寶克整車檢測設備(四輪定位、燈光測試儀、轉轂試驗臺)
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1、美國寶克公司四輪定位、大燈儀、轉轂試驗臺原理與維修維修技術培訓資料陳剛 2006-5/2008-2目 錄本課程申報48課時。以專題式進行講解,計劃講解如下專題:第一部分:四輪定位儀第一節:四輪定位儀的工藝任務及工作流程(專題1)第二節:四輪定位儀的構成(專題2)第三節:四輪定位儀測試原理分析(專題3)第四節:新車型激光頭重新定位方法(專題4)第五節:激光系統初始化與標定開發區設備(專題5)第六節:激光系統初始化與標定紅旗事業部設備(專題6)第七節:方向盤基準儀校準(專題7)第八節:設備常規操作方法及顯示(專題8)第九節:車型的修改與設置(專題9)第十節:激光系統與成像分析(專題10)第十一節:
2、四輪定位儀車輛連續跑偏質量問題的解析(專題11)第十二節:四輪定位的工藝參數修改(專題12)第十三節:工藝參數解析(專題13)第十四節:VME總線板卡概述紅旗事業部設備(專題14)第十五節:檢測線DOS系統(專題15)第二部分:燈光測試儀第一節:燈光測試儀的任務第二節:燈光測試儀的構成第三節:燈光測試儀的測試原理第四節:照相機調整第五節:光軸偏轉校準開發區設備第六節:光軸偏轉校準紅旗事業部設備第七節:燈箱方向性標定第八節:光強度標定開發區設備第九節:光強度標定紅旗事業部設備第十節:增加車型。第十一節:參數系統解析第十二節:使用與維護相關補充說明第三部分:轉轂試驗臺第一節:轉轂試驗臺的工藝任務及
3、工作流程第二節:轉轂試驗臺的構成第三節:轉轂試驗臺的測試原理第四節:設備操作方法第五節:阻滯力標定第六節:手剎、腳剎車標定第七節:輪距修改第八節:聲級標定第九節:人機接口界面第十節:參數系統解析第十一節:使用與維護相關提示前 言我們公司的整車檢測線是從美國寶克公司定貨的設備。直屬總裝車間包括兩條線及隔音間、通風系統、網絡系統等。每條線包括四輪定位儀、轉轂試驗臺、大燈測試儀、側滑試驗臺四臺主體設備。另外,紅旗事業部還安裝了一條寶克公司早期生產的檢測線。這些設備運用了微電子、計算機、測量、PLC、總線、數字信號處理等現代先進控制技術,在技術上有一定的復雜性。而這些設備又是整車質量控制和綜合測試中的
4、關鍵設備,因而掌握它們對我們提高產品質量有著重要的意義。下面,將針對系統使用和維修的實際需求,分別對檢測線的工藝、結構、原理進行分析,并對使用及維修中的難點問題進行專題性的介紹。資料以開發區總裝設備為主線,適當兼顧紅旗事業部檢測線,閱讀時請注意甄別。但由于是一個公司生產,互相之間可以借鑒。鑒于檢測線的工藝和維修對絕大多數人來說都比較難于掌握,公司確實非常需要這方面的人員。出于技能傳授的需要,作者花費了較多精力于本教材的整理,同時開展了一些培訓,希望對大家有所幫助。本文獻僅用于本企業培訓,不作為出版及贏利目的。本公司各部門及相關人員可以無償利用。其他單位可以拷貝參考,但非經本人同意,不得做批量制
5、作及下發使用。資料來源說明: 本教材資料來源:1維修經驗積累資料。占本教程的最大比重。2美國寶克公司原廠培訓。3寶克公司投標資料。4寶克公司設備說明書。5網絡資料。6國家整車檢測相關法規。第一部分:四輪定位儀我們的四輪定位儀為美國寶克公司生產,型號:NCA7000。第一節:四輪定位儀的工藝任務及工作流程(專題1) 要有效掌握四輪定位儀的使用相關技能,必須徹底了解四輪定位設備的工作原理及工作流程,同時也要了解產品工藝方面的相關信息。一、四輪定位儀的工藝任務四輪定位儀是一種整車方向性檢測調整設備,通過四輪定位儀調整后的車輛在行駛時,車輪行走軌跡在一定范圍內應保持直線,并具有良好的著地性和操控性,不
