車門系統(tǒng)定位及檢測方法研究

當(dāng)前汽車市場競爭異常激烈，為提高車型競爭力，整車外觀質(zhì)量至關(guān)重要。為了實現(xiàn)整車外觀尺寸技術(shù)要求(DTS)目標(biāo)，車門系統(tǒng)的精度是重要影響因素。車門系統(tǒng)的檢測包含從車門分組沖壓/輥壓單件到焊接總成再到包邊總成的各級檢測，目前基本采用檢具檢測的方式，檢具的設(shè)計及檢測公差的設(shè)置是確保檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)，檢測方式的確認(rèn)是門系統(tǒng)精度保障的首要條件。本文從檢測基準(zhǔn)點、公差設(shè)置和檢具測方式等幾方面對車門系統(tǒng)的檢測方法進行系統(tǒng)研究說明。

車門系統(tǒng)基準(zhǔn)點選取

基準(zhǔn)點即RPS點，RPS是德語單詞Referenzpunktsystem(參考點系統(tǒng))的縮寫，是一種用于產(chǎn)品零件直至整車的定位和參考系統(tǒng)，是板件在工裝(夾檢具)上的主要支撐夾持點。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。零部件RPS的設(shè)計，是尺寸工程前期的一項重要活動，作為夾具定位的關(guān)鍵定位點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)過尺寸鏈的驗證和工藝同步分析驗證才能確認(rèn)其正確性和實施的有效性。因此在設(shè)計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)過功能分析和初步基準(zhǔn)選擇之后，按照六點定位原則完成初步RPS。初步的RPS必須符合RPS設(shè)計的基本規(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定位，形成完整的RPS。

車門系統(tǒng)RPS設(shè)計要關(guān)注包邊總成、焊接分總成直至沖壓單件的基準(zhǔn)一致性及合理性。

1. 外板基準(zhǔn)點選取

車門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，沒有專用定位孔，一般采用翻邊定位加A面支撐夾持的方式。以前門外板為例，其余可參考，如圖1所示：1～10點為外板邊緣Y向夾持點，1、2點位于鉸鏈位置附近，6點位于門鎖附近，其余均勻分布;3～6點同時具有翻邊定位;11～14點僅作為支撐，防止板件中間下榻。分體式車門外板可參考一體式車門。

對于外板定位點的選取，為了避免定位設(shè)計不合理而導(dǎo)致零件下車或翹起，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)。對分析結(jié)果的判斷依據(jù)為變形量不超過0.3?mm視為基準(zhǔn)點設(shè)置合格，超出則需優(yōu)化基準(zhǔn)點。

經(jīng)過計算，圖2中劃線區(qū)域因重力下沉最大量達到2.5?mm，需要重新確定RPS的數(shù)量及位置，以滿足板件的定位穩(wěn)定性。

2.內(nèi)板及總成基準(zhǔn)點選取

門蓋內(nèi)板總成基準(zhǔn)點的選取原則與門蓋單件一致。

車門內(nèi)板總成基準(zhǔn)點選取要求如圖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，選取門鎖安裝一側(cè)孔;1～4為車門內(nèi)板本體4處專用基準(zhǔn)點，一般產(chǎn)品設(shè)計自帶，或者在圖示區(qū)域選取車門內(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為車門上框總成2處基準(zhǔn)點，兩點之間距離不小于上框長度的2/3。內(nèi)板單件定位選用A、B及1～4，分體式車門參考。

車門系統(tǒng)公差設(shè)置

車門系統(tǒng)公差包括沖壓單件、輥壓單件、車門內(nèi)板總成和車門包邊總成公差等，需要關(guān)注型面、孔和切邊線等關(guān)鍵位置公差。公差設(shè)計原則依據(jù)整車DTS的目標(biāo)進行逐級分解，同時要關(guān)注特殊公差、極差等公差要求。

1.沖壓件公差

(1) 型面公差

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

(2)孔公差

車門系統(tǒng)沖壓件孔位置度及尺寸無特殊要求，為沖壓件基礎(chǔ)公差(見表2)。

2.焊接總成公差

車門系統(tǒng)焊接總成公差根據(jù)尺寸鏈公差累積計算。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。

車門系統(tǒng)檢測方式

門蓋系統(tǒng)的質(zhì)量檢測主要為傳統(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，同時要關(guān)注面差及孔位的檢測形式。激光掃描一般采用線下檢測方式，簡單靈活、精度高。

1.檢具檢測

(1)檢具放置方式

我公司前期車型的車門包邊總成檢具放置方式分為兩種，一種為車身方向(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)一車門檢具放置方式，避免了因板件放置姿態(tài)不同帶來的重力變形，影響檢測精度;取消內(nèi)板總成檢具，避免因檢具本身加工誤差帶來的數(shù)據(jù)檢測誤差，有利于分析車門生產(chǎn)過程的變化數(shù)據(jù)。

(2)面差檢測方式

前期車門單件檢具面差檢測多采用如下方式(見圖5)：檢測塊在板件下方，使用間隙尺檢測塞入式檢測面差;而焊接總成及包邊總成則采用如下方式(見圖6)：檢測塊與板件平齊，采用面差計檢測面差。

以上兩種檢測方式的交叉使用，會帶來較大的檢測誤差，影響檢測結(jié)果分析。目前檢測方式統(tǒng)一為采用面差計檢測，避免了不同檢測方式帶來的測量誤差。

(3)孔檢測方式

前期孔位置檢測采用劃線銷，對于螺母孔來說，這種檢測方式無法精確測量孔位偏差數(shù)據(jù)，需要采用插銷檢測通過性，除了定量檢測之外，增加定性檢測，檢測銷修改后如圖7所示。

2.線下激光掃描檢測

激光掃描系統(tǒng)主要由機器人系統(tǒng)及測量系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，其中測量系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件包括三維非接觸式測量系統(tǒng)、測量控制和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、溫度補償硬件;軟件包括測量控制軟件、溫度補償軟件以及數(shù)據(jù)分析與管理、網(wǎng)絡(luò)通信等。非接觸式測量系統(tǒng)(測頭)是獲取被測對象圖像信息的直接器件，主要部件為測量傳感器。測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。

激光掃描檢測系統(tǒng)能測量自由曲面及板材上各種特征，如平面、邊緣、內(nèi)棱、外棱、銷釘、孔、槽和多邊形等。系統(tǒng)同時具有簡單靈活、柔性化強、測量精度高及快速進行分析測量等優(yōu)勢，目前激光掃描系統(tǒng)在奔馳、大眾和福特等主機廠都得到了廣泛應(yīng)用。

結(jié)語

本文著重論述了車門系統(tǒng)的檢測方法，從車門系統(tǒng)檢測基準(zhǔn)點的選取、車門單件到包邊總成的各級公差設(shè)定及車門檢具檢測方式等方面入手，系統(tǒng)定義了車門沖壓件到各級總成的基準(zhǔn)點選取方法和原則，并確定了型面、孔位和切邊線的公差，以及車門系統(tǒng)檢具的放置、檢測方式等內(nèi)容。通過以上措施有力保證了車門系統(tǒng)精度從而提升了整車外觀的質(zhì)量水平。