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[其他] 创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

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发表于 2015-3-8 08:33:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本文详细介绍了杜尔/申克公司最先进的三维立体照相测量技术的激光式四轮定位台型号——x-wheel x-3Dprofile的测量原理、优化配置、性能和优点,该创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台确立了汽车总装下线汽车四轮定位测试最高标准。
        汽车总装下线检测和调整是汽车总装生产制造的最关键工艺之一,而四轮定位台是汽车下线检测线的最重要设备之一。对保证汽车的安全性、舒适性和可靠性,以及满足日益严苛的排放法规具有十分重要的作用。随着汽车技术的快速发展和车型种类日益增多,要求四轮定位台具有更多测试功能、更广泛的车型匹配性和未来技术发展的适应性。
       

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

        拥有130余年历史的德国杜尔/申克公司始终是汽车下线检测领域的技术领先者。杜尔/申克公司于1993年将三角法测量激光传感器x-contour应用于四轮定位台以取代接触式机械测量传感器(其测量原理见图1),开发出了世界上第一台非接触式激光四轮定位台。由于激光四轮定位台具有测量精度高、可靠性高、测量节拍时间短、维护保养工作少和车型适应性强等特点,很快淘汰了接触式四轮定位台。从此,杜尔/申克公司全球新项目全部采用激光式四轮定位台,并要求将原有接触式四轮定位台升级改造为激光式四轮定位台(见图2)。激光测量技术的应用成为了汽车四轮定位测量技术的一场革命性创新。
       

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

        2007年,杜尔/申克公司又采用最先进的激光式三维立体照相测量技术,开发出了更先进的激光式三维立体照相测量传感器x-3Dprofile型(见图3)和x-3Dprofile TS型(见图4),并将其应用于四轮定位台x-wheelx-3Dprofile激光式四轮定位台,可测量的车轮轮辋范围为14″~16″,能满足各类型乘用车混线测试与调整。而x-contour激光式四轮定位台(每轮3只激光传感器)可测量的车轮轮辋范围通常只有14″~16″。
        由x-contour与x-3Dprofile激光传感器的测量范围对比(见图5)可知:如果满足与x-3Dprofile激光传感器相同的测量范围,需要每轮配置至少4~5只x-contour激光传感器(2只测量前束,2只或3只测量外倾角、1只测量轮罩高度),造价比x-3Dprofile激光传感器更高。
        杜尔/申克公司的激光式三维立体照相测量四轮定位台可实现以下测试、调整项目:前/后轮前束、前/后轮外倾角、主销后倾角、转向盘偏角、底盘对称轴、推力角、车轮中心、行驶高度(在轮罩处)、前轮最大转向角、轮重/轴重、转向盘游动间隙自动摆正、电子稳定程序ESP标定(ECU通信)、电子助力转向助转向系统EPS标定(ECU通信)、动态悬架调节系统(ECU通信)和音响娱乐系统等。此外,它还可以集成以下驾驶辅助系统测试或标定项目:自适应巡航ACC、车道偏离预警LDW、主动城市停车ACS、并线辅助系统SWA、倒车影视Rear View、顶视Top View、自动泊车系统AP和平视Head Up Display等。
       

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

        而上述驾驶辅助系统测试或标定均需要ECU通信。
        杜尔/申克公司的激光四轮定位台x-wheel结构如图6所示,它采用专利技术和优化配置,具有独特的优势,如下所述:
        1. 拥有最先进的x-3Dprofile TS型激光式三维立体照相测量传感器,每轮1套激光传感器,该激光传感器大大增加了无线电电子烟雾的抗干扰能力。每套激光传感器有两列激光器和两个照相机。每列激光器发射32条激光束,两列共有64条激光束,照射车轮侧面上。每个激光器可以分别开关,每条激光束都由两个照相机记录和采集,并由图像处理卡进行评价。利用三维立体照相测量技术计算激光束在轮胎侧面的三维分布图(见图7),即每条激光束的所有点的空间位置均被两个照相机探测。轮胎侧面所有激光束最凸点构成的圆代表轮胎平面用于计算车轮前束和外倾角。该圆中心即相当于车轮中心点。该激光传感器还能满足某种特殊轮胎的测量,例如带白色凸字轮胎(见图8)。
       