6、應出現跑偏現象。這將關系到車輛行駛,特別是高速行駛的可控制性、安全性,并減少輪胎附加磨損,因此是整車裝配的關鍵質量環節。四輪定位儀一般可以對以下項目進行檢測調整:1前束:測試和調整前束。包括前輪前束、前輪總前束、后輪前束、后輪總前束等。2外傾:測試和調整車輪外傾角。包括前輪外傾、后輪外傾等。3主銷傾角:由于轎車沒有主銷,這個主銷是虛擬的。我們的設備可以測試主銷后傾角。4最大轉向角:方向盤可以控制的最大車輪轉向角。5推力角:反應整車中軸線和前進方向一致性的參數。6方向盤水平調整。目前,我們的設備主要測試前后輪的前束、外傾,并計算推力角;同時,還校正方向盤。在需要時,可以選擇測試主銷傾角和最大轉向
7、角。二、工藝測試項目的說明(一)前束角兩輪前端距離與后端距離之差,稱為前束。從汽車的正上方向下看,由輪胎的中心線與汽車的縱向軸線之間的夾角稱為前束角。輪胎中心線前端向內收束的角度為正前束角,反之為負前束角??偳笆档扔趦蓚€車輪的前束值之和,即兩個車輪軸線之間的夾角。我們的設備測試和調整的是前束角。車輛前束失準會引起行駛跑偏、輪胎異常磨損等現象,對車輛行駛的安全性和經濟性產生直接的影響。(二)外傾角從汽車正前方看,汽車車輪的頂端向內或向外傾斜一個角度,稱為車輪的外傾角。用偏離垂直線所傾斜的角度來表示,如果頂端向外傾斜則稱為正外傾角,如果向內傾斜則稱為負外傾角。車輪外傾角失準同樣會造成行駛穩定性不
8、良及輪胎附加磨損。(三)主銷傾角主銷傾角一般指主銷后傾角和主銷內傾角。1主銷后傾角: 從側面看車輪,轉向主銷(車輪轉向時的旋轉中心)向后傾倒,稱為主銷后傾角。設置主銷后傾角后,主銷中心線的接地點與車輪中心的地面投影點之間產生距離(稱作主銷縱傾移距,與自行車的前輪叉梁向后傾斜的原理相同),使車輪的接地點位于轉向主銷延長線的后端,車輪就靠行駛中的滾動阻力被向后拉,使車輪的方向自然朝向行駛方向。設定很大的主銷后傾角可提高直線行駛性能,同時主銷縱傾移距也增大。主銷縱傾移距過大,會使轉向盤沉重,而且由于路面干擾而加劇車輪的前后顛簸。主銷后傾角為正值時有抑制制動時的點頭作用,但太大時會使車輪支撐處反力矩過
9、大,易造成車輪擺振或轉向盤上力的變化。2主銷內傾角:從車前后方向看輪胎時,主銷軸向車身內側傾斜,該角度稱為主銷內傾角。當車輪以主銷為中心回轉時,車輪的最低點將陷入路面以下,但實際上車輪下邊緣不可能陷入路面以下,而是將轉向車輪連同整個汽車前部向上抬起一個相應的高度,這樣汽車本身的重力有使轉向車輪回復到原來中間位置的效應,因而方向盤復位容易。此外,主銷內傾角還使得主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與地面交線的距離減小,從而減小轉向時駕駛員加在方向盤上的力,使轉向操縱輕便,同時也可減少從轉向輪傳到方向盤上的沖擊力。但主銷內傾角也不宜過大,否則會加速輪胎的磨損。3手動后傾測試: 我們的設備不能做內傾測試
10、,僅能做后傾測試。當手動后傾測試時,通過轉動方向盤到三個位置,測得前束和外傾,得到不同的推力角,這些值用于計算主銷。一旦主銷得知,后傾也就確定。(四)最大轉向角轉向輪可以回轉的最大角度。(五)推力角兩前輪前束代數和的1/2稱為推力角。推力角也相當于汽車行駛時,車身前后軸線和直線行駛方向的夾角,它代表了車的行駛趨向。下面是我們的NCA設備相關的工藝概念匯總表:概念定義正值負值外傾車輪上部向里或外傾斜。外傾正值:車輪上部向外傾斜。外傾負值:車輪上部向里傾斜。交叉外傾左外傾減右外傾。0.01 及以上-0.01及以下 后傾 輪轂上球銷對應下球銷向前或向后傾斜。后傾正值:輪轂上球銷對應下球銷向后傾斜。輪
11、轂上球銷對應下球銷向前傾斜。交叉后傾左后傾減右后傾。0.01及以上.-0.01及以下前束在車軸高度處,輪胎前緣與后緣在前部(非側面)之間的距離。前束正值:輪胎前緣在前部之間的距離小于與后緣之間的距離。這種情況下,車輪為pigeon-toed.前束負值:輪胎前緣在前部之間的距離大于與后緣之間的距離。這種情況下,車輪為 duck-toed.總前束左前束加右前束0.01及以上.-0.01及以下.推力線后車輪前束等分線 (LR TOE-RR TOE)/2). 它決定車輛軌跡。也可用前車輪前束分別補償,保證方向盤零位。N/AN/A幾何中心線車輛前軸中心與后軸中心之間的直線。N/AN/A推力角 推力線與幾
