- Оборудование для контроля геометрии кузовов легковых автомобилей
- Проверка геометрии кузова автомобиля. Подробно об измерении
- Контрольные точки геометрии кузова автомобиля
- Правила измерения геометрии кузова автомобиля
- Проверка геометрии кузова рулеткой
- Линейка для измерения геометрии кузова автомобиля
- Сравнительное измерение геометрии кузова автомобиля
- Трёхмерное измерение кузова автомобиля
- Измерение днища кузова
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.
Проверка геометрии кузова автомобиля. Подробно об измерении
В общем процессе ремонта кузова автомобиля очень важную роль играет процесс измерения геометрических параметров структурных элементов. Машину нельзя правильно отремонтировать без возврата контрольных точек кузова в первоначальное положение, определённое производителем. Для этого нужно делать измерения точно и по нескольку раз в процессе ремонта.
Существует несколько разновидностей измерительного оборудования. В целом, их можно разделить на 5 базовых типов:
- Линейки, рулетка, специальный циркуль
- Универсальные измерительные системы (механические)
- Специализированные системы с креплением
- Универсальные лазерные системы
- Компьютерные/электронные системы
Подробнее об измерительных системах можно прочитать здесь.
Измерения геометрии кузова автомобиля условно можно разделить на три вида:
- Измерение между контрольными точками. Осуществляется, чтобы сделать быструю проверку перед ремонтом и в процессе ремонта. Измерения производятся простой рулеткой, а также линейкой для проверки геометрии кузова.
- Сравнительное (сравниваются расстояния симметричных точек на разных сторонах кузова). Сравнительное измерение является универсальным самым быстрым и лёгким методом проверки геометрии повреждённого кузова. Производятся сравнения диагональных расстояний между симметричными точками. Можно измерять, сравнивая повреждённую часть автомобиля с неповреждённой.
- 3‑х мерное измерение (определяется пространственное положение контрольных точек относительно базовых плоскостей при помощи специального оборудования).
Измерения позволяют определить степень главных повреждений, выявить второстепенные повреждения и определить план восстановления.
Контрольные точки геометрии кузова автомобиля
Большинство контрольных точек представляют собой отверстия в структурных элементах кузова. Вообще, в качестве контрольных точек могут выступать любые стационарные точки на структурных элементах кузова. Можно мерить , к примеру, между симметричными углами.
Контрольные точки располагаются в вертикальной или горизонтальной плоскостях. Их места варьируются в зависимости от модели машины. В руководствах по ремонту указывается местоположение конкретных точек и расстояния между ними.
Измерения производятся между центрами контрольных отверстий или между их краями.
Обычно измеряются расстояния от центра до центра этих отверстий, расположенных в противоположных сторонах автомобиля. Отверстия контрольных точек обычно имеют больший диаметр, чем кончики измерительной линейки. В этом случае нужно делать измерение от края до края отверстий.
При необходимости измеряются места крепления элементов подвески, так как они влияют на развал-схождение. Можно также измерять положение колёс.
В случае аварийной деформации, контрольные точки можно использовать для определения центральной плоскости машины, опираясь на его неповреждённую часть. Далее центральная плоскость поможет узнать степень отклонения повреждённой части или правильность ремонта.
При использовании измерительной линейки, желательно иметь в наличии информацию о заводских параметрах расстояний между контрольными точками. Сверяясь с этими параметрами, нужно учитывать, какие расстояния указаны (от центра к центру или от края к краю). Если нет информации о заводских геометрических параметрах кузова, то можно использовать неповреждённый автомобиль той же модели для сравнения расстояний. Также используется сравнительное измерение противоположной, неповреждённой части.
Правила измерения геометрии кузова автомобиля
- Перед проверкой геометрии автомобиль должен стоять ровно. Колёса должны быть накачены с одинаковым давлением. В конструкции некоторых линеек присутствует уровень, для удобства расположения линейки параллельно плоскости машины. Это бывает необходимым, когда есть конкретные данные расстояний между контрольными точками для измерительной линейки. Нужно учитывать, что в некоторых руководствах по ремонту показаны расстояния для измерительной линейки (значениями на шкале линейки), а в других расстояния от точки к точке (фактическое расстояние). Это могут быть разные значения.
