劉長海

摘 要：隨著我國經濟的高速發(fā)展，汽車已逐漸成為人們出行的常用交通工具，市場上對汽車的需求也逐漸增加。同時，各汽車制造商之間競爭力也在不斷加劇，提高汽車的質量和生產效率一直是汽車制造商追求的目標。而汽車檢具在汽車制造中發(fā)揮著關鍵作用。

關鍵詞：汽車檢具;汽車制造;應用

汽車檢測工具是汽車制造商和部件制造商用來控制孔徑、尺寸和質量等不同大小產品的特殊檢查設備。目的是更好地確保所審查的零部件的質量，以確保車輛的整個安裝正常運行，適用于汽車制造商對汽車零部件的系列生產。汽車檢查設備的設計可以滿足不同部件的檢查要求，而正確使用檢查設備與正在測試的產品的質量直接相關。

1 汽車檢具分類

對車輛進行了各種類型的檢查。根據檢測器的功能分類，檢測器分為單品檢測器和總成檢測器。針對零部件檢測的單品檢測器在實際應用中用于單個零部件的檢測，可以對零部件的形狀、斷面、單個部件的曲率角、尺寸精確度和位置精確度進行比較精確的檢測。而總成檢具主要用于對組合部件的檢測，可以檢測組合部件的形狀、切邊復合曲率角、大小精確度和位置精確度。

根據汽車檢具使用的材料，可以將其分為鐵檢查裝置、鋁檢查裝置和樹脂檢查裝置。樹脂檢具的制作材料是樹脂，這種材料的工具在制作過程中相對簡單，并且材料和加工成本較低，因此在檢測過程中主要適合于檢測次數較少的部件。而用鋁和鐵制作的裝置比樹脂檢具更耐磨損，但其制造成本相對較高。用鐵質材料制作的檢具與鋁質材料相比，鋁質檢具更為輕便和易于使用，對于輕量化要求較高的汽車制造商來說，用鋁制檢具更為常見。

2 汽車檢具的組成

汽車檢具通常由以下三部分組成：

2.1 骨架和底座

檢具的骨架和底座通常在制作過程中是用鋁板或鋼板制成的，底板的作用是提供一個組裝平臺，以加強其定位和檢測。在檢測裝置的底座上，提供了一個檢測參照，以提供檢測裝置本身的精確度，檢測參照點可以是塊、孔或球形參照點，通常放在底板的四個角上，通常要求的間隔數為100的倍數，并放在一個基準參考板上以便于顯示。

2.2 測量面

通過安裝一個檢測表面，可以檢查車體所有部件的邊緣和斷面，測量范圍包括：探測間隙表面和周圍的切割線，通常測量面和被測件表面距離5毫米或3毫米[1]。切齊檢測：切齊方向通常規(guī)定為一塊邊緣形狀的標準方向。零探測面的大小保證在30毫米以上。

2.3 功能件

功能性部件包括快速夾緊器、檢測銷、劃線銷、定位銷。其中定位銷的功能是確保正在檢查的物品準確地定位在檢查裝置上，定位孔的位置是根據該物品的2D圖案確定的。主定位銷和二級定位銷的工作狀態(tài)確保測量的對象在定位后不會搖晃。探測銷用于探測有關孔徑的公差。如果在接受測量的部件上有多個孔口，其直徑和位置公差相同，則通常只需制造一個單一的檢測銷。如果檢查工具的可利用性得到滿足，夾緊固定裝置的作用是確保所檢測的部件穩(wěn)定，從而取得正確的檢查結果。根據受測部件的2D繪圖要求，在不影響檢測功能的情況下合理選擇受檢測位置。固定裝置通常直接插在檢查工具的底部，或通過焊接或熔煉的方式進行連接。

3 現階段汽車檢具在開發(fā)過程中出現的問題

檢查工具的設計是整個設計過程的一個特別重要的部分，因此，設計的合理性以及檢查工具的研究和開發(fā)被認為是汽車工業(yè)的一個關鍵和困難的環(huán)節(jié)，是與設計和研究一起進行的。以及部件制造過程的發(fā)展。由于較發(fā)達國家之間在檢查設備的設計和制造業(yè)仍然存在著距離，中國汽車檢查設備工業(yè)目前仍有一些問題有待解決。

3.1 檢具耐磨性及穩(wěn)定性差

作為一種測量部件尺寸精度的裝置，其關鍵功能是確保測試的準確性。然而，與大型部件的檢查相比，在使用檢具一段時間之后，定位不準確和測量結果不穩(wěn)定是不可避免的。對于諸如定位夾和檢測銷等經常使用的零件，耐久性和硬度要求相對較高。零件的材料和表面處理過程是檢具開發(fā)過程中的一個重要部分，稍微有一點疏忽就會對檢具造成影響。再加上頻繁的使用檢具，會不可避免的磨損檢具，在一定程度上會影響檢具的精確性。

3.2 檢具成本高，兼容性差

由于整輛車有數以萬計的部件，需要許多類型的檢查設備，每一個檢查設備的價格差別很大。汽車的設計和開發(fā)必然會改變車輛的型號，因此，將新的車輛型號與舊型號的部分作一部分比較。如果差異巨大，那么重新購置新的檢查設備就沒有什么可指責的，但是，如果新的檢查設備是由于微小的差異而設計和制造的，那么汽車的開發(fā)費用必然會增加。購置這些檢查設備的高昂費用不能不給汽車制造商帶來壓力。通過市場調查得知，一整套檢具的市場價格一般在五百萬左右，這對于汽車廠家來說是一筆不小的開支。為了應對市場的需求，需要不斷的設計新車型，以滿足消費者的購買要求。但是新車型的推出并將暴露檢具兼容性差的缺點，被迫更新整套檢具給企業(yè)必將帶來經濟壓力。

