淺談車身主檢具在整車研發(fā)中的應(yīng)用

耿少昆 張金悅

【摘 要】在汽車涂裝前，為保障處理-電泳線正常運(yùn)行，車身準(zhǔn)確定位非常重要。并且，對(duì)車身的準(zhǔn)確定位，能夠有效防止高鏈速狀態(tài)下，車身脫離掛具，導(dǎo)致生產(chǎn)線出現(xiàn)故障，甚至報(bào)廢車。文章通過車身主檢具的種類、功能介紹及使用說明，闡明車身主檢具的在設(shè)計(jì)過程中所遵循設(shè)計(jì)依據(jù)及要求，以及車身主檢具在整車開發(fā)及量產(chǎn)后所起到的作用。

【關(guān)鍵詞】車身主檢具；整車研發(fā)；應(yīng)用

引言

汽車車身是汽車成品的前身，即已完成焊接但并未涂裝的汽車結(jié)構(gòu)體。針對(duì)汽車制作過程中車身焊制質(zhì)量的管控是一項(xiàng)甚為繁雜的綜合性工程，其關(guān)聯(lián)到?jīng)_壓過程技術(shù)分析、沖模構(gòu)架的完整配置、沖壓過程檢定器具的運(yùn)用、焊接技術(shù)指標(biāo)分析、焊接緊固模式的設(shè)定、元器件允許偏差的恰當(dāng)選定及科學(xué)分配等多項(xiàng)內(nèi)容，另外還包括模具制作、工件夾具的調(diào)定等重點(diǎn)工作。完整利用沖壓、焊制工程知識(shí)和檢測(cè)技藝，切實(shí)做好新款汽車車身研發(fā)及制作過程中的質(zhì)量管控，可有效縮短車身半成品構(gòu)架的研發(fā)周期、優(yōu)化產(chǎn)品品質(zhì)、減少制作費(fèi)用，且由產(chǎn)品工藝品質(zhì)著眼，可推進(jìn)實(shí)現(xiàn)汽車車身的順利生產(chǎn)。

1、車身主檢具的分類及功用

1.1、整車式主檢具

整車式包括：車身主量具部分（BMG）和零件主量具部分（PMG），用于基本型車型的開發(fā)。

1.2、分體式主檢具

分體式主檢具結(jié)構(gòu)包含整體式內(nèi)單項(xiàng)的部分組合，例如：前臉主檢具，后臉主檢具。多用于更改前后臉、儀表臺(tái)造型等部件的年度車型。

2、車身主檢具的功用

（1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)階段：新車型的開發(fā)時(shí)，內(nèi)外飾件無法判斷設(shè)計(jì)是否存在問題，此時(shí)可制作快速成型件在車身主檢具進(jìn)行驗(yàn)證，參考驗(yàn)證結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。（2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段：在此階段，很多0TS樣件的驗(yàn)證工作可以在主模具上開展，并以此對(duì)方案再次進(jìn)行驗(yàn)證。（3）量產(chǎn)準(zhǔn)備階段：車身主檢具能將數(shù)據(jù)方案、實(shí)車以及零件聯(lián)系在一起。在此階段，車體與內(nèi)外飾等非金屬件以及內(nèi)外飾件自身的配合問題是無法消除的，而車身主檢具能夠有效判定問題的根本原因所在，為產(chǎn)品的改進(jìn)明確方向。（4）SOP后，批量生產(chǎn)階段：主模型檢具還能用于零件日常質(zhì)量控制和問題分析。

3、設(shè)計(jì)及制造依據(jù)

（1）檢具公司與車企對(duì)接確認(rèn)，共同制定功能主檢具結(jié)構(gòu)方案，其中包括：底板、框架、標(biāo)準(zhǔn)模塊、移動(dòng)裝置以及標(biāo)準(zhǔn)模塊存放支架等的結(jié)構(gòu)形式，所用材料，結(jié)構(gòu)精度，交貨周期等。經(jīng)雙方評(píng)審認(rèn)可后，再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)；（2）檢具公司按車企提供的車身數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，江汽公司設(shè)計(jì)人員同步對(duì)方案進(jìn)行確認(rèn)及數(shù)據(jù)校核，經(jīng)雙方共同評(píng)審確認(rèn)后方可進(jìn)行制造；（3）設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收均以車企最終提供的CAD數(shù)據(jù)為依據(jù)；（4）在正常的使用頻率和正確的保養(yǎng)維護(hù)情況下，應(yīng)保證主檢具的使用壽命為6年。

4、汽車涂裝線車身定位視覺檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)

4.1、車身定位視覺檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

在定位視覺檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建中，檢測(cè)部分以相機(jī)為主，為保障視覺檢測(cè)的準(zhǔn)確性，本次設(shè)計(jì)中，選擇了CongnexCAM-CIC-2000-60-G型號(hào)的相機(jī)，檢測(cè)部位安裝該型號(hào)相機(jī)九個(gè)，為保障相機(jī)在各種時(shí)間段均成像清晰，為每個(gè)相機(jī)配置至少一個(gè)輔助光源。九個(gè)相機(jī)各司其職，一個(gè)拍攝掛具號(hào)，其余八個(gè)拍攝未涂裝車身在掛具上的位置，定位允許誤差范圍在±20mm，±10°。在涂裝前的視覺檢測(cè)、定位中，為保障汽車涂裝生產(chǎn)的順利進(jìn)行，應(yīng)將掛具號(hào)信息、未涂裝車身定位圖像、車身信息等共同保存，便利后期查找。在定位檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，所選擇的九臺(tái)攝像機(jī)全部為以太網(wǎng)工業(yè)相機(jī)，可利用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將相機(jī)與系統(tǒng)中的控制柜連接起來，使控制柜能夠通過車輛上安裝的追蹤系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確接收車輛相關(guān)信息。在汽車涂裝生產(chǎn)線上，一旦操作箱發(fā)現(xiàn)車輛占位，直接發(fā)出信號(hào)，視覺檢測(cè)系統(tǒng)接收信號(hào)，開始工作，拍攝圖像、處理信息、計(jì)算車身的定位狀況、發(fā)出信號(hào)，信號(hào)由DI/O板卡傳輸至控制柜PLC，工廠設(shè)備管理系統(tǒng)接收到信號(hào)后，向中央控制室報(bào)警。總之，定位視覺檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成，提高了汽車涂裝生產(chǎn)的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.2、報(bào)警功能設(shè)計(jì)

