|
В гамме гаражного оборудования, производимого фирмой Hofmann, значительное место занимают стенды для контроля и регулировки углов установки колес. Наряду с уже ставшими традиционными моделями с инфракрасными датчиками, есть и самое современное и перспективное оборудование - модель «Геолайнер-660», использующая пространственную 3D-технологию.
Каждый раз, когда на рынке гаражного оборудования появляется принципиально новое устройство, являющее собой революционный прорыв в технике, возникает мысль: это предел, пик, выше которого - только небо. В свое время, когда были представлены стенды контроля углов установки колес (УУК), оснащенные 8 инфракрасными датчиками, ощущение было именно таким. Правда, только до тех пор, пока в 1996 году на европейской выставке не был показан и предложен к продаже стенд 3D-Aligner. Его появление перевернуло представления специалистов о технологии контроля УУК, еще раз доказав, что небо гораздо выше, чем кажется, а с достигнутой вершины открывается вид на следующую, еще более высокую.
Куда ты, тройка, мчишься?
Если рассматривать тенденции развития техники контроля УУК, наблюдавшиеся в последние годы, можно отметить следующие особенности. Главным направлением совершенствования оборудования было не повышение точности измерений. Электронные датчики, применяемые в измерительных блоках современных стендов, обеспечивают ее с запасом. Тем более, что собственно регулировка подвески производится вручную, и ее результат в большей степени зависит от навыков мастера.
Усилия конструкторов были прежде всего направлены на то, чтобы:
- сделать процедуру измерения геометрии подвески более простой и быстрой;
- не зависящей от квалификации и настроения персонала;
- универсальной для всех типов обслуживаемых автомобилей.
При этом требовалось повысить удобство работы, обеспечить высокую надежность оборудования в реальных условиях эксплуатации и сделать его долгожителем за счет возможности периодической модернизации.
Какие, с этой точки зрения, недостатки неотъемлемо присущи теперь уже традиционным стендам, использующим инфракрасные датчики?
- На колесах автомобиля крепятся измерительные блоки с активными датчиками, «тонкими» электронными устройствами, требующими бережного отношения и периодической поверки.
- Как и для прочих стендов, в которых применяются датчики гравитационного типа (наклономеры), обязательно размещение автомобиля на строго горизонтальной поверхности.
- При определении таких параметров, как максимальные углы поворота колес и их разница в повороте, требуется использование электронных поворотных кругов.
- Процесс измерения УУК обязательно включает операцию компенсации биения диска каждого колеса, требующую максимума внимания и аккуратности мастера. Ее некорректное выполнение резко снижает достоверность измерений.
- Кабели, в большинстве моделей инфракрасных стендов соединяющие измерительные блоки с центральной стойкой, создают неудобства в работе, загромождая площадку и затрудняя доступ к местам регулировки. Есть опасность их механического повреждения.
- Полный цикл измерений довольно продолжительный, так как включает операцию компенсации биения дисков.
Стремление исключить отмеченные недостатки вдохновили разработчиков стендов контроля УУК на поиски, результатом которых было не просто создание нового устройства, а предложение качественно иного принципа выполнения измерений.
Просто о сложном
Двигаясь в транспортном потоке за впереди идущим автомобилем, вы, наверняка, не раз обращали внимание на то, что на некоторых моделях очень хорошо заметно, с каким углом развала установлены задние колеса. Вы посмотрели - и забыли, а один американский инженер посмотрел - и подумал. Подумал о том, что если глаз человека способен определить наличие угла установки колеса, то, воспользовавшись более «зорким» прибором, можно сделать то же с большей точностью. А если объединить прибор-наблюдатель с компьютером, можно не только наблюдать, но и измерять параметры установки колес. Так возникла идея использования средств технического видеонаблюдения и компьютерной техники для контроля УУК автомобилей.
Итак, в составе аппаратуры стенда появилась черно-белая видеокамера с высокой разрешающей способностью. Причем, не одна, а две, каждая из которых осматривает переднее и заднее колеса, расположенные с одной стороны автомобиля. Камеры разместили внутри блоков, закрепленных на концах траверсы так, чтобы обеспечить им лучший обзор.
В процессе исследований оказалось, что определить УУК, визируя камерами непосредственно колеса, не удается из-за большого ассортимента шин, дисков и конфигураций кузовов современных автомобилей. Было решено жестко связать с колесами некие стандартные, с оптической точки зрения, элементы, для чего были разработаны визирные мишени. Их закрепили на дисках колес с помощью захватов, аналогично креплению активных измерительных блоков других стендов.
Наличие визирных мишеней - одно из основных отличий 3D-техники. Мишень имеет многослойную конструкцию. Ее основа - идеально плоская алюминиевая опорная плита, с одной стороны «одетая» в корпус из ударопрочного полимера. С другой - на плиту нанесен светоотражающий материал, который закрыт слоем закаленного оптического стекла.
