用于調(diào)試汽車底盤車架總成檢具精度的兩種便攜式三坐標(biāo)探討

歷強(qiáng) 王忠寶

【摘 要】通過測(cè)量系統(tǒng)分析，說明在車間環(huán)境下調(diào)試汽車底盤車架總成檢具精度時(shí)，使用關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)更合適。

【關(guān)鍵詞】汽車底盤；車架總成；檢具精度

引言

隨著中國改革開放的日以推進(jìn)，汽車已作為普通消費(fèi)品進(jìn)入千家萬戶，人們對(duì)汽車廠商的要求越來越高，零缺陷是汽車廠商們最終目標(biāo)。而汽車的檢具作為在生產(chǎn)制造企業(yè)進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控產(chǎn)品各種尺寸的快捷簡(jiǎn)便性工具，在檢測(cè)零件的孔徑尺寸、位置度、輪廓度、間隙和面差等方面，具有操作方便、穩(wěn)定耐用、數(shù)據(jù)直觀的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車制造行業(yè)。常見的汽車底盤車架檢具有5m多長(zhǎng)，是除了車身、內(nèi)飾之外的大型檢具，這類一般放在線邊，通常需要使用便攜式三坐標(biāo)調(diào)試檢具精度。

1、定時(shí)檢查專用汽車底盤車架

專用汽車較普通汽車而言具有多品種、小批量以及裝有專用設(shè)備、專用底盤車架等特點(diǎn)。專用汽車底盤車架作為汽車基礎(chǔ)元件通過直接或間接方式裝配于底盤中，在汽車工作過程中會(huì)受到來自各個(gè)地方的力的綜合作用，有些部位由于長(zhǎng)期受集中力產(chǎn)生磨損或者疲勞裂紋，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行維修補(bǔ)救工作，將會(huì)給專用底盤車架帶來致命的危險(xiǎn)，導(dǎo)致其提前結(jié)束服務(wù)使命，危及人身安全，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，應(yīng)通過對(duì)專用汽車底盤車架定期敲錘、清洗、加脂、調(diào)整、緊固檢查等方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，不漏過細(xì)節(jié)，特別要關(guān)注容易產(chǎn)生裂紋、磨損的部位，早發(fā)現(xiàn)、早制定維修保養(yǎng)方案，避免事故發(fā)生，營造安全可靠的專用汽車底盤車架使用環(huán)境。

2、常見的兩種便攜式三坐標(biāo)簡(jiǎn)介

便攜式三坐標(biāo)是指在一個(gè)六面體的空間范圍內(nèi)，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長(zhǎng)度及圓周分度等測(cè)量能力的、并方便攜帶移動(dòng)測(cè)量?jī)x器，它是能在x、y、z3個(gè)或3個(gè)以上坐標(biāo)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量的通用長(zhǎng)度測(cè)量工具。按工作原理分，便攜式三坐標(biāo)一般分為CCD、關(guān)節(jié)臂2種。

2.1、光電CCD便攜式三坐標(biāo)工作原理

由傳感器組件、探測(cè)系統(tǒng)、電腦及應(yīng)用軟件及電纜等組成。采用精確的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)，CCD通過測(cè)量鑲嵌在光筆上的多個(gè)紅外發(fā)光二極管（LED）的三維坐標(biāo)，得到光筆在空間的位置和姿態(tài)（六維參數(shù)）。

2.2、關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)工作原理

在測(cè)量機(jī)的關(guān)節(jié)和臂身處分別設(shè)置由角度傳感器、溫度傳感器、應(yīng)變傳感器以及單片機(jī)組成的智能傳感器單元，各傳感器單元由RS485總線進(jìn)行連接，并通過RS485-USB接口與PC機(jī)進(jìn)行通信。單片機(jī)完成各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的采集并將數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī)，PC機(jī)程序由虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)LabVIEW完成，實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)間的通信和數(shù)據(jù)處理，并通過動(dòng)態(tài)鏈接庫將坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳送到標(biāo)準(zhǔn)三坐標(biāo)測(cè)量軟件POSCOM。

3、實(shí)際使用兩種便攜式三坐標(biāo)對(duì)調(diào)試車架總成檢具精度的影響

通過對(duì)比，理想條件下使用光電CCD便攜式三坐標(biāo)比使用關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)效率高，測(cè)量范圍廣，維護(hù)方便，精度一樣。但實(shí)際使用時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境對(duì)光電CCD便攜式三坐標(biāo)的要求更高，主要影響因素有如下三個(gè)：（1）地面震動(dòng)；（2）現(xiàn)場(chǎng)焊接弧光反射；（3）車間溫度。而關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接弧光反射不敏感，同時(shí)抗震動(dòng)能力強(qiáng)。通過MSA測(cè)量系統(tǒng)分析對(duì)比發(fā)現(xiàn)在車間生產(chǎn)環(huán)境下關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)MSA可以接受，而光電CCD便攜式三坐標(biāo)MSA不能接受。

3.1、重復(fù)性測(cè)量方法

檢驗(yàn)員a操作關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)和光電CCD便攜式三坐標(biāo)分別對(duì)車架總成檢具一個(gè)關(guān)鍵長(zhǎng)度尺寸進(jìn)行16次的測(cè)量，得出16組數(shù)據(jù)。通過minitab軟件計(jì)算出關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)sg值0.03，小于0.0375，滿足重復(fù)性要求。通過minitab軟件計(jì)算出光電CCD便攜式三坐標(biāo)sg值0.70，大于0.0375，不滿足重復(fù)性要求。

