本发明涉及机械工程技术领域的检测和调整装置，尤其是一种汽车车门安装时车门与车身间隙和面差的检测和调整装置。
背景技术：
汽车车门装配质量的好坏直接影响到汽车的外观、乘坐舒适性及安全性等，是消费者重点关注的区域之一。现在的车门安装方式是通过吸盘夹具将车门吊装，移动到总装线白车身旁，通过人工经验初步确定车门位置，然后通过铰链把车门初步安装到车身上，再利用经验进行车门位姿调整，使车门与车身门框周边间隙和面差处于视觉均匀状态，最后进行铰链完全紧固。但这种安装方式往往存在车门与车身门框间隙和面差整体均匀性比较差，并且工作时间长、工作强度大等缺点。
中国专利文件(申请号201710419527.1)，公开了一种车门安装定位工具和方法，包括第一安装工具和第二安装工具；第一安装工具包括主框架、第一定位销、第一定位块、y向限位块、z向限位块和卡槽；第二安装工具包括第二定位销、第五支架、第二定位块、第三定位块和x向限位块；该发明提供的车门安装定位工具，将整套工具分成两个结构简单的部分，降低了工具的重量，方便取放，并且在限位块上可以通过增减垫片，实现不同装配状况的调节，安装工具的定位块设置有磁铁，能保证工具牢固的定位车身上，从而保证门总成与车身的相对位置。但该方案无法实现车门安装过程中车门间隙和面差的快速自动测量，然后均衡各部位间隙和面差进行自动调整，实现车门铰链一次完全紧固。
经对现有技术的文献检索未发现能实现类似汽车车门自动调整安装装置，在这种情况下，研究设计出一种汽车车门自动调整安装装置就显得意义重大。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有汽车车门安装装置存在的缺陷，提供一种汽车车门调整安装装置。
本发明还提供上述装置的工作方法。
本发明的技术方案如下：
一种汽车车门调整安装装置，包括底板导轨、行走机构、车门调整机构、测量机构；
底板导轨上设有行走机构，底板导轨用于支撑行走机构的行走移动；
行走机构上设有车门调整机构和测量机构，行走机构用于带动车门调整机构和测量机构的行走；实现车门安装时车门初始位置定位及安装完毕后整体装置的移开；
车门调整机构包括横向移动机构，横向移动机构上设有纵向移动机构，纵向移动机构上设有垂向移动机构，车门调整机构用于带动车门进行横向、纵向、垂向的移动调整；三个维度保证了车门与车身门框间隙和面差的均匀性；
测量机构包括光学传感器，测量机构用于测量车门与车身门框的周边间隙和面差大小。车门调整机构根据测量机构的测量结果进行车门位姿调整。
根据本发明优选的，底板导轨包括两个平行的导轨梁，导轨梁上表面设有凹槽导轨，两个导轨梁之间连接设有端梁。导轨梁和端梁焊接成一端开口的框架结构，底板导轨安装在车身总装线旁，端梁位置保证行走机构带动的车门安装前处于合适的初始位置。
根据本发明优选的，行走机构包括安装底板，安装底板下方通过连接臂连接设有轮组，轮组位于底板导轨上。
进一步优选的，连接臂包括两个前连接臂和两个后连接臂，轮组包括前轮组和后轮组，前轮组设有两个前轮，后轮组设有两个后轮，前连接臂与前轮相连，后连接臂与后轮相连。两组连接臂与两组轮组组成较为稳定的行走结构，有助于行走过程的稳定。
进一步优选的，后连接臂之间设有配重轴。防止带有车门的装置安装过程中发生前倾。
根据本发明优选的，横向移动机构和纵向移动机构各自均包括伺服电机，伺服电机通过联轴器与丝杠相连，丝杠两端通过轴承设于基座上，丝杠上连接设有滑块；纵向移动机构的基座的一侧与横向移动机构的滑块相连。横向移动机构打底、先横向安装于行走机构上，纵向移动机构再安装于横向移动机构的滑块上，当横向移动机构驱动滑块横向移动时，可带动纵向移动机构整体也进行横向的移动。
