一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車車身的輕量化，對于降低汽車能耗具有重要意義。尤其是對于新能源汽車中的純電動車，在目前電池性能遠不如人意的情況下，在保證車身安全性的前提下，降低車身重量，更具有現(xiàn)實意義。寶馬i3在這方面進行了率先嘗試。外表并不瘦小的寶馬i3，因為采用碳纖維復(fù)合材料車身，自重僅1224kg。
[0003]寶馬i3的碳纖維復(fù)合材料車身是由若干碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件組合而成，生產(chǎn)一個碳纖維復(fù)合材料車身，首先要生產(chǎn)若干碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件，然后再將所有碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件組合而成。而生產(chǎn)過程中，必須對碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件外形尺寸和碳纖維復(fù)合材料車身整體外形尺寸進行測量。
[0004]常規(guī)的三坐標測量機，技術(shù)先進、功能強大、測量精度高，在科研、生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，能夠滿足很多產(chǎn)品外形尺寸的測量精度要求。但是也存在技術(shù)復(fù)雜、價格昂貴、設(shè)計制造難度大、對操作者要求高、測量效率偏低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測量裝置。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術(shù)方案是:一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測量裝置，它是由一個工作平臺、四組相同的PSD傳感器陣列以及激光發(fā)射組件構(gòu)成；每組PSD傳感器陣列均由若干個光敏面位于同一平面內(nèi)的PSD傳感器組成。
[0007]所述四組相同的PSD傳感器陣列與所述工作平臺的位置關(guān)系滿足以下條件:所述四組相同的PSD傳感器陣列設(shè)置在所述工作平臺上表面，并且所述四組相同的PSD傳感器陣列的光敏面與所述工作平臺上表面構(gòu)成一個方體的四個側(cè)面和底面的幾何關(guān)系。
[0008]所述激光發(fā)射組件包括一個基板、固定安裝在基板上方的四個激光器、固定安裝在基板下方的三個支腳以及設(shè)置在每個支腳底端的球體。
[0009]所述四個激光器的位置關(guān)系滿足以下條件:所述四個激光器的發(fā)射方向均朝向PSD傳感器陣列；所述四個激光器發(fā)射的激光軸線位于同一平面內(nèi)，且該平面平行于所述三個球體的球心連線形成的三角形所在的平面；所述四個激光器分成兩組，每組中的兩個激光器發(fā)射的激光軸線共線，兩組激光器形成的兩條線平行。
[0010]所述激光發(fā)射組件還包括一個固定安裝在基板上方的第五激光器；所述第五激光器的位置關(guān)系滿足以下條件:所述第五激光器發(fā)射的激光軸線位于上述四個激光器發(fā)射的激光軸線所在平面內(nèi)且垂直于所述兩組激光器形成的兩條線；所述第五激光器的發(fā)射方向朝向PSD傳感器陣列且不朝向所述兩組激光器形成的兩條線。
[0011]本發(fā)明具有的積極效果:本發(fā)明的測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，對操作者要求不高，而且可以達到很高的測量精度，完全能夠替代三坐標測量機對碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件的測量。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1的俯視圖。
【具體實施方式】
[0014](實施例1)
見圖1和圖2，本實施例的碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測量裝置由一個工作平臺1、四組相同的PSD傳感器陣列2以及激光發(fā)射組件構(gòu)成。
[0015]每組PSD傳感器陣列2均由若干個(本實施例為400個，20X20陣列)光敏面位于同一平面內(nèi)的PSD傳感器21組成。
[0016]四組相同的PSD傳感器陣列2設(shè)置在工作平臺1上表面，并且四組相同的PSD傳感器陣列2的光敏面與工作平臺1上表面構(gòu)成一個方體的四個側(cè)面和底面的幾何關(guān)系(圖1中前后兩組PSD傳感器陣列2省略)。由此可以確定四組相同的PSD傳感器陣列2上所有PSD傳感器21的相對位置關(guān)系，記為M。
[0017]激光發(fā)射組件包括一個基板3、固定安裝在基板3上方的五個激光器(41、42、43、44、45)、固定安裝在基板3下方的三個支腳5以及設(shè)置在每個支腳5底端的球體6。
[0018]五個激光器(41、42、43、44、45)的發(fā)射方向均朝向PSD傳感器陣列2。
[0019]五個激光器(41、42、43、44、45 )發(fā)射的激光軸線位于同一平面內(nèi)，且該平面平行于三個球體6的球心連線形成的三角形所在的平面。
[0020]其中，激光器41和激光器44發(fā)射的激光軸線共線(以下記為A線)，激光器42和激光器43發(fā)射的激光軸線共線(以下記為B線)，A線和B線平行。
[0021]第五激光器45發(fā)射的激光軸線垂直于A線和B線；第五激光器45的發(fā)射方向不朝向A線和B線。
[0022]由此可以確定五個激光器(41、42、43、44、45)發(fā)射的激光軸線與三個球體6之間的相對位置關(guān)系，記為N1。
[0023]采用上述碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測量裝置對碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件進行測量的方法具體包括以下步驟:
①將碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7置于工作平臺1上，并位于四組相同的PSD傳感器陣列2內(nèi)，將激光發(fā)射組件的三個球體6在某一位置(記為A處)與碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7的表面實現(xiàn)三點接觸。
[0024]②先將激光器41打開(其余四個激光器處于關(guān)閉狀態(tài))，使發(fā)出的激光被PSD傳感器陣列2中的某個PSD傳感器21感應(yīng)，測出該激光感應(yīng)點(記為Z1)在該PSD傳感器21中位置，記為M41，由M41以及上述Μ即可得到Z1的空間位置，記為Mil。
[0025]激光器41關(guān)閉，激光器42打開，重復(fù)上述過程，得到激光器42發(fā)射的激光在某個PSD傳感器21上的激光感應(yīng)點Z2的空間位置M12。
[0026]激光器42關(guān)閉，激光器43打開，重復(fù)上述過程，得到激光器43發(fā)射的激光在某個PSD傳感器21上的激光感應(yīng)點Z3的空間位置M13。
[0027]激光器43關(guān)閉，激光器44打開，重復(fù)上述過程，得到激光器44發(fā)射的激光在某個PSD傳感器21上的激光感應(yīng)點Z4的空間位置M14。
[0028]激光器44關(guān)閉，激光器45打開，重復(fù)上述過程，得到激光器45發(fā)射的激光在某個PSD傳感器21上的激光感應(yīng)點Z5的空間位置M15。
[0029]由Mil?M15即可得到五個激光器(41、42、43、44、45)發(fā)射的激光軸線的空間位置Ml，再結(jié)合上述N1，即可得到A處三個球頭6的空間位置XI。
[0030]③將激光發(fā)射組件的三個球體6在另一位置(記為B處)與碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7的表面實現(xiàn)三點接觸；重復(fù)步驟②，從而計算出B處三個球頭6的空間位置X2。
[0031]④重復(fù)步驟③，得到若干處三個球頭6的空間位置X3、X4、……、Xn。
[0032]由X1、X2、……、Xn即可得到碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7的外形尺寸數(shù)據(jù)。
[0033]上述測量方法實際等同于一臺采用球頭測頭的三坐標測量機對碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7表面進行測量，計算出若干個與碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7表面相切的球頭測頭的球心坐標，從而得到碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件7外形尺寸數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項】
1.一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測量裝置，其特征在于:由一個工作平臺(1)、四組相同的PSD傳感器陣列(2)以及激光發(fā)射組件構(gòu)成；每組PSD傳感器陣列(2)均由若干個光敏面位于同一平面內(nèi)的PSD傳感器(21)組成；所述四組相同的PSD傳感器陣列(2)與所述工作平臺(1)的位置關(guān)系滿足以下條件:所述四組相同的PSD傳感器陣列(2 )設(shè)置在所述工作平臺(1)上表面，并且所述四組相同的PSD傳感器陣列(2)的光敏面與所述工作平臺(1)上表面構(gòu)成一個方體的四個側(cè)面和底面的幾何關(guān)系； 所述激光發(fā)射組件包括一個基板(3)、固定安裝在基板(3)上方的四個激光器(41、42、.43、44)、固定安裝在基板(3)下方的三個支腳(5)以及設(shè)置在每個支腳(5)底端的球體(6); 所述四個激光器(41、42、43、44)的位置關(guān)系滿足以下條件:所述四個激光器(41、42、.43,44)的發(fā)射方向均朝向PSD傳感器陣列(2);所述四個激光器(41、42、43、44)發(fā)射的激光軸線位于同一平面內(nèi)，且該平面平行于所述三個球體(6)的球心連線形成的三角形所在的平面；所述四個激光器(41、42、43、44)分成兩組，每組中的兩個激光器發(fā)射的激光軸線共線，兩組激光器形成的兩條線平行； 所述激光發(fā)射組件還包括一個固定安裝在基板(3)上方的第五激光器(45);所述第五激光器(45)的位置關(guān)系滿足以下條件:所述第五激光器(45)發(fā)射的激光軸線位于上述四個激光器(41、42、43、44)發(fā)射的激光軸線所在平面內(nèi)且垂直于所述兩組激光器形成的兩條線；所述第五激光器(45)的發(fā)射方向朝向PSD傳感器陣列(2)且不朝向所述兩組激光器形成的兩條線。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件測量裝置，它是由一個工作平臺、四組相同的PSD傳感器陣列以及激光發(fā)射組件構(gòu)成；四組相同的PSD傳感器陣列的光敏面與工作平臺上表面構(gòu)成一個方體的四個側(cè)面和底面的幾何關(guān)系。激光發(fā)射組件包括一個基板、五個激光器以及三個球體，五個激光器發(fā)射的激光軸線位于同一平面內(nèi)，且該平面平行于三個球體的球心連線形成的三角形所在的平面；其中四個激光器分成兩組，每組中的兩個激光器發(fā)射的激光軸線共線，兩組激光器形成的兩條線平行。本發(fā)明的測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，對操作者要求不高，而且可以達到很高的測量精度，完全能夠替代三坐標測量機對碳纖維復(fù)合材料車身構(gòu)件的測量。
【IPC分類】G01B11/245
【公開號】CN105300313
【申請?zhí)枴緾N201510853877
【發(fā)明人】劉瀏, 曹清林, 周金宇, 邱睿
【申請人】江蘇理工學(xué)院
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月30日