- Таким образом, для правильного измерения, линейка должна располагаться параллельно кузову, иначе показания будут некорректными (опять же, если осуществляется сравнение с данными расстояний для её шкалы). Для этого иногда указатели линейки должны быть выдвинуты на разную длину. В этом случае показания на шкале линейки могут не совпадать с реальным расстоянием и требуют дополнительного замера рулеткой между указателями. Когда указатели выдвинуты на одинаковую длину, то значение на шкале совпадает с фактическим.
- Измерения делаются по фиксированным точкам кузова, таким как болты, разъёмы или отверстия и пр.
- Каждое измерение должно проверяться с помощью двух дополнительных контрольных точек.
- Лучше измерять более длинные расстояния. Так можно получить наиболее достоверную картину смещения структурных элементов.
- В некоторых случаях измерение и сравнение длины двух противоположных сторон дают лучшее представление о деформации, чем диагональные измерения. Нужно использовать диагональные замеры в совокупности с замерами длины.
- При измерении и ремонте разрешается определённый допуск (суммарный допуск не более 3 мм). Допуск в 3 мм был долгие годы разрешён при производстве автомобилей. В сегодняшние дни многие производители изготавливают кузова с нулевым допуском.
- Измерение расстояния между отверстиями одинакового диаметра делаются от центра к центру, либо от края к краю. Расстояние между креплениями делается от центра к центру (к примеру, между центрами головок болтов).
- Расстояние между отверстиями разного размера производится двумя измерениями. Первый замер делается между внутренними краями отверстий, второй делается между наружными краями отверстий. Далее два получившиеся значения суммируются и сумма делится на 2. Результатом будет расстояние между центрами отверстий разного размера.
Проверка геометрии кузова рулеткой
Рулетка используется, когда нет препятствий между измеряемыми точками. При измерении рулеткой нужно, чтобы лента не была изогнута. Смотреть на шкалу нужно только под углом 90 градусов и каждый раз с одинакового места, чтобы не ошибиться в значении. Нужно, чтобы фиксатор ленты не имел излишнего люфта. Лента рулетки должна лежать ровно между точками, чтобы измерение было корректным. Для удобства работы с небольшими отверстиями, фиксатор ленты можно доработать (см. рисунок).
Линейка для измерения геометрии кузова автомобиля
Раскладная измерительная линейка является наиболее часто применяемым устройством для проверки геометрии кузова.
Измерительная линейка способна мерить расстояние между двумя точками. Каждое расстояние должно проверяться двумя дополнительными контрольными точками.
Современная линейка для измерения геометрии кузова является телескопическим устройством с регулируемыми по высоте указателями. Даже при раскладывании на полную длину, она не даёт погрешности. В зависимости от типа используемой линейки может потребоваться дополнительный замер между указателями. К дополнительным аксессуарам относятся насадки и расширения для плотного размещения в отверстиях.
Линейка позволяет производить измерения при наличии препятствий между измеряемыми точками.
Все автомобили симметричны относительно воображаемой центральной плоскости, расположенной вдоль центра машины. Однако, бывает несколько точек на некоторых авто, которые, по разным причинам, не симметричны, но они не делают всю машину ассиметричной. Без симметрии автомобиль было бы очень сложно изготовить, да и продать.
Важно, чтобы указатели были плотно вставлены в отверстия.
Как было упомянуто ранее, если указатели были выставлены на разную высоту, то значение на шкале линейки может отличаться от фактического расстояния между измеряемыми точками. Для корректного значения нужно дополнительно мерить расстояние между указателями рулеткой.
Линейка и указатели должны быть ровными. Указатели должны располагаться на 90 градусов относительно линейки и не иметь люфта.
Важно, чтобы при измерении длина указателей была выставлена на одинаковом расстоянии.
