車(chē)身硬點(diǎn)試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證
隨著政府對(duì)汽車(chē)行業(yè)扶持力度的加大，中國(guó)的汽車(chē)行業(yè)顯現(xiàn)出的良好發(fā)展形勢(shì)，中國(guó)的汽車(chē)研發(fā)和生產(chǎn)步進(jìn)了快車(chē)道；金融危機(jī)的影響致使國(guó)外汽車(chē)行業(yè)加快了進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)的步伐。這就對(duì)國(guó)產(chǎn)自主品牌的研發(fā)提出了更新、更高的要求，國(guó)產(chǎn)自主品牌要想適應(yīng)這巨大的壓力和面對(duì)這一行業(yè)快速發(fā)展的大好機(jī)遇，為適應(yīng)這種形勢(shì)，就必須在有限的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中推出更多的新產(chǎn)品，這個(gè)重任*地賦予了國(guó)產(chǎn)自主品牌的研發(fā)設(shè)計(jì)。國(guó)產(chǎn)自主品牌要想縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，可以在正在開(kāi)發(fā)的車(chē)身整體試制工作完成之前，通過(guò)對(duì)同一平臺(tái)的現(xiàn)有的成熟車(chē)型的車(chē)身的改制，試制出mulecar，提前開(kāi)始或完成底盤(pán)性能的設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作，使車(chē)身開(kāi)發(fā)工作和底盤(pán)開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證工作同時(shí)進(jìn)行，這樣，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期就可以大大縮短。基于此mulecar改制方面考慮，mulecar車(chē)身硬點(diǎn)試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證就應(yīng)運(yùn)而生，mulecar車(chē)身硬點(diǎn)的試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證是整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是現(xiàn)在汽車(chē)行業(yè)中整車(chē)開(kāi)發(fā)周期大大縮短大環(huán)境下的一個(gè)利器。
圖1減震器安裝支座的改制過(guò)程
faro便攜式丈量臂以其自身硬件靈活的特性和軟件cam2的強(qiáng)大的功能，在制造業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，它*了平臺(tái)式三坐標(biāo)對(duì)改制車(chē)身和丈量底盤(pán)硬點(diǎn)困難的空缺。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)丈量坐標(biāo)系和整車(chē)坐標(biāo)系的擬合同一，為mulecar車(chē)身硬點(diǎn)的試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證提供依據(jù)；同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)丈量坐標(biāo)系下的丈量數(shù)據(jù)對(duì)位到3d數(shù)據(jù)上進(jìn)行偏差分析。
mulecar試制精度的高低對(duì)開(kāi)發(fā)整車(chē)的動(dòng)力學(xué)性能有著至關(guān)重要的意義，本文通過(guò)對(duì)某一mulecar試制過(guò)程車(chē)身硬點(diǎn)改制和試制之后的底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證說(shuō)明faro在整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用。
faro丈量臂及cam2平臺(tái)概述
farocam2適用于特征丈量、驗(yàn)證工作，每一個(gè)經(jīng)過(guò)丈量的整車(chē)或零部件都可以與工程設(shè)計(jì)的3dcad數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。而法如丈量臂以其自身便攜性、可靠性以及創(chuàng)新性被廣泛應(yīng)用于航空、汽車(chē)、金屬制造和模具等制造業(yè)中，具有對(duì)齊、加工和模具檢測(cè)、工件檢測(cè)、*檢測(cè)，模具及沖模檢驗(yàn)等功能。
圖2底盤(pán)硬點(diǎn)實(shí)時(shí)丈量結(jié)果