3.2、再現(xiàn)性測(cè)量方法

檢驗(yàn)員a和b操作關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)和光電CCD便攜式三坐標(biāo)分別對(duì)車架總成檢具一個(gè)關(guān)鍵長(zhǎng)度尺寸進(jìn)行8次的測(cè)量，得出16組數(shù)據(jù)。通過minitab軟件計(jì)算出關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)sg值0.04，小于0.06666，滿足重復(fù)性要求。通過minitab軟件計(jì)算出光電CCD便攜式三坐標(biāo)sg值0.68，大于0.06666，不滿足重復(fù)性要求。

4、專用汽車底盤車架焊接維修技術(shù)的策略分析

4.1、科學(xué)合理地選擇焊接方式及焊接設(shè)備

底盤車架的焊接方式是影響車底盤車架焊接質(zhì)量的重要因素之一。在底盤車架焊接過程中焊接后的焊縫處的收縮力較大，焊接方式不同，產(chǎn)生的焊接效果也會(huì)不一樣。為了保證專用汽車底盤車架的焊接維修質(zhì)量，必須依據(jù)底盤車架的焊接工藝參數(shù)，科學(xué)合理地選擇與汽車整體構(gòu)架以及性能相符的底盤車架焊接方式和焊接設(shè)備。常見的手工電弧設(shè)備直流焊機(jī)，輔助采用氣體保護(hù)、焊條保溫等設(shè)備，能夠降低專用汽車底盤車架缺陷焊縫的形成。根據(jù)專用汽車底盤車架的結(jié)構(gòu)材料選擇強(qiáng)度接近或略高于母材的電焊條，一般情況下專用汽車底盤車架焊接維修工藝中根據(jù)總成材料16Mn低合金選擇J506或507型號(hào)種類焊條，主要是因?yàn)檫@兩種材料焊接性能較其它材料較好、材料厚度較為適中、性價(jià)比合適，采用合理的焊接工藝的條件下不需要熱處理，焊接過程中不容易產(chǎn)生氣泡或者裂紋，能夠很好地滿足專用汽車底盤車架結(jié)構(gòu)材料焊接工藝要求。

4.2、提高焊接維修及焊接工藝水平

對(duì)于專用汽車底盤車架裂紋的焊接維修比較常見的焊接坡口加工方式有電弧刨、氣割、手砂輪等，這種焊接維修方式主要目的是為了完全將裂紋去除并露出母材金屬。焊接維修前期采用一些預(yù)處理方式可以提高焊接質(zhì)量，比如采用乙炔和氧氣混合氣體對(duì)焊接區(qū)域預(yù)熱，其溫度應(yīng)盡量控制在150`C到250`C之間最好。當(dāng)然，裂紋大小不同的裂縫焊接修復(fù)處理方式會(huì)不一樣。對(duì)于小裂紋的修復(fù)，為了解決摳透裂縫問題，可在裂縫起始端鉆設(shè)直徑為5mm一6。的孔洞，這樣一來焊接起來就容易很多。對(duì)于大段裂紋則需要一邊打坡口、一邊點(diǎn)焊，這樣避免了錯(cuò)位移位。在焊接維修結(jié)束后，可采用磁粉探傷查詢檢查重要部位的裂紋是否完全消除。

合理安排焊接順序在一定程度上可以減小焊接變形。有些情況下，專用汽車底盤車架裂紋磨損不止一處，這個(gè)時(shí)候如何合理安排焊接維修順序?qū)⒅苯佑绊懞附泳S修的效果。一般情況的焊接工藝基本上是采取對(duì)稱性焊接和中間向兩頭進(jìn)行的焊接方式，根據(jù)實(shí)際情況合理運(yùn)用兩種焊接維修方式。逐層焊接技術(shù)中，為了盡量控制打底層焊接過程中產(chǎn)生的未融合、夾渣、熱裂紋等缺陷，可以采用直徑較小且電流較小的焊條。而對(duì)于中間層焊接我們?yōu)榱颂嵘ぷ餍?，在手弧焊中可選用直徑較大的焊條并令焊接電流適應(yīng)性增大。焊接完成后可將母材打平整，清理焊接后殘留的藥皮，使焊接維修部門比較美觀。同時(shí)為了消除焊縫處的殘余應(yīng)力，可用敲擊捶打的方式。焊縫冷卻也需要特別注意，應(yīng)該讓其緩慢冷卻，如果焊接維修的地方是在空間較大的室外或廠房中，我們應(yīng)注重預(yù)防冷風(fēng)，做到合理遮擋，在溫度較低環(huán)境下完成焊接后應(yīng)立即采用加熱干灰、巖棉進(jìn)行保溫覆蓋。

結(jié)束語

汽車底盤車架總成檢具一般長(zhǎng)度在5m以上，大部分是放在生產(chǎn)線邊，通常需要使用便攜式三坐標(biāo)調(diào)試檢具精度，通過對(duì)比光電CCD便攜式三坐標(biāo)及關(guān)節(jié)臂便攜式三坐標(biāo)的優(yōu)劣，從而找到最適合調(diào)試車架總成檢具精度的檢測(cè)設(shè)備。

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（作者單位：1長(zhǎng)城汽車股份有限公司天津哈弗分公司；

2精誠工科汽車系統(tǒng)有限公司保定徐水底盤分公司）