000 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.). Все измерительные системы, кроме механической, современных стендов сопрягаются с персональными компьютерами, в которых заложены базы данных по кузовам различных моделей автомобилей разных производителей.
Рисунок 2. 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 – 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 система основана 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-ти 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.
Часть 2