Opracowanie hybrydowego urządzenia pomiarowego 3D, pozwalającego na pomiary geometrii kół zarówno pojazdu elektrycznego typu melex, jak i długich zestawów ciągników siodłowych z naczepami, wymagało pokonania kilku barier technologicznych.

W roku 2016 w polskich warsztatach obsługujących samochody ciężarowe i autobusy pojawiły się urządzenia typu Munster 9004 3D Truck. Gdy wystąpiła potrzeba pomiaru i regulacji samochodu osobowego na tym samym stanowisku, okazało się, że nie ma najmniejszego problemu. Urządzenie miało gotową bazę danych i procedury pomiarowe. Potwierdzeniem uniwersalnego zastosowania są badania przeprowadzone w Instytucie Transportu Samochodowego w Warszawie, zakończone wydaniem w marcu 2020 roku Certyfikatu Zgodności, uprawniającego do wykonywania urzędowych badań technicznych pojazdów o dmc do i powyżej 3,5 t.
Tradycyjne urządzenia pomiarowe przeznaczone do oceny i regulacji kątów kół i osi samochodów ciężarowych standardowo wyposażone są w dużą liczbę elementów składowych: projektorów, uchwytów, przymiarów, ekranów, kątomierzy. Obsługa ich jest czasochłonna i wymaga wysokich kwalifikacji personelu. Często odczytywane wielkości wymagają wykonywania przeliczeń wg skomplikowanych wzorów czy wpisywania do specjalnego programu komputerowego.

Pomiary można usprawnić, wprowadzając technologię przetwarzania obrazu z kamer wideo obserwujących znaczniki mocowane do kół pojazdów. Jest to tzw. technologia 3D, powszechnie stosowana do samochodów osobowych i dostawczych.
Technologia 3D wyeliminowała szereg niedogodności urządzeń poprzednich generacji. Brak jest elektroniki mocowanej do kół. Nie pojawia się problem zasłaniania wiązki podczerwieni przez spoilery. Nie występują kłopoty z rozładowanym akumulatorem. Pomiary są bardzo szybkie, a wszystkie wielkości mierzone automatycznie i rejestrowane przez sprzęt komputerowy. Pozbyto się również dużej liczby niewygodnych przymiarów i uchwytów.
Zasada działania tego typu urządzeń oparta jest na przetwarzaniu obrazu wideo z czterech kamer o wysokiej rozdzielczości. Algorytm komputerowy rozpoznaje położenie tarcz z markerami w przestrzeni trójwymiarowej. Tarcze są sztywno powiązane z obręczami kół za pomocą uchwytów szybkomocujących. Tarcze refleksyjne zawierają precyzyjnie nadrukowane markery zabezpieczone przed działaniem paliw i olejów. Obudowa jest odporna na typowe uderzenia.
Przetwarzanie obrazu z kamer jest bardzo zawansowane, a zarazem wiarygodne. Oprogramowanie precyzyjnie rozpoznaje tarczę i jej położenie bez utraty dokładności również w przypadkach, gdy nawet 20% jej powierzchni jest uszkodzona, zasłonięta czy zabrudzona. Ta właściwość predysponuje je do stosowania w warunkach warsztatowych
Urządzenie pracujące w technologii 3D składa się z następujących elementów:

• jednostki sterującej opartej na sprzęcie komputerowym. Oprogramowanie zawiera bazę danych regulacyjnych oraz pozwala na wydruk i archiwizację wyników;
• dwóch kolumn z kamerami. Połączenie kamer odbywa się przewodowo lub bezprzewodowo za pośrednictwem internetu. Rozstawienie kolumn w odległości 4-5,5 m pozwala na tworzenie wygodnych stanowisk przejazdowych;
• zestawu uchwytów kół i tarcz refleksyjnych;
• sondy z tarczą refleksyjną do wyznaczania osi symetrii pojazdu;
• obrotnic kół skrętnych, na które można wjeżdżać. W przypadku dwóch osi skrętnych potrzebne są 4 obrotnice;
• blokady kierownicy i pedału hamulca;
• opcjonalnie monitorów 50” ułatwiających odczyty z dużych odległości.

Standardowo wystarcza konfiguracja do jednoczesnego pomiaru kątów kół dwóch osi. Kolejne osie są mierzone i regulowane po przełożeniu tarcz z uchwytami. Dostępne są zestawy mierzące jednocześnie 3, 4, 6 i 8 osi.
Metoda 3D pomiaru geometrii kół i ustawienia osi pojazdów należy do najszybszych i bardzo obiektywnych. Ryzyko uszkodzenia urządzenia zostało ograniczone przez brak jakichkolwiek elementów elektronicznych mocowanych do kół. Kamery są łączone bezpośrednio z komputerem za pośrednictwem internetu. Metoda redukuje do minimum błędy powodowane przez czynnik ludzki, takie jak niedbałość czy brak kwalifikacji.
Mierzone wielkości:

• zbieżność koła lewego i prawego osi przedniej i tylnej,
• zbieżność całkowita osi przedniej i tylnej,
• kąt pochylenia koła lewego i prawego osi przedniej i tylnej,
• kąt wyprzedzenia osi zwrotnicy koła lewego i prawego osi przedniej,
• kąt pochylenia osi zwrotnicy koła lewego i prawego osi przedniej,
• różnica kątów skrętu kół przednich przy skręcie w lewo i w prawo,
• maksymalny kąt skrętu wewnętrzny i zewnętrzny koła lewego i prawego osi przedniej,
• nierównoległość osi kół jezdnych,
• śladowość kół jezdnych,
• różnica kątów pochylenia kół przednich i tylnych,
• różnica kątów wyprzedzenia osi zwrotnicy kół przednich,
• różnica kątów pochylenia osi zwrotnicy kół przednich,
• kąt zawarty koła lewego i prawego osi przedniej,
• kąt skoszenia osi tylnych w układzie tandem,
• suma kątów wyprzedzenia osi zwrotnicy kół przednich,
• kąt centrowania,
• kąt Ackermana koła lewego i prawego osi przedniej,
• przesunięcie kół przednich i tylnych na osi,
• rozstaw osi kół z lewej i prawej strony,
• rozstaw kół przednich i tylnych,
• różnica rozstawu kół przednich i tylnych.

Badania przyrządu Munster 9004 3D przeprowadzone przez Instytut Transportu Samochodowego, zakończone w marcu 2020 r., potwierdziły możliwość stosowania go do badań samochodów ciężarowych, ciągników siodłowych, naczep i autobusów oraz maszyn roboczych o rozstawie osi do 18 m. Wersja Hibrit dodatkowo obsługuje samochody osobowe i dostawcze. Gama specjalizowanych urządzeń do pomiaru i regulacji geometrii kół powiększyła się o instrument, który ma potwierdzone właściwości metrologiczne i jednocześnie możliwość szybkiego, bezinwazyjnego badania z minimalnym ryzykiem popełnienia błędu przez człowieka. Kolumny pomiarowe mogą być instalowane zarówno na stanowiskach stacjonarnych, jak i przejazdowych. Wersja mobilna pozwala na przestawianie kolumn w bezpieczne miejsce na czas, gdy pomiary nie są wykonywane.

Marek Jankowski
Werther International Polska Sp. z o.o.