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                    法如測量臂應用在Mule car 車身硬點試制和底盤硬點驗證

                    法如測量臂應用在Mule car 車身硬點試制和底盤硬點驗證

                    法如測量臂應用在Mule car 車身硬點試制和底盤硬點驗證

                    Mule car車身硬點的試制和底盤硬點驗證是整車開發過程中尤為重要的一個環節,尤其是現在汽車行業中整車開發周期大大縮短大環境下的一個利器。

                    奇瑞汽車股份有限公司乘用車工程研究二院 周正祥
                    隨著政府對汽車行業扶持力度的加大,中國的汽車行業顯現出前所未有的良好發展形勢,中國的汽車研發和生產步入了快車道;國際金融危機的影響致使國外汽車行業加快了進軍中國市場的步伐。這就對國產自主品牌的研發提出了更新、更高的要求,國產自主品牌要想適應這巨大的壓力和面對這一行業快速發展的大好機遇,為適應這種形勢,就必須在有限的產品開發周期中推出更多的新產品,這個重任首當其沖地賦予了國產自主品牌的研發設計。國產自主品牌要想縮短產品開發周期,可以在正在開發的車身整體試制工作完成之前,通過對同一平臺的現有的成熟車型的車身的改制,試制出Mule car,提前開始或完成底盤性能的設計驗證工作,使車身開發工作和底盤開發和驗證工作同時進行,這樣,產品的開發周期就可以大大縮短。基于此Mule car改制方面考慮,Mule car車身硬點試制和底盤硬點驗證就應運而生,Mule car車身硬點的試制和底盤硬點驗證是整車開發過程中尤為重要的一個環節,尤其是現在汽車行業中整車開發周期大大縮短大環境下的一個利器。
                    FARO便攜式測量臂以其自身硬件靈活的特性和軟件CAM2的強大的功能,在制造業得到廣泛的應用,它填補了平臺式三坐標對改制車身和測量底盤硬點困難的空白。經過長時間的應用研究,實現測量坐標系和整車坐標系的擬合統一,為Mule car車身硬點的試制和底盤硬點驗證提供依據;同時還可以實現測量坐標系下的測量數據對位到3D數據上進行偏差分析。
                    Mule car試制精度的高低對開發整車的動力學性能有著至關重要的意義,本文通過對某一Mule car試制過程車身硬點改制和試制之后的底盤硬點驗證說明FARO在整車開發過程中的應用。

                    FARO 測量臂及CAM2平臺概述
                    FARO CAM2適用于特征測量、驗證工作,每一個經過測量的整車或零部件都可以與工程設計的3D CAD數據進行比較。而法如測量臂以其自身便攜性、可靠性以及創新性被廣泛應用于航空、汽車、金屬制造和模具等制造業中,具有對齊、加工和模具檢測、工件檢測、首件檢測,模具及沖模檢驗等功能。
                    Mule car車身硬點試制和底盤硬點驗證流程圖
                    在試制Mule car之初,首先要做的是制定車身硬點試制和底盤硬點驗證流程圖,這項工作很重要,流程圖編制是否周全決定著車身硬點試制和底盤硬點驗證工作是否能夠順利開展、實施以及準確無誤的完成。圖1是整個Mule car的試制計劃,其中包含了車身硬點試制和底盤硬點驗證等多方面的工作。
                    法如測量臂應用在Mule car 車身硬點試制和底盤硬點驗證

                    圖1 試制驗證流程圖
                    Mule car車身硬點試制
                    完成了Mule car試制計劃中的前期一系列的工作之后,就開展關鍵步驟之一的車身硬點試制工作。車身硬點試制是在選定的成熟車身上進行的,在車身上進行更改底盤的安裝點位置以達到Mule car的技術要求,將車身上的地盤安裝位置焊接要求達到設計的整車坐標系下的坐標值,從而試制出一個高精度的Mule car試制車,如何實現這一的目標呢?經過多次的研究試驗,借助于FARO便攜式三坐標可以解決這一個技術難題。
                    首先,將測量坐標系擬合到整車坐標系下。將車身放置在舉升機上后,在車子上找到四個車身焊接制造公差最小的基準特征,將這些特征的3D數據或坐標值導入或者是輸入到CAM2軟件中,構造標稱值,再測量實際車身上的特征數據,利用軟件中的擬合坐標系的功能將測量坐標系擬合統一到整車坐標系下。在選取基準特征的時候,遵循以下幾個原則:
                    1、 基準特征空間距離最大化原則
                    2、 基準特征盡量在同一車身零件上原則
                    3、 基準特征沖壓和焊接等制造公差最小原則
                    其次,根據Mule car車身硬點坐標焊接車身安裝點。下面以Mule car后減震器安裝支座的改制過程為例說明車身硬點試制的過程,如圖2所示。車身安裝點的焊接過程是一個相對復雜的過程,先要去除掉和Mule car設計不符的安裝點,然后將改制過的車身件通過FARO測量臂的準確定位,焊接到車身上,焊接過程主要包括以下幾個方面:
                    1、 硬點安裝支架:制造新的車身安裝支架或沿用原有車身安裝支架。
                    2、 車身支架焊接步驟:①虛焊,固定在大致的位置;②利用FARO測量臂檢查硬點坐標、安裝平面(整車坐標系)及相應的軸線;③小幅度調整被焊接支架(邊調整邊用FARO測量臂檢查),確保硬點誤差在1mm內,安裝平面角度誤差小于0.5°;④局部固定被焊接支架,再確認硬點及安裝平面,如有偏差,需調整(焊接會引起變形);⑤完全固定被焊接支架,最后確認硬點及安裝平面。
                    3、 車身硬點試制要確保局部強度、安裝點剛度、整體剛度。
                    法如測量臂應用在Mule car 車身硬點試制和底盤硬點驗證

