車(chē)門(mén)系統(tǒng)定位及檢測(cè)方法研究

當(dāng)前汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，為提高車(chē)型競(jìng)爭(zhēng)力，整車(chē)外觀(guān)質(zhì)量至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)整車(chē)外觀(guān)尺寸技術(shù)要求(DTS)目標(biāo)，車(chē)門(mén)系統(tǒng)的精度是重要影響因素。車(chē)門(mén)系統(tǒng)的檢測(cè)包含從車(chē)門(mén)分組沖壓/輥壓?jiǎn)渭胶附涌偝稍俚桨吙偝傻母骷?jí)檢測(cè)，目前基本采用檢具檢測(cè)的方式，檢具的設(shè)計(jì)及檢測(cè)公差的設(shè)置是確保檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)，檢測(cè)方式的確認(rèn)是門(mén)系統(tǒng)精度保障的首要條件。本文從檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)、公差設(shè)置和檢具測(cè)方式等幾方面對(duì)車(chē)門(mén)系統(tǒng)的檢測(cè)方法進(jìn)行系統(tǒng)研究說(shuō)明。

車(chē)門(mén)系統(tǒng)基準(zhǔn)點(diǎn)選取

基準(zhǔn)點(diǎn)即RPS點(diǎn)，RPS是德語(yǔ)單詞Referenzpunktsystem(參考點(diǎn)系統(tǒng))的縮寫(xiě)，是一種用于產(chǎn)品零件直至整車(chē)的定位和參考系統(tǒng)，是板件在工裝(夾檢具)上的主要支撐夾持點(diǎn)。根據(jù)其含義可以看出其具有唯一性、繼承性和穩(wěn)定性等特點(diǎn)。零部件RPS的設(shè)計(jì)，是尺寸工程前期的一項(xiàng)重要活動(dòng)，作為夾具定位的關(guān)鍵定位點(diǎn)以及檢具定位的依據(jù)，保證了夾檢具的基準(zhǔn)一致。

RPS必須經(jīng)過(guò)尺寸鏈的驗(yàn)證和工藝同步分析驗(yàn)證才能確認(rèn)其正確性和實(shí)施的有效性。因此在設(shè)計(jì)RPS之前，就必須充分了解零部件的功能要求，并盡可能將功能基準(zhǔn)與RPS保持一致。經(jīng)過(guò)功能分析和初步基準(zhǔn)選擇之后，按照六點(diǎn)定位原則完成初步RPS。初步的RPS必須符合RPS設(shè)計(jì)的基本規(guī)則，然后再根據(jù)零件的自身剛性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及其他因素增加合理過(guò)定位，形成完整的RPS。

車(chē)門(mén)系統(tǒng)RPS設(shè)計(jì)要關(guān)注包邊總成、焊接分總成直至沖壓?jiǎn)渭幕鶞?zhǔn)一致性及合理性。

1. 外板基準(zhǔn)點(diǎn)選取

車(chē)門(mén)外板一般具有比較大的曲面造型，板厚0.7～0.8?mm，板件偏軟，沒(méi)有專(zhuān)用定位孔，一般采用翻邊定位加A面支撐夾持的方式。以前門(mén)外板為例，其余可參考，如圖1所示：1～10點(diǎn)為外板邊緣Y向夾持點(diǎn)，1、2點(diǎn)位于鉸鏈位置附近，6點(diǎn)位于門(mén)鎖附近，其余均勻分布;3～6點(diǎn)同時(shí)具有翻邊定位;11～14點(diǎn)僅作為支撐，防止板件中間下榻。分體式車(chē)門(mén)外板可參考一體式車(chē)門(mén)。

對(duì)于外板定位點(diǎn)的選取，為了避免定位設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致零件下車(chē)或翹起，通常輔助以重力分析的方法，主要檢查零件在不受任何外力情況下，受重力影響產(chǎn)生的變形(主要是下沉和翹起)。對(duì)分析結(jié)果的判斷依據(jù)為變形量不超過(guò)0.3?mm視為基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置合格，超出則需優(yōu)化基準(zhǔn)點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，圖2中劃線(xiàn)區(qū)域因重力下沉最大量達(dá)到2.5?mm，需要重新確定RPS的數(shù)量及位置，以滿(mǎn)足板件的定位穩(wěn)定性。

2.內(nèi)板及總成基準(zhǔn)點(diǎn)選取

門(mén)蓋內(nèi)板總成基準(zhǔn)點(diǎn)的選取原則與門(mén)蓋單件一致。

車(chē)門(mén)內(nèi)板總成基準(zhǔn)點(diǎn)選取要求如圖3所示，其中：A為主定位孔，選取鉸鏈安裝一側(cè)孔;B為輔定位孔，選取門(mén)鎖安裝一側(cè)孔;1～4為車(chē)門(mén)內(nèi)板本體4處專(zhuān)用基準(zhǔn)點(diǎn)，一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)自帶，或者在圖示區(qū)域選取車(chē)門(mén)內(nèi)板一次拉延成型平面，位于內(nèi)板本體底面四角附近;5、6為車(chē)門(mén)上框總成2處基準(zhǔn)點(diǎn)，兩點(diǎn)之間距離不小于上框長(zhǎng)度的2/3。內(nèi)板單件定位選用A、B及1～4，分體式車(chē)門(mén)參考。

車(chē)門(mén)系統(tǒng)公差設(shè)置

車(chē)門(mén)系統(tǒng)公差包括沖壓?jiǎn)渭?、輥壓?jiǎn)渭④?chē)門(mén)內(nèi)板總成和車(chē)門(mén)包邊總成公差等，需要關(guān)注型面、孔和切邊線(xiàn)等關(guān)鍵位置公差。公差設(shè)計(jì)原則依據(jù)整車(chē)DTS的目標(biāo)進(jìn)行逐級(jí)分解，同時(shí)要關(guān)注特殊公差、極差等公差要求。

