白车身三坐标合格率提升研究

摘 要：白车身三坐标合格率作为评判焊接车身质量的重要标准之一，极大的影响下道工序尤其是总装装配的可行性。本文以某皮卡车型开发至量产为实例，阐述了白车身三坐标合格率提升的方案，完成了该车型各阶段白车身三坐标合格率的目标要求。

关键词：三坐标合格率;焊装夹具;白车身质量控制

1 前言

汽车车身的综合质量，是评价汽车设计质量、工艺水平的重要指标之一。车身的综合质量主要包括四个方面：冲压成型质量、焊装质量、涂装质量和内饰质量。其中车身的焊接质量对车身综合质量的其它三个方面起到了承上启下的作用。焊装后的车身在未经过涂装之前称之为白车身，白车身的质量主要包括：尺寸指标、焊接指标和密封指标[1]。其中尺寸指标作为白车身质量的基础主要有：门缝段差间隙合格率指标、总成检具合格率指标、白车身三坐标合格率指标。而最为复杂且对下道工序如总装装配是否可行影响最大的当属白车身三坐标合格率指标，因此如何控制并提升白车身三坐标合格率尤为关键。

新车型的开发一般都会经历漫长的过程，从创意评审到总体设计、白车身数据设计、试制、试验到小批量、批量生产。在设计阶段需要充分考虑零件的成型工艺性，制定合理的焊接顺序及焊接工藝，提供可执行的质量控制文件，用来指导后期的生产制造[2]。不同的汽车厂家对白车身三坐标合格率要求有所差异，但从TTO试生产到PP小批量生产再到最后的SOP正式量产白车身三坐标合格率要求基本都是呈阶梯上升方式。白车身三坐标合格率作为各阶段能否进入下个阶段重要指标，将直接影响最终产品能否进入SOP正式生产。

2 白车身三坐标数据分析方法

三坐标的测量离不开测量设备与测量方法，通常将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经过数学运算，求出被测的几何尺寸、形状和位置[3]。三坐标测量设备具有高精度、高速度、柔性好等特点广泛应用于汽车行业中。三坐标测量数据报告多以表格的形式呈现，以某皮卡车型的驾驶室为例，需测量整个驾驶室所需要控制的安装孔、定位孔、螺母、螺柱等关键点有近500个点，而每个点位有三个空间坐标值分别为X、Y、Z，通用的公差为±1.5mm，也就是说有近1500项需要控制在公差内。

三坐标数据的分析方法基本遵从由大到小、由整理到局部的原则。驾驶室总成通常可分解为：地板总成、机舱总成、顶盖总成、左侧围总成、右侧围总成、后围总成。其中地板总成是最为基础的，白车身的测量基准多以下车体总成也就是地板总成加机舱总成上选取关键的2个定位孔和多个关键的基准面建立的，而下车体绝大部分在地板总成上，所以地板总成的整理尺寸相对来说也会较为稳定。顶盖总成及后围总成由于结构层级不多数据分析也较为简单。白车身三坐标尺寸最难控制的是侧围总成及机舱总成上部。

侧围总成主副定位通常在外板件选取，以某车型为例，在数据分析时首先应确保主副定位孔的数据在理论值的±0.5mm内并连续稳定，考虑到夹具及设备长期使用过程中会因侧围自身的重力导致Z方向的损耗，经验上会将它控制在理论值的0到+0.5mm内。主副定位孔按要求控制后再按此原则将下一层级总成件定位孔控制在±0.5mm内，以此类推控制到最小层级的件。机舱总成的尺寸控制是最为复杂的也是影响最大的，整车的关键区域如大灯、前保、翼子板、发盖的安装都在机舱处。机舱总成基本由四个分总成组成：散热器支架总成、左轮罩总成、右轮罩总成、前围板总成。其中前围总成刚性足够多用2个主副定位的方式定位，其余总成件因刚性不足经验上多采用3个或3个以上的定位孔进行定位。如何控制好机舱总成的尺寸，除了确保定位孔尽可能的控制在理论值上，还应对产品结构及用途有系统深入的了解。

3 白车身三坐标合格率提升方案

白车身质量控制着重在于设计开发与生产制造两个方面的控制，设计开发阶段尤其是在焊接SE同步工程分析中，综合其他因素尽可能的减少结构层级对后续白车身尺寸控制起着尤为关键的作用，合理分布尺寸公差，采用定位基准一致的方式对后续白车身三坐标合格率提升提供了基础条件。

生产制造阶段的精度控制主要分为：冲压件精度控制、各零部件总成精度控制、焊接过程精度控制、焊装夹具定位方式控制。以某皮卡焊装生产线为例，冲压件及各零部件总成为分包供货，这要求在供货前就必须对这些零件尺寸进行严格的控制，主要采用上检具方式进行识别，首先应按产品要求满足产品的尺寸公差，如涉及到尺寸协调问题还需要进一步控制公差值是否应往上限或下限靠拢，然后是保证是否能连续稳定。焊装过程精度控制在焊装生产线前期规划时尽可能的减少一些合拼工位工序，能很好的减小各工序间造成的累积误差，多采用自动化焊接设备，如自动点焊设备、焊接机器人等对整车的保持一致性有很大的帮助。在焊装线上主要控制车身精度的方式是合拼工位夹具，夹具等级按产品结构分类，驾驶室合拼夹具等级最高，其次是一些大的总成夹具如地板、侧围、机舱等的合拼夹具，再其次是小的分总成合拼夹具如轮罩、前围、散热器等的合拼夹具，以此类推，等级最低的为补焊夹具。通过夹具等级划分，对产品结构用途及各零件性能的认知，有层次有重点的进行精度控制，从而完成白车身三坐标合格率目标。

4 结论

白车身三坐标合格率提升是一个复杂而繁琐的过程，从白车身设计开发就已经开始，焊装线体规划、各零部件总成及冲压件的过程及尺寸控制、焊装夹具定位方式选择、焊装过程自动化使用率都影响着白车身三坐标合格率。通过控制以上的几种方面能较好的满足整车开发各阶段的目标需求。

参考文献：

[1]邱富深，王红刚，黄满堂，靳君锋.如何提高汽车车身焊装质量[J].客车技术与研究，2008（02）：50-52+55.

[2]朱艳丽.同步工程（SE）在汽车白车身质量控制中的应用研究[D].南京理工大学，2013.

[3]刘培，黄玲，石小明，王灿红.基于三坐标测量机的白车身质量控制[J].汽车零部件，2013（05）：39-41.

推荐访问:合格率 车身 提升 三坐标 研究