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

        2. 行驶高度测量装置只需在每套激光传感器集成一个LED光源照射各车轮轮罩,再利用激光传感器两个照相机探测轮罩上光线的空间位置和高度。此轮罩高度参数即可用于汽车车身高度、汽车周正的评价、驾驶辅助系统测试和动态悬架系统检测。
        3. 非推压轮胎式中定位装置利用激光传感器测量汽车在试验台位置。浮动盘滚筒驱动车轮转动,伺服电动机被控制横向驱动,带动浮动盘摆动,滚筒对车轮导向实现汽车自动对中。没有推压轮胎装置,不对外倾角测量产生影响,维护工作量最小。
        4. 转向盘游动间隙自动对正功能伺服电动机驱动浮动盘带动汽车前轮左、右自动摆动,摆幅由大逐渐减小,最后使转向盘位于转向盘游动间隙的中心。凭此项创新技术在VOLVO公司的应用,杜尔和VOLVO公司于2008年共同获得“福特技术奖”。
        5. 浮动盘及滚筒支座采用轻质铝合金,浮动阻力最小化(对500kg承重,浮动阻力<20N)。使得四轮定位测量调整过程浮动盘对轮胎的应力影响最小。滚筒采用内置电磁制动器(非表面摩擦制动)在上、下车时制动,不磨损滚筒表面。动态测量,滚筒电动机驱动各车轮前行方向转动(不倒转),适应各种四驱车测试。静态调整四轮定位,调整时车轮不转动,保证调整人员安全,并且保证测量调整精度。
        6. 轴距调整装置试验台左、右通道下方各配置1套电动机,按照车型轴距进行自动调整四轮定位台轴距。轴距调整能在汽车开在试验台上时自动进行,无需等轴距调整完成后再将车开上试验台,操作方便。
       

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

创新的激光式三维立体照相测量四轮定位台

        图9  转向盘平衡器确保汽车直线行驶时转向盘在水平位置

        标准轴距调整范围2300~3200mm,调整速度60mm/s,调整精度±5mm。轴距调整时浮动盘在自由浮动范围内(浮动范围±20mm)自动移动,可以根据汽车实际轴距自动和准确地与相应的车轮适应,而无需更高轴距调整精度。
        7. 激光测量系统校正规采用高强度轻质铝合金型材,重量轻,不大于160kg。尤其易于采用铝合金型材集成和安装驾驶辅助测试系统的标定装置。
        8. 转向角测量装置在前轮左、右浮动盘上集成角度传感器,测量左、右轮左转向角和右转向角。
        9. 转向盘平衡器测量转向盘偏角,用于前束调整补偿,确保汽车直线行驶时转向盘在水平位置(见图9)。与四轮定位台无线连接,采用无线电通信。配置充电站和电池、电源线可以快速插接转向盘平衡器应急供电、集成带OBDⅡ插头的诊断电缆进行ECU通信(用于ESP、前照灯AFS和驾驶辅助系统检测等)。
        可以避免有线连接方式的电缆线(电源线或通信线)经车门窗划伤车门漆面。并且检测时可关闭车窗,适应汽车音响娱乐系统检测要求。
        10. 轮重测量装置集成于浮动盘上测量轮重/轴重数据传输可至多功能性能/制动/ABS转鼓试验台或制动台,用于国标GB7258制动性能检验评价。
        四轮定位台不仅要求测量精度高、功能强、可靠性高、适应性和升级扩展能力强,还要精美、操作调整空间大,操作方便。使操作人员工作舒适、降低劳动强度,有利于提高工作质量。另外精良美观的总装检测线设备会给汽车制造商的良好形象增光添彩。
        杜尔/申克公司创新的激光式四轮定位台在中国的推广和使用获得了巨大成功。自2009年开始,杜尔/申克公司实现了四轮定位台x-wheel国内组装。由于采用最理想的国产化理念和模块化设计,对于直接关系到精度、可靠性的关键系统部件总成在德国总部完成安装调试,再在上海申克公司进行最终组装和调试。真正做到了“德国质量中国制造”。激光式四轮定位台x-wheel中国国产化项目于2009年获得了“杜尔创新奖”。2007年至2014年6月,杜尔/申克公司在中国已销售最先进的激光式四轮定位台x-wheel x-3Dprofile共计110多台,而其中有79台在上海申克公司国内组装。通过国产化使杜尔/申克公司的下线检测设备在中国的技术水平、实力以及生产制造和售后服务的水平、质量等大幅提升,从而更好地为中国汽车制造商客户服务,为中国的汽车工业发展做出更大贡献。
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