淺談車身主檢具在整車研發中的應用

耿少昆 張金悅

【摘 要】在汽車涂裝前，為保障處理-電泳線正常運行，車身準確定位非常重要。并且，對車身的準確定位，能夠有效防止高鏈速狀態下，車身脫離掛具，導致生產線出現故障，甚至報廢車。文章通過車身主檢具的種類、功能介紹及使用說明，闡明車身主檢具的在設計過程中所遵循設計依據及要求，以及車身主檢具在整車開發及量產后所起到的作用。

【關鍵詞】車身主檢具；整車研發；應用

引言

汽車車身是汽車成品的前身，即已完成焊接但并未涂裝的汽車結構體。針對汽車制作過程中車身焊制質量的管控是一項甚為繁雜的綜合性工程，其關聯到沖壓過程技術分析、沖模構架的完整配置、沖壓過程檢定器具的運用、焊接技術指標分析、焊接緊固模式的設定、元器件允許偏差的恰當選定及科學分配等多項內容，另外還包括模具制作、工件夾具的調定等重點工作。完整利用沖壓、焊制工程知識和檢測技藝，切實做好新款汽車車身研發及制作過程中的質量管控，可有效縮短車身半成品構架的研發周期、優化產品品質、減少制作費用，且由產品工藝品質著眼，可推進實現汽車車身的順利生產。

1、車身主檢具的分類及功用

1.1、整車式主檢具

整車式包括：車身主量具部分（BMG）和零件主量具部分（PMG），用于基本型車型的開發。

1.2、分體式主檢具

分體式主檢具結構包含整體式內單項的部分組合，例如：前臉主檢具，后臉主檢具。多用于更改前后臉、儀表臺造型等部件的年度車型。

2、車身主檢具的功用

（1）產品設計開發階段：新車型的開發時，內外飾件無法判斷設計是否存在問題，此時可制作快速成型件在車身主檢具進行驗證，參考驗證結果對數據進行調整。（2）產品設計驗證階段：在此階段，很多0TS樣件的驗證工作可以在主模具上開展，并以此對方案再次進行驗證。（3）量產準備階段：車身主檢具能將數據方案、實車以及零件聯系在一起。在此階段，車體與內外飾等非金屬件以及內外飾件自身的配合問題是無法消除的，而車身主檢具能夠有效判定問題的根本原因所在，為產品的改進明確方向。（4）SOP后，批量生產階段：主模型檢具還能用于零件日常質量控制和問題分析。

3、設計及制造依據

（1）檢具公司與車企對接確認，共同制定功能主檢具結構方案，其中包括：底板、框架、標準模塊、移動裝置以及標準模塊存放支架等的結構形式，所用材料，結構精度，交貨周期等。經雙方評審認可后，再進行詳細設計；（2）檢具公司按車企提供的車身數據進行設計，江汽公司設計人員同步對方案進行確認及數據校核，經雙方共同評審確認后方可進行制造；（3）設計、制造和驗收均以車企最終提供的CAD數據為依據；（4）在正常的使用頻率和正確的保養維護情況下，應保證主檢具的使用壽命為6年。

4、汽車涂裝線車身定位視覺檢測系統的研發

4.1、車身定位視覺檢測系統的構成

在定位視覺檢測系統構建中，檢測部分以相機為主，為保障視覺檢測的準確性，本次設計中，選擇了CongnexCAM-CIC-2000-60-G型號的相機，檢測部位安裝該型號相機九個，為保障相機在各種時間段均成像清晰，為每個相機配置至少一個輔助光源。九個相機各司其職，一個拍攝掛具號，其余八個拍攝未涂裝車身在掛具上的位置，定位允許誤差范圍在±20mm，±10°。在涂裝前的視覺檢測、定位中，為保障汽車涂裝生產的順利進行，應將掛具號信息、未涂裝車身定位圖像、車身信息等共同保存，便利后期查找。在定位檢測系統構建時，所選擇的九臺攝像機全部為以太網工業相機，可利用網絡交換機將相機與系統中的控制柜連接起來，使控制柜能夠通過車輛上安裝的追蹤系統快速、準確接收車輛相關信息。在汽車涂裝生產線上，一旦操作箱發現車輛占位，直接發出信號，視覺檢測系統接收信號，開始工作，拍攝圖像、處理信息、計算車身的定位狀況、發出信號，信號由DI/O板卡傳輸至控制柜PLC，工廠設備管理系統接收到信號后，向中央控制室報警。總之，定位視覺檢測系統的構成，提高了汽車涂裝生產的自動化，實現了遠程監控。

