一種商用車及專用車檢測線的工藝規(guī)劃

摘要：檢測線作為車輛總裝下線的最后環(huán)節(jié)，是對整車裝配質量進行綜合檢測及功能調試，保障車輛出廠質量的過程，對車輛的質量及性能有著關鍵性的作用。商用車及專用車電動化、智能化的發(fā)展，對檢測線的功能和檢測效率有了更高的要求。據(jù)此，從檢測需求出發(fā)，進行工藝流程規(guī)劃、檢測方法研究、設備選型等，完成一條國際領先、國內標桿高端商用車及專用車檢測線全新規(guī)劃。

關鍵詞：檢測線；汽車；專用車；工藝；規(guī)劃

中圖分類號：U472.9 收稿日期：2023-03-05

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.09.032

1 前言

主機廠傳統(tǒng)汽車檢測線主要用于出廠新車安全性能和法規(guī)項的檢測，保證車輛滿足國家法規(guī)要求，滿足車輛上牌的需要。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車配置趨于高端，電器功能更加復雜，檢測線不僅要滿足車輛各項功能的檢測還要進行車輛功能的標定、調試以及檢測數(shù)據(jù)的應用。檢測線系統(tǒng)從簡單的設備串聯(lián)發(fā)展成對上連接工廠生產(chǎn)系統(tǒng)，對下實現(xiàn)各檢測設備的控制、檢測標準下發(fā)及檢測數(shù)據(jù)上傳智能化分析系統(tǒng)。國內乘用車智能檢測線已趨于成熟，但商用車檢測線還比較落后。隨著商用車電動化、智能化的發(fā)展，傳統(tǒng)的檢測線已不能滿足要求，只通過對傳統(tǒng)檢測線進行局部改造、增加部分設備來實現(xiàn)會導致檢測流程不暢、檢測效率低等問題，嚴重影響企業(yè)生產(chǎn)效率和質量。提升商用車檢測水平，滿足當下產(chǎn)品檢測及產(chǎn)品升級需求，需打破傳統(tǒng)，采用系統(tǒng)的設計方法、科學的設計步驟，才能開發(fā)出既滿足當前產(chǎn)品檢測需求又具有前瞻性的車輛檢測線。

本文以系統(tǒng)的設計方法、有序的工作步驟闡述一條全新商用車高端檢測線的工藝規(guī)劃過程。

2 檢測需求

依據(jù)GB 7258—2017等相關標準［1-4］及現(xiàn)有產(chǎn)品的檢測需求制定汽車檢測項目，如表1所示。

3 設計輸入

3.1 檢測線設計綱領

a.產(chǎn)能規(guī)劃：年產(chǎn)80 000臺，包括自卸車、攪拌車及專用車底盤，其中包括二橋、三橋、四橋及五橋商用車。節(jié)拍需求為20JPH（3 min/臺）。

b.車型參數(shù)：車輛最長為12 000 mm，車輛最寬為2 600 mm，車輛最高為4 000 mm，最大質量為18.50 t，車輛軸數(shù)為2～5軸。

c.檢測線先進性：借鑒乘用車檢測工藝與設備，滿足電動車、氫能源車的專業(yè)檢測，滿足現(xiàn)有及規(guī)劃的高級駕駛輔助功能檢測。需采用LED/激光非接觸式四輪定位、綜合動態(tài)轉轂臺、多層次電檢控制平臺等關鍵設備。檢測線系統(tǒng)實現(xiàn)智能化、數(shù)字化，加強檢測數(shù)據(jù)的應用，通過電檢系統(tǒng)與檢測設備互聯(lián)實現(xiàn)設備第三方控制，檢測系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)MOM連接，實現(xiàn)檢測項目和標準自動下發(fā)，檢測數(shù)據(jù)自動上傳檢測系統(tǒng)并做質量趨勢分析［5］。設備互聯(lián)實現(xiàn)能源監(jiān)控與管理，設備預測性維護。

d.檢測設備、檢測方法可靠性：在設計新設備選型或設備改造過程中，需要評估設備的應用可靠性，設備在行業(yè)要有成熟的應用或者已進行可靠性試驗［6］。

3.2 車輛產(chǎn)品資料輸入

設計輸入在進行總裝檢測線設計時，要獲取以下輸入信息：

a.已有各車型具體參數(shù)和所規(guī)劃的車型參數(shù)范圍： 整車尺寸（長×寬×高）、軸距、輪距，前懸、后懸，整備質量、最大軸重，輪輞尺寸、輪胎型號、輪眉高度等。

b.車型調試大綱以及將來可能升級的產(chǎn)品測試項目要求。

c.帶電子控制單元通信測試項目需收集所有測試規(guī)范、通信協(xié)議等文件（如ABS防抱死制動系統(tǒng)/ESC電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)測試規(guī)范等。

d.駕駛輔助系統(tǒng)測試及標定需收集各種測試項目詳細的測試規(guī)范，以及VCU 通信協(xié)議等。測試項目包括自適應巡航控制（ACC、LDWS） 、360全景影像等。

