车身孔位辅助测量装置及测量方法与流程

1.本发明涉及孔位测量技术领域，具体地指一种车身孔位辅助测量装置及测量方法。


背景技术：

2.为了能够更好地在试制阶段检测汽车白车身的尺寸精度，从而满足整车装配精度要求，主机厂经常需要使用三坐标测量仪对车身总成上的圆形安装孔位进行三坐标检测。然而受到车身内饰安装孔周围空间结构遮挡及三坐标测量仪自身探针长度限制，三坐标无法直接探测到车身内饰孔的坐标位置。
3.行业内通常采用一种可吸附于车身安装孔上的磁性辅助球球心来代替评价孔的中心位置，从而实现车身内饰安装孔的测量。然而随着汽车轻量化技术的广泛应用，高强度铝合金等材质在车身制造领域得到了大量的应用与普及，此时受材质影响磁性辅助检测半球无法应用，因此如何对轻量化铝制车身的一些狭小位置圆形安装孔位位置进行三坐标检测成为了该领域的一项难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种车身孔位辅助测量装置及测量方法，对无法直接测量的车身孔进行圆心标记和测量，适用不同直径的孔。
5.为实现上述目的，本发明提供一种车身孔位辅助测量装置，包括圆形支撑罩，所述圆形支撑罩两端开口且内部设有空腔，所述圆形支撑罩的开口端设有与待测孔板的外壁抵接的圆形支撑面，所述空腔内设有变径驱动机构，所述变径驱动机构的四周连接有多个变径块，所述变径驱动机构用于驱动多个变径块同步径向伸缩运动，所述变径块的外壁与所述圆形支撑罩的内壁卡接，所述变径块上设有限位部调节机构，所述限位部调节机构连接有限位部，所述限位部调节机构用于驱动限位部伸出变径块的侧壁并与待测孔板的内壁限位抵接。
6.进一步地，所述变径驱动机构包括连接平板，所述连接平板端面上设有与变径块限位的定位凹台，所述定位凹台上沿径向设有滑轨，所述变径块的上端沿径向设有滑槽，所述滑轨与所述滑槽滑动配合。
7.进一步地，所述连接平板为圆形板，其圆心处开有螺孔，所述螺孔螺纹配合有调节螺杆，所述调节螺杆的端部固定有调节锥块，所述变径块靠调节螺杆一侧设有限位锥面，所述调节锥块与所述限位锥面限位贴合。
8.进一步地，所述限位部为平板状，限位部调节机构包括传动杆，所述传动杆与限位部的偏心处连接，所述传动杆的旋转运动驱动限位部伸出变径块的外壁面并与待测孔板的内壁限位贴合。
9.进一步地，所述限位调节机构还包括与传动杆端部连接的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮的轴心处连接有齿轮轴。
10.进一步地，所述变径块内设有第二空腔，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合位于第二空腔内，所述齿轮轴的外端面与所述变径块的外端面平齐。
11.进一步地，所述圆形支撑罩包括两端均开口的罩体，所述罩体外壁面为球面，内壁为圆柱面，所述圆形支撑面上内嵌有磁铁。
12.进一步地，所述罩体的内壁上沿周向设有多个卡子，所述变径块的侧壁上沿周向设有多个卡槽，所述卡子与所述卡槽卡接。
13.本发明还提供一种基于上述所述的车身孔位辅助测量装置的测量方法，其特征在于，包括：
14.(1)变径块靠限位部一端穿过待测孔，限位部调节机构驱动限位部伸出变径块的侧壁，使限位部与待测孔板的内壁限位抵接；
15.(2)变径驱动机构驱动变径块径向伸缩，使变径块的侧壁贴合待测孔的内壁；
16.(3)将圆形支撑罩外套在变径块上，使圆形支撑面与待测孔板的外壁完全抵接并与变径驱动机构同轴心；
17.(4)利用三坐标测量法测量圆形支撑面的外轮廓线的坐标，得到外轮廓线的圆心坐标。
18.进一步地，所述步骤(3)中，将圆形支撑罩的内壁卡接在变径块的外壁上，推动圆形支撑罩朝待测孔板方向沿着轴向平移。
19.本发明的有益效果：间接测量不同直径的车身孔圆心坐标。本发明通过限位部调节机构驱动限位部与待测孔内壁限位，通过变径驱动机构驱动变径块与待测孔内壁贴合，可以适用于不同直径车身孔的测量，通过圆形支撑罩与变径块外壁卡接保持两者同轴心，同时圆形支撑面与待测孔板外壁限位抵接，确保圆形支撑面与待测孔完全同轴心，使得圆形支撑面的圆心等同于待测孔的圆心，这样利用三坐标测量法测量圆形支撑面的外轮廓线的圆心即可得到待测孔的圆心坐标。
附图说明
20.图1为本发明辅助测量装置的主剖视图。
21.图2为辅助测量装置与待测孔板配合示意图。
22.图3为变径驱动机构的立体图。
23.图4为变径块的主剖视图。
24.图5为变径驱动机构与变径块的装配示意图。
25.图6为圆形支撑罩的仰视图。
26.图中各部件标号如下：圆形支撑罩100、第一空腔101、圆形支撑面102、罩体103、卡子104、磁铁105、变径驱动机构200、调节螺杆201、调节锥块202、连接平板203、定位凹台205、滑轨206、变径块300、限位部301、限位锥面302、滑槽303、第二空腔304、传动杆305、第一锥齿轮306、第二锥齿轮307、齿轮轴308、卡槽309、待测孔板400、待测孔500。
