一种高速动车组车体三维尺寸检测方法技术

一种高速动车组车体三维尺寸检测方法，包括根据车辆检测项点，制作辅助工装，以配合全站仪完成车身外形尺寸的测量；在待测车辆的一、二位端对角位置建立检测基站，并在两个基站都能观测到的区域设置2个基准点靶标，确定测量基准，使用单台设备换站检测；建立右手直角坐标系O2X2Y2Z2，进行坐标系转换；通过计算得出各检测项点实际尺寸。本发明专利技术实现车辆三维尺寸的半自动化检测，检测数据快速处理，即时输出检测结果；填补国内高速动车组车辆整体三维尺寸检测技术的空白；为轨道车辆研发和生产提供车辆整体的三维检测技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车体三维尺寸检测方法，应用于高速动车组制造过程中车体三维尺寸的检测，评估车体是否满足后续装配和上线运营的精度要求。
技术介绍
高速动车组的车身及各部件外形复杂，测量过程中需要提取大量车身三维尺寸数据(比如车体挠度值、车身最大宽度及半宽值等)，一些常规的检测工具如卷尺、伸缩尺、测距仪等因检测可达性等问题无法满足高速动车组车体生产中快速且高精度的测量需求。
技术实现思路
本专利技术公开一种车体三维尺寸检测方法，目的在于检测车辆制造完成后长、宽、高等各项外形尺寸，对比理论尺寸和公差要求，评估车辆是否满足后续装配和运营要求。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供，其特征在于包括下列步骤: 1、根据车辆检测项点，制作辅助工装，以配合全站仪完成车身外形尺寸的测量；具体包括车辆边梁宽度检测辅助工装、车身长度检测辅助工装、车辆高度检测辅助工装、检测基准辅助工装； 2、在待测车辆的一、二位端对角位置建立检测基站，并在两个基站都能观测到的区域设置2个基准点靶标，确定测量基准，使用单台设备换站检测，检测时以其中一个基准点为原点Q，另一个基准点为C2，两点的连线作为X轴正方向建立右手坐标系，输出各检测点在此测量坐标系内的坐标值； 3、以车体二位端枕梁孔中心点作为X轴、Y轴基准点，以车体两端车钩座孔中心高度平均值作为高度基准，以车体枕梁中心点的连线作为X轴正方向建立右手直角坐标系02Χ2Υ2Ζ2，进行坐标系转换； 4、通过计算得出各检测项点实际尺寸，同时，在输出结果中设定对超差点采用特殊形式标注，使检测者对超差点有更直接的观察。本专利技术技术方案产生的积极效果如下: (1)实现车辆三维尺寸的半自动化检测，检测数据快速处理，即时输出检测结果。(2)填补国内高速动车组车辆整体三维尺寸检测技术的空白。(3)为轨道车辆研发和生产提供车辆整体的三维检测技术支撑。【附图说明】图1是车辆边梁宽度检测辅助工装图； 图2是车身长度检测辅助工装图； 图3是车辆高度检测辅助工装图； 图4是检测基准辅助工装图； 图5是检测基站位置示意图； 图6是检测数据计算流程图。图中:1是工装底座，2是工装横向支撑，3是铆钉，4是反光贴片，5为加工基座，6为高度检测工装基座，7为悬挂机构，8为整体加工基座，9是检测基站。【具体实施方式】1、设计检测辅助工装 参照图1-4，一些检测点位置特殊，无法使用全站仪直接观测，需要设计工装辅助完成检测。检测辅助工装包括车辆边梁宽度检测辅助工装、车身长度检测辅助工装、车辆高度检测辅助工装、检测基准辅助工装。2、检测数据采集 参照图5，根据车辆检测图，配合检测辅助工装，在待测车辆的一、二位端对角位置建立检测基站，使用单台设备换站检测。2.1参照图4，利用检测基准辅助工装在两个检测基站都可见位置设定检测基准，作为全站仪换站时的坐标系公共转换点； 2.2参照图1，利用车辆边梁宽度辅助检测工装卡在车辆边梁上进行边梁宽度的检测； 2.3参照图2，利用车身长度检测辅助工装贴靠在车辆两端进行车身长度的测量； 2.4参照图3，利用车辆高度检测辅助工装挂在车辆两端车钩梁下方，辅助进行车钩梁高度检测。检测时以其中一个基准点为原点Q，另一个基准点为C2，两点的连线作为X轴正方向建立右手坐标系，输出各检测点在此测量坐标系内的坐标值。