1.沖壓件公差

(1) 型面公差

車(chē)門(mén)系統(tǒng)沖壓件型面包括包邊面、密封面、焊接面和安裝面等類(lèi)型，如圖4所示(以前門(mén)為例，其余參考)，各部位公差設(shè)置如表1所示。

(2)孔公差

車(chē)門(mén)系統(tǒng)沖壓件孔位置度及尺寸無(wú)特殊要求，為沖壓件基礎(chǔ)公差(見(jiàn)表2)。

2.焊接總成公差

車(chē)門(mén)系統(tǒng)焊接總成公差根據(jù)尺寸鏈公差累積計(jì)算。型面各部位公差設(shè)置如表3所示?？赘鞑课还钤O(shè)置如表4所示。

車(chē)門(mén)系統(tǒng)檢測(cè)方式

門(mén)蓋系統(tǒng)的質(zhì)量檢測(cè)主要為傳統(tǒng)的檢具和激光掃描設(shè)備兩種方式，檢具檢測(cè)需要關(guān)注從包邊總成、分總成到包邊總成的檢具放置方式，是立式還是躺式，同時(shí)要關(guān)注面差及孔位的檢測(cè)形式。激光掃描一般采用線(xiàn)下檢測(cè)方式，簡(jiǎn)單靈活、精度高。

1.檢具檢測(cè)

(1)檢具放置方式

我公司前期車(chē)型的車(chē)門(mén)包邊總成檢具放置方式分為兩種，一種為車(chē)身方向(立式)放置，一種為平躺放置，而內(nèi)板單件檢具均為平躺放置，內(nèi)板焊接總成均為車(chē)身方向(立式)放置。放置方式較為混亂，現(xiàn)統(tǒng)一檢具放置方式，如表5所示。

統(tǒng)一車(chē)門(mén)檢具放置方式，避免了因板件放置姿態(tài)不同帶來(lái)的重力變形，影響檢測(cè)精度;取消內(nèi)板總成檢具，避免因檢具本身加工誤差帶來(lái)的數(shù)據(jù)檢測(cè)誤差，有利于分析車(chē)門(mén)生產(chǎn)過(guò)程的變化數(shù)據(jù)。

(2)面差檢測(cè)方式

前期車(chē)門(mén)單件檢具面差檢測(cè)多采用如下方式(見(jiàn)圖5)：檢測(cè)塊在板件下方，使用間隙尺檢測(cè)塞入式檢測(cè)面差;而焊接總成及包邊總成則采用如下方式(見(jiàn)圖6)：檢測(cè)塊與板件平齊，采用面差計(jì)檢測(cè)面差。

以上兩種檢測(cè)方式的交叉使用，會(huì)帶來(lái)較大的檢測(cè)誤差，影響檢測(cè)結(jié)果分析。目前檢測(cè)方式統(tǒng)一為采用面差計(jì)檢測(cè)，避免了不同檢測(cè)方式帶來(lái)的測(cè)量誤差。

(3)孔檢測(cè)方式

前期孔位置檢測(cè)采用劃線(xiàn)銷(xiāo)，對(duì)于螺母孔來(lái)說(shuō)，這種檢測(cè)方式無(wú)法精確測(cè)量孔位偏差數(shù)據(jù)，需要采用插銷(xiāo)檢測(cè)通過(guò)性，除了定量檢測(cè)之外，增加定性檢測(cè)，檢測(cè)銷(xiāo)修改后如圖7所示。

2.線(xiàn)下激光掃描檢測(cè)

激光掃描系統(tǒng)主要由機(jī)器人系統(tǒng)及測(cè)量系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，其中測(cè)量系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件包括三維非接觸式測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量控制和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、溫度補(bǔ)償硬件;軟件包括測(cè)量控制軟件、溫度補(bǔ)償軟件以及數(shù)據(jù)分析與管理、網(wǎng)絡(luò)通信等。非接觸式測(cè)量系統(tǒng)(測(cè)頭)是獲取被測(cè)對(duì)象圖像信息的直接器件，主要部件為測(cè)量傳感器。測(cè)量傳感器主要由光學(xué)部分、數(shù)據(jù)處理前端部分組成。光學(xué)部分可激發(fā)激光或復(fù)合光。

激光掃描檢測(cè)系統(tǒng)能測(cè)量自由曲面及板材上各種特征，如平面、邊緣、內(nèi)棱、外棱、銷(xiāo)釘、孔、槽和多邊形等。系統(tǒng)同時(shí)具有簡(jiǎn)單靈活、柔性化強(qiáng)、測(cè)量精度高及快速進(jìn)行分析測(cè)量等優(yōu)勢(shì)，目前激光掃描系統(tǒng)在奔馳、大眾和福特等主機(jī)廠(chǎng)都得到了廣泛應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

本文著重論述了車(chē)門(mén)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，從車(chē)門(mén)系統(tǒng)檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的選取、車(chē)門(mén)單件到包邊總成的各級(jí)公差設(shè)定及車(chē)門(mén)檢具檢測(cè)方式等方面入手，系統(tǒng)定義了車(chē)門(mén)沖壓件到各級(jí)總成的基準(zhǔn)點(diǎn)選取方法和原則，并確定了型面、孔位和切邊線(xiàn)的公差，以及車(chē)門(mén)系統(tǒng)檢具的放置、檢測(cè)方式等內(nèi)容。通過(guò)以上措施有力保證了車(chē)門(mén)系統(tǒng)精度從而提升了整車(chē)外觀(guān)的質(zhì)量水平。