论文部分内容阅读
【摘 要】在汽车涂装前，为保障处理-电泳线正常运行，车身准确定位非常重要。并且，对车身的准确定位，能够有效防止高链速状态下，车身脱离挂具，导致生产线出现故障，甚至报废车。文章通过车身主检具的种类、功能介绍及使用说明，阐明车身主检具的在设计过程中所遵循设计依据及要求，以及车身主检具在整车开发及量产后所起到的作用。
【关键词】车身主检具；整车研发；应用
引言
汽车车身是汽车成品的前身，即已完成焊接但并未涂装的汽车结构体。针对汽车制作过程中车身焊制质量的管控是一项甚为繁杂的综合性工程，其关联到冲压过程技术分析、冲模构架的完整配置、冲压过程检定器具的运用、焊接技术指标分析、焊接紧固模式的设定、元器件允许偏差的恰当选定及科学分配等多项内容，另外还包括模具制作、工件夹具的调定等重点工作。完整利用冲压、焊制工程知识和检测技艺，切实做好新款汽车车身研发及制作过程中的质量管控，可有效缩短车身半成品构架的研发周期、优化产品品质、减少制作费用，且由产品工艺品质着眼，可推进实现汽车车身的顺利生产。
1、车身主检具的分类及功用
1.1、整车式主检具
整车式包括：车身主量具部分（BMG）和零件主量具部分（PMG），用于基本型车型的开发。
1.2、分体式主检具
分体式主检具结构包含整体式内单项的部分组合，例如：前脸主检具，后脸主检具。多用于更改前后脸、仪表台造型等部件的年度车型。
2、车身主检具的功用
（1）产品设计开发阶段：新车型的开发时，内外饰件无法判断设计是否存在问题，此时可制作快速成型件在车身主检具进行验证，参考验证结果对数据进行调整。（2）产品设计验证阶段：在此阶段，很多0TS样件的验证工作可以在主模具上开展，并以此对方案再次进行验证。（3）量产准备阶段：车身主检具能将数据方案、实车以及零件联系在一起。在此阶段，车体与内外饰等非金属件以及内外饰件自身的配合问题是无法消除的，而车身主检具能够有效判定问题的根本原因所在，为产品的改进明确方向。（4）SOP后，批量生产阶段：主模型检具还能用于零件日常质量控制和问题分析。
3、设计及制造依据
（1）检具公司与车企对接确认，共同制定功能主检具结构方案，其中包括：底板、框架、标准模块、移动装置以及标准模块存放支架等的结构形式，所用材料，结构精度，交货周期等。经双方评审认可后，再进行详细设计；（2）检具公司按车企提供的车身数据进行设计，江汽公司设计人员同步对方案进行确认及数据校核，经双方共同评审确认后方可进行制造；（3）设计、制造和验收均以车企最终提供的CAD数据为依据；（4）在正常的使用频率和正确的保养维护情况下，应保证主检具的使用寿命为6年。
4、汽车涂装线车身定位视觉检测系统的研发
4.1、车身定位视觉检测系统的构成
在定位视觉检测系统构建中，检测部分以相机为主，为保障视觉检测的准确性，本次设计中，选择了CongnexCAM-CIC-2000-60-G型号的相机，检测部位安装该型号相机九个，为保障相机在各种时间段均成像清晰，为每个相机配置至少一个辅助光源。九个相机各司其职，一个拍摄挂具号，其余八个拍摄未涂装车身在挂具上的位置，定位允许误差范围在±20mm，±10°。在涂装前的视觉检测、定位中，为保障汽车涂装生产的顺利进行，应将挂具号信息、未涂装车身定位图像、车身信息等共同保存，便利后期查找。在定位检测系统构建时，所选择的九台摄像机全部为以太网工业相机，可利用网络交换机将相机与系统中的控制柜连接起来，使控制柜能够通过车辆上安装的追踪系统快速、准确接收车辆相关信息。在汽车涂装生产线上，一旦操作箱发现车辆占位，直接发出信号，视觉检测系统接收信号，开始工作，拍摄图像、处理信息、计算车身的定位状况、发出信号，信号由DI/O板卡传输至控制柜PLC，工厂设备管理系统接收到信号后，向中央控制室报警。总之，定位视觉检测系统的构成，提高了汽车涂装生产的自动化，实现了远程监控。
