用于調試汽車底盤車架總成檢具精度的兩種便攜式三坐標探討

歷強 王忠寶

【摘 要】通過測量系統分析，說明在車間環境下調試汽車底盤車架總成檢具精度時，使用關節臂便攜式三坐標更合適。

【關鍵詞】汽車底盤；車架總成；檢具精度

引言

隨著中國改革開放的日以推進，汽車已作為普通消費品進入千家萬戶，人們對汽車廠商的要求越來越高，零缺陷是汽車廠商們最終目標。而汽車的檢具作為在生產制造企業進行測量和監控產品各種尺寸的快捷簡便性工具，在檢測零件的孔徑尺寸、位置度、輪廓度、間隙和面差等方面，具有操作方便、穩定耐用、數據直觀的特點，廣泛應用于汽車制造行業。常見的汽車底盤車架檢具有5m多長，是除了車身、內飾之外的大型檢具，這類一般放在線邊，通常需要使用便攜式三坐標調試檢具精度。

1、定時檢查專用汽車底盤車架

專用汽車較普通汽車而言具有多品種、小批量以及裝有專用設備、專用底盤車架等特點。專用汽車底盤車架作為汽車基礎元件通過直接或間接方式裝配于底盤中，在汽車工作過程中會受到來自各個地方的力的綜合作用，有些部位由于長期受集中力產生磨損或者疲勞裂紋，如果不及時發現并進行維修補救工作，將會給專用底盤車架帶來致命的危險，導致其提前結束服務使命，危及人身安全，造成經濟損失。因此，應通過對專用汽車底盤車架定期敲錘、清洗、加脂、調整、緊固檢查等方式及時發現問題，不漏過細節，特別要關注容易產生裂紋、磨損的部位，早發現、早制定維修保養方案，避免事故發生，營造安全可靠的專用汽車底盤車架使用環境。

2、常見的兩種便攜式三坐標簡介

便攜式三坐標是指在一個六面體的空間范圍內，能夠表現幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的、并方便攜帶移動測量儀器，它是能在x、y、z3個或3個以上坐標內進行測量的通用長度測量工具。按工作原理分，便攜式三坐標一般分為CCD、關節臂2種。

2.1、光電CCD便攜式三坐標工作原理

由傳感器組件、探測系統、電腦及應用軟件及電纜等組成。采用精確的數字攝影測量技術，CCD通過測量鑲嵌在光筆上的多個紅外發光二極管（LED）的三維坐標，得到光筆在空間的位置和姿態（六維參數）。

2.2、關節臂便攜式三坐標工作原理

在測量機的關節和臂身處分別設置由角度傳感器、溫度傳感器、應變傳感器以及單片機組成的智能傳感器單元，各傳感器單元由RS485總線進行連接，并通過RS485-USB接口與PC機進行通信。單片機完成各個傳感器數據的采集并將數據上傳到PC機，PC機程序由虛擬儀器開發平臺LabVIEW完成，實現與單片機間的通信和數據處理，并通過動態鏈接庫將坐標數據傳送到標準三坐標測量軟件POSCOM。

3、實際使用兩種便攜式三坐標對調試車架總成檢具精度的影響

通過對比，理想條件下使用光電CCD便攜式三坐標比使用關節臂便攜式三坐標效率高，測量范圍廣，維護方便，精度一樣。但實際使用時，現場的環境對光電CCD便攜式三坐標的要求更高，主要影響因素有如下三個：（1）地面震動；（2）現場焊接弧光反射；（3）車間溫度。而關節臂便攜式三坐標對現場焊接弧光反射不敏感，同時抗震動能力強。通過MSA測量系統分析對比發現在車間生產環境下關節臂便攜式三坐標MSA可以接受，而光電CCD便攜式三坐標MSA不能接受。

3.1、重復性測量方法

檢驗員a操作關節臂便攜式三坐標和光電CCD便攜式三坐標分別對車架總成檢具一個關鍵長度尺寸進行16次的測量，得出16組數據。通過minitab軟件計算出關節臂便攜式三坐標sg值0.03，小于0.0375，滿足重復性要求。通過minitab軟件計算出光電CCD便攜式三坐標sg值0.70，大于0.0375，不滿足重復性要求。