3、检测数据处理和输出 将第2步获得的检测点坐标输入数据处理程序(该程序利用EXCEL表格加入工式进行数据的自动处理和输出)，程序运算主要依据平面旋转原理，计算各检测点XY轴坐标值，具体为: X，= (χ-χ°)氺cos (n) + (y-y°)氺sin (n) ；y' =- (χ-χ°)氺sin (η) + (y-y°)氺cos (n)。χ、y为测量坐标值；x’、f平面转换后车辆坐标值；x°、y°为车辆坐标系原点和测量坐标系原点XY轴坐标值的差值；n为两个坐标系之间的旋转角度。具体运算过程如下: 参照图6，3.1建立车辆坐标系:利用转向架中心线位置4个测量点坐标值(使用车辆边梁宽度检测辅助工装测得)，计算车体两侧转向架中心线测量点的中心点坐标值，再以车体一端的中心点为原点，其与另一端中心点的连线为X轴正方向，建立直角坐标系(车辆坐标系); 3.2利用上述平面旋转公式完成所有测量点在测量坐标系和车辆坐标系间的坐标值转换工作； 3.3此时各点坐标的X轴为车身长度方向、Y轴为车身宽度方向、Z值为高度方向，减去各点辅助工装尺寸即可得出真实车身坐标； 3.4计算图纸要求的各检测点实际尺寸，与理论尺寸(公差)进行对比，如有超差项点显示红色字体报警。【主权项】1.，其特征在于包括下列步骤: (1)根据车辆检测项点，制作辅助工装，以配合全站仪完成车身外形尺寸的测量；具体包括车辆边梁宽度检测辅助工装、车身长度检测辅助工装、车辆高度检测辅助工装、检测基准辅助工装； (2)在待测车辆的一、二位端对角位置建立检测基站，并在两个基站都能观测到的区域设置2个基准点靶标，确定测量基准，使用单台设备换站检测，检测时以其中一个基准点为原点Q，另一个基准点为C2，两点的连线作为X轴正方向建立右手坐标系，输出各检测点在此测量坐标系内的坐标值； (3)以车体二位端枕梁孔中心点作为X轴、Y轴基准点，以车体两端车钩座孔中心高度平均值作为高度基准，以车体枕梁中心点的连线作为X轴正方向建立右手直角坐标系02Χ2Υ2Ζ2，进行坐标系转换； (4)通过计算得出各检测项点实际尺寸，同时，在输出结果中设定对超差点采用特殊形式标注，使检测者对超差点有更直接的观察。【专利摘要】，包括根据车辆检测项点，制作辅助工装，以配合全站仪完成车身外形尺寸的测量；在待测车辆的一、二位端对角位置建立检测基站，并在两个基站都能观测到的区域设置2个基准点靶标，确定测量基准，使用单台设备换站检测；建立右手直角坐标系O2X2Y2Z2，进行坐标系转换；通过计算得出各检测项点实际尺寸。本专利技术实现车辆三维尺寸的半自动化检测，检测数据快速处理，即时输出检测结果；填补国内高速动车组车辆整体三维尺寸检测技术的空白；为轨道车辆研发和生产提供车辆整体的三维检测技术支撑。【IPC分类】G01B21/04【公开号】CN105403187【申请号】CN201510921130【专利技术人】曲双, 王雷, 王佳音 【申请人】长春轨道客车股份有限公司【公开日】2016年3月16日【申请日】2015年12月14日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速动车组车体三维尺寸检测方法，其特征在于包括下列步骤：（1）根据车辆检测项点，制作辅助工装，以配合全站仪完成车身外形尺寸的测量；具体包括车辆边梁宽度检测辅助工装、车身长度检测辅助工装、车辆高度检测辅助工装、检测基准辅助工装；（2）在待测车辆的一、二位端对角位置建立检测基站，并在两个基站都能观测到的区域设置2个基准点靶标，确定测量基准，使用单台设备换站检测，检测时以其中一个基准点为原点C1，另一个基准点为C2，两点的连线作为X轴正方向建立右手坐标系，输出各检测点在此测量坐标系内的坐标值；（3）以车体二位端枕梁孔中心点作为X轴、Y轴基准点，以车体两端车钩座孔中心高度平均值作为高度基准，以车体枕梁中心点的连线作为X轴正方向建立右手直角坐标系O2X2Y2Z2，进行坐标系转换；（4）通过计算得出各检测项点实际尺寸，同时，在输出结果中设定对超差点采用特殊形式标注，使检测者对超差点有更直接的观察。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲双，王雷，王佳音，
申请(专利权)人：长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22