在試制mulecar之初，首先要做的是制定車(chē)身硬點(diǎn)試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證流程圖，這項(xiàng)工作很重要，流程圖編制是否周全決定著車(chē)身硬點(diǎn)試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證工作是否能夠順利開(kāi)展、實(shí)施以及正確無(wú)誤的完成。
mulecar車(chē)身硬點(diǎn)試制
完成了mulecar試制計(jì)劃中的前期一系列的工作之后，就開(kāi)展關(guān)鍵步驟之一的車(chē)身硬點(diǎn)試制工作。車(chē)身硬點(diǎn)試制是在選定的成熟車(chē)身上進(jìn)行的，在車(chē)身上進(jìn)行更改底盤(pán)的安裝點(diǎn)位置以達(dá)到mulecar的技術(shù)要求，將車(chē)身上的地盤(pán)安裝位置焊接要求達(dá)到設(shè)計(jì)的整車(chē)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，從而試制出一個(gè)高精度的mulecar試制車(chē)，如何實(shí)現(xiàn)這一的目標(biāo)呢？經(jīng)過(guò)多次的研究試驗(yàn)，借助于faro便攜式三坐標(biāo)可以解決這一個(gè)技術(shù)困難。
首先，將丈量坐標(biāo)系擬合到整車(chē)坐標(biāo)系下。將車(chē)身放置在舉升機(jī)上后，在車(chē)子上找到四個(gè)車(chē)身焊接制造公差zui小的基準(zhǔn)特征，將這些特征的3d數(shù)據(jù)或坐標(biāo)值導(dǎo)進(jìn)或者是輸進(jìn)到cam2軟件中，構(gòu)造標(biāo)稱(chēng)值，再丈量實(shí)際車(chē)身上的特征數(shù)據(jù)，利用軟件中的擬合坐標(biāo)系的功能將丈量坐標(biāo)系擬合同一到整車(chē)坐標(biāo)系下。在選取基準(zhǔn)特征的時(shí)候，遵循以下幾個(gè)原則：
圖3副車(chē)架、后扭轉(zhuǎn)梁分析結(jié)果
1、基準(zhǔn)特征空間間隔zui大化原則
2、基準(zhǔn)特征盡量在同一車(chē)身零件上原則
3、基準(zhǔn)特征沖壓和焊接等制造公差zui小原則
其次，根據(jù)mulecar車(chē)身硬點(diǎn)坐標(biāo)焊接車(chē)身安裝點(diǎn)。下面以mulecar后減震器安裝支座的改制過(guò)程為例說(shuō)明車(chē)身硬點(diǎn)試制的過(guò)程，如圖1所示。車(chē)身安裝點(diǎn)的焊接過(guò)程是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程，先要往除掉和mulecar設(shè)計(jì)不符的安裝點(diǎn)，然后將改制過(guò)的車(chē)身件通過(guò)faro丈量臂的正確定位，焊接到車(chē)身上，焊接過(guò)程主要包括以下幾個(gè)方面：
1、硬點(diǎn)安裝支架：制造新的車(chē)身安裝支架或沿用原有車(chē)身安裝支架。
2、車(chē)身支架焊接步驟：①虛焊，固定在大致的位置；②利用faro丈量臂檢查硬點(diǎn)坐標(biāo)、安裝平面（整車(chē)坐標(biāo)系）及相應(yīng)的軸線；③小幅度調(diào)整被焊接支架（邊調(diào)整邊用faro丈量臂檢查），確保硬點(diǎn)誤差在1mm內(nèi)，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(rèn)硬點(diǎn)及安裝平面，如有偏差，需調(diào)整（焊接會(huì)引起變形）；⑤*固定被焊接支架，zui后確認(rèn)硬點(diǎn)及安裝平面。
3、車(chē)身硬點(diǎn)試制要確保局部強(qiáng)度、安裝點(diǎn)剛度、整體剛度。
整個(gè)車(chē)身硬點(diǎn)試制過(guò)程是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)而繁瑣的過(guò)程，車(chē)身硬點(diǎn)試制的過(guò)程也就是車(chē)身硬點(diǎn)驗(yàn)證的過(guò)程，二者是一個(gè)同步、相輔相成的過(guò)程，待車(chē)身上的各個(gè)安裝硬點(diǎn)按照預(yù)先方案試制完成之后，整個(gè)車(chē)身硬點(diǎn)試制工作順利完成，接下來(lái)將底盤(pán)新開(kāi)發(fā)件裝配到試制好的mulecar試制車(chē)身上待mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證。
mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證
mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證是驗(yàn)證整車(chē)在某一載荷下的mulecar試制車(chē)的底盤(pán)硬點(diǎn)和設(shè)計(jì)底盤(pán)硬點(diǎn)是否一致性的工作。依照驗(yàn)證方案，將mulecar配載到某一規(guī)定載荷下，使其各輪載荷達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)值，載荷偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)載荷的3%，如表1所示。
