汽车检具概念、结构、功能分类及其在汽车制造中的应用
摘要：本文概述了汽车检具的概念、结构、功能分类及其在汽车制造行业的应用。以某车型的前门总装检具为例，介绍了多元化检具参考系统的新设计方案和概念，可以模拟制造过程的参考定位系统和装配过程定位系统。评估人员可以及时、直观、准确地评估门总成的几何性能，直接、快速地反映制造过程中的问题或匹配结构问题，对解决问题起到关键作用。从而可以正确指导相关工装设备的调试，提高类装配与周边零件的匹配质量，节省开发成本，缩短项目开发周期。
随着人们生活水平的提高和经济能力的增强，消费者对汽车的需求不仅满足功能要求，而且在外观、质量和感知质量上都有更高的水平。尤其是80后、90后这一消费主力军汽车检具，对个性的表达有着更多的诉求，因此对汽车外观设计和制造外观越来越挑剔。
造型设计需要在制造过程中实现并保持良好的一致性，这就需要使用检验工具进行日常生产检验、尺寸匹配和质量改进。因此，大部分汽车零部件都需要开发检测工具，尤其是外观件。检验工具是必不可少的质量控制工具。
门总成的圆周间隙段匹配是一个大跨度的外观匹配部分。同时，门组件属于可开启部分。其开合的整个运动包络线有严格的要求。否则会出现干扰、磕碰等严重的质量问题。因此，对门总成的间隙间隙有严格的公差控制要求，对其制造的一致性也有更高的要求。
1、汽车检具的使用
1.1检查工具概述
检测仪是用于测量和评价零件尺寸质量的专用检测设备。其所有支撑面（点）和定位基准面（点）均按零件的三维数字模型或技术要求加工而成。一些特殊零件的测量支架还应具有检具部分的功能[1]。
根据被检零件的状态，检具可分为单体检具和装配检具两大类。单件式检具用于检测单个零件，而装配式检具用于检测两个或多个零件的装配尺寸精度。此外，还有用于白车身或分总成测量的测量支架，以及用于车辆匹配评估的TAC车辆检测工具等，都是各种检测工具。
该检具具有快速、准确、直观、方便等优点，特别适合大批量生产的需要。随着汽车工业的发展，检测工具作为汽车质量控制的重要手段，已被各大汽车厂商广泛采用。检具不同于其他通用测量设备，需要针对不同的零件专门设计制造。
1.2检测工具在汽车行业的使用
汽车检具是根据各种车型的规划设计需求开发的。它可以检查零件的几何尺寸和造型特征，然后进行尺寸性能评估。 汽车检具主要用于生产准备阶段模具精度的测量和调整以及批量生产后零件尺寸的日常监控。
汽车检具通常由3个部分组成：骨架部分和基础部分，主体部分和功能部分。其中，功能部件包括定位销和检测销、基准面、轮廓检测机构、夹具、测量夹具基准块、夹具底座、夹具升降机构、输送装置等。一般来说，框架底座和功能部件主要使用钢或铝，车身部分主要使用环氧树脂或铝[2]。
汽车检具在制作过程中主要用于以下几个方面。
(1）对于新机型，尤其是新机型的开发，参考资料很少。这时候汽车检具可以帮助快速调试工作。尤其是前期零件和设备条件不稳定的时候，它可以成为参考基准。
(2）在产品验证阶段，汽车检具也起到了关键作用，尤其是在批量零件的第一次试装阶段，可以在检具上进行大量的设计确认工作。此时stage, good 检具设计方案可以有效缩短产品的几何尺寸验证时间[3]。
(3）在试制阶段汽车检具，白车身与内外塑件的不匹配往往在所难免。检测工具可以有效确定问题根源，有效评估成品的差异和标称值。指导不合格件的改装，为产品质量提升指明方向，使实车匹配效果不断接近设计标称值。
（4）量产阶段，通过检测工具定期确认零部件的制造稳定性，及时发现制造突变，避免批量缺陷车辆造成的经济损失。
2、Category 装配检具优化
传统的门总成检测工具，基准系统设计为以门内板的一级和二级基准孔作为门总成的一级和二级基准孔，门内板的A基准面作为门组件的基准平面。保持门组件的基准与门内板的基准一致。外围环为测试模拟块，用于检测门组件外围环之间的间隙（图1和图2）。
2.1 分类检具结构优化设计
我司在传统检具的结构和参考定位系统的基础上，新增了2套参考定位系统。一套是以选择门组件外板上的3个点作为参考平面A。参考点的选取原则是靠近铰链和锁的位置，以及内门组件的主次参考孔。门的面板是门组件的主要和次要参考。孔，如图3所示。
另一组新基准是以门组件的两个铰链面和门外板靠近锁紧位置附件的一侧为基准平面A。铰链上的孔是主基准孔，以及螺栓和检查工具的底座被锁定并固定（图片4）。
2.2优化类装配检具结构将解决的问题
新增第一套参考定位系统，可有效检测门总成外观、轮廓、R角、特征线与理论值的偏差，消除传统参考系统因内板制造而产生的偏差本身。门外板偏差累积造成的尺寸误判。这样，包边完成后车门总成不需要再组装到车身上，可以快速评估包边的几何尺寸调试效果，从而指明包边设备的调试方向。
全新的第二套参考定位系统可模拟车门总成及其周边零件与白车身的匹配效果，真实反映车门总成在白车身中的整体偏移铰链和门连接的地方。传统检测工具的影响无法真实反映加载效果。
2.3 装配检具结构设计优化的意义
(1）优化后的品类总装检测工具已经可以满足零件评价和匹配评价的需要，不需要再开发整车检测工具了。特别是对于项目外形上的一些小变化，所以从而节省整车检测工具的开发成本。
(2）优化的检测工具基准，消除了因内板制造误差导致的内外板包边效果误判，有效指导包边设备调试，促进包边设备状态锁定。
(3）优化的检测工具基准使检测工具具有模拟加载效果的功能，可以快速发现门总成与周边零件的匹配问题，有效减少评估次数实际车辆装载量和零部件的反复拆装时间，缩短了项目开发周期。
3、结论
本文提出了门总成检测工具基准系统的多样性设计方案，可以模拟生产过程和装配过程，快速有效地评估门总成在不同条件下的几何性能。这在过去传统的单量具基准系统下是不可能的。
本文以前门组件为例进行讨论。可以用同样的方法推。后门总成、尾门总成、发动机罩总成都可以按照相应的思路进行设计，达到同样的效果。此外，这种设计优化理念对其他汽配检具设计乃至更广阔的制造领域检具设计都有很大的借鉴意义。
后续公司将继续优化检具设计，使检测工具功能多样化，使用效率最大化；践行精益设计制造理念，让产品更好地参与市场竞争，提高产品市场竞争力。
