CN107272009B - 一种激光定位测量系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光定位测量系统，该激光定位测量系统用于构建车辆装配基准线，包括等腰三角形工装，所述等腰三角形工装固定在车辆车体尾部预定位置，并使车辆的左连接部件与右连接部件位于所述等腰三角形工装底部两侧；安装于所述等腰三角形工装底部两侧并相互对称的第一激光测距定位装置和第二激光测距定位装置以及激光标线装置。本发明还公开了一种激光定位测量方法。

Description

一种激光定位测量系统及方法
技术领域
本发明涉及大型机械装配检测领域，具体地，涉及一种激光定位测量系统及方法。
背景技术
在大型特种车辆精密装配过程中，如何精确构建车辆装配基准线一直是装配过程中的一项较难的问题，当前采用的一般方法是以专用工装拉线法配合精密经纬仪来实现装配基准线的定位构建。如图1所示，左、右连接部件为特种车辆装配的重要部件，其左、右轴孔连线与车辆装配基准线在设计上有严格的垂直度要求。图1中先采用专用等腰三角形工装两底角以轴孔为基准固定左、右连接部件于车尾设计位置，留置测量接口，车头中心基准与左或右连接部件测量接口以细钢丝连接并用重锤拉直，保证左连接部件测量接口拉直的钢丝长度与右连接部件测量接口拉直的钢丝长度相等，即左、右拉直钢丝(两腰)与左、右轴孔连线(底边)形成了等腰三角形，则左、右轴孔连线(底边)中点与车头中心基准的连线必然垂直于底边，可认为装配位置基本到位。再采用精密经纬仪测量专用等腰三角形工装上相应靶标偏移的角度并换算成垂直度。如果垂直度满足设计指标，则进入下一步工序，否则调试后再进行同样的测量，直至合格。
左右连接部件装配位置检测合格并固定后，车辆装配基准线参照左右连接部件对称中心与车头中心基准的连线以拉直的细钢丝模拟，作为后续设备、零部件等上装时的参考基准。
可见，此种方法对于构建车辆装配基准线来说简单直接，但是采用钢丝拉线悬挂重锤较为原始落后，调试过程繁琐，不利于提高装配效率；同时，以钢丝拉线法模拟的装配基准线不够稳定，人为因素干扰较大且存在直线度误差，对装配精度有着显著影响。
发明内容
本发明提供了一种激光定位测量系统，其技术方案为一种激光定位测量系统，该激光定位测量系统用于构建车辆装配基准线，包括：等腰三角形工装，所述等腰三角形工装固定在车辆车体尾部预定位置，并使车辆的左连接部件与右连接部件位于所述等腰三角形工装底部两侧；安装于所述等腰三角形工装底部两侧并相互对称的第一激光测距定位装置和第二激光测距定位装置，所述第一激光测距定位装置用于测量右连接部件与车头中心基准之间的距离，所述第二激光测距定位装置用于测量左连接部件与车头中心基准之间的距离，所述车头中心基准位于车体中心线上，所述第一激光测距定位装置接口与所述第二激光测距定位装置接口的连线与所述左连接部件的轴孔与所述右连接部件的轴孔的连线平行；当左、右连接部件装配时，调节所述等腰三角形工装的位置使其两侧的所述第一激光测距定位装置与所述第二激光测距定位装置所测距离相等；激光标线装置，所述激光标线装置发射的扇面激光投影于车辆车体上并投影于车体中心线上，将车体中心线作为车辆装配基准线。
本发明还提供了一种激光定位测量方法，其技术方案为，一种激光定位测量方法，包括以下步骤：使用等腰三角形工装固定在车辆车体尾部预定位置，并使车辆的左连接部件与右连接部件位于所述等腰三角形工装底部两侧；使用安装于所述等腰三角形工装底部两侧并相互对称的第一激光测距定位装置和第二激光测距定位装置测量右连接部件与车头中心基准的距离以及左连接部件与车头中心基准之间的距离，使所述车头中心基准位于车体中心线上，并使所述第一激光测距定位装置接口与所述第二激光测距定位装置接口的连线与所述左连接部件的轴孔与所述右连接部件的轴孔的连线平行，当左、右连接部件装配时，调节所述等腰三角形工装的位置使其两侧的所述第一激光测距定位装置与所述第二激光测距定位装置所测距离相等；使用激光标线装置构建装配基准线，使激光标线装置发射的扇面激光投影于车辆车体上并投影于车体中心线上。
本发明的有益效果为：
1、采用激光测距技术以等腰三角形原理实现高精度位置定位，不仅装配定位精度更高，而且使精密装配和检测同步完成，对装配和检测效率的提升效果更好；
2、采用激光标线装置构建装配基准线抗干扰能力更强，人为因素少，比传统拉线法模拟装配基准线工艺更先进，精度更高，实际应用效果更好，提高了装配质量。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了现有技术中一种装配基准线定位构件系统；
图2示出了本发明一种激光定位测量系统；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2所示，一种激光定位测量系统，该系统用于确定左、右连接部件7的精确位置，再以激光标线装置精确构建装配基准线。具体地，左、右连接部件7采用等腰三角形工装1固定在车辆车体尾部预定的位置，在等腰三角形工装1底部两侧对称设置有第一激光测距定位装置3和第二激光测距定位装置4，并确保第一激光测距定位装置3的测量接口C和第二激光测距定位装置4的测量接口B的接口连线BC与左、右连接部件7的轴孔连线MN平行。具体地，第一激光测距定位装置3用于测量左连接部件与车头中心基准2之间的距离，第二激光测距定位装置4用于测量右连接部件与车头中心基准2之间的距离。进一步地，车头中心基准2位于车体中心线上。进一步地，如图2中所示，BP连线和CP连线为第一、第二激光测距装置所发射的激光线。具体地，照射到车头中心基准位置的激光线经过反射、接收、计时及计算即可实现距离测量。
