車架縱梁檢測方案研究

摘 ?要：研究發(fā)現(xiàn)底盤里所有的零件都位于縱梁上且汽車?yán)镞吜菏杰嚰芎椭辛菏杰嚰芾锩娑己锌v梁，因此商用車底盤中最長且最重要的零件是車架縱梁，。在商用車車架縱梁檢測時一般都會借助卡尺、盒尺等工具。但是這種測量方式準(zhǔn)確度低，檢測時需要很多人工幫助，檢測時間較長且影響后續(xù)工作。在此背景下，研究人員需尋找一種準(zhǔn)確率較高的測量方法來幫助檢測人員進(jìn)行測量。本文通過分析商用車車架縱梁產(chǎn)品特點(diǎn)，確定合適的檢測方法，為縱梁尺寸的精準(zhǔn)度提供幫助。

關(guān)鍵詞：商用車車架縱梁;檢測;方案

中圖分類號：U463.32 ???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）03-0000-00

1 商用車車架縱梁

1.1 商用車車架縱梁材料和工藝

一般商用車車架縱梁的材料主要以低合金鋼為主，有時直接用槽鋼沖壓成型，加工時主要分成兩類：（1）先加工孔后成型;（2）先成型后加工孔。成型的時候有單面折彎型和雙面折彎型兩種，一般單面折彎型會用大型折彎機(jī)完成，雙面折彎型主要用大型壓力機(jī)來完成。此外加工口的方法也有很多種，但最常用的有3種方法：（1）鉆孔型：在操作的時候可以由數(shù)臺搖臂鉆床來完成;（2）沖孔+鉆孔型：在主梁的鉆孔和加強(qiáng)梁腹板孔加工的時候可以由數(shù)控沖孔壓力機(jī)來完成。（3）沖孔型：可以用數(shù)控沖孔壓力機(jī)完成。在U型梁上加工孔的時候也可以用3種方法來加工：（1）鉆孔型：可以用三面數(shù)控鉆孔生產(chǎn)線或者是工件回轉(zhuǎn)式單面數(shù)控鉆孔生產(chǎn)線加工;（2）沖孔+鉆孔：腹板孔加工的時候可以用沖孔生產(chǎn)線來完成。（3）沖孔型：可以用沖孔壓力機(jī)來進(jìn)行加工。

1.2 商用車車架縱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在整個汽車部件里最重要的承載部件是車架，而車架里面最重要的零件是車架縱梁，縱梁對汽車有承載的作用?？v梁大部分都是由低合金鋼板沖壓而成，不同的汽車縱梁的布置大部分都不同，如圖1所示是大部分縱梁的布置形式：

1.3 縱梁的作用

汽車前縱梁相當(dāng)于車的骨架，主要是兩根兩邊的縱梁組合而成，車輛的縱梁前方是吸能區(qū)，發(fā)生碰撞的時候會產(chǎn)生潰縮，就算修復(fù)之后也比較容易看出來，所以排查事故的時候排查的重要區(qū)域就是縱梁，并且以前縱梁為主。

汽車在發(fā)生碰撞事故的時候起到吸能作用的就是前后縱梁，縱梁能夠通過壓潰和變形吸收一些碰撞的能量，后縱梁雖然承擔(dān)的吸能壓力比前縱梁小，但是在發(fā)生追尾事故的時候其同樣變?yōu)橹饕哪芰课罩髁Α？v梁構(gòu)建在設(shè)計的時候需要控制彎曲變形量，這樣才能讓縱梁吸收能量達(dá)到最滿意的效果。

2商用車車架縱梁檢測方案應(yīng)用

商用車底盤車架的重要組成零件是縱梁，縱梁和橫梁通過螺栓和鉚釘進(jìn)行連接，縱梁一般都是呈U型結(jié)構(gòu)，腹面和翼面都有大小不一的孔，孔的主要作用是用來整車零件或者是總成的安裝?？v梁中孔位加工之后的精度會影響其安裝精度，由此可見，縱梁的精確度對整車質(zhì)量的影響非常重要。

通過數(shù)控沖的方法對縱梁里所有孔進(jìn)行加工，加工的時候按照縱梁圖紙編制的沖孔程度，再用單液壓和多液壓對坯料進(jìn)行沖孔，最后再通過板料運(yùn)動把所有的孔沖破。但是研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有檢驗(yàn)方法存在非常多的缺點(diǎn)，因此需要研究出一套檢測精準(zhǔn)度高的方案來滿足發(fā)展需要。

3 商用車車架縱梁檢測新方案

商用車車架縱梁檢測方案在設(shè)計時主要測量U型梁和平板梁腹面數(shù)控沖孔工序之后孔位的精準(zhǔn)度，測量的長度大概在4000～12000mm，寬度為200～400mm，厚度4～12mm。

商用車車架縱梁沖孔工序檢測項(xiàng)目包括：孔間距、孔邊距、孔徑識別、孔的數(shù)量。商用車車架縱梁檢測系統(tǒng)主要由傳動機(jī)構(gòu)、測量設(shè)備、軟件系統(tǒng)等組成。在測量的時候需要在測量平臺上進(jìn)行，測量平臺的長度大概在12m左右，縱梁放在平臺之后首先進(jìn)行定位，保證縱梁和腹面在同一平面上。傳動機(jī)構(gòu)主要的作用就是固定檢測設(shè)備。固定之后通過在導(dǎo)軌上進(jìn)行移動的方式來完成測量工作。