3.3 傳統(tǒng)檢具的測量效率、精度偏低

尺寸精度需要提高車身精確度控制，這是一項關鍵技術，可以有效提高車輛制造的質量?；诒O(jiān)測系統(tǒng)的檢測數據，對精確度進行控制并對制造過程進行分析，以查明控制數據模型和零部件大小的差異，通過檢測手段的運用可確保制造的穩(wěn)定性，最終增加精確度裝配。但目前，通常使用手工測量儀器進行探測，衡量的效率很低，手工測量的誤差很大，直接影響了車輛的質量。

檢具制造的總體精確度低，而整個車輛的精確度要求不斷提高，這兩者之間的矛盾日益明顯。目前，檢測工具制造的精確度仍保持在定位孔的尺寸精確度水平，精確度為-0.1至+0.05毫米，而檢測模塊的制造精確度為±0.1毫米的水平。因此，高質量的汽車生產對精確度的需要越來越高，而我們目前的工藝水平不能滿足要求。

4 檢具開發(fā)過程中的問題解決對策

4.1 選用高強度高耐磨性材料

在探索檢具材料的過程中，考慮到材料成本、制造成本和其他因素，CrWMn目前被用于定位和檢測銷的制作中，這些檢具在使用頻次相對較高的，為了避免磨損，采用硬度為58至62 HRC的制作標準;檢查工具基座采用為45鋼或Al6061鋼;定向和定位區(qū)塊類型的部件為20鋼制作，表面硬度為58至62 HRC。通過對上述材料的使用，解決了檢驗材料的耐用性和穩(wěn)定性問題。

4.2 開發(fā)柔性檢具

由于控制裝置具有生產成本高、兼容性差和其他問題，柔性檢具的開發(fā)和制造為許多汽車制造商帶來了便利。從廣義上說，柔性檢具具有可重復使用的特點，可為不同部件的尺寸靈活的調整。柔性檢具使人們能夠通過調整某些車輛部件所需要的尺寸來檢查具有不同型號的部件，因此，柔性檢具設備可供各種檢查部件使用，占用的空間很少，材料也很少浪費。同時，柔性檢具的模塊機制可以自由地結合被測部件的要求進行調整和再利用，因此非常實用和靈活。不同的制造商需要有自己的結構設計和生產工藝的標準化要求，以縮短設計和制造周期，柔性檢具有一些常規(guī)檢具所沒有的特殊優(yōu)勢。

4.3 智能化檢具提升檢測的工作效率和測量精度

常規(guī)車輛零部件的檢查裝置通常通過檢測、分析和處理有關零部件大小樣本的數據來確定是否符合規(guī)定。然而，隨著汽車制造水平的提高，零部件檢查車間的功能要求已從符合性評估轉為在線上全面的數字尺寸計量，并通過統(tǒng)計和數據分析來確定系統(tǒng)的完整性，及生產和制造控制系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷。雖然目前的全車生產線和部件生產線的速度一般僅為幾十秒，但手工操作已不再可能滿足要求，因此檢具必須向自動化的方向發(fā)展。

智能探測器與傳統(tǒng)的探測器互為補充，增加了一個自動測量裝置，與信息處理系統(tǒng)相結合，可自動生成部件檢查報告和數據分析報告，從而提高測量效率，減少人工測量錯誤，避免數據處理和分析中的錯誤，通過對在線加工產品進行自動統(tǒng)計分析和比較檢查數據，可以確定測量數據大小的一致性和穩(wěn)定性，還可以確定是否有必要建立一個監(jiān)測系統(tǒng)。該方案制定了關于異常規(guī)模波動和異常變化趨勢的預警標準，目的是在生產線上提供預防性警報，防止有缺陷產品、大規(guī)模制造和生產線的持續(xù)惡化，同時最大限度地減少損失。

智能檢查功能要求對部件的質量狀況和趨勢進行有效評估，并在檢查設計中充分應用光電技術和工業(yè)加工技術，這使車輛檢查具有更大的靈活性和智能性，并提高了檢具公司的技術和成本競爭力。激光測量技術也開始逐步使用，成為汽車檢查裝置技術發(fā)展的一個重要部分。

在汽車制造中應用激光測量技術對于提高車輛質量是很重要的。檢查要求是表面的輪廓，包括選擇測量點，確保探測的準確性和測量的效率，激光掃描儀通過掃描曲面部分的表面和輪廓來獲取數據，該儀器的目的是進行一次實物勘測，以確定是否有可能存在的問題。將數據處理、3D重建和數字模擬比較相結合，分析和比較正在評估的被測零件的數據與數字CATIA/UG3D模型相比較，獲得關于該部件和數字模型尺寸的差異點和符合點，并編寫正確的檢查報告。

目前，智能控制裝置在控制行業(yè)中并不占很大比例，但在汽車零部件控制行業(yè)中，以及在今后人力資源持續(xù)短缺的情況下，它們代表著一個新的技術開發(fā)方向，它將發(fā)揮日益重要的作用。

參考文獻：

[1]李小新，康篤玲，吳燁.淺析檢具設計在工藝優(yōu)化過程的作用[C].2019中國汽車工程學會年會論文集（5），2019.