3.2、再現性測量方法

檢驗員a和b操作關節臂便攜式三坐標和光電CCD便攜式三坐標分別對車架總成檢具一個關鍵長度尺寸進行8次的測量，得出16組數據。通過minitab軟件計算出關節臂便攜式三坐標sg值0.04，小于0.06666，滿足重復性要求。通過minitab軟件計算出光電CCD便攜式三坐標sg值0.68，大于0.06666，不滿足重復性要求。

4、專用汽車底盤車架焊接維修技術的策略分析

4.1、科學合理地選擇焊接方式及焊接設備

底盤車架的焊接方式是影響車底盤車架焊接質量的重要因素之一。在底盤車架焊接過程中焊接后的焊縫處的收縮力較大，焊接方式不同，產生的焊接效果也會不一樣。為了保證專用汽車底盤車架的焊接維修質量，必須依據底盤車架的焊接工藝參數，科學合理地選擇與汽車整體構架以及性能相符的底盤車架焊接方式和焊接設備。常見的手工電弧設備直流焊機，輔助采用氣體保護、焊條保溫等設備，能夠降低專用汽車底盤車架缺陷焊縫的形成。根據專用汽車底盤車架的結構材料選擇強度接近或略高于母材的電焊條，一般情況下專用汽車底盤車架焊接維修工藝中根據總成材料16Mn低合金選擇J506或507型號種類焊條，主要是因為這兩種材料焊接性能較其它材料較好、材料厚度較為適中、性價比合適，采用合理的焊接工藝的條件下不需要熱處理，焊接過程中不容易產生氣泡或者裂紋，能夠很好地滿足專用汽車底盤車架結構材料焊接工藝要求。

4.2、提高焊接維修及焊接工藝水平

對于專用汽車底盤車架裂紋的焊接維修比較常見的焊接坡口加工方式有電弧刨、氣割、手砂輪等，這種焊接維修方式主要目的是為了完全將裂紋去除并露出母材金屬。焊接維修前期采用一些預處理方式可以提高焊接質量，比如采用乙炔和氧氣混合氣體對焊接區域預熱，其溫度應盡量控制在150`C到250`C之間最好。當然，裂紋大小不同的裂縫焊接修復處理方式會不一樣。對于小裂紋的修復，為了解決摳透裂縫問題，可在裂縫起始端鉆設直徑為5mm一6。的孔洞，這樣一來焊接起來就容易很多。對于大段裂紋則需要一邊打坡口、一邊點焊，這樣避免了錯位移位。在焊接維修結束后，可采用磁粉探傷查詢檢查重要部位的裂紋是否完全消除。

合理安排焊接順序在一定程度上可以減小焊接變形。有些情況下，專用汽車底盤車架裂紋磨損不止一處，這個時候如何合理安排焊接維修順序將直接影響焊接維修的效果。一般情況的焊接工藝基本上是采取對稱性焊接和中間向兩頭進行的焊接方式，根據實際情況合理運用兩種焊接維修方式。逐層焊接技術中，為了盡量控制打底層焊接過程中產生的未融合、夾渣、熱裂紋等缺陷，可以采用直徑較小且電流較小的焊條。而對于中間層焊接我們為了提升工作效率，在手弧焊中可選用直徑較大的焊條并令焊接電流適應性增大。焊接完成后可將母材打平整，清理焊接后殘留的藥皮，使焊接維修部門比較美觀。同時為了消除焊縫處的殘余應力，可用敲擊捶打的方式。焊縫冷卻也需要特別注意，應該讓其緩慢冷卻，如果焊接維修的地方是在空間較大的室外或廠房中，我們應注重預防冷風，做到合理遮擋，在溫度較低環境下完成焊接后應立即采用加熱干灰、巖棉進行保溫覆蓋。

結束語

汽車底盤車架總成檢具一般長度在5m以上，大部分是放在生產線邊，通常需要使用便攜式三坐標調試檢具精度，通過對比光電CCD便攜式三坐標及關節臂便攜式三坐標的優劣，從而找到最適合調試車架總成檢具精度的檢測設備。

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（作者單位：1長城汽車股份有限公司天津哈弗分公司；

2精誠工科汽車系統有限公司保定徐水底盤分公司）