e.需研發(fā)、IT支持搭建車型配置參數(shù)及標定信息下發(fā)平臺。

4 工藝規(guī)劃

4.1 工藝設備布局分析

在檢測線設計時，必須對每一個檢測工位進行詳細的工藝分析，確保工序邏輯及工藝狀態(tài)符合檢測技術要求。

a.工藝裝備特殊需求分析。如智能駕駛輔助系統(tǒng)的標定對環(huán)境有特殊要求，因此需要建設專用的標定場地及設備，并對光照、地面場地等進行特殊、專業(yè)處理。

b.車輛狀態(tài)要求分析。車輛路試為加載路試（攪拌車裝水），路試前需要去除底盤油污便于泄漏檢查。車輛進主檢測線之前需保證車輛干凈、無水漬。車輛應在裝了上裝后的整車狀態(tài)做四輪定位。

c.采用先路試后檢測的順序，先路試有利于車輛磨合，車輛經(jīng)過路試更容易暴露油液泄漏、螺栓松動等問題。采用此工藝順序的前提是車輛底盤下線已進行必要的安全檢測及車輛調試，如電動車安規(guī)檢測、轉角調整。同時路試前先進行四輪定位。

d.四輪定位檢測需放在側滑、制動、車速檢測工位之前進行，四輪定位前經(jīng)過顛簸路釋放應力。

e.智能駕駛輔助系統(tǒng)的標定應在車輛動態(tài)性能測試（路試）及淋雨檢測之前進行。

f.檢測線絕緣檢測應在車輛淋雨實驗后。

g.淋雨測試和攪拌筒加水應分開設計水池，避免淋雨用水被攪拌筒用水污染。

h.漏油檢測應在路試、轉轂測試、制動檢測工序后，充分熱機后便于檢查漏油問題。

4.2 工藝布局

工藝布局主要考慮特定的檢測順序，工序平衡以及后續(xù)改造升級的工位預留。工藝布局如圖1所示。

4.3 廠房布局

根據(jù)先路試后檢測的順序，結合攪拌車加水、放水需往返作業(yè)需要大的場地的特點，設置兩個獨立車間。主檢測線車間設置兩條線，工序從電檢開始到視覺外觀檢測結束。四輪定位及淋雨車間根據(jù)節(jié)拍要求各工序設置多個并行工位，工序從四輪定位開始到排放工序結束。

5 設備選型

5.1 綜合轉轂臺

項目聚焦“功能集成”“軸距可調”和“精準檢測”三大方向，實現(xiàn)多工況綜合轉轂自動測試。節(jié)拍＜6 min。

5.1.1 實現(xiàn)功能集成

集成原有檢測設備僅能實現(xiàn)單機檢測的項目，包括喇叭聲級檢測、車速表校驗、倒車測試、ABS測試。

增加原有設備無法檢測的項目：限速測試、加減速測試、變速箱檔位測試、驅動軸軸間差速器測試、車輛巡航測試、車輛運行曲線測試、車輛扭矩加載測試、電動車能量回收測試等多種測試內容，實現(xiàn)單工位多項測試功能。

5.1.2 實現(xiàn)軸距可調的步驟

a.預先將各類被測車輛參數(shù)導入中控系統(tǒng)。

b.掃描VIN號識別車型，調用預設參數(shù)。

c.通過參數(shù)調用，獲取檢測車輛軸距信息，將信息通過三方控制系統(tǒng)傳遞給執(zhí)行機構，實現(xiàn)軸距參數(shù)提前調整，根據(jù)軸距參數(shù)調整各軸軸距，前軸變距范圍1 700～2 350 mm，中軸2 350～5 500 mm，后軸1 300～1 450 mm。