Если не требуется получить точные значения, а производится сравнение одной стороны с другой, то линейка не обязательно должна располагаться параллельно плоскости машины. Можно сравнивать расстояния с противоположной частью, а также с подобными точками такого же целого авто.
Указатели не нужно надавливать при измерении, чтобы они не гнулись и показания не искажались. Данную линейку можно изготовить самому (см. статью).
В дополнение к диагональным измерениям необходимо делать замеры длины и ширины. Это даст более точное представление о правильности расположения контрольных точек. Диагональные измерения могут совпадать, даже если есть смещение обеих сторон.
Сравнительное измерение геометрии кузова автомобиля
Самый быстрый метод измерения повреждённой части кузова – сравнительное измерение. Для этих целей хорошо подходит специальный циркуль, но также можно использовать и измерительную линейку. Если, к примеру, делать замеры пространства под капотом, то одна часть циркуля вставляется в одно из болтовых отверстий, расположенных у лобового стекла, а другая ставиться к любому месту, которое нужно сравнить с противоположной стороной. Далее циркуль фиксируется специальным механизмом и переставляется на такие же точки с противоположного места. Таким образом можно быстро проверить несколько симметричных точек и понять куда произошло смещение структурных элементов. Подобным образом циркулем можно измерять любую часть машины. Такое сравнение можно делать множество раз в процессе ремонта для контроля.
Циркуль для сравнительного измерения геометрии кузова
Циркуль для сравнительного измерения геометрии кузова напоминает по конструкции обычный циркуль. Два указателя соединены вместе и не имеют какой-либо шкалы. Для сравнительного замера необходимо каждый из указателей поместить в отверстие контрольных точек, расстояние между которыми необходимо проверить. Далее указатели фиксируются специальным фиксатором, входящим в конструкцию устройства, и циркуль переставляется на точки, расположенные с противоположной части, для сравнения. При необходимости можно замерить расстояние между указателями при помощи рулетки. Такой циркуль хорош тем, что можно очень быстро сделать сравнение двух сторон автомобиля для определения степени несоответствия. Им можно сравнивать самые труднодоступные места. Такой инструмент несложно изготовить самому.
Трёхмерное измерение кузова автомобиля
Трёхмерное измерение включает в себя измерение длины, ширины и высоты структурных элементов кузова. Оно осуществляется трёхмерными измерительными системами.
Принцип таков, что при помощи измерительной системы получают расстояние от воображаемых основных плоскостей кузова: центральной, основной и нулевой (см. иллюстрацию).
Эти плоскости является воображаемыми. Такие плоскости устанавливаются и используются трёхмерной измерительной системой.
Ширина измеряется от центральной плоскости автомобиля, длина от нулевой плоскости, а высота от основной (расположенной параллельно днищу).
Центральная плоскость
Центральная плоскость или центральная линия делит автомобиль на две одинаковых половины вдоль. На некоторых машинах существуют метки, показывающие центр автомобиля. Такие метки отштампованы на металле кузова как в верхней, так и в нижней его части. Этим можно воспользоваться при замере простой измерительной линейкой или рулеткой. Они помогают сохранить время при проведении замеров. Расстояние от центра до конкретной точки справа будет таким же, что и расстояние от центральной линии к такой же точки слева. Большинство автомобилей сделаны симметричными за исключением некоторых точек. Одна часть кузова должна быть зеркальной противоположной стороне.
Измерение днища кузова
На днище производятся как диагональные измерения, так и проверка на скручивание и смещение относительно центральной линии.
Скручивание или смещение относительно центра можно проверить на центральной секции кузова.
Для такой проверки существует метод подвешивания центрирующих линеек в контрольные отверстия на днище. Места, на которые подвешиваются линейки, не должны быть деформированы. Подвешивается несколько линеек вдоль силовых элементов днища. Если они параллельны, то скручивания нет, если не параллельны, то скручивание присутствует. Центр линеек также должен совпадать, иначе существует смещение относительно центральной плоскости.