在車身定位視覺檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先，應(yīng)利用車輛追蹤控制柜，快速獲取涂裝生產(chǎn)線上的車型信息；其次，利用光源控制器，識(shí)別車型信息。當(dāng)兩者不一致時(shí)，將觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，工作人員核對(duì)車型信息，無誤后，可啟動(dòng)車身定位檢測(cè)系統(tǒng)；若兩者信息一致，則視覺檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)自發(fā)啟動(dòng)，判斷涂裝生產(chǎn)線上車身定位情況，若定位異常，則報(bào)警系統(tǒng)自發(fā)啟動(dòng)，提醒相關(guān)人員及時(shí)修整，若定位準(zhǔn)確，則進(jìn)行前處理-電泳線。具體實(shí)施如下：掛具載著無涂裝車身進(jìn)入檢測(cè)工位，出發(fā)輸送鏈停止器，掛具停止移動(dòng)，牢固車身，輸送鏈發(fā)出占位信號(hào)，光源控制器接受信號(hào)，光源點(diǎn)亮，識(shí)別車型信息，同時(shí)，車輛追蹤控制柜識(shí)別車型信息，發(fā)送至車身定位檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)，注意：前者需延時(shí)1.5s，若車型信息一致，可進(jìn)行下一步。5s后，視覺檢測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)攝像機(jī)，對(duì)掛具與車型進(jìn)行全方位拍攝，測(cè)量掛具定位點(diǎn)與車身特征點(diǎn)，若兩者一致，發(fā)送ok信號(hào)給車輛追蹤控制柜，掛具打開，車輛通過；若兩者不一致，則發(fā)送相應(yīng)信號(hào)至控制柜，掛具無法打開，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，相關(guān)人員調(diào)試車身，直至兩者一致，方可進(jìn)行前處理-電泳線，以此提高了汽車涂裝生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。

5、車身主檢具的使用方法

5.1、零部件之間的匹配驗(yàn)證

在零部件驗(yàn)證過程中，通常會(huì)遇到兩個(gè)非金屬零部件匹配狀態(tài)較差，而且難以判斷問題原因所在。例如兩家供應(yīng)商生產(chǎn)的零部件都滿足各自零部件間具要求，但是裝到一起就是間隙、面差不符合要求，兩家供應(yīng)商相互推諉。在這種情況下把兩個(gè)零部件先后裝配在車身主檢具上配合PMG進(jìn)行測(cè)量，就能很直觀的看到問題所在，指明改進(jìn)的方向。例如頂棚與A、B、C柱板安裝后間隙面差出現(xiàn)問題時(shí)，就可按此方法進(jìn)行驗(yàn)證。

5.2、車體鈑金件質(zhì)量的驗(yàn)證

車體在打點(diǎn)測(cè)量過程中，不可避免的有部分包邊、特殊形面無法進(jìn)行測(cè)量，從而導(dǎo)致車體鈑金與鈑金之間出現(xiàn)配合不良的問題，但又無法確認(rèn)問題產(chǎn)生原因。例如引擎蓋與翼子板安裝后左右間隙不均、面差不一致的問題。此時(shí)可以把相關(guān)鈑金件當(dāng)成單獨(dú)的零部件，依次在車身主檢具上進(jìn)行安裝，然后按照閉合件系統(tǒng)間隙面差設(shè)定表進(jìn)行檢測(cè)，依據(jù)相關(guān)結(jié)論進(jìn)行判責(zé)。

5.3、零部件與車體的匹配驗(yàn)證

在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常遇到車體跟內(nèi)、外飾零部件件匹配不良的問題，雙方都指責(zé)對(duì)方存在問題，往往主機(jī)廠負(fù)責(zé)車體，可能存在零部件做對(duì)了也要改的情況。而這一改，涉及到匹配關(guān)系的零部件可能都要改。在這種情況下，只需把零部件裝配在車身主檢具上并安裝相配合的PMG進(jìn)行驗(yàn)證，則可確認(rèn)責(zé)任方，明確改進(jìn)方向。

結(jié)束語

綜上所述，在汽車新車型的車身開發(fā)與生產(chǎn)過程中，質(zhì)量控制至關(guān)重要，是整個(gè)汽車產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵性保障。汽車車身的開發(fā)與設(shè)計(jì)、工藝、工裝、檢測(cè)等方面均與白車身質(zhì)量關(guān)系緊密。伴隨著汽車車身零部件大規(guī)模地使用專用檢驗(yàn)夾具檢測(cè)、模擬裝配塊檢測(cè)，以及激光在線檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，汽車白車身的品質(zhì)控制必將達(dá)到新的水平，汽車產(chǎn)業(yè)亦隨之獲得持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：精誠(chéng)工科汽車系統(tǒng)有限公司底盤研究院）