进一步优选的，基座为一个侧面敞开的矩形框架，丝杠位于基座内部，滑块在侧面敞开的一侧与丝杠相连，伺服电机和联轴器位于基座一端外侧。伺服电机和联轴器不占用基座内的空间，最大限度保障丝杠上滑块的横向和纵向的移动空间。
进一步优选的，垂向移动机构包括垂向基座，垂向基座为一个侧面敞开的矩形框架，垂向基座内部一端设有伺服电机，伺服电机通过联轴器与丝杠一端相连，丝杠另一端通过轴承与垂向基座内部的另一端相连，丝杠在侧面敞开的一侧设有垂向滑块，垂向滑块外侧设有吸盘机构，吸盘机构用于吸取车门结构；垂向基座一端的基座外侧与纵向移动机构的滑块相连。垂向移动机构的基础元件与横向、纵向移动机构的基础元件基本相同，但垂向移动机构的伺服电机、联轴器均设于基座内部，一方面垂向的调整方向与整体底板导轨提供的移动方向相同，对垂向移动机构的总行程要求不如横向和纵向高，另一方面过长的垂向移动行程会加剧携带车门后发生前倾的风险。
进一步优选的，横向移动机构和纵向移动机构的数量均为两个，横向移动机构和纵向移动机构相互垂直设置，每一个横向移动机构的丝杠上的滑块数均为两个，每一个纵向移动机构的丝杠上的滑块数也均为两个，两个横向移动机构和两个纵向移动机构垂直交叉、构成一个“井”字；两个纵向移动机构上的滑块总数为四个，所以垂向移动机构的数量为四个，每一个垂向移动机构的丝杠上的垂向滑块的数量为一个。
根据本发明优选的，测量机构包括一个顶部测量装置、两个侧部测量装置、一个底部测量装置；顶部测量装置、侧部测量装置、底部测量装置各自均包括安装支架，安装支架上设有三个调整盘，调整盘侧面开设有沟槽，每一个沟槽内设有一个光学传感器。一个顶部、两个侧部、一个底部组成一个近矩形的检测框架，形成对车门安装时车门与车门门框四周间隙和面差的测量范围，上下左右均有三个光学传感器，光学传感器可根据实际位置需要在沟槽内移动调整到具体的合适位置，以适应不同范围大小的车框。
进一步优选的，顶部测量装置的三个调整盘的直径大小逐个递增。考虑到车门顶面为倾斜结构，顶部测量装置的调整盘逐渐采用直径更大，槽孔更长结构，以保证对顶部间隙和面差的测量。
根据本发明优选的，汽车车门调整安装装置还包括控制机构，控制机构与测量机构和车门调整机构相连，控制机构接收测量机构的测量结果，并将调整信息传递给车门调整机构。控制机构的型号参数需根据所用的电机选择常规配件即可，当测量的车门与车身门框上下间隙、左右间隙大小不一且同边间隙比较均匀时，控制机构控制横向移动机构和纵向移动机构分别进行同步移动实现间隙调整；而当周边间隙大小不一且同边间隙不均匀时，控制机构控制横向移动机构和纵向移动机构先进行同步移动，两个纵向移动机构再进行微小异步调整实现间隙调整；当测量的车门与车身门框周边面差比较大且同边比较均匀时，控制机构控制四个垂向移动机构只进行平行同步移动实现面差调整，而当测量的车门与车身门框周边面差大小不一且同边不均匀时，控制机构控制四个垂向移动机构先进行平行同步移动，再进行异步移动实现面差调整。
一种利用上述汽车车门调整安装装置的工作方法，包括步骤如下：
车门调整机构抓取车门，利用行走机构将车门调整机构和测量机构带动至车身总装线旁，测量机构对车门与车身门框周边间隙和面差大小进行测量，并将测量结果反馈给控制机构，控制机构将需要调整的位移大小反馈给车门调整机构，由车门调整机构做出上下、左右、前后方向的对应移动。