d.伺服電機動作，調整各軸至適用軸距范圍。

轉轂軸距調整機構如圖2所示。

5.1.3 實現(xiàn)精準檢測的技術方案

a.采用配置動態(tài)扭矩傳感器，確保精準檢測滾筒扭矩，控制精度達到±0.2%以內。

b.車輪承載機構采用雙滾筒結構，機構穩(wěn)定可靠，安全性高。

c.驅動單元配備71 kW高功率變頻器，高于選用電機規(guī)格65 kW，確保設備穩(wěn)定性。

d.根據(jù)筆者所在公司產(chǎn)品的特殊性，以及車輛軸重普遍較大的特點，配備高功率電機，變頻電機驅動滾筒扭矩范圍大，滿足大軸重參數(shù)測試需求。

5.2 四輪定位

項目聚焦“自動測量”“軸距可調”和“精準測量”三大方向，實現(xiàn)非接觸式自動車輪定位檢測，無需司機下車可完成檢測。

5.2.1 實現(xiàn)自動測量的技術方案

a.激光掃描，通過采用國際先進的LMI激光發(fā)生器，精準掃描車輪輪廓。

b.精準建模，通過采用多線激光掃描，采用26條激光線，構建3D模型，通過專用智能算法，排除異常干擾點，確保建模精準。

c.通過精準測量車輛推力角，并通過專用公式計算車輪定位精確值。激光相機掃描車輪如圖3所示。

5.2.2 實現(xiàn)軸距可調的技術方案

a.通過高強度滑軌完成檢測相機模塊的軸向移動，滿足不同軸距車輛檢測需求。

b.通過高強度滑軌完成檢測相機模塊的橫向移動，滿足不同輪距車輛檢測需求。

c.通過參數(shù)調用，獲取檢測車輛軸距信息，將信息通過三方控制系統(tǒng)傳遞給執(zhí)行機構，實現(xiàn)軸距參數(shù)提前調整。

5.2.3 實現(xiàn)精準測量的技術方案

a.采用承載式浮動盤結構，完全釋放應力。

b.采用高強度浮動機構保證結構強度，單側承重5 t以上。

c.通過變頻電機驅動滾筒旋轉，帶動被測車輛轉向橋車輪，實現(xiàn)360°旋轉動態(tài)測量，構建3D模型，并通過智能算法，排除掃描異常干擾點，確保建模精準。四輪定位浮動機構如圖4所示。

5.3 綜合電檢平臺

圍繞“平臺功能”“統(tǒng)型兼容”“智能網(wǎng)聯(lián)”三大功能特征，策劃系統(tǒng)電檢方案，實現(xiàn)電檢功能平臺化，統(tǒng)型公司內部軟硬件，并借助智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)，實現(xiàn)整車電器功能模塊自動檢測。

5.3.1 功能平臺化

檢測功能集成，平臺化功能15項，79項專有電器功能集成檢測。檢測設備設計輕便易攜，廠內使用方便并可兼顧售后問題處理使用，系統(tǒng)兼顧廠內檢測設備三方控制功能。檢測線第三方控制圖如圖5所示。

5.3.2 實現(xiàn)統(tǒng)型兼容

診斷接口硬件統(tǒng)型，集團車輛整合為二代OBD接口，通信協(xié)議采用CAN通信，在兼容1939協(xié)議基礎上全面升級UDS協(xié)議，電檢診斷接口針腳定義鎖定固化。

5.3.3 實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)

檢測項目由電檢服務器自動識別并推送至檢測終端。檢測過程發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)報警提示，杜絕人工漏檢。檢測結果自動存儲，便于查詢和質量追溯。整車質量變化趨勢進行智慧分析，并給出管控指導建議。檢測線智慧分析系統(tǒng)界面如圖6所示。

5.4 淋雨加水、自動洗車

項目聚焦“淋雨強度可調”“自動尋位加水”和“高效自動洗車”三大方向，實現(xiàn)滿足國標的自動可調淋雨檢測功能，并實現(xiàn)攪拌車自動加水，整車多車型柔性高效洗車，并自動擦干吹干，最終實現(xiàn)項目落地應用。

5.4.1 實現(xiàn)淋雨強度可調

供水水泵功率程序控制，降雨強度按需調節(jié)。淋雨壓力實時監(jiān)控，低于設定范圍自動報警。各淋雨檢測面水量單獨調節(jié)，強度精確控制。

5.4.2 實現(xiàn)自動尋位加水

車輛參數(shù)預導入，設備自動調用加水口坐標位置，精確計算加水量。自動加水裝置如圖7所示。

5.4.3 實現(xiàn)高效自動洗車

采用伺服驅動滾筒，仿形車身結構刷洗車身，風幕吹掃并抖落殘留水分。

6 工藝可行性評估

6.1 設備及工藝的可行性

工藝需要根據(jù)產(chǎn)品檢測需求，制定可行的檢測方法和設備。工藝規(guī)劃人員需要協(xié)同設備潛在供應商對設備的檢測原理深入了解，確保檢測方法、設備可靠且行業(yè)領先。

6.2 評估其他風險

在設計新設備選型或設備改造過程中，需要評估設備的交貨周期是否滿足項目時間節(jié)點計劃。并且需要分析投入的設備及資源成本，對加注設備有整體的概念。

6.3 制定可行性報告

對以上三點分析完畢后，匯總出風險點并給出建議對策，形成檢測線規(guī)劃的可行性報告，便于對后續(xù)的決策。

7 結語

汽車工業(yè)技術迅猛發(fā)展，對車輛安全性、舒適性、環(huán)保性、便捷性要求越來越高，商用車、工程車輛、工程機械逐漸高端化。三一集團也在加大產(chǎn)品電動化、智能化 、無人產(chǎn)品的探索力度。新的產(chǎn)品功能和質量如何保證已成為制造工廠的一大考驗，尤其是整車下線檢測、調試是整車出廠的質量保證的關鍵環(huán)節(jié)。只有立足于對行業(yè)發(fā)展趨勢的判斷、研發(fā)產(chǎn)品規(guī)劃方向的研究，系統(tǒng)性地規(guī)劃檢測線才能保證檢測項目齊全、提升檢測調試的效率和質量。本文所講檢測線的規(guī)劃對建設新的智能化、數(shù)字化車輛檢測線具有重要的借鑒意義。

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作者簡介：

鄭鵬奇，男，1983年生，工程師，研究方向為工藝制造及規(guī)劃。