汽车覆盖件检测仪原理及应用
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摘要：结合应用实例介绍汽车面板检测仪的基本组成、结构特点及检测原理。
关键词：检具、汽车覆盖件
1 简介
汽车覆盖件一般是指汽车冲压件、冲压件焊接而成的零部件（分总成）、车身骨架、各种内饰件等。覆盖件的制造质量对整车质量影响很大，它对轿车和各种乘用车尤为重要。在覆盖件的制造中，无论是大型冲压件、内饰件、空间几何形状复杂的焊接子组件，还是简单的小型冲压件、内饰件等，专用的检测治具（简称检具）作为主要检测方法，用于控制工序间的产品质量。检具检测具有快速、准确、直观、方便等优点，特别适合大批量生产的需要。自 1980 年代中期以来，
2 盖板检测工具的组成及特点
网格尺寸标注方法已逐渐被 CAD 数据所取代。设计部门提供的冲压件、焊接件甚至车身的CAD数据，可作为制造模具、焊接治具和检具尺寸的依据。图1为车身坐标系示意图。坐标原点位于前轴中点，沿X、Y、Z轴平行排列的网线以100mm的距离穿过车身，确定车身上的所有位置点。这些网线可以用来确定车身各部分的位置。当然根据这个，也可以用之前用过的坐标网格来做尺寸。设计部门提供的冲压件、焊接件甚至车身的CAD数据，可作为制造模具、焊接治具和检具尺寸的依据。图1为车身坐标系示意图。坐标原点位于前轴中点，沿X、Y、Z轴平行排列的网线以100mm的距离穿过车身，确定车身上的所有位置点。这些网线可以用来确定车身各部分的位置。当然根据这个，也可以用之前用过的坐标网格来做尺寸。设计部门提供的冲压件、焊接件甚至车身的CAD数据，可作为制造模具、焊接治具和检具尺寸的依据。图1为车身坐标系示意图。坐标原点位于前轴中点，沿X、Y、Z轴平行排列的网线以100mm的距离穿过车身，确定车身上的所有位置点。这些网线可以用来确定车身各部分的位置。当然根据这个，也可以用之前用过的坐标网格来做尺寸。设计部门提供的焊接件甚至车身都可以作为制造模具、焊接夹具和检测工具尺寸的依据。图1为车身坐标系示意图。坐标原点位于前轴中点，沿X、Y、Z轴平行排列的网线以100mm的距离穿过车身，确定车身上的所有位置点。这些网线可以用来确定车身各部分的位置。当然根据这个，也可以用之前用过的坐标网格来做尺寸。设计部门提供的焊接件甚至车身都可以作为制造模具、焊接夹具和检测工具尺寸的依据。图1为车身坐标系示意图。坐标原点位于前轴中点，沿X、Y、Z轴平行排列的网线以100mm的距离穿过车身，确定车身上的所有位置点。这些网线可以用来确定车身各部分的位置。当然根据这个，也可以用之前用过的坐标网格来做尺寸。坐标原点位于前轴中点，沿X、Y、Z轴平行排列的网线以100mm的距离穿过车身，确定车身上的所有位置点。这些网线可以用来确定车身各部分的位置。当然根据这个，也可以用之前用过的坐标网格来做尺寸。坐标原点位于前轴中点，沿X、Y、Z轴平行排列的网线以100mm的距离穿过车身，确定车身上的所有位置点。这些网线可以用来确定车身各部分的位置。当然根据这个，也可以用之前用过的坐标网格来做尺寸。
图1
盖板检测仪是根据盖板检测的特点设计制造的，与普通的机加工检测工具有很大的不同。现在以图2和图3所示的两种盖板检测工具为例，说明它们的基本组成和结构特点。
图2
并在其上标明 的大小值是参考身体坐标系确定的。图2中参考块的底面和图3中的F面为一个坐标面（如X'-Y'），另外两个坐标面XZ和YZ在参考块的一侧（不如图 3 所示）。为方便移动，中大型检具通常配备四个可拆卸的轮子（图3中的件10)），或制作一个框架式手推车，直接将检测工具“嵌入”其中。
1.铸铝框架2.环氧树脂型材3.衬套4.塞规5.塞规座6.杠杆夹头
7. 卡盘座8. 检具座9. 搬运（提升）滑块10. 活动轮11. 过渡座
图 3
3 盖板检测工具的原理及应用
一般来说，覆盖件乃至车身的检测要素主要是工件的形状（如轮廓、曲面形状等）和特征部位（如孔、法兰等）的位置。下面介绍盖板检测仪的主要检测原理和要点。
3.1 工件定位
