如何确定汽车检具的位置和汽车坐标系
垂直检测工具的坐标系。车身冲压件大多具有空间曲面、局部特征多、非轴对称、刚性差等特点,定位、支撑、装夹难度较大。目前,大部分车身冲压件的检测都是由数控机床根据数字模型和预定的加工程序一次性自动完成,自动完成所有需要加工的表面和孔。检查材料多为环氧树脂。检测设计完成后,再根据检测细节确定底板组件的位置和尺寸,并在需要检测的关键部分建立横截面模型。
3 检具设计3.1 工件及检验专用设计建模的一般步骤首先参考零件图对工件进行分析,初步拟定检具设计平面图,确定基准面,检查工具的不平整度,并检查截面,定位表面等,并简单地绘制其二维示意图。在检具设计中,检具的具体设计建模是关键,它直接影响检具能否准确检测工件的质量。由于车身面板以自由曲面为主的特性,“从实物逆向搜索”是目前通用的建模方法。逆向搜索是在现有工件或物理原型的基础上,利用激光扫描仪采集数据,并通过数据处理、三维重建等过程,构建具有特定形状和结构的原型模型的方法。我们使用激光扫描仪对标准工件表面进行扫描,基于点云采集工件表面特征信息,将点坐标转换为车身坐标,利用surfacer软件对点信息进行处理,得到工件表面的特性曲线。, 从而生成最终的自由曲面模型;同时,可以通过点云到表面的最大和最小距离检测生成的原型模型。需要注意的是,此时得到的模型是没有厚度的片状模型。需要根据扫描仪扫描的表面来区分型号是工件的内表面还是外表面,这对于检测的详细设计尤为重要。为了实现检测工具对工件自由曲面的检测,检测面与工件内表面的间隙一般保持在2-3mm左右的恒定间隙。
对于精度要求更高的工件,在实际检测时,可以通过量规轮廓的往复运动和专用量具来测量工件表面的偏差。检测工件外轮廓的方法主要有两种。设计相应的检测工具时: ①检测面沿工件外轮廓切线向外延伸约20mm;②沿工件外轮廓法线方向向下延伸约20mm。在一般的CAD软件(如UG)中,将工件表面向内偏移2-3mm的距离(如果生成的工件模型是外表面,则在进行偏移时加上工件的厚度),然后将曲面沿轮廓的切线或法线延伸20mm,得到检测体的检测面,再拉伸到参考平面一定距离即为检测体模型。由于车身覆盖件的复杂性,在生成检测面时往往需要将上述两种方法结合起来,但对于一些特殊的型材来说,这仍然难以实现。图2为复杂形状的加工示意图。图中,发动机支架的工件表面有明显的自相交和两处干涉。对于特定的曲面,最后,沿工件轮廓和被检混凝土表面3mm间隔的双划线,方便工件轮廓的检测。当然,在检具(尤其是检具)的设计中会遇到很多类似的问题,需要对检具的原理有透彻的理解和体会。3.2 截面模板的设计与建模 工件关键面的检测一般是通过截面模板来实现的。检具的截面模板分为旋转式和插入式两种。当截面模板跨度超过300mm时,为保证垂直方向的检测精度,它通常被设计为插件类型。检测面检测工件的内表面,截面模型用于检测临界截面的外表面。一般工作面距工件外表面2-3mm。建模方法和检查工具表面相似。断面模型的板体材料一般为钢或铝等金属,工作面部分可由铝或树脂制成。
复杂形状的横截面模板在旋转或插入时会发生干涉。在实际设计中,可以分段加工,如图3所示。如果设置为插入式截面模板,会干扰工件的定位销;如果设置为单回转式,由于工件本身的多次折叠,会干扰检测体或工件,故设计为两个独立的回转段。该模型能够满足综合测试的要求。3.3 工件的定位和夹紧。正确、合理地定位工件是准确测量的基础。车身盖在检具上的定位方法主要通过定位孔与卡盘的夹持定位或与永磁体的夹持配合来完成。随着检测工具在车身制造中的广泛应用,无论是杠杆式活动卡盘还是永磁体,都有一系列产品可供选择。活动卡盘还配有不同类型和尺寸的支架或支架。大多数车身面板都有主定位孔和辅助定位孔。主要定位销一般为圆柱销(圆孔)或菱形销(腰孔),以限制XY方向的自由度;辅助定位销为锥形或菱形插销用于限制ZXYZ四个方向的自由度。在设计检具时,在检测体上定位孔位置打孔(以插入定位销衬套为准),并给出定位孔的体坐标。同时,在工件刚性好、分布合理的位置设置定位垫片和活动卡盘,保证工件定位牢固。设计时应尽量减少夹持点的数量,以保证活动卡盘在工作时不干扰其他零件。并考虑到工人的方便,最终给出了定位垫上表面中心的车身坐标。对于只有一个定位孔的工件,由于主定位孔只能限制两个自由度,4 底板组件的设计将检测体上表面沿基准面方向拉伸一定距离,使最低点大于150mm的厚度汽车检具,保证检测体有足够的强度。即,地板组件的上表面(基面)位于身体坐标系的整数位置。具体地板总成的检验一般由 4 底板组件的设计将检测体上表面沿基准面方向拉伸一定距离,使最低点大于150mm的厚度,保证检测体有足够的强度。即,地板组件的上表面(基面)位于身体坐标系的整数位置。具体地板总成的检验一般由
底板、槽钢(必要时在钢材加工中间)、定位块和万向轮,当底板由检测体固定时,其他部件可根据实际情况选用标准型号。3. 5孔检测 车身冲压件中很多重要的孔和法兰需要单独检测。在检查工具的设计中,通常在检查体的上表面增加一个约1mm厚的凸台。凸台中心与工件孔中心在同一轴线上,直径比孔直径大5mm。凸台检测采用双划线方式(见图5)。当被测孔精度要求比较高时,定位孔用于检测塞规和衬套。4 结语 在大型车体盖板中,由于该类检具外形复杂、体积庞大、生产成本高、检测对象列表灵活性差一、,难以快速获取大量准确的信息,已逐渐被先进的自动化检测手段(如在线检测系统)所取代,但对于大批量生产的小型冲压件的检测,我国汽车制造商仍主要依靠此类检测工具。
其实,检具设计的关键在于
1. 零件的正确装夹,包括定位、装夹位置、装夹顺序等,因为在检测钣金件和注塑件时,装夹正确与否都会造成零件变形
2. 测试基准建立系统,然后在检具上(不是在零件上)设置参考点,通过六点定位原理确定坐标系。这些参考点是检验工具检验的基准。按一定周期进行相应的精度检验。有时这些检测工具的基准是使用三个标准球
在该手册中,您可以找到不同尺寸检具的尺寸系列汽车检具,以及检具上常用的结构
带零件的系列(已经标准化),其实只是标准化,方便。如果你知道自己需要的控件的位置和内容,可以自己设计。
由于检测基准孔的偏差,设计检具时应考虑公差。