4.2、报警功能设计
在车身定位视觉检测系统运行时，首先，应利用车辆追踪控制柜，快速获取涂装生产线上的车型信息；其次，利用光源控制器，识别车型信息。当两者不一致时，将触发报警系统，工作人员核对车型信息，无误后，可启动车身定位检测系统；若两者信息一致，则视觉检测系统会自发启动，判断涂装生产线上车身定位情况，若定位异常，则报警系统自发启动，提醒相关人员及时修整，若定位准确，则进行前处理-电泳线。具体实施如下：挂具载着无涂装车身进入检测工位，出发输送链停止器，挂具停止移动，牢固车身，输送链发出占位信号，光源控制器接受信号，光源点亮，识别车型信息，同时，车辆追踪控制柜识别车型信息，发送至车身定位检测系统进行比对，注意：前者需延时1.5s，若车型信息一致，可进行下一步。5s后，视觉检测系统启动摄像机，对挂具与车型进行全方位拍摄，测量挂具定位点与车身特征点，若两者一致，发送ok信号给车辆追踪控制柜，挂具打开，车辆通过；若两者不一致，则发送相应信号至控制柜，挂具无法打开，报警器发出报警信号，相关人员调试车身，直至两者一致，方可进行前处理-电泳线，以此提高了汽车涂装生产的效率与质量。
5、车身主检具的使用方法
5.1、零部件之间的匹配验证
在零部件验证过程中，通常会遇到两个非金属零部件匹配状态较差，而且难以判断问题原因所在。例如两家供应商生产的零部件都满足各自零部件间具要求，但是装到一起就是间隙、面差不符合要求，两家供应商相互推诿。在这种情况下把两个零部件先后装配在车身主检具上配合PMG进行测量，就能很直观的看到问题所在，指明改进的方向。例如顶棚与A、B、C柱板安装后间隙面差出现问题时，就可按此方法进行验证。
5.2、车体钣金件质量的验证
车体在打点测量过程中，不可避免的有部分包边、特殊形面无法进行测量，从而导致车体钣金与钣金之间出现配合不良的问题，但又无法确认问题产生原因。例如引擎盖与翼子板安装后左右间隙不均、面差不一致的问题。此时可以把相关钣金件当成单独的零部件，依次在车身主检具上进行安装，然后按照闭合件系統间隙面差设定表进行检测，依据相关结论进行判责。
5.3、零部件与车体的匹配验证
在生产过程中，经常遇到车体跟内、外饰零部件件匹配不良的问题，双方都指责对方存在问题，往往主机厂负责车体，可能存在零部件做对了也要改的情况。而这一改，涉及到匹配关系的零部件可能都要改。在这种情况下，只需把零部件装配在车身主检具上并安装相配合的PMG进行验证，则可确认责任方，明确改进方向。
结束语
综上所述，在汽车新车型的车身开发与生产过程中，质量控制至关重要，是整个汽车产品品质的关键性保障。汽车车身的开发与设计、工艺、工装、检测等方面均与白车身质量关系紧密。伴随着汽车车身零部件大规模地使用专用检验夹具检测、模拟装配块检测，以及激光在线检测技术的运用，汽车白车身的品质控制必将达到新的水平，汽车产业亦随之获得持续发展。
参考文献：
[1] 赵庆斌.纯电动大巴车身结构设计与分析[D].沈阳工业大学，2018.
[2] 任建新.华晨H3车型试制阶段白车身尺寸精度控制[D].吉林大学，2017.
[3] 王海兵.全承载式电动客车车身结构设计[D].厦门理工学院，2016.
