УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОБЪЕКТОВ И ИХ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для контроля отклонений формы поверхностей объектов и их взаимного расположения, например, для контроля геометрии кузова автомобиля путем проверки наличия или отсутствия симметрии деталей кузова автомобиля, в том числе и для определения его деформации после аварии, а также при проведении профилактических работ, таких как сход-развал, при проверке геометрии ходовой части автомобиля, например, на смещение рычагов подвески, взаимное расположение передней и задней осей автомобиля и т.д. в горизонтальной и вертикальной плоскости смещения.
Известно устройство для контроля отклонений формы криволинейных поверхностей, а именно контроля отклонений как выпуклых, так и вогнутых форм поверхности кузовов автомобилей и других изделий. При измерении на контролируемую поверхность накладывают ленту. Прилегание ленты к поверхности обеспечивается за счет шарнирно установленных рычага и наконечников, которые закреплены на ленте на определенном расстоянии от ее концов. Об отклонениях формы поверхности судят с помощью линеек и щупов, размещаемых между лентой и контролируемой поверхностью. (а.с. СССР №1583731, МКИ: G01B 5/28, опубликовано 07.08.1990 г., БИ №29)- аналог.
Недостатком известного решения является высокая трудоемкость и длительность процесса контроля при невысокой точности контроля, что обусловлено большими техническими трудностями реализации из-за больших габаритных размеров, например кузова автомобиля.
Известно устройство контроля формы поверхностей объекта содержащее пять одинаковых звеньев, образующих совместно пятизвенный шарнирный механизм с измерительными преобразователями, установленными каждый в середине соответствующего звена. При контроле криволинейных поверхностей производятся измерения шаговым методом координат точек контролируемого сечения (а.с. СССР №1370443, МКИ: G01B 5/28, опубликовано 30.01.88. БИ. №4)- прототип.
Недостатком известного решения является сложность конструкции и невозможность обеспечения контроля поверхностей с выступами и впадинами любых размеров, что определяется размерами звеньев устройства и сужает область его использования до контроля поверхностей только определенной геометрии.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является создание универсального устройства контроля, позволяющего осуществить качественный контроль геометрии кузова автомобиля любых размеров и конфигурации в горизонтальной и вертикальной плоскости смещения, при существенном сокращении времени контроля и затрат на его проведение.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве, содержащем звенья, соединенные посредством шарниров с образованием замкнутого многоугольника, шарнирами соединены четыре звена, выполненные с возможностью их перемещения в одной плоскости, и образующие в последней выпуклый четырехугольник, две из диагонально противоположных вершин которого соединены с упорными элементами, а две другие диагонально противоположные вершины соединены друг с другом посредством оси, на которой размещен световой источник.
Устройство, характеризующееся тем, что один конец оси выполнен с возможностью перемещения относительно соединенных звеньев, а другой - жестко закреплен на одном из них, например, посредством сварки.
Устройство, в котором выпуклый четырехугольник может быть выполнен в виде прямоугольника или квадрата или ромба.
Устройство, в котором противоположные стороны выпуклого четырехугольника взаимно параллельны.
Устройство, в котором, по меньшей мере, на части длины оси может быть размещена измерительная шкала.
Устройство, в котором упорный элемент может быть выполнен телескопическим.
Устройство, характеризующееся тем, что, по меньшей мере, один упорный элемент может быть снабжен фиксатором.
Устройство, в котором шарнирное соединение звеньев может быть выполнено в виде осей.
Устройство, характеризующееся тем, что световой источник может быть выполнен в виде лазера.
Геометрия кузова любого автомобиля определяется специальными контрольными точками, которые назначаются производителем того или иного транспортного средства. Нарушается геометрия кузова, как правило, после любого, даже незначительного дорожно-транспортного происшествия, однако, как показывает практика, геометрия кузова автомобиля может быть нарушена даже в результате попадания колеса автомобиля во время движения в глубокую яму или наезда на препятствие.
При нарушении геометрии кузова происходят следующие процессы:
- нарушается симметрия колес автомобиля (первые признаки - повышенный износ шин и плохая устойчивость автомобиля при движении);
- нарушаются размеры по базовым точкам, т.е. смещаются контрольные точки, которые заданы в геометрии кузова конструктивно на заводе изготовителе. Находятся они под остовом кузова между определенными точками рамы или элементов подвески, либо в верхней части кузова. Искажение геометрии также можно наблюдать и в других частях - рамках переднего или заднего стекла, проемов дверей и т.д.
- деформация кузова (изменение геометрии) сопровождается нарушением первоначального положения на нем деталей.
Заявляемое решение конкретизировано на фиг.1, где представлен общий вид устройства.