发明机理：本发明通过车门调整机构和测量机构相结合，实现车门安装过程中车门与车身门框间隙和面差实时测量及车门位姿实时调整，以根据车门和车身门框制造质量获得最优的车门与车身门框间隙和面差质量。测量机构通过四个布置在车门与车身门框间隙周边的测量装置实现对车门周边装配间隙和面差的测量，每一边布置三个光学传感器，实现每边三个位置测量，光学传感器安装位置可以调整，适用于不同尺寸车门装配。车门调整机构端部有四个吸盘机构实现车门安装时吸住车门，通过两个横向移动机构、两个纵向移动机构和垂向移动机构的伺服电机驱动丝杠转动，实现四个吸盘机构前后、左右、上下六个方向的微调移动及绕垂直车门方向的转动，对车门安装过程中间隙和面差结果进行微调，保证车门周边整体间隙和面差均匀性，实现不同车门和车身门框制造质量的自适应调整。
当两个纵向移动机构在横向移动机构上同步横移时，整个装置平稳移动；当两个纵向移动机构各自带动两个垂向移动机构在纵向移动机构上同向同步纵移时，可实现四个垂向移动机构带动的车门横向和纵向调整；当两个纵向移动机构各自带动的两个垂向移动机构在纵向移动机构上不同步纵移时，两个纵向移动机构的两组垂向移动机构在纵向上产生微小偏斜，由于垂向移动机构的吸盘机构为橡胶材料，使得吸盘机构位置处可以发生微小扭转，从而带动车门在垂直平面内发生细微转动，可进行转动微调。
本发明的有益效果如下：
本发明的汽车车门调整安装装置可以实现车门安装的智能化、精确化，改变当前经验调整的状况，适用于不同车型不同尺寸车门安装，能实现不同车门和车身门框制造质量的自适应调整，获得最优的安装质量。
附图说明
图1为汽车车门调整安装装置总装图；
图2为底板导轨结构图；
图3为行走机构结构图；
图4为车门调整机构结构图；
图5为横向移动机构结构图；
图6为纵向移动机构结构图；
图7为垂向移动机构结构图；
图8为测量机构结构图；
图9为顶部测量装置结构图；
附图标记：
1、底板导轨1-1、导轨梁a1-2、导轨梁b1-3、端梁；
2、行走机构2-1、前轮组2-2、后轮组2-3、前连接臂2-4、后连接臂2-5、配重轴2-6、安装底板；
3、车门调整机构3-1、横向移动机构a3-2、横向移动机构b3-3、纵向移动机构a3-4、纵向移动机构b3-5、垂向移动机构a3-6、垂向移动机构b3-7、垂向移动机构c3-8、垂向移动机构d；
3-1-1、伺服电机3-1-2、联轴器3-1-3、轴承a3-1-4、丝杠3-1-5、螺母滑块a3-1-6、基座3-1-7、螺母滑块b3-1-8、轴承b；
3-3-1、伺服电机3-3-2、电机支架3-3-3、联轴器3-3-4、轴承c3-3-5、丝杠3-3-6、螺母滑块c3-3-7、基座3-3-8、螺母滑块d3-3-9、轴承d；
3-5-1、垂向基座3-5-2、伺服电机3-5-3、联轴器3-5-4、丝杠3-5-5、垂向滑块3-5-6、吸盘机构3-5-7、轴承；
4、测量机构4-1、顶部测量机构4-2、侧部测量机构a4-3、底部测量机构4-4、侧部测量机构b；
4-1-1、安装支架4-1-2、调整盘a4-1-3、调整盘b4-1-4、调整盘c4-1-5、光学传感器；
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图详细描述本发明的实施过程，但不限于此。
实施例1
一种汽车车门调整安装装置，包括底板导轨1、行走机构2、车门调整机构3、测量机构4。
底板导轨1上设有行走机构2，底板导轨1用于支撑行走机构2的行走移动。
行走机构2上设有车门调整机构3和测量机构4，行走机构2用于带动车门调整机构和测量机构的行走；实现车门安装时车门初始位置定位及安装完毕后整体装置的移开。
车门调整机构3包括横向移动机构，横向移动机构上设有纵向移动机构，纵向移动机构上设有垂向移动机构，车门调整机构用于带动车门进行横向、纵向、垂向的移动调整；三个维度保证了车门与车身门框间隙和面差的均匀性。