圖4輪心位置、下擺臂分析結(jié)果
配載完成之后就可以開(kāi)始mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)的驗(yàn)證工作，mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證是借助于faro便攜式丈量臂以其自身硬件靈活的特性和軟件的強(qiáng)大的功能，將丈量坐標(biāo)系與整車(chē)坐標(biāo)系擬合同一，丈量值與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比。整車(chē)坐標(biāo)系的擬合分為兩種方法，一種是把底盤(pán)硬點(diǎn)全部丈量出來(lái)之后，在數(shù)據(jù)后處理的過(guò)程中將丈量坐標(biāo)系擬合到整車(chē)坐標(biāo)系下，另一種方法是在丈量底盤(pán)硬點(diǎn)的時(shí)候?qū)⒄闪孔鴺?biāo)系擬合到整車(chē)坐標(biāo)系下，后者由于具有實(shí)時(shí)檢測(cè)的功能，所以應(yīng)用，值得留意的是擬合的基準(zhǔn)特征的選取遵循車(chē)身硬點(diǎn)試制特征選取原則，同時(shí)，盡量保證選取使用車(chē)身硬點(diǎn)試制特征選取原則，這樣有助于分析前后兩次丈量坐標(biāo)系和整車(chē)坐標(biāo)系擬合同一偏差。mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)丈量?jī)?nèi)容包括所有涉及底盤(pán)性能相關(guān)的關(guān)鍵硬點(diǎn)項(xiàng)目，圖2為整車(chē)坐標(biāo)系下的底盤(pán)硬點(diǎn)實(shí)時(shí)丈量結(jié)果。
丈量工作完成后對(duì)mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證，驗(yàn)證分析工作是zui后的一項(xiàng)工作，在丈量中由于不能全部直接丈量到實(shí)際需要的底盤(pán)硬點(diǎn)，而是丈量底盤(pán)硬點(diǎn)周邊的一些特征要素，其中有平面、圓、圓柱、線、軸線等zui為基本的特征要素，所以就要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，依據(jù)零部件的外形尺寸將丈量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的偏置，分析所有mulecar關(guān)鍵硬點(diǎn)的偏差，分析結(jié)果即為mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證的*結(jié)果。下面是副車(chē)架、后扭轉(zhuǎn)梁、輪心位置以及下擺臂的分析結(jié)果，如圖3、4所示。
總結(jié)
綜上所述，mulecar車(chē)身硬點(diǎn)的試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證是利用faro丈量臂硬件的靈活性、可靠性和軟件的強(qiáng)大后處理功能，有針對(duì)性地指導(dǎo)試制出的、滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和試驗(yàn)要求的mulecar，它的價(jià)值不僅僅在于試制出mulecar本身，而是在于它能夠?qū)⒄?chē)研發(fā)周期大大地縮短，能夠提前完成底盤(pán)的各項(xiàng)性能試驗(yàn)，爭(zhēng)取到了寶貴的研發(fā)時(shí)間，使產(chǎn)品能夠更快地投進(jìn)到日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中往。
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圖1減震器安裝支座的改制過(guò)程
faro便攜式丈量臂以其自身硬件靈活的特性和軟件cam2的強(qiáng)大的功能，在制造業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，它*了平臺(tái)式三坐標(biāo)對(duì)改制車(chē)身和丈量底盤(pán)硬點(diǎn)困難的空缺。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)丈量坐標(biāo)系和整車(chē)坐標(biāo)系的擬合同一，為mulecar車(chē)身硬點(diǎn)的試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證提供依據(jù)；同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)丈量坐標(biāo)系下的丈量數(shù)據(jù)對(duì)位到3d數(shù)據(jù)上進(jìn)行偏差分析。