                    圖2減震器安裝支座的改制過程
                    整個車身硬點試制過程是一個嚴謹而繁瑣的過程,車身硬點試制的過程也就是車身硬點驗證的過程,二者是一個同步、相輔相成的過程,待車身上的各個安裝硬點按照預先方案精確試制完成之后,整個車身硬點試制工作順利完成,接下來將底盤新開發件裝配到試制好的Mule car試制車身上待Mule car底盤硬點驗證。
                    Mule car底盤硬點驗證
                    Mule car底盤硬點驗證是驗證整車在某一載荷下的Mule car試制車的底盤硬點和設計底盤硬點是否一致性的工作。依照驗證方案,將Mule car配載到某一規定載荷下,使其各輪載荷達到規定的設計值,載荷偏差不超過設計載荷的3%,如表1所示。

                    法如測量臂應用在Mule car 車身硬點試制和底盤硬點驗證

                    表1配載結果(單位:kg)

                    配載完成之后就可以開始Mule car底盤硬點的驗證工作,Mule car底盤硬點驗證是借助于FARO便攜式測量臂以其自身硬件靈活的特性和軟件的強大的功能,將測量坐標系與整車坐標系擬合統一,測量值與設計值進行對比。整車坐標系的擬合分為兩種方法,一種是把底盤硬點全部測量出來之后,在數據后處理的過程中將測量坐標系擬合到整車坐標系下,另一種方法是在測量底盤硬點的時候將測量坐標系擬合到整車坐標系下,后者由于具有實時檢測的功能,所以應用最為廣泛,值得注意的是擬合的基準特征的選取遵循車身硬點試制特征選取原則,同時,盡量保證選取使用車身硬點試制特征選取原則,這樣有助于分析前后兩次測量坐標系和整車坐標系擬合統一偏差。Mule car底

                    法如測量臂應用在Mule car 車身硬點試制和底盤硬點驗證

                    盤硬點測量內容包括所有涉及底盤性能相關的關鍵硬點項目,圖3為整車坐標系下的底盤硬點實時測量結果。

                    圖3底盤硬點實時測量結果
                    測量工作完成后對Mule car底盤硬點驗證,驗證分析工作是最后的一項工作,在測量中由于不能全部直接測量到實際需要的底盤硬點,而是測量底盤硬點周邊的一些特征要素,其中有平面、圓、圓柱、線、軸線等最為基本的特征要素,所以就要對數據進行進一步的處理,依據零部件的外形尺寸將測量結果進行相應的偏置,分析所有Mule car關鍵硬點的偏差,分析結果即為Mule car底盤硬點驗證的最終結果。下面是副車架、后扭轉梁、輪心位置以及下擺臂的分析結果,如圖4、5所示。
                    法如測量臂應用在Mule car 車身硬點試制和底盤硬點驗證

                    圖4副車架、后扭轉梁分析結果

                    法如測量臂應用在Mule car 車身硬點試制和底盤硬點驗證

                    圖5輪心位置、下擺臂分析結果
                    總結
                    綜上所述,Mule car車身硬點的試制和底盤硬點驗證是利用FARO測量臂硬件的靈活性、可靠性和軟件的強大后處理功能,有針對性地指導試制出精確的、滿足設計和試驗要求的Mule car,它的價值不僅僅在于試制出Mule car本身,而是在于它能夠將整車研發周期大大地縮短,能夠提前完成底盤的各項性能試驗,爭取到了寶貴的研發時間,使產品能夠更快地投入到日益激烈的市場競爭中去。

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