测量机构4包括光学传感器，测量机构用于测量车门与车身门框的周边间隙和面差大小。车门调整机构根据测量机构的测量结果进行车门位姿调整。
实施例2
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例1所述，所不同的是，底板导轨1包括两个平行的导轨梁，如图2中所示的导轨梁a1-1和导轨梁b1-2，导轨梁上表面设有凹槽导轨，两个导轨梁之间连接设有端梁1-3。导轨梁和端梁焊接成一端开口的框架结构，底板导轨安装在车身总装线旁，端梁位置保证行走机构带动的车门安装前处于合适的初始位置。
实施例3
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例2所述，所不同的是，行走机构包括安装底板2-6，安装底板下方通过连接臂连接设有轮组，轮组位于底板导轨上。
实施例4
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例3所述，所不同的是，连接臂包括两个前连接臂2-3和两个后连接臂2-4，轮组包括前轮组2-1和后轮组2-2，前轮组设有两个前轮，后轮组设有两个后轮，前连接臂与前轮相连，后连接臂与后轮相连；连接臂一端均通过轴承与轮子的轮轴相连，连接臂另一端与安装底板焊接，如图3所示。前轮后轮均位于导轨梁的上表面的凹槽导轨中进行转动行走。两组连接臂与两组轮组组成较为稳定的行走结构，有助于行走过程的稳定。
实施例5
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例4所述，所不同的是，后连接臂之间设有配重轴2-5。防止带有车门的装置安装过程中发生前倾。
实施例6
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例4所述，所不同的是，横向移动机构和纵向移动机构各自均包括伺服电机，伺服电机通过联轴器与丝杠相连，丝杠两端通过轴承固定设于基座上，丝杠上连接设有滑块；纵向移动机构的基座的一侧与横向移动机构的滑块相连。
横向移动机构如图5所示，包括伺服电机3-1-1，伺服电机3-1-1通过联轴器3-1-2与丝杠3-1-4相连，丝杠3-1-4两端通过两个轴承即轴承a3-1-3和轴承b3-1-8设于基座3-1-6上，丝杠3-1-4上连接设有滑块。
纵向移动机构如图6所示，包括伺服电机3-3-1，伺服电机3-3-1通过联轴器3-3-3与丝杠3-3-5相连，丝杠3-3-5两端通过两个轴承即轴承c3-3-4和轴承d3-3-9设于基座3-3-7上，丝杠3-3-5上连接设有滑块。伺服电机3-3-1通过电机支架3-3-2安装到基座3-3-7上，电机支架3-3-2焊接到基座3-3-7上，以避免纵向移动机构整体在横向移动过程中产生较大的震动。
横向移动机构打底、先横向安装于行走机构上，纵向移动机构再安装于横向移动机构的滑块上，当横向移动机构驱动滑块横向移动时，可带动纵向移动机构整体也进行横向的移动。
横向移动结构和纵向移动机构中，基座为一个侧面敞开的矩形框架，丝杠位于基座内部，滑块在侧面敞开的一侧与丝杠相连，伺服电机和联轴器位于基座一端外侧。伺服电机和联轴器不占用基座内的空间，最大限度保障丝杠上滑块的横向和纵向的移动空间。
实施例7