4.2、報警功能設計

在車身定位視覺檢測系統運行時，首先，應利用車輛追蹤控制柜，快速獲取涂裝生產線上的車型信息；其次，利用光源控制器，識別車型信息。當兩者不一致時，將觸發報警系統，工作人員核對車型信息，無誤后，可啟動車身定位檢測系統；若兩者信息一致，則視覺檢測系統會自發啟動，判斷涂裝生產線上車身定位情況，若定位異常，則報警系統自發啟動，提醒相關人員及時修整，若定位準確，則進行前處理-電泳線。具體實施如下：掛具載著無涂裝車身進入檢測工位，出發輸送鏈停止器，掛具停止移動，牢固車身，輸送鏈發出占位信號，光源控制器接受信號，光源點亮，識別車型信息，同時，車輛追蹤控制柜識別車型信息，發送至車身定位檢測系統進行比對，注意：前者需延時1.5s，若車型信息一致，可進行下一步。5s后，視覺檢測系統啟動攝像機，對掛具與車型進行全方位拍攝，測量掛具定位點與車身特征點，若兩者一致，發送ok信號給車輛追蹤控制柜，掛具打開，車輛通過；若兩者不一致，則發送相應信號至控制柜，掛具無法打開，報警器發出報警信號，相關人員調試車身，直至兩者一致，方可進行前處理-電泳線，以此提高了汽車涂裝生產的效率與質量。

5、車身主檢具的使用方法

5.1、零部件之間的匹配驗證

在零部件驗證過程中，通常會遇到兩個非金屬零部件匹配狀態較差，而且難以判斷問題原因所在。例如兩家供應商生產的零部件都滿足各自零部件間具要求，但是裝到一起就是間隙、面差不符合要求，兩家供應商相互推諉。在這種情況下把兩個零部件先后裝配在車身主檢具上配合PMG進行測量，就能很直觀的看到問題所在，指明改進的方向。例如頂棚與A、B、C柱板安裝后間隙面差出現問題時，就可按此方法進行驗證。

5.2、車體鈑金件質量的驗證

車體在打點測量過程中，不可避免的有部分包邊、特殊形面無法進行測量，從而導致車體鈑金與鈑金之間出現配合不良的問題，但又無法確認問題產生原因。例如引擎蓋與翼子板安裝后左右間隙不均、面差不一致的問題。此時可以把相關鈑金件當成單獨的零部件，依次在車身主檢具上進行安裝，然后按照閉合件系統間隙面差設定表進行檢測，依據相關結論進行判責。

5.3、零部件與車體的匹配驗證

在生產過程中，經常遇到車體跟內、外飾零部件件匹配不良的問題，雙方都指責對方存在問題，往往主機廠負責車體，可能存在零部件做對了也要改的情況。而這一改，涉及到匹配關系的零部件可能都要改。在這種情況下，只需把零部件裝配在車身主檢具上并安裝相配合的PMG進行驗證，則可確認責任方，明確改進方向。

結束語

綜上所述，在汽車新車型的車身開發與生產過程中，質量控制至關重要，是整個汽車產品品質的關鍵性保障。汽車車身的開發與設計、工藝、工裝、檢測等方面均與白車身質量關系緊密。伴隨著汽車車身零部件大規模地使用專用檢驗夾具檢測、模擬裝配塊檢測，以及激光在線檢測技術的運用，汽車白車身的品質控制必將達到新的水平，汽車產業亦隨之獲得持續發展。

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（作者單位：精誠工科汽車系統有限公司底盤研究院）