12、何中心線之間夾角。推力角正值: 軌跡向右。推力角負值: 軌跡向左。方向盤角度方向盤相對于操縱桿的角度。方向盤角度正值:軌跡向右。方向盤角度負值:軌跡向左。三、設備主要工藝參數車輛參數: (參考)輪胎直徑范圍480 680 mm (R13 R15)輪胎寬度范圍120270 mm軸距范圍23002900 mm輪距范圍13001570 mm最大軸重1,500 kg 測量范圍:外傾角前: 10 后: 10前束前: 20 后: 20推進角 20測量精度:外傾角 0.05前束 0.03手動主銷后傾角 0.06推進角 0.06測量分辨率:外傾角0.001前束0.001手動主銷后傾角0.001推進角0.001
13、測量重復性:標定架/ 車輛 0.017 / 取決車輛懸架前束/外傾角+ .005 / + .026四、四輪定位儀工作流程在測試臺全部原位的情況下,將被測車輛行駛到四輪定位儀上。測試流程為:選擇自動模式掃碼軸距調整車輛上線按CYCLE START(循環啟動)按鈕車輪旋轉對中浮動板釋放擋車滾筒上升并鎖死滑門打開大燈檢測開始裝方向盤規地坑內操作者進行四輪調整調整合格按Abort Cycle(終止循環)按鈕收車車輪停止浮動板鎖定對中退回擋車滾筒落下滑門伸出打印測試結果取下方向盤規車輛下線整個工作流程的主要環節解釋如下:1掃碼:通過掃碼可以確定車輛出廠號并將測試結果打印,同時送入數據庫,作為車輛質保憑證
14、。另一個作用是通過掃碼,確定車型以改變設備軸距及激光傳感器位置,以適應多車型混流的需要。2軸距調整:根據車型自動變換軸距,即使前后輥子中心距和被測車輛車輪中心距相吻合。3車輪旋轉:電機拖動輥子帶動車輪旋轉。4對中:對中裝置從外側扶正車輪,對中合理壓力為50公斤左右。5浮盤釋放:車輪下面支撐的浮動板拔銷釋放,使車身處于自由浮動狀態。6擋車滾筒上升并鎖死:為防止車沖出設備,機械結構上設置了擋車滾筒。整車在滾筒夾持下測試和調整。7滑門打開:設備滑動板打開。8大燈檢測開始大燈測試儀測試大燈光形、亮度等。9安裝方向盤規:安裝方向盤規,校正方向盤,把車輪擺正。同時,把方向盤實際角度折算到前束計算中。10四
15、輪調整:根據屏幕顯示的前束、外傾值手工調整輪胎位置。11收車:操作者將前束、外傾調整到要求的范圍內,按收車按鈕結束操作。12浮動板鎖定測試結束后,鎖死浮動板。13對中退回對中裝置退回。14擋車滾筒落下落下擋車安全裝置。15滑門伸出黃色過渡板伸出,銜接車輛下線通道。16打印測試結果把所有測試項目通過紙帶打印機打印出來。第二節:四輪定位儀的構成(專題2)了解四輪定位設備的結構,對掌握設備原理和維修十分必要。以下簡單交代設備主體構成:一機械部分1一套設備主框架,包括前、后轉鼓組件的支撐機構。2四套浮動盤及其轉鼓組件,包括16個軸承,8個轉鼓,4個驅動電機和4套蹄式制動器。用于支撐動態測試的車輛及調整
16、浮動。3一套軸距自動調節系統(2300mm-3200mm)。用于不同車型的軸距調整。4共4套前懸架工作滑門。5共4套自動可調整的激光頭總成。用于測量車輪的動態圖象。6一套車輛前輪自動對中系統。用于調整時車輪的對中。7一套車輛后輪自動對中系統。用于調整時車輪的對中。8一套車輪導向滾筒。防止車進入設備時偏離。9一套擋車滾筒,帶鎖銷。防止車輛試驗中脫出。104套激光系統的保護罩。用于遮擋環境光線。11一套滾輪導板,在車輛進口構成喇叭口狀,便于車輛駛入設備。12一套靜態輕質標定架(兩臺NCA設備共用)。用于標定激光傳感器的位置度及重復精度。13一套標定架的吊鏈,天車。用于吊裝標定架。14一套地坑通道手
17、動舉升平臺。用于不同身高的操作人員調整站臺高度。二電氣部分1一套NCA主控制柜(與大燈儀共用)。2一套控制柜用空調。用于主控制柜散熱。3一套兩臺控制計算機系統。一臺負責實時測量,一臺負責主控制管理。4一套Allen-Bradley Logix-5000可編程控制器系統。系統采用DeviceNet總線結構,用于設備動作控制。5一套手動控制的觸摸屏型號:PannelView600。用于外部操作及顯示。6一套登錄站(配有條形碼掃描器和手動輸入用的鍵盤)。用于輸入車型、VID碼等信息。7一套司機操作臺(帶有可選擇測試模式的按鈕)。司機在測試時操作使用。8一套司機顯示器。向司機提示測試過程數據及操作內容
