METRONOR测量系统在客车车身合装夹具调试中的应用

杨彩红， 马永杰

（河南农业职业学院机电工程学院，郑州451450）

0 引言

在我国，城市和公路客运已经成为中、短途旅客的主要运输方式之一。随着我国乡村公路的建设和发展，乡村公路运营客车已经成为乡村居民出行的主要公共交通工具，可见客车已经与我们的生活息息相关了。

客车的重要组成部分车身的质量将关系到整车的质量和安全，并且客车生产过程中车身的制造工艺又是最关键的第一步，因此车身的焊接合装至关重要。客车车身零部件非常多，焊接用的夹具也很多，我们在此不关注小片的焊接胎具，主要关注小片拼焊成大片后的车身合围，目前主要采用六面体合装，如图1所示。合围后车身的长、宽、高、对角线为我们关注的对象，因此我们在使用合装夹具时也主要考核以上几个主要参数。

图1 客车车身骨架

1 METRONOR测量系统

METRONOR（迈卓诺）测量系统有限公司基于摄影测量技术，采用专利的校准方法，开发了光电式坐标测量系统，简单、轻便，测量距离可达到30 m，METRONOR的测量系统被广泛应用于汽车、航空航天、工程机械、大型模具等行业。目前METRONOR测量系统常用的有SOLO（单相机）和DUO（双相机）两种测量系统，本文仅介绍单相机测量系统的应用。

METRONOR测量SOLO系统组件：笔记本电脑，配测量分析软件；高精度CCD工业数码相机；碳纤维三角支架；光笔测量系统及测针组；标准校验棒；无线发射及接受装置；电缆组。如图2所示。

METRONOR测量SOLO系统工作原理：LEDs光靶间位置关系已知和确定；通过LEDs在相机传感器上的尺寸确定光笔的距离；通过LEDs在相机传感器上的位置确定光笔的方向。如图3所示。

METRONOR测量SOLO系统测量精度，测量范围为1.5~30 m，分辨率为0.001 mm；测量精度为0.053 mm/2.5 m、0.090 mm/6.0 m；视角为38°×32°。

图2 METRONOR测量系统

图3 SOLO测量原理

2 客车车身骨架合装夹具

合装夹具是用于组装车身的专用大型设备，是客车车身实现批量化和流水化作业必不可少的关键设备，由于车身三维造型复杂、车型多，因此需要合装设备满足对车身各关键点能进行准确定位，并且定位点需要调整以满足不同车型定位需求。目前客车车身合装设备主要满足车长6~13.7 m，车宽1.8~2.55 m，车型定位需求，因此合装设备就需要能在此范围内调节定位点的位置以适应不同车型定位的需求。合装设备主要定车身高度、车身长度、龙门对角、大龙门对角等尺寸满足公差范围，以及合装设备不同车型换型时间作为设备的考核点，因此合装设备重点关注合装车身的精度，换型时间，设备的稳定性，车型的适应性。如图4所示为客车车身骨架合装夹具实物。

图4 客车车身骨架合装夹具实物

3 METRONOR测量SOLO系统应用

1）测量思路及操作。车身合装夹具由于尺寸较大，并且为了方便客车大片的吊装入内采用有对开式结构设计，两侧的定位装置分别安装在两侧的架体上，架体则安装在下面的4条或6条轨道上，采用液压或气动的方式推动夹具体移动，当采用气动时需加装到位后的锁止机构。故测量时需要找好基准，因为车宽、车高、车长尺寸较为重要，故选择在安装设备前先安装3处基准块，以基准块为基准安装两侧的8条轨道，然后以轨道上面和建立轨道对中面以此来测量架体上的定位块安装基准面从而保证安装后的架体同位置的定位块的高度相同、宽度相等、长度相同，避免出现菱形、喇叭口等缺陷。

操作过程：打开测量仪器箱体，按顺序取出测量系统的各元器件，找开阔位置打开三角架，架设好相机（以在测量过程中相机镜头都能对准测量笔为准），连接测量相机电缆到笔记本电脑，选择合适测量的侧头安装在测量笔上，随身携带测量笔用移动电源，校对测量测头，打开测量系统的电源，即可进行测量操作了。车身合装夹具的测量如图5和图6所示进行操作。

图5 测量现场一

图6 测量现场二

2）测量报告。测量时的数据通过安装在笔记本电脑中的测量软件Metronor PowerINSPECT进行保存和运算操作。随着测量数据的改变，软件可以自动生成测量报，测量报告并且可以随测量数据的改变而改变。得到的测量界面如图7和图8所示（仅选2张作为实例）。

图7 单侧架体腰梁定位平面测量

图8 两侧架体对中性测量

3）指导合装夹具调试。通过对测量数据的分析，可以得到平面度误差，对中性误差，根据差值的多少可以采用垫片进行修正，使设备达到理想的要求。如图9所示，根据误差值增减定位块下面的垫片数量，正常垫片情况为：2个0.2 mm，2个0.5 mm，特殊情况备用1 mm垫片。

图9 测量数据报告表

4 结语

激光测量在客车合装夹具中的应用是合适的，客车合装夹具尺寸大，一般的便携式三坐标测量机不能使用。METRONOR测量SOLO系统使用后就可以避免早期测量时使用的经纬仪和卷尺搭配，使测量精度大幅度提升。另外客车车身目前主要是通过卷尺测量尺寸，随着对车身尺寸要求的提高，METRONOR测量系统也将会得到更广泛的应用。

［1］ 陈文第.客车制造工艺技术［M］.北京：人民交通出版社，2008.

［2］ 迈卓诺公司.迈卓诺激光测量仪［J］.航空制造技术，2009（3）：97.