浅论汽车检具在汽车制造工艺流程中的应用

刘长海

摘 要：随着我国经济的高速发展，汽车已逐渐成为人们出行的常用交通工具，市场上对汽车的需求也逐渐增加。同时，各汽车制造商之间竞争力也在不断加剧，提高汽车的质量和生产效率一直是汽车制造商追求的目标。而汽车检具在汽车制造中发挥着关键作用。

关键词：汽车检具;汽车制造;应用

汽车检测工具是汽车制造商和部件制造商用来控制孔径、尺寸和质量等不同大小产品的特殊检查设备。目的是更好地确保所审查的零部件的质量，以确保车辆的整个安装正常运行，适用于汽车制造商对汽车零部件的系列生产。汽车检查设备的设计可以满足不同部件的检查要求，而正确使用检查设备与正在测试的产品的质量直接相关。

1 汽车检具分类

对车辆进行了各种类型的检查。根据检测器的功能分类，检测器分为单品检测器和总成检测器。针对零部件检测的单品检测器在实际应用中用于单个零部件的检测，可以对零部件的形状、断面、单个部件的曲率角、尺寸精确度和位置精确度进行比较精确的检测。而总成检具主要用于对组合部件的检测，可以检测组合部件的形状、切边复合曲率角、大小精确度和位置精确度。

根据汽车检具使用的材料，可以将其分为铁检查装置、铝检查装置和树脂检查装置。树脂检具的制作材料是树脂，这种材料的工具在制作过程中相对简单，并且材料和加工成本较低，因此在检测过程中主要适合于检测次数较少的部件。而用铝和铁制作的装置比树脂检具更耐磨损，但其制造成本相对较高。用铁质材料制作的检具与铝质材料相比，铝质检具更为轻便和易于使用，对于轻量化要求较高的汽车制造商来说，用铝制检具更为常见。

2 汽车检具的组成

汽车检具通常由以下三部分组成：

2.1 骨架和底座

检具的骨架和底座通常在制作过程中是用铝板或钢板制成的，底板的作用是提供一个组装平台，以加强其定位和检测。在检测装置的底座上，提供了一个检测参照，以提供检测装置本身的精确度，检测参照点可以是块、孔或球形参照点，通常放在底板的四个角上，通常要求的间隔数为100的倍数，并放在一个基准参考板上以便于显示。

2.2 测量面

通过安装一个检测表面，可以检查车体所有部件的边缘和断面，测量范围包括：探测间隙表面和周围的切割线，通常测量面和被测件表面距离5毫米或3毫米[1]。切齐检测：切齐方向通常规定为一块边缘形状的标准方向。零探测面的大小保证在30毫米以上。

2.3 功能件

功能性部件包括快速夹紧器、检测销、划线销、定位销。其中定位销的功能是确保正在检查的物品准确地定位在检查装置上，定位孔的位置是根据该物品的2D图案确定的。主定位销和二级定位销的工作状态确保测量的对象在定位后不会摇晃。探测销用于探测有关孔径的公差。如果在接受测量的部件上有多个孔口，其直径和位置公差相同，则通常只需制造一个单一的检测销。如果检查工具的可利用性得到满足，夹紧固定装置的作用是确保所检测的部件稳定，从而取得正确的检查结果。根据受测部件的2D绘图要求，在不影响检测功能的情况下合理选择受检测位置。固定装置通常直接插在检查工具的底部，或通过焊接或熔炼的方式进行连接。

3 现阶段汽车检具在开发过程中出现的问题

检查工具的设计是整个设计过程的一个特别重要的部分，因此，设计的合理性以及检查工具的研究和开发被认为是汽车工业的一个关键和困难的环节，是与设计和研究一起进行的。以及部件制造过程的发展。由于较发达国家之间在检查设备的设计和制造业仍然存在着距离，中国汽车检查设备工业目前仍有一些问题有待解决。

3.1 检具耐磨性及稳定性差

作为一种测量部件尺寸精度的装置，其关键功能是确保测试的准确性。然而，与大型部件的检查相比，在使用检具一段时间之后，定位不准确和测量结果不稳定是不可避免的。对于诸如定位夹和检测销等经常使用的零件，耐久性和硬度要求相对较高。零件的材料和表面处理过程是检具开发过程中的一个重要部分，稍微有一点疏忽就会对检具造成影响。再加上频繁的使用检具，会不可避免的磨损检具，在一定程度上会影响检具的精确性。

3.2 检具成本高，兼容性差

由于整辆车有数以万计的部件，需要许多类型的检查设备，每一个检查设备的价格差别很大。汽车的设计和开发必然会改变车辆的型号，因此，将新的车辆型号与旧型号的部分作一部分比较。如果差异巨大，那么重新购置新的检查设备就没有什么可指责的，但是，如果新的检查设备是由于微小的差异而设计和制造的，那么汽车的开发费用必然会增加。购置这些检查设备的高昂费用不能不给汽车制造商带来压力。通过市场调查得知，一整套检具的市场价格一般在五百万左右，这对于汽车厂家来说是一笔不小的开支。为了应对市场的需求，需要不断的设计新车型，以满足消费者的购买要求。但是新车型的推出并将暴露检具兼容性差的缺点，被迫更新整套检具给企业必将带来经济压力。