18、、方法等。9一套前地坑工作液晶顯示器(中英文顯示)。顯示調整數據。10一套后地坑工作液晶顯示器(中英文顯示)。顯示調整數據。11兩對車輛就位光電探測器。前后軸各一對,用于檢測車輛是否就位。12用于用戶聯網的以太網接口和RS232通訊口。13一臺報告打印機。打印主計算機的歷史報告。14一個標簽打印機。打印生產調整數據。15一套進出試驗臺的紅綠交通信號燈。指示檢測線的工作狀態,待測司機根據它可以判斷應進入哪條檢測線。16地坑內的照明系統。三軟件部分1定位測量程序。2用戶界面程序。3駕駛員界面。4前后地坑操作員界面。5內置式設備故障自診斷軟件。6系統標定程序。7試驗報告打印程序。四測量系統14套非接
19、觸激光測量裝置(12個激光頭和12個數字成像裝置)。2一套方向盤轉角儀(包括轉角儀讀數盒,托架、轉向盤零位標定架)。3一套最大轉角測量裝置。4一套主銷傾角測量裝置。五整體結構與測試過程的關系設備主要結構及各部分作用如下:設備設有八個轉鼓,分為四對。用于支撐四個車輪做動態旋轉。其中每對轉鼓中,有一個內部嵌有電機,作為轉鼓旋轉驅動使用。轉鼓構建在浮動盤上,浮動盤的作用是使車輪調整時,擺脫機床的結構限制,處于浮動狀態,真實反映車輪狀態。它有前后兩個浮動銷,調整前束、外傾時,前銷拉出,測試最大轉向角時,兩個銷都拉出。激光裝置轉鼓車輛駛入方向滑動板浮動盤導向及阻擋滾筒遮光罩圖1-1:四輪定位儀結構圖設備
20、有由鏈條傳動的軸距調整裝置。用于不同車型調整時,自動或手動調整軸距以適應不同輪距的需要。為了使得車輛順利進入設備,也有導向滾筒及側面阻擋滾筒。四套激光傳感器支架用于裝配12個傳感器。3個傳感器一組,組成一個激光樹。通過皮帶傳動可以在分布平面的徑向調整分布半徑,由電機拖動。另外,支架下部有導軌,可以通過汽缸調整傳感器和車輪的距離。對中機構為汽缸傳動,用于在試驗中扶正車輪。對中壓力比較理想的值,日本MAZDA建議為50公斤。地坑內有手動舉升平臺。一般情況下,無須調整高度。在操作人員操作高度不合適時,可以通過按鈕手動調整高度。鋁質標定架是用于標定設備傳感器安裝位置及重復性用的。置于兩條線中央空中平臺
21、上,使用時,可以用專用天車吊下。方向盤轉角儀是安裝在方向盤上的裝置。該裝置判定方向盤距零位的位置,控制系統據此和輸入的方向盤系統的比率(方向盤轉的角度:車輪轉的角度),計算出每個車輪正確的前束應該是多少。這個工具還用于手動測量后傾,在測量后傾過程中,通過用方向盤轉角儀將車輪轉動到三個不同的位置以測定后傾角。激光頭外部是遮光罩。增加它的原因是,激光系統測試受環境光,特別是自然光的影響比較大。第三節:四輪定位儀測試原理分析(專題3)一、四輪定位儀的基本測量結構四輪定位的精度主要取決于測試方法和測試結構,且二者有密切的關聯。(一)傳統的四輪定位測量結構按照測量結構和測量方式的不同,四輪定位儀大致有以
22、下幾種分類:1接觸與非接觸式測量:1)接觸式測量:使用探頭式差動變壓器,測量車輪的端面高度變化。天津豐田一廠就是這種方式。2)非接觸式測量:使用激光傳感器,測量車輪的端面高度變化。這是目前流行的測量方式。2二傳感器與三傳感器測量:非接觸式測量又分為:1)二傳感器形式:兩個傳感器測量車輪的X、Y方向位置信息。先是在水平位置進行一次檢測,然后傳感器支架回轉90度,再測量Y方向。兩次測量的結果作為車輛調整的依據。調整結束后,將再次用同樣方法檢測車輛輪胎,不合格再次調整,直到合格為止。2)三傳感器形式:用三個傳感器進行測量,傳感器成品字形布置,分別處于9點、12點、3點鐘位置。3點、9點傳感器用來測量
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