mulecar試制精度的高低對(duì)開(kāi)發(fā)整車(chē)的動(dòng)力學(xué)性能有著至關(guān)重要的意義，本文通過(guò)對(duì)某一mulecar試制過(guò)程車(chē)身硬點(diǎn)改制和試制之后的底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證說(shuō)明faro在整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用。
faro丈量臂及cam2平臺(tái)概述
farocam2適用于特征丈量、驗(yàn)證工作，每一個(gè)經(jīng)過(guò)丈量的整車(chē)或零部件都可以與工程設(shè)計(jì)的3dcad數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。而法如丈量臂以其自身便攜性、可靠性以及創(chuàng)新性被廣泛應(yīng)用于航空、汽車(chē)、金屬制造和模具等制造業(yè)中，具有對(duì)齊、加工和模具檢測(cè)、工件檢測(cè)、*檢測(cè)，模具及沖模檢驗(yàn)等功能。
圖2底盤(pán)硬點(diǎn)實(shí)時(shí)丈量結(jié)果
在試制mulecar之初，首先要做的是制定車(chē)身硬點(diǎn)試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證流程圖，這項(xiàng)工作很重要，流程圖編制是否周全決定著車(chē)身硬點(diǎn)試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證工作是否能夠順利開(kāi)展、實(shí)施以及正確無(wú)誤的完成。
mulecar車(chē)身硬點(diǎn)試制
完成了mulecar試制計(jì)劃中的前期一系列的工作之后，就開(kāi)展關(guān)鍵步驟之一的車(chē)身硬點(diǎn)試制工作。車(chē)身硬點(diǎn)試制是在選定的成熟車(chē)身上進(jìn)行的，在車(chē)身上進(jìn)行更改底盤(pán)的安裝點(diǎn)位置以達(dá)到mulecar的技術(shù)要求，將車(chē)身上的地盤(pán)安裝位置焊接要求達(dá)到設(shè)計(jì)的整車(chē)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，從而試制出一個(gè)高精度的mulecar試制車(chē)，如何實(shí)現(xiàn)這一的目標(biāo)呢？經(jīng)過(guò)多次的研究試驗(yàn)，借助于faro便攜式三坐標(biāo)可以解決這一個(gè)技術(shù)困難。
首先，將丈量坐標(biāo)系擬合到整車(chē)坐標(biāo)系下。將車(chē)身放置在舉升機(jī)上后，在車(chē)子上找到四個(gè)車(chē)身焊接制造公差zui小的基準(zhǔn)特征，將這些特征的3d數(shù)據(jù)或坐標(biāo)值導(dǎo)進(jìn)或者是輸進(jìn)到cam2軟件中，構(gòu)造標(biāo)稱(chēng)值，再丈量實(shí)際車(chē)身上的特征數(shù)據(jù)，利用軟件中的擬合坐標(biāo)系的功能將丈量坐標(biāo)系擬合同一到整車(chē)坐標(biāo)系下。在選取基準(zhǔn)特征的時(shí)候，遵循以下幾個(gè)原則：
圖3副車(chē)架、后扭轉(zhuǎn)梁分析結(jié)果
1、基準(zhǔn)特征空間間隔zui大化原則
2、基準(zhǔn)特征盡量在同一車(chē)身零件上原則
3、基準(zhǔn)特征沖壓和焊接等制造公差zui小原則
其次，根據(jù)mulecar車(chē)身硬點(diǎn)坐標(biāo)焊接車(chē)身安裝點(diǎn)。下面以mulecar后減震器安裝支座的改制過(guò)程為例說(shuō)明車(chē)身硬點(diǎn)試制的過(guò)程，如圖1所示。車(chē)身安裝點(diǎn)的焊接過(guò)程是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程，先要往除掉和mulecar設(shè)計(jì)不符的安裝點(diǎn)，然后將改制過(guò)的車(chē)身件通過(guò)faro丈量臂的正確定位，焊接到車(chē)身上，焊接過(guò)程主要包括以下幾個(gè)方面：
1、硬點(diǎn)安裝支架：制造新的車(chē)身安裝支架或沿用原有車(chē)身安裝支架。
2、車(chē)身支架焊接步驟：①虛焊，固定在大致的位置；②利用faro丈量臂檢查硬點(diǎn)坐標(biāo)、安裝平面（整車(chē)坐標(biāo)系）及相應(yīng)的軸線；③小幅度調(diào)整被焊接支架（邊調(diào)整邊用faro丈量臂檢查），確保硬點(diǎn)誤差在1mm內(nèi)，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(rèn)硬點(diǎn)及安裝平面，如有偏差，需調(diào)整（焊接會(huì)引起變形）；⑤*固定被焊接支架，zui后確認(rèn)硬點(diǎn)及安裝平面。
3、車(chē)身硬點(diǎn)試制要確保局部強(qiáng)度、安裝點(diǎn)剛度、整體剛度。