进一步地，当左、右连接部件装配时，通过调节等腰三角形工装1的位置使其两侧的激光测距定位装置所测距离相等(在误差允许范围之内)，即图2中BP等于CP，由于BC与MN平行，则车头中心基准P与左连接部件、右连接部件轴孔连线中点O的连线PO垂直于MN，可以认为左、右连接部件装配到位。
进一步地，如图2所示，EFHG为激光标线装置5所发射的扇面激光，并投影于车辆车体上，可精密调节激光标线装置三维调节平台使其发射的扇面激光精准投影于车体中心线上，形成装配参考基准线6，如图中的投影线EF。由于扇面激光垂直照射到障碍物时显示为投影线，因此车体中心线上所有接触激光线的物体表面均可显示投影线，这恰好是装配中心线应该具有的功能。在部件实际装配时，容易操作，不受干扰，不占空间，且精度更高。可见，激光标线装置投影线构建的装配基准线完全满足装配要求。
进一步地，以激光测距定位装置确定左、右连接部件7的精确位置，再以激光标线装置5精确构建装配基准线6具有一定的有益效果：一是激光测距装置发射的激光线不受人为干扰，以测量距离相等来确定左、右连接部件的精确位置，装配与检测同步完成，不需要事后验证(激光测距装置经计量部门校准)；再者是激光标线装置5构建的装配基准线6直接反映在车体中心线上，在车体上装配零部件时可以直接应用。可见，激光定位测量系统构建装配基准线是一种直接构建方法，引入的误差较小，效率较高，完全优于传统的拉线法。
进一步地，本发明还公开了一种激光定位测量方法，包括以下步骤：(1)使用等腰三角形工装固定在车辆车体尾部预定位置，并使车辆的左连接部件与右连接部件位于所述等腰三角形工装1底部两侧；
(2)使用安装于等腰三角形工装1底部两侧并相互对称的第一激光测距定位装置3和第二激光测距定位装置4测量右连接部件与车头中心基准2的距离以及左连接部件与车头中心基准2之间的距离，使车头中心基准2位于车体中心线上，并使所述第一激光测距定位装置3接口C与所述第二激光测距定位装置4接口B的连线BC与所述左连接部件的轴孔与所述右连接部件的轴孔的连线MN平行，当左、右连接部件7装配时，调节等腰三角形工装1的位置使其两侧的第一激光测距定位装置3与第二激光测距定位装置4所测距离相等；具体地，即图2中BP等于CP，由于BC与MN平行，则车头中心基准P与左连接部件、右连接部件轴孔连线中点O的连线PO垂直于MN，可以认为左、右连接部件装配到位。
(3)使用激光标线装置构建装配基准线6，使激光标线装置5发射的扇面激光投影于车辆车体上并投影于车体中心线上。具体地，EFHG为激光标线装置5所发射的扇面激光，并投影于车辆车体上，可精密调节激光标线装置三维调节平台使其发射的扇面激光精准投影于车体中心线上，形成装配参考基准线6，如图中的投影线EF。由于扇面激光垂直照射到障碍物时显示为投影线，因此车体中心线上所有接触激光线的物体表面均可显示投影线，这恰好是装配中心线应该具有的功能。在部件实际装配时，容易操作，不受干扰，不占空间，且精度更高。可见，激光标线装置5投影线构建的装配基准线6完全满足装配要求。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种激光定位测量系统，该激光定位测量系统用于构建车辆装配基准线，其特征在于，包括：
等腰三角形工装，所述等腰三角形工装固定在车辆车体尾部预定位置，并使车辆的左连接部件与右连接部件位于所述等腰三角形工装底部两侧；
安装于所述等腰三角形工装底部两侧并相互对称的第一激光测距定位装置和第二激光测距定位装置，所述第一激光测距定位装置用于测量右连接部件与车头中心基准之间的距离，所述第二激光测距定位装置用于测量左连接部件与车头中心基准之间的距离，所述车头中心基准位于车体中心线上，所述第一激光测距定位装置接口与所述第二激光测距定位装置接口的连线与所述左连接部件的轴孔与所述右连接部件的轴孔的连线平行；当左、右连接部件装配时，调节所述等腰三角形工装的位置使其两侧的所述第一激光测距定位装置与所述第二激光测距定位装置所测距离相等；
激光标线装置，所述激光标线装置发射的扇面激光投影于车辆车体上并投影于车体中心线上，将车体中心线作为车辆装配基准线。
2.一种激光定位测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用等腰三角形工装固定在车辆车体尾部预定位置，并使车辆的左连接部件与右连接部件位于所述等腰三角形工装底部两侧；
使用安装于所述等腰三角形工装底部两侧并相互对称的第一激光测距定位装置和第二激光测距定位装置测量右连接部件与车头中心基准的距离以及左连接部件与车头中心基准之间的距离，使所述车头中心基准位于车体中心线上，并使所述第一激光测距定位装置接口与所述第二激光测距定位装置接口的连线与所述左连接部件的轴孔与所述右连接部件的轴孔的连线平行，当左、右连接部件装配时，调节所述等腰三角形工装的位置使其两侧的所述第一激光测距定位装置与所述第二激光测距定位装置所测距离相等；
使用激光标线装置构建装配基准线，使激光标线装置发射的扇面激光投影于车辆车体上并投影于车体中心线上。
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