研究時人們發(fā)現(xiàn)了一種新型測量設(shè)備，這種設(shè)備就是激光傳感器設(shè)備。激光傳感器測量設(shè)備設(shè)計的系統(tǒng)主要是通過激光傳感器來發(fā)射光束掃描特征，發(fā)射出的激光束能夠識別可見光波，通過激光傳感器發(fā)射出來的光在CCD上進(jìn)行成像，根據(jù)成像位置獲得需要測量的空間位置。最后根據(jù)激光反射原理得到縱梁孔位和平面上面檢測信息。激光傳感器的工作原理就是首先把縱梁放置在檢測平臺上，固定之后傳感器會發(fā)出一個信號，信號會根據(jù)導(dǎo)軌進(jìn)行移動，高速線陣CCD攝像機(jī)在根據(jù)激光信號的掃描結(jié)果把掃描的結(jié)果傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)通過分析結(jié)果就能夠知道整個縱梁的全景圖像，并且精準(zhǔn)的計算出裝配孔的尺寸和位置精度及數(shù)量等信息。

在編制檢測程序時可參照每個縱梁孔位的信息和尺寸進(jìn)行編制，檢測系統(tǒng)里面儲存了很多的縱梁數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在檢測的時候會依次對縱梁進(jìn)行測量，每次測量之后再次對比產(chǎn)品數(shù)據(jù)，通過對比顯示出檢測結(jié)果，如果出現(xiàn)缺孔現(xiàn)象或者是尺寸超標(biāo)現(xiàn)象則馬上出現(xiàn)警報，并進(jìn)行記錄，通過該方法能在后期將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計，最后根據(jù)統(tǒng)計總結(jié)出測量結(jié)果。

商用車車架縱梁里面的U型縱梁和平板縱梁在測量時都可以采用全自動測量方式進(jìn)行，通過測量的結(jié)果能夠知道縱梁孔是否達(dá)到要求，并保證后續(xù)車架的裝配質(zhì)量，此外測量結(jié)果還能反應(yīng)出數(shù)控設(shè)備加工的準(zhǔn)確度，最終給維修和保養(yǎng)的工作人員提供幫助。

4 激光傳感器檢測方案的優(yōu)點(diǎn)

首先在檢測的時候能夠?qū)崿F(xiàn)自動化檢測，自動化的檢測方式比人工檢測更加準(zhǔn)確，并且柔性化程度更高。其次在檢測縱梁過程中能保證工作效率，能夠滿足大批量生產(chǎn)的要求。激光傳感器測量的結(jié)果精準(zhǔn)度能夠達(dá)到0.04mm之間，綜合被測零件定位誤差和支架運(yùn)行誤差之后精準(zhǔn)度還能提高到0.2mm左右。最后自動測量系統(tǒng)能夠?qū)y量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析之后的結(jié)果及時記錄，通過記錄準(zhǔn)確的確定縱梁孔位精度的數(shù)據(jù)波動。

5 商用車車架縱梁激光傳感器檢測方案的具體步驟

商用車車架縱梁檢測時需要根據(jù)縱梁的工藝進(jìn)行測量，在測量時需要隨機(jī)進(jìn)行，測量之前先把被測量的縱梁零件號輸入到計算機(jī)中，再調(diào)取對應(yīng)的檢測程序：

（1）完成縱梁沖孔之后用天車把檢測的設(shè)備調(diào)入檢測平臺中，在把檢測的設(shè)備進(jìn)行定位處理，定位之后檢查是否牢固。（2）根據(jù)縱梁零件的編號選擇相應(yīng)的程序進(jìn)行檢測，檢測的時候需要沿導(dǎo)軌在縱梁上進(jìn)行運(yùn)動，通過運(yùn)動掃描縱梁的孔位。（3）檢測設(shè)備掃描完成之后，在沿著導(dǎo)軌運(yùn)動的軌跡回到檢測系統(tǒng)的原點(diǎn)，在利用天車把檢測完成的縱梁吊起之后放在儲存區(qū)域，整個檢測過程完成。（4）檢測系統(tǒng)在根據(jù)掃描之后的結(jié)果和被測的零件數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和分析，最終找到被測孔位的位置并得出偏差的報告值。

6 結(jié)語

本文通過分析車架縱梁的特點(diǎn)和新型激光檢測方案的具體操作過程，研究發(fā)現(xiàn)這種檢測方式能夠準(zhǔn)確的得出檢測結(jié)果，并且檢測結(jié)果對維修人員有非常大的幫助，精準(zhǔn)的檢測結(jié)果能夠在以后生產(chǎn)車架縱梁時保證車架縱梁的質(zhì)量，讓生產(chǎn)工藝變得更加智能化和信息化，使汽車質(zhì)量得到質(zhì)的飛躍。

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收稿日期：2019-06-12

作者簡介：郭文波（1990—），男，廣東廣州人，本科，助理工程師，研究方向：計量檢測。

Research on Commercial Vehicle Frame Side Beam Inspection Scheme

GUO Wenbo

（Guangzhou Institute of Metrology and Testing Technology， Guangzhou ?Guangdong ?510700）

Abstract：?The longest and most important part in the chassis of a commercial vehicle is the frame side member， and all the parts inside the chassis are on the side member. Both side beam frames and middle beam frames in cars contain longitudinal beams. In the previous commercial vehicle frame longitudinal beam inspection， tools such as calipers and box calipers were usually used for auxiliary measurements. However， the accuracy of this measurement method is relatively low， a lot of manual assistance is needed when testing， and the testing time is very long， which affects future work. In this context， researchers need to find a high-precision measurement method to help inspectors perform measurements. This article analyzes the characteristics of commercial vehicle frame stringers and determines the appropriate testing methods to help the accuracy of stringer dimensions.

Keywords： commercial vehicle frame longitudinal beam; inspection; scheme