[4] 白霜.基于CAE驱动的纯电动中巴车身结构正向设计研究[D].吉林大学，2016.
[5] 赵儒习.北汽轿车车身冲压零件开发模具相关流程改善[D].北京工业大学，2016.
（作者单位：精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院）
【关键词】车身主检具；整车研发；应用
引言
汽车车身是汽车成品的前身，即已完成焊接但并未涂装的汽车结构体。针对汽车制作过程中车身焊制质量的管控是一项甚为繁杂的综合性工程，其关联到冲压过程技术分析、冲模构架的完整配置、冲压过程检定器具的运用、焊接技术指标分析、焊接紧固模式的设定、元器件允许偏差的恰当选定及科学分配等多项内容，另外还包括模具制作、工件夹具的调定等重点工作。完整利用冲压、焊制工程知识和检测技艺，切实做好新款汽车车身研发及制作过程中的质量管控，可有效缩短车身半成品构架的研发周期、优化产品品质、减少制作费用，且由产品工艺品质着眼，可推进实现汽车车身的顺利生产。
1、车身主检具的分类及功用
1.1、整车式主检具
整车式包括：车身主量具部分（BMG）和零件主量具部分（PMG），用于基本型车型的开发。
1.2、分体式主检具
分体式主检具结构包含整体式内单项的部分组合，例如：前脸主检具，后脸主检具。多用于更改前后脸、仪表台造型等部件的年度车型。
2、车身主检具的功用
（1）产品设计开发阶段：新车型的开发时，内外饰件无法判断设计是否存在问题，此时可制作快速成型件在车身主检具进行验证，参考验证结果对数据进行调整。（2）产品设计验证阶段：在此阶段，很多0TS样件的验证工作可以在主模具上开展，并以此对方案再次进行验证。（3）量产准备阶段：车身主检具能将数据方案、实车以及零件联系在一起。在此阶段，车体与内外饰等非金属件以及内外饰件自身的配合问题是无法消除的，而车身主检具能够有效判定问题的根本原因所在，为产品的改进明确方向。（4）SOP后，批量生产阶段：主模型检具还能用于零件日常质量控制和问题分析。
3、设计及制造依据
（1）检具公司与车企对接确认，共同制定功能主检具结构方案，其中包括：底板、框架、标准模块、移动装置以及标准模块存放支架等的结构形式，所用材料，结构精度，交货周期等。经双方评审认可后，再进行详细设计；（2）检具公司按车企提供的车身数据进行设计，江汽公司设计人员同步对方案进行确认及数据校核，经双方共同评审确认后方可进行制造；（3）设计、制造和验收均以车企最终提供的CAD数据为依据；（4）在正常的使用频率和正确的保养维护情况下，应保证主检具的使用寿命为6年。
4、汽车涂装线车身定位视觉检测系统的研发
4.1、车身定位视觉检测系统的构成
在定位视觉检测系统构建中，检测部分以相机为主，为保障视觉检测的准确性，本次设计中，选择了CongnexCAM-CIC-2000-60-G型号的相机，检测部位安装该型号相机九个，为保障相机在各种时间段均成像清晰，为每个相机配置至少一个辅助光源。九个相机各司其职，一个拍摄挂具号，其余八个拍摄未涂装车身在挂具上的位置，定位允许误差范围在±20mm，±10°。在涂装前的视觉检测、定位中，为保障汽车涂装生产的顺利进行，应将挂具号信息、未涂装车身定位图像、车身信息等共同保存，便利后期查找。在定位检测系统构建时，所选择的九台摄像机全部为以太网工业相机，可利用网络交换机将相机与系统中的控制柜连接起来，使控制柜能够通过车辆上安装的追踪系统快速、准确接收车辆相关信息。在汽车涂装生产线上，一旦操作箱发现车辆占位，直接发出信号，视觉检测系统接收信号，开始工作，拍摄图像、处理信息、计算车身的定位状况、发出信号，信号由DI/O板卡传输至控制柜PLC，工厂设备管理系统接收到信号后，向中央控制室报警。总之，定位视觉检测系统的构成，提高了汽车涂装生产的自动化，实现了远程监控。
