虛擬匹配技術(shù)在汽車白車身車門匹配中的應(yīng)用

夏華杰 胡慶冬 張明玉

摘 要：隨著生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)汽車外觀品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，而車門作為汽車外觀品質(zhì)的重要組成部分，如何保證車門與車門、車門與側(cè)圍等零部件的匹配質(zhì)量成為各大汽車廠商面臨的挑戰(zhàn)。對(duì)于汽車車門等零部件的尺寸匹配，目前的傳統(tǒng)方法是利用MB/CUBING等匹配工裝對(duì)車門等零部件匹配尺寸進(jìn)行確認(rèn)，而在無(wú)匹配工裝的情況下無(wú)法對(duì)零部件匹配狀態(tài)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷。文章以車門與白車身的虛擬裝配模型為例，在實(shí)際裝配前模擬實(shí)物數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬裝配，提前預(yù)判缺陷并提出零部件整改建議，在保證車門匹配質(zhì)量的前提下，提高一次性裝配成功率。

關(guān)鍵詞：虛擬匹配技術(shù);汽車白車身;車門匹配;應(yīng)用

0 引言

外觀匹配是尺寸工程的主要處理對(duì)象，目標(biāo)是確保整車外觀件間的尺寸配合狀態(tài)符合尺寸技術(shù)要求（DTS），并作為零件整改的指導(dǎo)依據(jù)。實(shí)踐中常出現(xiàn)匹配對(duì)手件均符合各自圖紙公差要求，安裝在零部件檢具上合格，但相互匹配時(shí)間隙面差不合格的問(wèn)題。為解決此問(wèn)題，通常會(huì)開(kāi)發(fā)綜合檢具，如Cubing（綜合主模型）和MB（外綜合匹配樣架）。在這些模塊化的框架結(jié)構(gòu)上，可將零部件按圖紙基準(zhǔn)進(jìn)行安裝和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)匹配狀態(tài)的展示，指導(dǎo)模具修整。

1 虛擬匹配簡(jiǎn)介

對(duì)整車實(shí)物匹配的數(shù)字化仿真即為虛擬匹配的內(nèi)涵，其關(guān)鍵特征為仿真搭建、匹配效果可視化、整改分析數(shù)字化。從廣義上說(shuō)，虛擬匹配包括從單件到總成所有四大工藝的仿真，這顯然能更一步減少各級(jí)零件的制作和測(cè)量時(shí)間，更有利于爭(zhēng)取充足的整改時(shí)間。所述的虛擬匹配相對(duì)狹義，專指獲取某待測(cè)零件的測(cè)量數(shù)據(jù)后，通過(guò)仿真其在綜合檢具上的裝配效果，預(yù)測(cè)其尺寸狀態(tài)，為模具整改提供指導(dǎo)。

2 虛擬匹配方法需解決的問(wèn)題

汽車覆蓋件加工成型后，需要在裝配測(cè)量車間進(jìn)行裝配試驗(yàn)，以驗(yàn)證是否滿足裝配要求，作為汽車覆蓋件之一的汽車引擎蓋需要經(jīng)過(guò)3～5h才能驗(yàn)證該零件是否滿足裝配要求。首先，技術(shù)人員通過(guò)裝配夾具或者連接件將汽車覆蓋件裝配在特定的支架上，如外綜合匹配樣架（AMB），通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等測(cè)量設(shè)備對(duì)裝配的汽車覆蓋件基準(zhǔn)點(diǎn)位置進(jìn)行反復(fù)測(cè)量;然后，通過(guò)測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)與理想裝配下理論數(shù)值模型的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，技術(shù)人員獲取測(cè)量位置的偏差值;接著，根據(jù)裝配工藝對(duì)可調(diào)整件進(jìn)行多次調(diào)整，使得汽車覆蓋件能夠達(dá)到裝配要求，測(cè)量裝配完畢的汽車覆蓋件，獲得汽車覆蓋件周邊位置與理論裝配下的偏差數(shù)據(jù);最后，記錄不能達(dá)到裝配要求的汽車覆蓋件，以及達(dá)到裝配要求的汽車覆蓋件的周邊形變量。

3 汽車白車身車門虛擬匹配流程

3.1 測(cè)量規(guī)劃

測(cè)量規(guī)劃需要結(jié)合測(cè)量的對(duì)象來(lái)決定測(cè)量設(shè)備及測(cè)量方法。此次研究的測(cè)量對(duì)象為白車身總成及前后車門總成，使用的虛擬仿真軟件為RD&T軟件，它是基于汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)、實(shí)際制造水平和裝配過(guò)程，在三維環(huán)境下進(jìn)行零件裝配和公差代入，從而進(jìn)行三維尺寸鏈計(jì)算的仿真軟件?？紤]到RD&T軟件測(cè)量數(shù)據(jù)的處理能力以及白車身的在線測(cè)量需求，選擇雙懸臂測(cè)量機(jī)進(jìn)行接觸式測(cè)量來(lái)獲取零部件精度數(shù)據(jù)。

