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，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。隨著我國鄉(xiāng)村公路的建設(shè)和發(fā)展，鄉(xiāng)村公路運(yùn)營客車已經(jīng)成為鄉(xiāng)村居民出行的主要公共交通工具，可見客車已經(jīng)與我們的生活息息相關(guān)了。

客車的重要組成部分車身的質(zhì)量將關(guān)系到整車的質(zhì)量和安全，并且客車生產(chǎn)過程中車身的制造工藝又是最關(guān)鍵的第一步，因此車身的焊接合裝至關(guān)重要。客車車身零部件非常多，焊接用的夾具也很多，我們在此不關(guān)注小片的焊接胎具，主要關(guān)注小片拼焊成大片后的車身合圍，目前主要采用六面體合裝，如圖1所示。合圍后車身的長、寬、高、對角線為我們關(guān)注的對象，因此我們在使用合裝夾具時(shí)也主要考核以上幾個(gè)主要參數(shù)。

圖1 客車車身骨架

1 METRONOR測量系統(tǒng)

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

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

METRONOR測量SOLO系統(tǒng)工作原理：LEDs光靶間位置關(guān)系已知和確定；通過LEDs在相機(jī)傳感器上的尺寸確定光筆的距離；通過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測量SOLO系統(tǒng)測量精度，測量范圍為1.5~30 m，分辨率為0.001 mm；測量精度為0.053 mm/2.5 m、0.090 mm/6.0 m；視角為38°×32°。

圖2 METRONOR測量系統(tǒng)

圖3 SOLO測量原理

2 客車車身骨架合裝夾具

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

圖4 客車車身骨架合裝夾具實(shí)物

3 METRONOR測量SOLO系統(tǒng)應(yīng)用

1）測量思路及操作。車身合裝夾具由于尺寸較大，并且為了方便客車大片的吊裝入內(nèi)采用有對開式結(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，采用液壓或氣動的方式推動夾具體移動，當(dāng)采用氣動時(shí)需加裝到位后的鎖止機(jī)構(gòu)。故測量時(shí)需要找好基準(zhǔn)，因?yàn)檐噷挕④嚫?、車長尺寸較為重要，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中面以此來測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、長度相同，避免出現(xiàn)菱形、喇叭口等缺陷。

操作過程：打開測量儀器箱體，按順序取出測量系統(tǒng)的各元器件，找開闊位置打開三角架，架設(shè)好相機(jī)（以在測量過程中相機(jī)鏡頭都能對準(zhǔn)測量筆為準(zhǔn)），連接測量相機(jī)電纜到筆記本電腦，選擇合適測量的側(cè)頭安裝在測量筆上，隨身攜帶測量筆用移動電源，校對測量測頭，打開測量系統(tǒng)的電源，即可進(jìn)行測量操作了。車身合裝夾具的測量如圖5和圖6所示進(jìn)行操作。

圖5 測量現(xiàn)場一

圖6 測量現(xiàn)場二

2）測量報(bào)告。測量時(shí)的數(shù)據(jù)通過安裝在筆記本電腦中的測量軟件Metronor PowerINSPECT進(jìn)行保存和運(yùn)算操作。隨著測量數(shù)據(jù)的改變，軟件可以自動生成測量報(bào)，測量報(bào)告并且可以隨測量數(shù)據(jù)的改變而改變。得到的測量界面如圖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量

圖8 兩側(cè)架體對中性測量

3）指導(dǎo)合裝夾具調(diào)試。通過對測量數(shù)據(jù)的分析，可以得到平面度誤差，對中性誤差，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 測量數(shù)據(jù)報(bào)告表

4 結(jié)語

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

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

［2］ 邁卓諾公司.邁卓諾激光測量儀［J］.航空制造技術(shù)，2009（3）：97.