錢文俊，陳錫林，朱凱捷

Qian Wenjun，Chen Xilin，Zhu Kaijie

（上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)認(rèn)證技術(shù)研究中心有限公司，上海 201805）

0 引 言

乘用車外輪廓尺寸參數(shù)是汽車通過(guò)性參數(shù)及運(yùn)行安全檢測(cè)的重要內(nèi)容之一。目前國(guó)內(nèi)檢測(cè)機(jī)構(gòu)普遍采用懸臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、重錘標(biāo)線等方法進(jìn)行尺寸檢測(cè)。懸臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)法檢測(cè)精度較高，但需要專用的場(chǎng)地。重錘標(biāo)線法沒(méi)有嚴(yán)格的場(chǎng)地要求，但檢測(cè)精度較低，人為誤差較大。

在此提出了一種利用激光標(biāo)線儀、激光測(cè)距儀等組合式導(dǎo)軌組成的便攜式檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)精度介于懸臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)法和重錘標(biāo)線法之間，實(shí)現(xiàn)乘用車外輪廓尺寸現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)量。

1 乘用車外輪廓尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的組成及工作原理

1.1 乘用車外輪廓尺寸概述

乘用車外輪廓尺寸主要有以下幾部分組成：車長(zhǎng)、車寬、車高、軸距、前后輪距、前懸、后懸、接近角、離去角和最小離地間隙。

1.2 乘用車外輪廓尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的組成

乘用車外輪廓尺寸檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，除另有規(guī)定外，長(zhǎng)度應(yīng)在與支撐平面和Y基準(zhǔn)平面平行的直線上測(cè)量，寬度應(yīng)在與X基準(zhǔn)平面平行的直線上測(cè)量[2]。尺寸檢測(cè)系統(tǒng)使用可插拔式導(dǎo)軌組成三維直角檢測(cè)坐標(biāo)系，導(dǎo)軌上安裝有可旋轉(zhuǎn)式滑動(dòng)基座，各激光標(biāo)線儀固定在滑動(dòng)基座上。整套系統(tǒng)放置于用于檢測(cè)乘用車外輪廓尺寸的支撐平面X平面上，X平面為用于支撐車輪的平坦堅(jiān)實(shí)的水平面[2]。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 乘用車外輪廓尺寸檢測(cè)系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)主要采用激光標(biāo)線儀與車身輪廓突出部分相切的原理，利用激光測(cè)距儀測(cè)量激光標(biāo)線儀在導(dǎo)軌上的移動(dòng)距離，從而得出乘用車的外輪廓尺寸。

乘用車外輪廓尺寸一般量程較大，便攜式檢測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)不可避免存在安裝誤差，需要對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)各檢測(cè)部分進(jìn)行重定位校準(zhǔn)，以滿足檢測(cè)要求。

1.3.1 導(dǎo)軌直線校準(zhǔn)

長(zhǎng)距離可插拔式導(dǎo)軌在拼接后會(huì)存在一定的扭曲變形，需要進(jìn)行如下校準(zhǔn)驗(yàn)證。

將X軸導(dǎo)軌上固定的激光標(biāo)線儀（J-X）移動(dòng)到靠近導(dǎo)軌Y軸一端，并使其縱向激光線通過(guò)導(dǎo)軌上的P1點(diǎn)，調(diào)節(jié)各導(dǎo)軌位置，使各導(dǎo)軌遠(yuǎn)離J-X端上的P2點(diǎn)也位于縱向激光線上，保持點(diǎn)P1和P2在縱向激光線上，如圖2所示，此時(shí)導(dǎo)軌X軸趨于直線。用同樣的方法調(diào)節(jié)Y軸導(dǎo)軌，調(diào)整完成后使用硅膠將其固定。

圖2 導(dǎo)軌直線校準(zhǔn)圖

1.3.2 激光線與導(dǎo)軌垂直校準(zhǔn)

將X軸導(dǎo)軌上固定的激光標(biāo)線儀（J-X）移動(dòng)到靠近導(dǎo)軌Y軸一端，旋轉(zhuǎn)激光標(biāo)線儀（J-X），使其縱向激光線與導(dǎo)軌Y軸平行，可以在位置d1和d2處放置刻度板，確認(rèn)d1和d2距離相同，如圖3所示，此時(shí)激光標(biāo)線儀（J-X）的縱向激光線與X軸導(dǎo)軌垂直。用同樣方法調(diào)節(jié)Y軸導(dǎo)軌，調(diào)整完成后使用激光標(biāo)線儀底座上的固定螺母進(jìn)行固定。