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例6所述，所不同的是，垂向移动机构包括垂向基座3-5-1，如图7所示，垂向基座3-5-1为一个侧面敞开的矩形框架，垂向基座3-5-1内部一端设有伺服电机3-5-2，伺服电机3-5-2通过联轴器3-5-3与丝杠3-5-4一端相连，丝杠3-5-4另一端通过轴承3-5-7与垂向基座3-5-1内部的另一端相连，丝杠3-5-4在侧面敞开的一侧设有垂向滑块3-5-5，垂向滑块3-5-5外侧设有吸盘机构3-5-6，吸盘机构3-5-6用于吸取车门结构；垂向基座3-5-1一端的基座外侧与纵向移动机构的滑块相连。
垂向移动机构的基础元件与横向、纵向移动机构的基础元件基本相同，但垂向移动机构的伺服电机、联轴器均设于基座内部，一方面垂向的调整方向与整体底板导轨提供的移动方向相同，对垂向移动机构的总行程要求不如横向和纵向高，另一方面过长的垂向移动行程会加剧携带车门后发生前倾的风险。
横向移动机构、纵向移动机构、垂向移动机构上的滑块均为螺母滑块，通过与丝杠的配合，使得丝杠的旋转运动转变为螺母滑块的水平移动，旋转运动转为水平运动为机械领域常规滚柱丝杠原理。
实施例8
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例7所述，所不同的是，横向移动机构和纵向移动机构的数量均为两个，如图4所示的横向移动机构a3-1、横向移动机构b3-2、纵向移动机构a3-3、纵向移动机构b3-4，横向移动机构和纵向移动机构相互垂直设置，每一个横向移动机构的丝杠上的滑块数均为两个，每一个纵向移动机构的丝杠上的滑块数也均为两个，两个横向移动机构和两个纵向移动机构垂直交叉、构成一个“井”字；两个纵向移动机构上的滑块总数为四个，所以垂向移动机构的数量为四个，即图4中的垂向移动机构a3-5、垂向移动机构b3-6、垂向移动机构c3-7、垂向移动机构d3-8，每一个垂向移动机构的丝杠上的垂向滑块的数量为一个。
实施例9
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例8所述，所不同的是，测量机构包括一个顶部测量装置4-1，两个侧部测量装置即侧部测量机构a4-2和侧部测量机构b4-4，还有一个底部测量装置4-3，如图8所示。顶部测量装置、侧部测量装置、底部测量装置各自均包括安装支架4-1-1，安装支架4-1-1上设有三个调整盘，即图9中的调整盘a4-1-2、调整盘b4-1-3、调整盘c4-1-4，调整盘侧面开设有沟槽，每一个沟槽内设有一个光学传感器4-1-5。一个顶部、两个侧部、一个底部组成一个近矩形的检测框架，形成对车门安装时车门与车门门框四周间隙和面差的测量范围，上下左右均有三个光学传感器，光学传感器可根据实际位置需要在沟槽内移动调整到具体的合适位置，以适应不同范围大小的车框。
实施例10
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例9所述，所不同的是，顶部测量装置的三个调整盘的直径大小逐个递增，如图9中，调整盘a4-1-2的直径大于另外两个调整盘。考虑到车门顶面为倾斜结构，顶部测量装置的调整盘逐渐采用直径更大，槽孔更长结构，以保证对顶部间隙和面差的测量。
实施例11
一种汽车车门调整安装装置，其结构如实施例9所述，所不同的是，汽车车门调整安装装置还包括控制机构，控制机构与测量机构和车门调整机构相连，控制机构接收测量机构的测量结果，并将调整信息传递给车门调整机构。
实施例12
一种利用实施例11所述汽车车门调整安装装置的工作方法，包括步骤如下：
车门调整机构抓取车门，利用行走机构将车门调整机构和测量机构带动至车身总装线旁，测量机构对车门与车身门框周边间隙和面差大小进行测量，并将测量结果反馈给控制机构，控制机构将需要调整的位移大小反馈给车门调整机构，由车门调整机构做出上下、左右、前后方向的对应移动。