工件正确、合理的定位是准确测量的基础。检具上盖的定位主要有两种方式： ① 将表面定位块与工件的自由曲面配合，然后将工件上的两个孔作为定位孔一起完成定位。两个定位孔之一必须能在两个方向上限位，可用锥形塞规（圆孔用）或棱形塞规（腰孔用）定位；另一个定位孔只能在一个方向上限位，可以使用棱柱销、倒角销（用于腰孔）或圆销（用于圆孔）定位，见图4。 ②将表面定位块与自由曲面配合工件表面，然后在工件轮廓的边缘设置一个挡块，一起完成定位。轮廓定位点通常设置在三点，即一个方向两点，另一方向一点。
图 4
3.2 孔检测
孔的检查内容主要包括孔的尺寸和孔的位置。用检具检查通常可采用以下方法： ①当被测孔精度较低时，可采用标记法进行检查，即每隔1mm的检具相应区域在工件被测孔的下方进行标记，标记区域的圆直径（或正方形的边长）应比被测孔径大5mm，如图5a所示。图中双虚线的直径D1和D2根据图纸公差要求确定，其中D1=D-1，D2=D+1。 ②当被测孔比较重要或精度要求较高时，塞规和套管法可用于测试，如图 5b 所示。塞规的形状为阶梯圆柱销汽车检具，类似于图4所示用于孔定位的塞规。塞规的工作部分是一个直径为D′、D′的圆柱体
图 5
3.3 形状轮廓检测
盖子的轮廓一般是不规则的、自由形状的，所以轮廓检测的主要依据是检具的轮廓。同时采用其他相应的检测方法，如划线比对、齐平比对、测厚仪检测、游标卡尺和专用手持测量工具等。
划线检测工件轮廓的方法与检查孔的检测方法类似。检具表面也刻有双划线，用比较法评价盖板的轮廓精度（该方法用于图3所示的检具）。当轮廓精度较高时，可采用齐平比较法进行检查。此时，评价工件轮廓精度的依据是检具的相关轮廓，应有足够的利用长度L（25-30mm）。图 6 显示了一些具有代表性的封面轮廓检测示例。在实际测试中，经常需要用到图7所示的专用量具。以图6中的a、b、d、f为例。在进行测试时，将专用量具的底面M紧贴量具的相关轮廓F，然后移动量具，记录千分表读数值的变化。数量（在开始测量之前需要将千分表归零）。图7所示标距尺寸为参考尺寸，基长L可根据实际需要确定。对于图 6 中的 C 和 E 的情况，使用专用测量工具时，只需将千分表探头从球头改为小平面即可。数量（在开始测量之前需要将千分表归零）。图7所示标距尺寸为参考尺寸，基长L可根据实际需要确定。对于图 6 中的 C 和 E 的情况，使用专用测量工具时，只需将千分表探头从球头改为小平面即可。数量（在开始测量之前需要将千分表归零）。图7所示标距尺寸为参考尺寸，基长L可根据实际需要确定。对于图 6 中的 C 和 E 的情况，使用专用测量工具时，只需将千分表探头从球头改为小平面即可。
图 6
1. 量具本体2. 千分表3. 旋钮4. 紧固螺丝
图 7
盖板自由曲面的检验（平面为特例）通常采用在量规表面设置“3mm测量面”的方法。测量面由支撑面（即“O”形间隙面）定位。成型后（见图6)。盖板尺寸公差一般为±015mm或±1mm，形状误差有两种确定方法：①插入式测厚仪由不同厚度（如如间隔尺寸 011mm) 几件，单独使用或组合测量。 ②另一种更广泛使用的方法是使用如图 8a 所示的锥度尺。锥度尺可以将插入深度转换为间隙量，读数值可达011mm。图 8b 显示了两种锥度尺的测量结果。锥度尺虽然使用起来比较方便，但它的实际测量精度并不是很高。图9所示的两种专用检测工具可以获得更高的测量精度，操作非常方便。在现代检具设计中，测量面之间的间隙往往从3mm扩大到5mm（见图9)。
(a) (b)
图 8
图9
3.4 分段模型和手持式组合仪表
横截面模板和手持式组合量规均用于用量规测量盖子的曲面形状和工件上孔的位置。是否配置这两个仪表取决于实际测量需要。当对工件尺寸和形状精度要求较高，仅靠检具轮廓及相应结构不足以实现有效控制时，可在检具周围设置多个断面模板。图 10 为截面模板的测量实例，其工作部分型材与盖板被测面之间应有 3mm 的间隙，以便用于各种专用测量工具。截面模型的板体材料一般为钢或铝等金属，工作部分可由铝或树脂制成。手持式组合规是一种限位塞规，但其功能与止回销或定位销不同。主要用于控制工件表面多个孔（包括非圆形孔）的大小和位置。它与检查工具的主体有关系。图11所示为车门外板检测工具检测工件时使用的组合量规示例。