用于调试汽车底盘车架总成检具精度的两种便携式三坐标探讨

【摘 要】通过测量系统分析，说明在车间环境下调试汽车底盘车架总成检具精度时，使用关节臂便携式三坐标更合适。

【关键词】汽车底盘；车架总成；检具精度

引言

随着中国改革开放的日以推进，汽车已作为普通消费品进入千家万户，人们对汽车厂商的要求越来越高，零缺陷是汽车厂商们最终目标。而汽车的检具作为在生产制造企业进行测量和监控产品各种尺寸的快捷简便性工具，在检测零件的孔径尺寸、位置度、轮廓度、间隙和面差等方面，具有操作方便、稳定耐用、数据直观的特点，广泛应用于汽车制造行业。常见的汽车底盘车架检具有5m多长，是除了车身、内饰之外的大型检具，这类一般放在线边，通常需要使用便携式三坐标调试检具精度。

1、定时检查专用汽车底盘车架

专用汽车较普通汽车而言具有多品种、小批量以及装有专用设备、专用底盘车架等特点。专用汽车底盘车架作为汽车基础元件通过直接或间接方式装配于底盘中，在汽车工作过程中会受到来自各个地方的力的综合作用，有些部位由于长期受集中力产生磨损或者疲劳裂纹，如果不及时发现并进行维修补救工作，将会给专用底盘车架带来致命的危险，导致其提前结束服务使命，危及人身安全，造成经济损失。因此，应通过对专用汽车底盘车架定期敲锤、清洗、加脂、调整、紧固检查等方式及时发现问题，不漏过细节，特别要关注容易产生裂纹、磨损的部位，早发现、早制定维修保养方案，避免事故发生，营造安全可靠的专用汽车底盘车架使用环境。

2、常见的两种便携式三坐标简介

便携式三坐标是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的、并方便携带移动测量仪器，它是能在x、y、z3个或3个以上坐标内进行测量的通用长度测量工具。按工作原理分，便携式三坐标一般分为CCD、关节臂2种。

2.1、光电CCD便携式三坐标工作原理

由传感器组件、探测系统、电脑及应用软件及电缆等组成。采用精确的数字摄影测量技术，CCD通过测量镶嵌在光笔上的多个红外发光二极管（LED）的三维坐标，得到光笔在空间的位置和姿态（六维参数）。

2.2、关节臂便携式三坐标工作原理

在测量机的关节和臂身处分别设置由角度传感器、温度传感器、应变传感器以及单片机组成的智能传感器单元，各传感器单元由RS485总线进行连接，并通过RS485-USB接口与PC机进行通信。单片机完成各个传感器数据的采集并将数据上传到PC机，PC机程序由虚拟仪器开发平台LabVIEW完成，实现与单片机间的通信和数据处理，并通过动态链接库将坐标数据传送到标准三坐标测量软件POSCOM。

3、实际使用两种便携式三坐标对调试车架总成检具精度的影响

通过对比，理想条件下使用光电CCD便携式三坐标比使用关节臂便携式三坐标效率高，测量范围广，维护方便，精度一样。但实际使用时，现场的环境对光电CCD便携式三坐标的要求更高，主要影响因素有如下三个：（1）地面震动；（2）现场焊接弧光反射；（3）车间温度。而关节臂便携式三坐标对现场焊接弧光反射不敏感，同时抗震动能力强。通过MSA测量系统分析对比发现在车间生产环境下关节臂便携式三坐标MSA可以接受，而光电CCD便携式三坐标MSA不能接受。

3.1、重复性测量方法

检验员a操作关节臂便携式三坐标和光电CCD便携式三坐标分别对车架总成检具一个关键长度尺寸进行16次的测量，得出16组数据。通过minitab软件计算出关节臂便携式三坐标sg值0.03，小于0.0375，满足重复性要求。通过minitab软件计算出光电CCD便携式三坐标sg值0.70，大于0.0375，不满足重复性要求。

3.2、再现性测量方法

检验员a和b操作关节臂便携式三坐标和光电CCD便携式三坐标分别对车架总成检具一个关键长度尺寸进行8次的测量，得出16组数据。通过minitab软件计算出关节臂便携式三坐标sg值0.04，小于0.06666，满足重复性要求。通过minitab软件计算出光电CCD便携式三坐标sg值0.68，大于0.06666，不满足重复性要求。