整個(gè)車(chē)身硬點(diǎn)試制過(guò)程是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)而繁瑣的過(guò)程，車(chē)身硬點(diǎn)試制的過(guò)程也就是車(chē)身硬點(diǎn)驗(yàn)證的過(guò)程，二者是一個(gè)同步、相輔相成的過(guò)程，待車(chē)身上的各個(gè)安裝硬點(diǎn)按照預(yù)先方案試制完成之后，整個(gè)車(chē)身硬點(diǎn)試制工作順利完成，接下來(lái)將底盤(pán)新開(kāi)發(fā)件裝配到試制好的mulecar試制車(chē)身上待mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證。
mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證
mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證是驗(yàn)證整車(chē)在某一載荷下的mulecar試制車(chē)的底盤(pán)硬點(diǎn)和設(shè)計(jì)底盤(pán)硬點(diǎn)是否一致性的工作。依照驗(yàn)證方案，將mulecar配載到某一規(guī)定載荷下，使其各輪載荷達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)值，載荷偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)載荷的3%，如表1所示。
圖4輪心位置、下擺臂分析結(jié)果
配載完成之后就可以開(kāi)始mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)的驗(yàn)證工作，mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證是借助于faro便攜式丈量臂以其自身硬件靈活的特性和軟件的強(qiáng)大的功能，將丈量坐標(biāo)系與整車(chē)坐標(biāo)系擬合同一，丈量值與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比。整車(chē)坐標(biāo)系的擬合分為兩種方法，一種是把底盤(pán)硬點(diǎn)全部丈量出來(lái)之后，在數(shù)據(jù)后處理的過(guò)程中將丈量坐標(biāo)系擬合到整車(chē)坐標(biāo)系下，另一種方法是在丈量底盤(pán)硬點(diǎn)的時(shí)候?qū)⒄闪孔鴺?biāo)系擬合到整車(chē)坐標(biāo)系下，后者由于具有實(shí)時(shí)檢測(cè)的功能，所以應(yīng)用，值得留意的是擬合的基準(zhǔn)特征的選取遵循車(chē)身硬點(diǎn)試制特征選取原則，同時(shí)，盡量保證選取使用車(chē)身硬點(diǎn)試制特征選取原則，這樣有助于分析前后兩次丈量坐標(biāo)系和整車(chē)坐標(biāo)系擬合同一偏差。mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)丈量?jī)?nèi)容包括所有涉及底盤(pán)性能相關(guān)的關(guān)鍵硬點(diǎn)項(xiàng)目，圖2為整車(chē)坐標(biāo)系下的底盤(pán)硬點(diǎn)實(shí)時(shí)丈量結(jié)果。
丈量工作完成后對(duì)mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證，驗(yàn)證分析工作是zui后的一項(xiàng)工作，在丈量中由于不能全部直接丈量到實(shí)際需要的底盤(pán)硬點(diǎn)，而是丈量底盤(pán)硬點(diǎn)周邊的一些特征要素，其中有平面、圓、圓柱、線、軸線等zui為基本的特征要素，所以就要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，依據(jù)零部件的外形尺寸將丈量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的偏置，分析所有mulecar關(guān)鍵硬點(diǎn)的偏差，分析結(jié)果即為mulecar底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證的*結(jié)果。下面是副車(chē)架、后扭轉(zhuǎn)梁、輪心位置以及下擺臂的分析結(jié)果，如圖3、4所示。
總結(jié)
綜上所述，mulecar車(chē)身硬點(diǎn)的試制和底盤(pán)硬點(diǎn)驗(yàn)證是利用faro丈量臂硬件的靈活性、可靠性和軟件的強(qiáng)大后處理功能，有針對(duì)性地指導(dǎo)試制出的、滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和試驗(yàn)要求的mulecar，它的價(jià)值不僅僅在于試制出mulecar本身，而是在于它能夠?qū)⒄?chē)研發(fā)周期大大地縮短，能夠提前完成底盤(pán)的各項(xiàng)性能試驗(yàn)，爭(zhēng)取到了寶貴的研發(fā)時(shí)間，使產(chǎn)品能夠更快地投進(jìn)到日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中往。
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