3.3 传统检具的测量效率、精度偏低

尺寸精度需要提高车身精确度控制，这是一项关键技术，可以有效提高车辆制造的质量。基于监测系统的检测数据，对精确度进行控制并对制造过程進行分析，以查明控制数据模型和零部件大小的差异，通过检测手段的运用可确保制造的稳定性，最终增加精确度装配。但目前，通常使用手工测量仪器进行探测，衡量的效率很低，手工测量的误差很大，直接影响了车辆的质量。

检具制造的总体精确度低，而整个车辆的精确度要求不断提高，这两者之间的矛盾日益明显。目前，检测工具制造的精确度仍保持在定位孔的尺寸精确度水平，精确度为-0.1至+0.05毫米，而检测模块的制造精确度为±0.1毫米的水平。因此，高质量的汽车生产对精确度的需要越来越高，而我们目前的工艺水平不能满足要求。

4 检具开发过程中的问题解决对策

4.1 选用高强度高耐磨性材料

在探索检具材料的过程中，考虑到材料成本、制造成本和其他因素，CrWMn目前被用于定位和检测销的制作中，这些检具在使用频次相对较高的，为了避免磨损，采用硬度为58至62 HRC的制作标准;检查工具基座采用为45钢或Al6061钢;定向和定位区块类型的部件为20钢制作，表面硬度为58至62 HRC。通过对上述材料的使用，解决了检验材料的耐用性和稳定性问题。

4.2 开发柔性检具

由于控制装置具有生产成本高、兼容性差和其他问题，柔性检具的开发和制造为许多汽车制造商带来了便利。从广义上说，柔性检具具有可重复使用的特点，可为不同部件的尺寸灵活的调整。柔性检具使人们能够通过调整某些车辆部件所需要的尺寸来检查具有不同型号的部件，因此，柔性检具設备可供各种检查部件使用，占用的空间很少，材料也很少浪费。同时，柔性检具的模块机制可以自由地结合被测部件的要求进行调整和再利用，因此非常实用和灵活。不同的制造商需要有自己的结构设计和生产工艺的标准化要求，以缩短设计和制造周期，柔性检具有一些常规检具所没有的特殊优势。

4.3 智能化检具提升检测的工作效率和测量精度

常规车辆零部件的检查装置通常通过检测、分析和处理有关零部件大小样本的数据来确定是否符合规定。然而，随着汽车制造水平的提高，零部件检查车间的功能要求已从符合性评估转为在线上全面的数字尺寸计量，并通过统计和数据分析来确定系统的完整性，及生产和制造控制系统稳定性判断。虽然目前的全车生产线和部件生产线的速度一般仅为几十秒，但手工操作已不再可能满足要求，因此检具必须向自动化的方向发展。

智能探测器与传统的探测器互为补充，增加了一个自动测量装置，与信息处理系统相结合，可自动生成部件检查报告和数据分析报告，从而提高测量效率，减少人工测量错误，避免数据处理和分析中的错误，通过对在线加工产品进行自动统计分析和比较检查数据，可以确定测量数据大小的一致性和稳定性，还可以确定是否有必要建立一个监测系统。该方案制定了关于异常规模波动和异常变化趋势的预警标准，目的是在生产线上提供预防性警报，防止有缺陷产品、大规模制造和生产线的持续恶化，同时最大限度地减少损失。

智能检查功能要求对部件的质量状况和趋势进行有效评估，并在检查设计中充分应用光电技术和工业加工技术，这使车辆检查具有更大的灵活性和智能性，并提高了检具公司的技术和成本竞争力。激光测量技术也开始逐步使用，成为汽车检查装置技术发展的一个重要部分。

在汽车制造中应用激光测量技术对于提高车辆质量是很重要的。检查要求是表面的轮廓，包括选择测量点，确保探测的准确性和测量的效率，激光扫描仪通过扫描曲面部分的表面和轮廓来获取数据，该仪器的目的是进行一次实物勘测，以确定是否有可能存在的问题。将数据处理、3D重建和数字模拟比较相结合，分析和比较正在评估的被测零件的数据与数字CATIA/UG3D模型相比较，获得关于该部件和数字模型尺寸的差异点和符合点，并编写正确的检查报告。

目前，智能控制装置在控制行业中并不占很大比例，但在汽车零部件控制行业中，以及在今后人力资源持续短缺的情况下，它们代表着一个新的技术开发方向，它将发挥日益重要的作用。

参考文献：

[1]李小新，康笃玲，吴烨.浅析检具设计在工艺优化过程的作用[C].2019中国汽车工程学会年会论文集（5），2019.