На внутренней поверхности стекла прецизионным методом фотолитографии, применяемым при производстве интегральных микросхем, вытравлен особый узор. Протравленная поверхность покрыта черным эмульсионным материалом так, что при взгляде на мишень снаружи хорошо заметны 33 визирные метки со светоотражающей поверхностью. Они имеют форму идеальных кругов, некоторые - чуть больше других, а одна и вовсе - «бублик». Метки на мишенях для задних колес крупнее.
Размеры кругов и расстояния между ними заданы с высокой точностью, что позволяет создать компьютерную модель мишени, сохраняемую в базе измерительного устройства в качестве эталона. Это требуется для распознавания камерами образа мишени и расчета УУК.
Чтобы сделать метки заметными вне зависимости от уровня освещенности, в каждом блоке камер разместили стробирующую плату. Она образована 60 жидкокристаллическими светодиодами красного цвета, расположенными в виде матрицы вокруг объектива видеокамеры. В рабочем режиме, два раза в секунду, матрица освещает мишени вспышкой, а синхронизированные с нею видеокамеры фиксируют изображение меток на своих чувствительных элементах. Но какая связь между метками на мишенях и УУК?
Оборудование любого типа в качестве отправной точки для расчета УУК различными методами определяет положение оси вращения колеса. 3D-стенды делают это следующим образом. Если привести во вращение колесо автомобиля с закрепленной на нем мишенью, каждая метка мишени будет описывать в пространстве окружность с центром, лежащем на оси вращения колеса. Определив круговые траектории движения 33 меток, можно рассчитать координаты стольких же точек оси колеса. Этого достаточно для определения с высокой точностью ее положения в пространстве, а, значит, решения поставленной задачи.
Определение траектории движения круглой метки возможно благодаря особым геометрическим свойствам круга, проявляющимся при его наблюдении в перспективе (на удалении) и ракурсе (под углом). Аппаратура стенда измеряет геометрические параметры меток с точностью, равной 1 мм, на дистанции 6 м, сравнивая измеренные величины с компьютерной моделью (эталоном) и используя мощный математический аппарат, рассчитывает траектории их движения и одновременно определяет положение осей вращения всех четырех колес.
Процедура определения называется позиционированием. Для ее выполнения автомобиль прокатывается вручную на некоторое расстояние в направлении «от камер». Причем, чтобы определить круговые траектории движения меток, необязательно, чтобы они совершили полный оборот вокруг оси вращения. Математика позволяет выполнить эту задачу расчетным путем при повороте колеса на 350, что соответствует расстоянию 15-25 см для колес разного диаметра.
Осуществив позиционирование осей, компьютер получает координаты четырех точек автомобиля, которые он связывает в одну плоскость. В дальнейшем все углы установки колес рассчитываются относительно компьютерной модели плоскости автомобиля, которая может произвольно располагаться в трехмерном (3D) пространстве. В этом еще одно отличие 3D-стендов от прочих, привязывающих измеряемые углы к уровню горизонта и поэтому требующих обязательного горизонтирования площадки.
Одной операции позиционирования для измерения всех УУК недостаточно. Для выполнения оставшихся измерений колеса автомобиля нужно вернуть на поворотные круги. Прокат в обратном направлении используется для контроля качества выполненных вычислений. Если они не «сходятся», компьютер выдает сообщение об этом оператору.
Определение углов поворота и наклона оси поворота колес выполняется отклонением колес на механических кругах на 10-13о в одном из направлений. При этом положение оси поворота колес относительно трехмерной модели плоскости автомобиля рссчитывается так же, на основе анализа траектории движения меток мишеней, только передних. При повороте колес в обратную сторону компьютер проверяет вычисления.
Преимущества такого подхода очевидны. Точно выставлять площадку (яму, подъемник) в горизонтальную плоскость не нужно, мишени не боятся случайных ударов, не имеют проводов, полный цикл измерения занимает всего 4 минуты. Чтобы откатить автомобиль и вывернуть управляемые колеса, не нужна большая аккуратность и высокая квалификация. Не нужна процедура компенсации биения дисков, да и электронные поворотные круги тоже ни к чему. Все эти преимущества предоставляет пользователю стенд Geoliner-660 фирмы Hofmann. Но этим они не ограничиваются.
Geo-софт
Все типы стендов контроля УУК фирмы Hofmann (включая Geoliner-660) отличает качественное программное обеспечение, работающее в операционной среде Windows. Прекрасная трехмерная графика (6500 цветов) и анимация мест регулировки, подсказки, запчасти, специнструмент. База данных клиентов с простым поиском автомобиля, возможность распечатки результатов измерений.
Особую ценность для автоспециалистов, представляют специальные программы для контроля и регулировки нестандартных типов подвески автомобилей VAG, Renault, MB, джипов, делающие стенды Hofmann по-настоящему универсальными. Программное обеспечение включает 13 регулировочных баз данных по автомобилям. Каждая учитывает специфику определенного региона мира. И это еще не все.... Впрочем, более подробную информацию о неограниченных возможностях стенда Geoliner-660 можно получить в компании «ТрансТехСервис».
|