3.2 虛擬裝配

在RD&T軟件中將前后車門總成按照裝配定位策略虛擬裝配到白車身上，建立尺寸技術(shù)規(guī)范（DTS）測(cè)量。1）后門裝配到側(cè)圍：A基準(zhǔn)由后門上下鉸鏈安裝面及側(cè)圍棱線下部區(qū)域調(diào)平點(diǎn)構(gòu)成，B基準(zhǔn)由門檻區(qū)域方形孔及側(cè)圍棱線下部區(qū)域調(diào)平點(diǎn)對(duì)應(yīng)處的翻邊面構(gòu)成，C基準(zhǔn)取后門洞門檻中部區(qū)域。2）前門裝配到側(cè)圍：A基準(zhǔn)由前門上下鉸鏈安裝面及后門棱線下部區(qū)域調(diào)平點(diǎn)構(gòu)成，B基準(zhǔn)由前門洞門檻區(qū)域2點(diǎn)構(gòu)成，C基準(zhǔn)取后門棱線下部區(qū)域調(diào)平點(diǎn)對(duì)應(yīng)的翻邊面。

4 虛擬匹配的應(yīng)用

4.1 車門外觀匹配仿真及整改方案確認(rèn)

虛擬匹配除了能夠真實(shí)模擬實(shí)物零件匹配情況，發(fā)現(xiàn)匹配問(wèn)題，還可以對(duì)整改方案進(jìn)行虛擬驗(yàn)證和選擇。如左后門與側(cè)圍間隙及面差的公差要求為±0.5mm，汽車左后門與側(cè)圍間隙、面差仿真中值偏移。由左后門與側(cè)圍仿真中值偏移值可知面差均滿足±0.5mm的公差要求，RD-SD-L-Gap-001，RD-SD-L-Gap-014，RD-SD-L-Gap-015的斷面間隙中值偏移較大，分別為-0.873，0.623，0.804mm，超出±0.5mm的公差要求。

4.2 車門內(nèi)間隙測(cè)量及整改方案確認(rèn)

在車門總成基準(zhǔn)下，對(duì)車門內(nèi)間隙測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量結(jié)果以DMO形式導(dǎo)出，在白車身門洞局部基準(zhǔn)下對(duì)車門密封止口進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量結(jié)果以DMO形式導(dǎo)出，將車門側(cè)及白車身側(cè)的內(nèi)間隙測(cè)點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的DMO文件導(dǎo)入RD&T虛擬匹配數(shù)模，運(yùn)行模型后可預(yù)測(cè)四門內(nèi)間隙結(jié)果，運(yùn)用貢獻(xiàn)因子分析，可以對(duì)各中值偏移產(chǎn)生的原因進(jìn)行精確分析，指導(dǎo)超差區(qū)域整改方案確認(rèn)，對(duì)車門密封性能、關(guān)閉力、關(guān)門聲品質(zhì)等分析提供支持。

4.3 汽車后燈等類剛性件與白車身匹配仿真及整改方案確認(rèn)

首先準(zhǔn)備好尾燈零件、數(shù)模及GD&T信息，參考尾燈GD&T基準(zhǔn)信息，采用零件基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系對(duì)尾燈周圈間隙面差測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果以DMO形式輸出。對(duì)白車身尾燈安裝區(qū)域，參考尾燈裝配基準(zhǔn)信息，建立局部基準(zhǔn)，測(cè)量白車身側(cè)與后燈匹配區(qū)域間隙、面差測(cè)量點(diǎn)，將測(cè)量結(jié)果以DMO形式輸出。

5 結(jié)束語(yǔ)

將CMM檢測(cè)與計(jì)算機(jī)虛擬匹配軟件相結(jié)合的方法，快速、準(zhǔn)確、直觀地呈現(xiàn)出白車身車門匹配間隙、面差情況，實(shí)現(xiàn)了實(shí)車裝配前對(duì)車門與白車身匹配情況較為準(zhǔn)確的預(yù)判。同時(shí)該方法還可擴(kuò)展到汽車燈具與白車身等類剛性零部件的匹配仿真，并根據(jù)匹配缺陷指導(dǎo)零部件進(jìn)行整改，利用虛擬匹配技術(shù)替代匹配工裝為實(shí)現(xiàn)公司的長(zhǎng)期目標(biāo)提供支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃祥，于興林，楊帆.虛擬匹配技術(shù)在汽車白車身車門匹配中的應(yīng)用[J].汽車工程師，2020（04）：51-54.

作者簡(jiǎn)介：夏華杰（1976-），男，安徽蕪湖人，本科，長(zhǎng)期從事汽車焊接工藝技術(shù)提升研究及科室管理工作。