圖3 縱向激光線與導(dǎo)軌垂直校準(zhǔn)圖

1.3.3 標(biāo)線儀橫向激光線與支撐面A平行校準(zhǔn)

將 3根示高標(biāo)尺放置成等腰三角形，三角形區(qū)域覆蓋待檢乘用車范圍，上下移動(dòng)Z1軸導(dǎo)軌上的激光標(biāo)線儀（J-Z1），使其橫向激光線通過(guò)示高標(biāo)尺P1點(diǎn)，觀測(cè)激光線是否通過(guò)P2、P3點(diǎn)，如光線偏離，調(diào)節(jié)J-Z1底座上的4顆微調(diào)螺母，使橫向激光線正好通過(guò)示高標(biāo)尺P1、P2、P3點(diǎn)，如圖 4所示，此時(shí)橫向激光線所形成的平面與支撐平面A平行。用同樣方法調(diào)節(jié)Z軸上激光標(biāo)線儀（J-Z）至其滿足要求。

圖4 橫向激光線與支撐面A平行校準(zhǔn)圖

1.3.4X、Y軸向激光標(biāo)線儀縱向激光線與車輛縱向?qū)ΨQ面平行

將待檢乘用車停放在X、Y軸所在的矩形測(cè)量區(qū)域中，如圖5所示，停放時(shí)使乘用車的車身X軸向與導(dǎo)軌X軸基本平行。移動(dòng)Y軸導(dǎo)軌上的標(biāo)線儀（J-Y）使其縱向激光線通過(guò)前部車身中線，旋轉(zhuǎn)標(biāo)線儀（J-Y）底座角度，使其縱向激光線位于車身中軸線上，此時(shí)記下旋轉(zhuǎn)角度α。旋轉(zhuǎn)X軸導(dǎo)軌上的標(biāo)線儀（J-X）底座角α，保持J-X、J-Y光線垂直。

圖5 待檢車位置圖

2 乘用車外輪廓尺寸檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)方法

2.1 檢測(cè)過(guò)程

移動(dòng)導(dǎo)軌上的標(biāo)線儀，使標(biāo)線儀激光線與乘用車外輪廓突出部分相切，記錄各切點(diǎn)位置計(jì)算出標(biāo)線儀在導(dǎo)軌上的移動(dòng)距離L，由于車身X軸向與導(dǎo)軌X軸向存在夾角α，可按三角函數(shù)Lrel=L?cosα計(jì)算得到實(shí)際長(zhǎng)度尺寸Lrel。乘用車長(zhǎng)度類尺寸測(cè)量可使用此方法。角度類（接近角/離去角）測(cè)量可使用標(biāo)線儀（J-Z1），旋轉(zhuǎn)J-Z1角度盤，使橫向激光線同時(shí)與前/后輪胎外緣和車輛寬度對(duì)稱中心軸位置下方的剛性部件相切，旋轉(zhuǎn)角即為對(duì)應(yīng)測(cè)量角度。

2.2 數(shù)據(jù)驗(yàn)證

重復(fù)性驗(yàn)證結(jié)果表明檢測(cè)系統(tǒng)具有較高的測(cè)量穩(wěn)定性，見(jiàn)表1。

表1 3次檢測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)性驗(yàn)證

比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果表明測(cè)量系統(tǒng)具有較高的檢測(cè)準(zhǔn)確性，見(jiàn)表2。

3 結(jié) 論

便攜式乘用車外輪廓尺寸檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)乘用車外輪廓尺寸的檢測(cè)，減少了對(duì)場(chǎng)地的要求，

檢測(cè)系統(tǒng)具有便攜、易用、檢測(cè)精度高的特點(diǎn)，適用于日常檢測(cè)及車輛外輪廓尺寸生產(chǎn)一致性檢測(cè)。

表2 三坐標(biāo)與本系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)比較

[1]汽車主要尺寸測(cè)量方法：GB/T 12673-1990[S].

[2]汽車與掛車的術(shù)語(yǔ)及其定義-車輛尺寸：GB/T 3730.3-1992[S].