如何確定汽車(chē)檢具的位置和汽車(chē)坐標(biāo)系

垂直檢測(cè)工具的坐標(biāo)系。車(chē)身沖壓件大多具有空間曲面、局部特征多、非軸對(duì)稱(chēng)、剛性差等特點(diǎn)，定位、支撐、裝夾難度較大。目前，大部分車(chē)身沖壓件的檢測(cè)都是由數(shù)控機(jī)床根據(jù)數(shù)字模型和預(yù)定的加工程序一次性自動(dòng)完成，自動(dòng)完成所有需要加工的表面和孔。檢查材料多為環(huán)氧樹(shù)脂。檢測(cè)設(shè)計(jì)完成后，再根據(jù)檢測(cè)細(xì)節(jié)確定底板組件的位置和尺寸，并在需要檢測(cè)的關(guān)鍵部分建立橫截面模型。

3 檢具設(shè)計(jì)3.1 工件及檢驗(yàn)專(zhuān)用設(shè)計(jì)建模的一般步驟首先參考零件圖對(duì)工件進(jìn)行分析，初步擬定檢具設(shè)計(jì)平面圖，確定基準(zhǔn)面，檢查工具的不平整度，并檢查截面，定位表面等，并簡(jiǎn)單地繪制其二維示意圖。在檢具設(shè)計(jì)中，檢具的具體設(shè)計(jì)建模是關(guān)鍵，它直接影響檢具能否準(zhǔn)確檢測(cè)工件的質(zhì)量。由于車(chē)身面板以自由曲面為主的特性，“從實(shí)物逆向搜索”是目前通用的建模方法。逆向搜索是在現(xiàn)有工件或物理原型的基礎(chǔ)上，利用激光掃描儀采集數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理、三維重建等過(guò)程，構(gòu)建具有特定形狀和結(jié)構(gòu)的原型模型的方法。我們使用激光掃描儀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工件表面進(jìn)行掃描，基于點(diǎn)云采集工件表面特征信息，將點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為車(chē)身坐標(biāo)，利用surfacer軟件對(duì)點(diǎn)信息進(jìn)行處理，得到工件表面的特性曲線。, 從而生成最終的自由曲面模型；同時(shí)，可以通過(guò)點(diǎn)云到表面的最大和最小距離檢測(cè)生成的原型模型。需要注意的是，此時(shí)得到的模型是沒(méi)有厚度的片狀模型。需要根據(jù)掃描儀掃描的表面來(lái)區(qū)分型號(hào)是工件的內(nèi)表面還是外表面，這對(duì)于檢測(cè)的詳細(xì)設(shè)計(jì)尤為重要。為了實(shí)現(xiàn)檢測(cè)工具對(duì)工件自由曲面的檢測(cè)，檢測(cè)面與工件內(nèi)表面的間隙一般保持在2-3mm左右的恒定間隙。

對(duì)于精度要求更高的工件，在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，可以通過(guò)量規(guī)輪廓的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和專(zhuān)用量具來(lái)測(cè)量工件表面的偏差。檢測(cè)工件外輪廓的方法主要有兩種。設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢測(cè)工具時(shí)： ①檢測(cè)面沿工件外輪廓切線向外延伸約20mm；②沿工件外輪廓法線方向向下延伸約20mm。在一般的CAD軟件（如UG）中，將工件表面向內(nèi)偏移2-3mm的距離（如果生成的工件模型是外表面，則在進(jìn)行偏移時(shí)加上工件的厚度），然后將曲面沿輪廓的切線或法線延伸20mm，得到檢測(cè)體的檢測(cè)面，再拉伸到參考平面一定距離即為檢測(cè)體模型。由于車(chē)身覆蓋件的復(fù)雜性，在生成檢測(cè)面時(shí)往往需要將上述兩種方法結(jié)合起來(lái)，但對(duì)于一些特殊的型材來(lái)說(shuō)，這仍然難以實(shí)現(xiàn)。圖2為復(fù)雜形狀的加工示意圖。圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)支架的工件表面有明顯的自相交和兩處干涉。對(duì)于特定的曲面，最后，沿工件輪廓和被檢混凝土表面3mm間隔的雙劃線，方便工件輪廓的檢測(cè)。當(dāng)然，在檢具（尤其是檢具）的設(shè)計(jì)中會(huì)遇到很多類(lèi)似的問(wèn)題，需要對(duì)檢具的原理有透徹的理解和體會(huì)。3.2 截面模板的設(shè)計(jì)與建模 工件關(guān)鍵面的檢測(cè)一般是通過(guò)截面模板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。檢具的截面模板分為旋轉(zhuǎn)式和插入式兩種。當(dāng)截面模板跨度超過(guò)300mm時(shí)，為保證垂直方向的檢測(cè)精度，它通常被設(shè)計(jì)為插件類(lèi)型。檢測(cè)面檢測(cè)工件的內(nèi)表面，截面模型用于檢測(cè)臨界截面的外表面。一般工作面距工件外表面2-3mm。建模方法和檢查工具表面相似。斷面模型的板體材料一般為鋼或鋁等金屬，工作面部分可由鋁或樹(shù)脂制成。

