WPS在成形管生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)用

李杰，趙丹，甘林

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230022）

前言

管線路就如同汽車的血管一樣，連接著汽車的各種功能件，對(duì)汽車的正常運(yùn)行有至關(guān)重要的作用。管線路的布置也是一個(gè)汽車企業(yè)整體實(shí)力的一種體現(xiàn)，合理的布置給人一種美的感受。為保證布置合理，會(huì)大量的使用成形管。

成形管設(shè)計(jì)參數(shù)表為各控制點(diǎn)的坐標(biāo)，因各控制點(diǎn)是各段中心線的交點(diǎn)，并不是處于實(shí)物上的點(diǎn)，檢測(cè)比較困難，只能借助專用夾具才能進(jìn)行檢測(cè)。

1 成形管生產(chǎn)過(guò)程

本文主要討論的成形管生產(chǎn)過(guò)程為設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)檢三部分。

1.1 成形管的設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)介

在完成成形管走向設(shè)計(jì)之后，將成形管各控制點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)量出來(lái)，做成參數(shù)表用于指導(dǎo)生產(chǎn)與質(zhì)檢，成形管示意圖與參數(shù)表如下圖1所示。

圖1 成形管示意圖與參數(shù)表

1.2 成形管的生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介

以成形鋼管為例，供應(yīng)商接到圖紙之后，將成形管參數(shù)表中的數(shù)據(jù)輸入到自動(dòng)彎管機(jī)系統(tǒng)里，生產(chǎn)人員按照要求將管毛坯安裝到指定位置，自動(dòng)彎管機(jī)即進(jìn)行自動(dòng)折彎，完成成形管生產(chǎn)。

1.3 成形管的質(zhì)檢過(guò)程與存在問(wèn)題

將成形管安裝到專用質(zhì)檢夾具上，當(dāng)各檢測(cè)點(diǎn)貼合時(shí)，該成形管質(zhì)檢合格。一套夾具只能檢測(cè)一種成形管，由于夾具投入成本較高，在量比較小時(shí)投入夾具，會(huì)造成零部件成本高等問(wèn)題。

由于各點(diǎn)的坐標(biāo)是成形管在坐標(biāo)系中的一個(gè)特定的位置下測(cè)量生成的，且各點(diǎn)為虛擬點(diǎn)，并非成形管實(shí)體上的點(diǎn)，所以沒(méi)有夾具的情況下，即使使用三坐標(biāo)儀也不能進(jìn)行成形管檢測(cè)。

1.4 成形管質(zhì)檢問(wèn)題的解決方案

通過(guò)分析，成形管質(zhì)檢困難的主要原因是檢測(cè)對(duì)象為各控制點(diǎn)坐標(biāo)，各控制點(diǎn)為虛擬的點(diǎn)不便于測(cè)量，如果把檢測(cè)對(duì)象由虛擬對(duì)象轉(zhuǎn)化成實(shí)體對(duì)象，即可利用簡(jiǎn)單的測(cè)量工具進(jìn)行檢測(cè)。

具體的解決方案是將檢測(cè)對(duì)象由各控制點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為各直線段長(zhǎng)度L與各控制點(diǎn)處兩直線段的夾角θ，成形管檢測(cè)對(duì)象示意圖如下圖2所示，轉(zhuǎn)化后的成形管參數(shù)表如下圖3所示（與圖1不是同一個(gè)零部件）。

圖2 轉(zhuǎn)化后的成形管質(zhì)檢對(duì)象

圖3 成形管參數(shù)表

2 成形管檢測(cè)參數(shù)的計(jì)算

成形管檢測(cè)參數(shù)可以通過(guò)三維軟件直接測(cè)量，但工作量大，出現(xiàn)錯(cuò)誤后不容易檢查。因?yàn)槲夜粳F(xiàn)使用的二維軟件為SE，該軟件可與WPS表格工具集成，所以，我們可以利用WPS表格工具的計(jì)算功能，自動(dòng)生成成形管檢測(cè)參數(shù)。

成形管檢測(cè)參數(shù)計(jì)算模型如下圖4所示。

圖4 成形管檢測(cè)參數(shù)計(jì)算模型

已知 P1、P2、P3點(diǎn)坐標(biāo)，折彎半徑為 R。計(jì)算折彎后直線段長(zhǎng)度L1、夾角θ、總長(zhǎng)L。

2.1 夾角θ的計(jì)算

理論依據(jù)：向量?jī)?nèi)積=|向量1|×|向量2|×cos（向量的夾角）

則

其中P2P1*P2P3為向量P2P1與向量P2P3的內(nèi)積，|P2P1|與|P2P1|為向量的模。

2.2 折彎損失l1的計(jì)算

2.3 折彎后兩點(diǎn)之間直線段長(zhǎng)度L1的計(jì)算

理論依據(jù)：折彎后兩點(diǎn)之間直線段長(zhǎng)度=兩點(diǎn)的距離-折彎損失。

|P1P2|為P1P2向量的模，l1、l2為線段兩端的折彎損失，當(dāng)線段為兩個(gè)末端的線段時(shí)，有一個(gè)折彎損失為 0，例如此處l2為 0。

2.4 弧長(zhǎng)A的計(jì)算

2.5 總長(zhǎng)L的計(jì)算

以上各參數(shù)的計(jì)算不需要解方程，所以均可以使用WPS的計(jì)算功能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

3 WPS表格計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用

第一步，完成成形管的三維設(shè)計(jì)，如下圖5所示：

圖5 成形管三維數(shù)模

第二步、按順序自動(dòng)生成個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，如下圖6所示：

圖6 利用三維軟件自動(dòng)生成的各點(diǎn)坐標(biāo)

第三步、將各點(diǎn)坐標(biāo)復(fù)制粘貼到成形管參數(shù)表中，并設(shè)置好小數(shù)點(diǎn)后有效位數(shù)，如下圖7所示：

圖7 將坐標(biāo)復(fù)制粘貼到WPS做成的參數(shù)表中

第四步、對(duì)比計(jì)算的總長(zhǎng)與通過(guò)三維軟件測(cè)量的總長(zhǎng)，確認(rèn)坐標(biāo)點(diǎn)輸入無(wú)錯(cuò)誤，如下圖8所示：

圖8 測(cè)量的成形管總長(zhǎng)

第五步、隱藏參數(shù)表不需要在圖紙中顯示的內(nèi)容，將參數(shù)表復(fù)制粘貼到SE圖紙中，如下圖9所示：

圖9 SE零件圖中顯示的成形管參數(shù)表

第六步、完善零部件圖紙其它信息，則成形管的設(shè)計(jì)過(guò)程完成。

4 結(jié)論

通過(guò)案例表明，利用 WPS表格的計(jì)算功能，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)成形管檢測(cè)參數(shù)的計(jì)算，在增加了成形管檢測(cè)參數(shù)的同時(shí)，沒(méi)有增加設(shè)計(jì)人員工作量，而且通過(guò)兩種方法得到總長(zhǎng)進(jìn)行對(duì)比，還可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員自檢，提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。

將虛擬的檢測(cè)對(duì)象轉(zhuǎn)化為實(shí)體的檢測(cè)對(duì)象這種思路，還可以運(yùn)用到其它零部件的檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中。

[1] 百度百科baike.baidu.com“向量運(yùn)算”.

[2] JAC《管線路設(shè)計(jì)方法》JAC內(nèi)部資料.

[3] JAC《彎管機(jī)作業(yè)指導(dǎo)卡》JAC內(nèi)部資料.

[4] JAC《安全件檢驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》JAC內(nèi)部資料.