4.2、报警功能设计
在车身定位视觉检测系统运行时，首先，应利用车辆追踪控制柜，快速获取涂装生产线上的车型信息；其次，利用光源控制器，识别车型信息。当两者不一致时，将触发报警系统，工作人员核对车型信息，无误后，可启动车身定位检测系统；若两者信息一致，则视觉检测系统会自发启动，判断涂装生产线上车身定位情况，若定位异常，则报警系统自发启动，提醒相关人员及时修整，若定位准确，则进行前处理-电泳线。具体实施如下：挂具载着无涂装车身进入检测工位，出发输送链停止器，挂具停止移动，牢固车身，输送链发出占位信号，光源控制器接受信号，光源点亮，识别车型信息，同时，车辆追踪控制柜识别车型信息，发送至车身定位检测系统进行比对，注意：前者需延时1.5s，若车型信息一致，可进行下一步。5s后，视觉检测系统启动摄像机，对挂具与车型进行全方位拍摄，测量挂具定位点与车身特征点，若两者一致，发送ok信号给车辆追踪控制柜，挂具打开，车辆通过；若两者不一致，则发送相应信号至控制柜，挂具无法打开，报警器发出报警信号，相关人员调试车身，直至两者一致，方可进行前处理-电泳线，以此提高了汽车涂装生产的效率与质量。
5、车身主检具的使用方法
5.1、零部件之间的匹配验证
在零部件验证过程中，通常会遇到两个非金属零部件匹配状态较差，而且难以判断问题原因所在。例如两家供应商生产的零部件都满足各自零部件间具要求，但是装到一起就是间隙、面差不符合要求，两家供应商相互推诿。在这种情况下把两个零部件先后装配在车身主检具上配合PMG进行测量，就能很直观的看到问题所在，指明改进的方向。例如顶棚与A、B、C柱板安装后间隙面差出现问题时，就可按此方法进行验证。
5.2、车体钣金件质量的验证
车体在打点测量过程中，不可避免的有部分包边、特殊形面无法进行测量，从而导致车体钣金与钣金之间出现配合不良的问题，但又无法确认问题产生原因。例如引擎盖与翼子板安装后左右间隙不均、面差不一致的问题。此时可以把相关钣金件当成单独的零部件，依次在车身主检具上进行安装，然后按照闭合件系統间隙面差设定表进行检测，依据相关结论进行判责。
5.3、零部件与车体的匹配验证
在生产过程中，经常遇到车体跟内、外饰零部件件匹配不良的问题，双方都指责对方存在问题，往往主机厂负责车体，可能存在零部件做对了也要改的情况。而这一改，涉及到匹配关系的零部件可能都要改。在这种情况下，只需把零部件装配在车身主检具上并安装相配合的PMG进行验证，则可确认责任方，明确改进方向。
结束语
综上所述，在汽车新车型的车身开发与生产过程中，质量控制至关重要，是整个汽车产品品质的关键性保障。汽车车身的开发与设计、工艺、工装、检测等方面均与白车身质量关系紧密。伴随着汽车车身零部件大规模地使用专用检验夹具检测、模拟装配块检测，以及激光在线检测技术的运用，汽车白车身的品质控制必将达到新的水平，汽车产业亦随之获得持续发展。
参考文献：
[1] 赵庆斌.纯电动大巴车身结构设计与分析[D].沈阳工业大学，2018.
[2] 任建新.华晨H3车型试制阶段白车身尺寸精度控制[D].吉林大学，2017.
[3] 王海兵.全承载式电动客车车身结构设计[D].厦门理工学院，2016.
[4] 白霜.基于CAE驱动的纯电动中巴车身结构正向设计研究[D].吉林大学，2016.
[5] 赵儒习.北汽轿车车身冲压零件开发模具相关流程改善[D].北京工业大学，2016.
（作者单位：精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院）