復(fù)雜形狀的橫截面模板在旋轉(zhuǎn)或插入時(shí)會(huì)發(fā)生干涉。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以分段加工，如圖3所示。如果設(shè)置為插入式截面模板，會(huì)干擾工件的定位銷(xiāo)；如果設(shè)置為單回轉(zhuǎn)式，由于工件本身的多次折疊，會(huì)干擾檢測(cè)體或工件，故設(shè)計(jì)為兩個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)段。該模型能夠滿(mǎn)足綜合測(cè)試的要求。3.3 工件的定位和夾緊。正確、合理地定位工件是準(zhǔn)確測(cè)量的基礎(chǔ)。車(chē)身蓋在檢具上的定位方法主要通過(guò)定位孔與卡盤(pán)的夾持定位或與永磁體的夾持配合來(lái)完成。隨著檢測(cè)工具在車(chē)身制造中的廣泛應(yīng)用，無(wú)論是杠桿式活動(dòng)卡盤(pán)還是永磁體，都有一系列產(chǎn)品可供選擇?；顒?dòng)卡盤(pán)還配有不同類(lèi)型和尺寸的支架或支架。大多數(shù)車(chē)身面板都有主定位孔和輔助定位孔。主要定位銷(xiāo)一般為圓柱銷(xiāo)（圓孔）或菱形銷(xiāo)（腰孔），以限制XY方向的自由度；輔助定位銷(xiāo)為錐形或菱形插銷(xiāo)用于限制ZXYZ四個(gè)方向的自由度。在設(shè)計(jì)檢具時(shí)，在檢測(cè)體上定位孔位置打孔（以插入定位銷(xiāo)襯套為準(zhǔn)），并給出定位孔的體坐標(biāo)。同時(shí)，在工件剛性好、分布合理的位置設(shè)置定位墊片和活動(dòng)卡盤(pán)，保證工件定位牢固。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少夾持點(diǎn)的數(shù)量，以保證活動(dòng)卡盤(pán)在工作時(shí)不干擾其他零件。并考慮到工人的方便，最終給出了定位墊上表面中心的車(chē)身坐標(biāo)。對(duì)于只有一個(gè)定位孔的工件，由于主定位孔只能限制兩個(gè)自由度，4 底板組件的設(shè)計(jì)將檢測(cè)體上表面沿基準(zhǔn)面方向拉伸一定距離，使最低點(diǎn)大于150mm的厚度汽車(chē)檢具，保證檢測(cè)體有足夠的強(qiáng)度。即，地板組件的上表面（基面）位于身體坐標(biāo)系的整數(shù)位置。具體地板總成的檢驗(yàn)一般由 4 底板組件的設(shè)計(jì)將檢測(cè)體上表面沿基準(zhǔn)面方向拉伸一定距離，使最低點(diǎn)大于150mm的厚度，保證檢測(cè)體有足夠的強(qiáng)度。即，地板組件的上表面（基面）位于身體坐標(biāo)系的整數(shù)位置。具體地板總成的檢驗(yàn)一般由

底板、槽鋼（必要時(shí)在鋼材加工中間）、定位塊和萬(wàn)向輪，當(dāng)?shù)装逵蓹z測(cè)體固定時(shí)，其他部件可根據(jù)實(shí)際情況選用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。3. 5孔檢測(cè) 車(chē)身沖壓件中很多重要的孔和法蘭需要單獨(dú)檢測(cè)。在檢查工具的設(shè)計(jì)中，通常在檢查體的上表面增加一個(gè)約1mm厚的凸臺(tái)。凸臺(tái)中心與工件孔中心在同一軸線上，直徑比孔直徑大5mm。凸臺(tái)檢測(cè)采用雙劃線方式（見(jiàn)圖5)。當(dāng)被測(cè)孔精度要求比較高時(shí)，定位孔用于檢測(cè)塞規(guī)和襯套。4 結(jié)語(yǔ) 在大型車(chē)體蓋板中，由于該類(lèi)檢具外形復(fù)雜、體積龐大、生產(chǎn)成本高、檢測(cè)對(duì)象列表靈活性差一、，難以快速獲取大量準(zhǔn)確的信息，已逐漸被先進(jìn)的自動(dòng)化檢測(cè)手段（如在線檢測(cè)系統(tǒng)）所取代，但對(duì)于大批量生產(chǎn)的小型沖壓件的檢測(cè)，我國(guó)汽車(chē)制造商仍主要依靠此類(lèi)檢測(cè)工具。

其實(shí)，檢具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于

1. 零件的正確裝夾，包括定位、裝夾位置、裝夾順序等，因?yàn)樵跈z測(cè)鈑金件和注塑件時(shí)，裝夾正確與否都會(huì)造成零件變形

2. 測(cè)試基準(zhǔn)建立系統(tǒng)，然后在檢具上（不是在零件上）設(shè)置參考點(diǎn)，通過(guò)六點(diǎn)定位原理確定坐標(biāo)系。這些參考點(diǎn)是檢驗(yàn)工具檢驗(yàn)的基準(zhǔn)。按一定周期進(jìn)行相應(yīng)的精度檢驗(yàn)。有時(shí)這些檢測(cè)工具的基準(zhǔn)是使用三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球

在該手冊(cè)中，您可以找到不同尺寸檢具的尺寸系列汽車(chē)檢具，以及檢具上常用的結(jié)構(gòu)

帶零件的系列（已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化），其實(shí)只是標(biāo)準(zhǔn)化，方便。如果你知道自己需要的控件的位置和內(nèi)容，可以自己設(shè)計(jì)。

由于檢測(cè)基準(zhǔn)孔的偏差，設(shè)計(jì)檢具時(shí)應(yīng)考慮公差。