Устройство контроля отклонений формы поверхностей и их взаимного расположения содержит звенья 1, 2, 3 и 4, соединенные посредством шарниров, например, осей 5, 6, 7 и 8 с образованием шарнирной конструкции, выполненной с возможностью перемещения звеньев 1-4 в одной плоскости (рабочая плоскость). В рабочей плоскости звенья 1-4 образуют выпуклый четырехугольник, две из диагонально противоположных вершин которого соединены с упорными элементами 9 и 10, а две другие диагонально противоположные вершины соединены посредством оси 11, на которой размещен световой источник 12. По меньшей мере, на части длины оси 11 может быть размещена (выполнена) измерительная шкала 13. Упорные элементы 9 и 10, или один из них может быть выполнен телескопическим и, кроме того, хотя бы один из упорных элементов, например, 9 может быть снабжен фиксатором, 14, или оба упорных элемента 9 и 10 снабжены фиксаторами 14 и 15, которые позволяют осуществить надежный контакт устройства контроля с точками поверхности кузова в случае особо сложной геометрии последнего.
Луч света от светового источника 12 (на фиг.1 показан пунктиром) перемещается при работе устройства в плоскости перпендикулярной плоскости, в которой звенья имеют возможность перемещения (плоскость выпуклого четырехугольника). Источником света может быть, например, светодиод или лазер, в последнем случае луч света представляет собой лазерную линию.
Уже при первичном осмотре автомобиля в автосервисе необходимо быстро и с высокой степенью надежности обнаружить все возможные деформации - как видимые (смятый капот или дверь), так и скрытые (изменение геометрии остова или рамы), последнее и позволяет сделать заявляемое устройство.
Как правило, в автосервисе, сначала производят визуальный осмотр - осмотр наружных поверхностей скрытых сечений и лицевых панелей кузова. После этого проводят осмотр стыков, сварных швов, фланцевых соединений, и внутренних поверхностей моторного отделения, багажника и салона.
После чего с использованием заявляемого устройства можно проводить проверку геометрии кузова по базовым (контрольным) точкам, заложенным в конструкции. Как правило, такими контрольными точками являются: точки крепления штанг задней подвески, поперечных тяг передней подвески, осей верхних рычагов, стабилизаторы поперечной устойчивости и некоторые другие. В первую очередь проводится осмотр центральной части днища кузова, поскольку именно эта часть наиболее жесткая, и именно она и есть точка отсчета для координат остальных контрольных точек во всей геометрии кузова. Контроль координат может быть осуществлен и с помощью электронных измерительных систем, (a.com/stat/sist.html), однако из-за процедур предварительной настройки, а также поиска места в помещении для установки элементов оборудования этих систем и их дороговизны и сложности обслуживания предпочтительна простота и мобильность заявленного устройства. Легкий вес, малые габариты и главное возможность используя признаки симметрии без обращения к базе данных быстро получить картину повреждений.
Раздвигаем упорные элементы 9 и 10 и размещаем их (с фиксаторами или без них) в нормированные производителем технологические отверстия или контрольные точки, характеризующие детали, или полученные, например, в результате дополнительных измерений, и симметричные относительно продольной оси автомобиля.
Включаем источник света 12 и слегка поворачивая (вращая) его отмечаем точку (предварительная точка) от луча источника света на плоскости перпендикулярной плоскости выпуклого четырехугольника (отпечаток, проекция и т.д.) в любом доступном месте пространства и фиксируем ее. Далее переходим к замеру симметрии кузова в интересующей паре рабочих точек, где предположительно, например, в соответствии с визуальным осмотром есть деформация корпуса или была ранее, но ее пытались устранить. Размещаем упорные элементы в этих точках и опять фиксируем луч света.
В случае, если ранее зафиксированная предварительная точка луча от источника света совпадает в пространстве с расположением отпечатка (проекции, пятна и т.д.) луча от источника, либо имеет при контроле рабочих точек симметричные относительно базы координаты, то это означает, что геометрия кузова в месте расположения рабочих точек не изменена.
В случае, если ранее зафиксированная предварительная точка луча от источника света не совпадает в пространстве с расположением луча от источника света при контроле рабочих точек, либо не имеет симметричные координаты, то это означает, что геометрия кузова в месте расположения рабочих точек изменена, т.е. кузов деформирован.
При использовании базы данных заводских размеров подходит вариант устройства, у которого ось снабжена шкалой или ее электронным аналогом по примеру штангенциркуля с электронным экраном, что позволяет определять размер деформации каждой пары рабочих точек. С учетом того, что изготовитель задает расстояние между осями для каждой стороны в случае недеформированного кузова, разность может быть подсчитана и затем прибавлена или отнята в зависимости от конкретного случая и показаний устройства, полученных в процессе контроля.
Таким образом, можно проверить любые рабочие точки и определить наличие или отсутствие изменения геометрии кузова.
Если геометрия кузова, хоть немного нарушена, автомобиль устанавливается, например, на специальный стенд. После чего, присоединяются в определенных конструкцией местах тянущие приспособления, и производится вытяжка. Расчет усилий вытяжки, направление усилий и время воздействия на металл при восстановлении геометрии кузова, может осуществляться, например, с помощью компьютера, который практически исключает ошибку.