4、专用汽车底盘车架焊接维修技术的策略分析

4.1、科学合理地选择焊接方式及焊接设备

底盘车架的焊接方式是影响车底盘车架焊接质量的重要因素之一。在底盘车架焊接过程中焊接后的焊缝处的收缩力较大，焊接方式不同，产生的焊接效果也会不一样。为了保证专用汽车底盘车架的焊接维修质量，必须依据底盘车架的焊接工艺参数，科学合理地选择与汽车整体构架以及性能相符的底盘车架焊接方式和焊接设备。常见的手工电弧设备直流焊机，辅助采用气體保护、焊条保温等设备，能够降低专用汽车底盘车架缺陷焊缝的形成。根据专用汽车底盘车架的结构材料选择强度接近或略高于母材的电焊条，一般情况下专用汽车底盘车架焊接维修工艺中根据总成材料16Mn低合金选择J506或507型号种类焊条，主要是因为这两种材料焊接性能较其它材料较好、材料厚度较为适中、性价比合适，采用合理的焊接工艺的条件下不需要热处理，焊接过程中不容易产生气泡或者裂纹，能够很好地满足专用汽车底盘车架结构材料焊接工艺要求。

4.2、提高焊接维修及焊接工艺水平

对于专用汽车底盘车架裂纹的焊接维修比较常见的焊接坡口加工方式有电弧刨、气割、手砂轮等，这种焊接维修方式主要目的是为了完全将裂纹去除并露出母材金属。焊接维修前期采用一些预处理方式可以提高焊接质量，比如采用乙炔和氧气混合气体对焊接区域预热，其温度应尽量控制在150`C到250`C之间最好。当然，裂纹大小不同的裂缝焊接修复处理方式会不一样。对于小裂纹的修复，为了解决抠透裂缝问题，可在裂缝起始端钻设直径为5mm一6。的孔洞，这样一来焊接起来就容易很多。对于大段裂纹则需要一边打坡口、一边点焊，这样避免了错位移位。在焊接维修结束后，可采用磁粉探伤查询检查重要部位的裂纹是否完全消除。

合理安排焊接顺序在一定程度上可以减小焊接变形。有些情况下，专用汽车底盘车架裂纹磨损不止一处，这个时候如何合理安排焊接维修顺序将直接影响焊接维修的效果。一般情况的焊接工艺基本上是采取对称性焊接和中间向两头进行的焊接方式，根据实际情况合理运用两种焊接维修方式。逐层焊接技术中，为了尽量控制打底层焊接过程中产生的未融合、夹渣、热裂纹等缺陷，可以采用直径较小且电流较小的焊条。而对于中间层焊接我们为了提升工作效率，在手弧焊中可选用直径较大的焊条并令焊接电流适应性增大。焊接完成后可将母材打平整，清理焊接后残留的药皮，使焊接维修部门比较美观。同时为了消除焊缝处的残余应力，可用敲击捶打的方式。焊缝冷却也需要特别注意，应该让其缓慢冷却，如果焊接维修的地方是在空间较大的室外或厂房中，我们应注重预防冷风，做到合理遮挡，在温度较低环境下完成焊接后应立即采用加热干灰、岩棉进行保温覆盖。

结束语

汽车底盘车架总成检具一般长度在5m以上，大部分是放在生产线边，通常需要使用便携式三坐标调试检具精度，通过对比光电CCD便携式三坐标及关节臂便携式三坐标的优劣，从而找到最适合调试车架总成检具精度的检测设备。

参考文献：

[1] 廖伟林.专用汽车底盘车架焊接维修技术应用探析[J].硅谷，2015，8（04）：104+106.

[2] 张国华.浅谈汽车底盘—后车架总成焊接工艺的优化[J].电子世界，2013（20）：234.

[3] 孙学海，索晓辉.专用汽车底盘车架焊接维修技术应用探析[J].科技资讯，2012（03）：88.

[4] 秦玉学.汽车底盘的参数化设计[D].大连理工大学，2003.

（作者单位：1长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司；

2精诚工科汽车系统有限公司保定徐水底盘分公司）

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