检查对象是一组安装门把手的孔。左边的圆柱销用于检测圆孔，右边的两个销用于检测腰形孔。组合规还可以控制孔之间的位置。手持式组合规是一种限位塞规，但其功能与止回销或定位销不同。主要用于控制工件表面多个孔（包括非圆形孔）的大小和位置。它与检查工具的主体有关系。图11所示为车门外板检测工具检测工件时使用的组合量规示例。检查对象是一组安装门把手的孔。左边的圆柱销用于检测圆孔，右边的两个销用于检测腰形孔。组合规还可以控制孔之间的位置。手持式组合规是一种限位塞规，但其功能与止回销或定位销不同。主要用于控制工件表面多个孔（包括非圆形孔）的大小和位置。它与检查工具的主体有关系。图11是车门外板检测工具检测工件时使用的组合量规示例。检查对象是一组安装门把手的孔。左边的圆柱销用于检测圆孔，右边的两个销用于检测腰形孔。组合规还可以控制孔之间的位置。主要用于控制工件表面多个孔（包括非圆形孔）的大小和位置。它与检查工具的主体有关系。图11所示为车门外板检测工具检测工件时使用的组合量规示例。检查对象是一组安装门把手的孔。左边的圆柱销用于检测圆孔，右边的两个销用于检测腰形孔。组合规还可以控制孔之间的位置。主要用于控制工件表面多个孔（包括非圆形孔）的大小和位置。它与检查工具的主体有关系。图11所示为车门外板检测工具检测工件时使用的组合量规示例。检查对象是一组安装门把手的孔。左边的圆柱销用于检测圆孔，右边的两个销用于检测腰形孔。组合规还可以控制孔之间的位置。图11所示为车门外板检测工具检测工件时使用的组合量规示例。检查对象是一组安装门把手的孔。左边的圆柱销用于检测圆孔，右边的两个销用于检测腰形孔。组合规还可以控制孔之间的位置。图11所示为车门外板检测工具检测工件时使用的组合量规示例。检查对象是一组安装门把手的孔。左边的圆柱销用于检测圆孔，右边的两个销用于检测腰形孔。组合规还可以控制孔之间的位置。
图10
图11
3.5 工件夹紧
检具中盖板的检查一般应在夹紧状态下进行。夹紧方式主要有杠杆式卡盘夹紧和永磁夹紧。夹紧点必须设置在“O”形间隙面（即支撑面上），夹紧点的数量应尽量少，夹紧位置应选择在刚性较好的部位。工件。
图 3 中的零件 6 是杠杆卡盘的应用示例。杠杆夹头有一系列产品，制造商可以根据需要选择，也可以配备不同类型和尺寸的支架或支架（如图37).
永磁夹紧方式近年来应用越来越广泛，尤其是在中小型覆盖件的检测工具中。夹持用永磁体均为扁圆钮形，已提供系列产品。配置永磁体有两种方式： ① 将永磁体嵌入支撑块中。② 将永磁体对称嵌入支撑块两侧的成型面（磁铁上表面应低于定位面012～013mm）。
大型覆盖件的装夹常采用卡盘装夹和磁铁装夹的混合方式。杠杆式卡盘用于围绕工件夹紧汽车检具，中间支撑块用永磁体夹紧。对于车盖和车身中一些比较复杂的组件（如前壁、车身框架甚至车身等），可以使用如图12所示的检测工具进行测试。
图12
被测工件（车身框架或前壁组件等）由四个阶梯柱支撑，并由圆柱部分和环形表面定位。定位孔一般为减震器孔等制造精度较高的孔。柱子固定在稳定的底座上。待测工件两侧设置若干测量支架。每个支架上都安装了一个可水平移动的测量臂。立柱顶部装有测量头。每个测量头对应一个测量焊接组件。或者被测身体的某个部位。由于工件被测部位在轮廓上可分为孔和点，因此探头也分为两种，如图13所示。
图 13
从图中可以看出，虽然与表面被测孔或点接触的量爪形状和结构不同，但都固定在一个带有读数刻度的二维可调机械滑台上。 . 轴向还安装了读数刻度。当然，一些简易检具的探头结构比较简单，没有可读取的二维滑台，但操作者目视检查读数，如图14所示。 图15显示检具的状态用于从另一个方向测量车身分总成、车身骨架等覆盖件。
图 14
图 15
4。结论
必须指出的是，虽然汽车覆盖件检测工具在量产方面具有一定的优势，但这些检测工具大多形状复杂、体积庞大、生产周期长、成本高，且检测对象单一，检测灵活性较差。 . 此外，检具的工作特性决定了很难快速获取大量准确的测量数据并据此监控生产线的运行状态。逐渐失去了在面板和车身在线检测方面的领先地位，尤其是对大型焊接总成和车身的检测。现代汽车制造厂很少使用图12和图15这样的大型检测工具。（结尾）