具体实施方式
27.下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施
例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
28.如图1～6所示，一种车身孔位辅助测量装置，包括圆形支撑罩100，圆形支撑罩100包括上下两端均开口的罩体103，罩体103外壁面为球面，内壁为圆柱面，内部设有空腔101，圆形支撑罩100的开口端设有与待测孔板400的外壁抵接的圆形支撑面102，圆形支撑面102上内嵌有磁铁105，磁铁105为钕磁铁，用于吸附待测孔板400，空腔101内设有变径驱动机构200，变径驱动机构200的四周沿周向均匀连接有多个变径块300，变径驱动机构200用于驱动多个变径块300同步径向伸缩运动，罩体103的内壁上沿周向设有多个卡子104，变径块300的侧壁上沿周向设有多个卡槽309，单个卡子104与单个卡槽309均为沿轴向布置的长条状，在测量时卡子104与卡槽卡接，并可以沿轴向滑动，变径块300上设有限位部调节机构，限位部调节机构连接有限位部301，限位部调节机构用于驱动限位部301伸出变径块300的侧壁并与待测孔板400的内壁限位抵接。
29.本实施例中所指的轴向为垂直于圆形支撑面102的方向，径向为圆形支撑面102的半径方向，周向为圆形支撑面102的圆周方向。
30.变径驱动机构200包括连接平板203，连接平板203的下端面上设有与变径块300上端面限位的定位凹台205，定位凹台205呈扇形，定位凹台205用于限制变径块300的径向移动，定位凹台205上沿径向设有外凸的滑轨206，滑轨206具有磁性，可以吸附变径块300，变径块300的上端沿径向设有滑槽303，滑轨206与滑槽303滑动配合，使得变径块300沿径向向四周伸出或向变径驱动机构收拢，变径块300的外侧面形成的圆的直径因此可以变大或变小。
31.连接平板203为圆形板，其圆心处开有轴向的螺孔，螺孔螺纹配合有调节螺杆201，调节螺杆201的上端伸出连接平板203的上端面，调节螺杆201的下端固定有调节锥块202，调节锥块202的纵向截面为等腰梯形，其外壁面为斜面，变径块300靠调节螺杆201一侧设有限位锥面302，调节锥块202与限位锥面302限位贴合。这样在需要变径调节时，通过旋转调节螺杆201的上端，使调节锥块202上下移动，通过调节锥块202的外壁面与限位锥面贴合，驱动变径块300沿径向平移运动，从而使得多个变径块的外壁面形成的圆的直径变大或变小。
32.限位部301为平板状，位于变径块300的下端面，限位部调节机构包括传动杆305，传动杆305与限位部301的偏心处连接，传动杆305的旋转运动驱动限位部301伸出变径块300的外端面并与待测孔板400的内壁限位贴合。限位调节机构还包括与传动杆305端部连接的第一锥齿轮306，第一锥齿轮306与第二锥齿轮啮合307，第二锥齿轮307的轴心处连接有齿轮轴308，变径块300内设有第二空腔304，第一锥齿轮306和第二锥齿轮啮合307位于第二空腔内，齿轮轴308的外端面与变径块300的外端面平齐。这样通过旋转变径块300外壁面上的齿轮轴308，使第二锥齿轮带动第一锥齿轮转动，从而带动传动杆305旋转，使得限位部301从收拢状态旋转至伸出变径块300的外壁面，从而与待测孔板400的内壁限位贴合。
33.利用上述车身孔位辅助测量装置测量车身孔的方法如下：
34.1、首先，使圆形支撑罩100与变径块分离，将变径块300向调节螺杆201方向推至收拢状态，并旋转调节螺杆201，使调节锥块202托住变径块300，使变径块300靠限位部301一端穿过待测孔500，然后旋转齿轮轴308，使传动杆305驱动限位部301伸出变径块300的侧壁
面，使限位部301与待测孔板400的内壁限位抵接，这样确保变径块300的下端面与待测孔板400平行。
35.2、旋转调节螺杆201，使调节锥块202向上运动，驱动变径块300径向伸出，使变径块300的侧壁贴合待测孔500的内壁，这样确保了变径块300外壁面所形成的圆的圆心与待测孔500的圆心重合。
36.3、将圆形支撑罩100的内壁上的卡子104卡接在变径块300外壁上的卡槽309中，由于卡子和卡槽均是沿周向分布的，因此当所有卡子均卡入卡槽中时，圆形支撑罩100的内壁面与变径块的外壁面同轴同圆心，推动圆形支撑罩100朝待测孔板400方向沿着轴向平移，使圆形支撑面102与待测孔板400的外壁完全抵接。这样待测孔板被整个测量装置内外限位夹持住，进一步确保了圆形支撑面102与待测孔板400平行，从而确保了待测孔500的圆心等于变径块300外壁面的圆心，也等于圆形支撑面102的圆心。
37.4、利用现有的三坐标测量法测量圆形支撑面102的外轮廓线的坐标，得到外轮廓线的圆心坐标即为待测孔的圆心坐标。
38.本发明可以利用上述测量装置对不易直接测量的车身孔进行圆心坐标测量，并且可以通过变径调节来实现不同直径车身孔的测量。