四轮定位仪校准方法的改进
2015-12-10
四轮定位仪校准方法的改进
李淳宋文斌陈平 / 奇瑞汽车股份有限公司
0 引言
四轮定位是同时对机动车四轮外倾和前束、主销后倾和内倾以及推进角等参数进行检测调整, 使彼此相互独立的车轮尺寸参数得以在一个统一的基准线上相互合理匹配,从而保证汽车转向轻便、运行平稳、行驶安全并降低油耗和轮胎的磨损。
奇瑞生产线上的四轮定位仪来自申克、西门子和宝克等多家厂商,有激光、CCD,3D等不同原理结构。国内现行的四轮定位仪校准方式,首先对四轮定位仪厂家自配的静态样架进行校准,再利用静态样架对四轮定位仪进行校准,实施量值溯源。
在实际工作中,发现这种方式存在两个问题:一是静态样架的校准数据不稳定,影响到四轮定位仪溯源和调整的准确性;二是无法对不同生产线四轮定位仪一致性进行评价。因此,下文描述了针对性改进的过程。
1 四轮定位仪静态样架校准方法的改进
1.1问题
在对某公司制造的一台四轮定位仪静态样架的标定过程中发现,部分关键尺寸的稳定性较差,两次标定的数据相差最大值接近0.5 mm(表1),而根据经验判断,静态样架的结构稳定性良好,不致于出现如此大的偏差。
1.2校准方法改进
四轮定位仪静态样架溯源用的三坐标测量机校准结果是合格的,首先排除了校准设备原因。接下来通过跟踪三坐标测量机对四轮定位仪静态样架的标定过程,来进行校准过程分析改进。通过现场跟踪和考核,也排除了人员操作的问题。最终发现,样架放置方式对校准结果有影响。
表1 改进校准方法前的测量数据 单位:mm
在前期的校准过程中,四轮定位仪静态样架被放置在两个方箱上后即开始进行建系标定。根据工作经验,并查找相关资料,重新规范了坐标系建立过程,校准方法改进措施如下:
1)四轮定位仪标定样架恒温放置时间必须超过24 h;
2)利用气浮支架,将原来的2点支撑改为4点支撑;
3)通过经纬仪标定,对四轮定位仪标定样架放置平面度在0.5 mm内;
4)在标定样架Z平面底足上,将三坐标采集点范围进行固定,孔位标定时固定其截面高度。
1.3改进的数据验证
在其他条件不变情况下按照两种方法,将四轮定位仪静态样架重新装夹后标定。数据对比结果显示,改进坐标系建立方法有助于校准结果的稳定可靠。在改进样架校准方法前,有关键尺寸两次测量差超过计量要求公差范围1/3(表1),测量风险较大。改进校准方法后,关键尺寸两次测量差在计量要求公差范围1/6内(表2),测量风险显著减小。
表2 改进校准方法后的测量数据 单位:mm
2 四轮定位仪比对
2.1四轮定位仪比对的意义和难点
由于产品开发的要求以及柔性生产的必要,通常需要考虑,在使用不同四轮定位仪情况下测量所带来的四轮参数变化。有必要分析变化中产品变差和四轮定位仪设备变差的占比,尤其是在总变差较大的情况下。而由于不同厂家四轮定位仪静态样架通用性很差,无法使用静态样架进行比对,若使用整车比对,则无法区分不同变差。
2.2四轮定位仪比对过程
特别定制了动态样架(图1)。动态样架由稳定的外框架和可行走四轮组成。由于被测量的四轮结构和整车一样,因此可由不同的四轮定位仪比对。其前束、外倾可调,后桥为实心轴,不可调,后桥的总前束和外倾为零,并且其本身有着比静态样架更优秀的稳定性。
图1 动态样架
选择了A、B两个总装车间的四轮定位仪进行了比对。每次测量后都将动态标定样架升起,再重新放置在四轮定位仪上测量,重复测量10次,记录测量值。
2.3四轮定位仪比对数据
选取四轮定位仪对动态样架前轮前束和的校准数据进行比对验证。四轮定位仪校准验证数据如表3所示。表3中,前轮前束和的差异是3.0',需要判断是否可以接受。
表3 两台四轮定位仪的校准数据
A车间四轮定位仪动态样架校准结果的扩展不确定度为2.62'(k=2),B车间四轮定位仪动态样架校准结果的扩展不确定度为2.42'(k=2)。根据数据验证准则:采用公式进行判定。
根据动态样架前轮前束和计算得出:
符合要求,故A车间和B车间两台四轮定位仪之间的差异是可以接受的。
3 结语
通过改进,解决了四轮定位仪溯源标准器静态样架标定环节中存在的问题,确保了最终校准结果的可靠,坚定了对校准结果的信心。同时,通过引入动态样架和比对公式,成功对不同四轮定位仪的一致性进行了评价,从而有效提高和保障了公司生产中整车四轮参数的高质量检测、调整工作。
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