現(xiàn)代電子技術(shù)在汽車零部件檢測中的應(yīng)用
中國一汽的汽車生產(chǎn)哈恰,經(jīng)歷了五十個(gè)春秋圾另,在這五十年的歷程中偎血,經(jīng)受了由卡車到轎車诸衔;由單一產(chǎn)品到多元化產(chǎn)品;由手工制作到年產(chǎn)一百萬輛的歷練颇玷,發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變笨农。而汽車零部件質(zhì)量的檢測,伴隨著汽車生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大帖渠,也日益重要谒亦。隨著科學(xué)的日新月異,檢測技術(shù)得到了長足的進(jìn)步掰砌。
現(xiàn)代電子技術(shù)在汽車零部件檢測領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用瞪殖,取得了顯著的成果。主要在顯示智能化学岔、力的測量、形位公差的測量庙曹、軸/孔尺寸的高精度測量等方面:
1 顯示智能化
汽車零部件在生產(chǎn)過程中的檢測师赂,是保證質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。測量技術(shù)的提高班痹,是加工精度提高的前提條件镶悟。通常測量精度應(yīng)高于加工精度一個(gè)數(shù)量級(jí)。
汽車零部件在生產(chǎn)過程中的檢測蔚抖,就是對(duì)工件是否合格的判定辙哪。只有合格,才可以進(jìn)入下一道工序孔尸,最終安裝在整車上沽澜。對(duì)檢測結(jié)果的顯示方式,通常有兩種方式:
(1) 界限顯示:通過控制加工公差的上限和下限竟闪,當(dāng)工件在這一區(qū)間內(nèi)离福,合格,落在區(qū)間外炼蛤,則超差妖爷,不合格。優(yōu)點(diǎn)是使用方便理朋,具體應(yīng)用如:塞規(guī)絮识、卡規(guī)、水柱式量儀嗽上、電子柱量儀等次舌。
(2) 讀數(shù)顯示:通過使用百分表(或千分表)對(duì)工件測量斜友,讀出數(shù)值,在要求的公差范圍垃它,為合格鲜屏,否則即為不合格。優(yōu)點(diǎn)是測量準(zhǔn)確国拇。有兩類不同的使用場合:直接讀數(shù)法——應(yīng)用于尺寸的測量(有校準(zhǔn)件)洛史;間接讀數(shù)法——需要讀取最大值(或最小值),并對(duì)讀數(shù)進(jìn)行簡單計(jì)算燃灿,應(yīng)用在平面度枕详、垂直度、同軸度敦璧、對(duì)稱度弹扩、跳動(dòng)等方面測量。
通過應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)钻琴,在汽車零部件檢測領(lǐng)域眶逐,引入傳感器技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)堕圾,實(shí)現(xiàn)了顯示智能化洗吉。它綜合了前述兩種方式的優(yōu)點(diǎn),使測量更準(zhǔn)確谁昵、更方便蔼魁。應(yīng)用范圍更廣泛。
車輪輪輻夭寺、輪輞測量跳動(dòng)的檢具凛驮,傳統(tǒng)上采用指針式粗測表來顯示數(shù)值,由于每種產(chǎn)品檢測多個(gè)跳動(dòng)值条辟,操作者要記住每塊表變化的最大值黔夭,非常不方便,不同的操作者也容易產(chǎn)生不同的測量結(jié)果捂贿,這對(duì)用戶控制產(chǎn)品質(zhì)量造成一定的難度,也影響到整車質(zhì)量纠修。
通過對(duì)上述問題進(jìn)行分析、調(diào)研并與用戶探討厂僧,最后確定采用智能化顯示來改善傳統(tǒng)檢具的不足扣草,具體方案是通過電子部件將產(chǎn)品轉(zhuǎn)動(dòng)一周變化的最大值記錄下來,并通過數(shù)顯裝置將其顯示出來颜屠。對(duì)一個(gè)產(chǎn)品的多個(gè)檢測項(xiàng)目可以通過一塊顯示面板來實(shí)現(xiàn)辰妙,給使用者帶來極大方便。另外,在測量上采用了傳感器密浑,提高了測量準(zhǔn)確性蛙婴。
在為車輪廠設(shè)計(jì)6.00G-16 輪輞與輪輻總成跳動(dòng)檢具時(shí),我們根據(jù)上述方案秤暮,設(shè)計(jì)完成了兩套機(jī)電檢測量儀钢谍。該量儀的顯示裝置均采用工裝公司自行研制的TD 型跳動(dòng)測量儀(見下圖),它通過傳感器與機(jī)械裝置相連歧织,用數(shù)字形式反映產(chǎn)品公差亏的,同時(shí)對(duì)產(chǎn)品是否合格用紅綠燈顯示來提示用戶,既方便又提高了準(zhǔn)確性地混。解決了困擾質(zhì)量的這一難題胆中。
TD 型跳動(dòng)測量儀是由我公司研制的,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量的電子檢測儀器庆牵∠鹗眨可配合不同檢驗(yàn)夾具使用,檢測軸類零件的徑向遏填、端面跳動(dòng)配评。能同時(shí)測量1~4 個(gè)參數(shù)矮憔,可預(yù)置公差逾礁,有合格狀態(tài)顯示。另外泡徙,它的設(shè)計(jì)原理可以適用于其他以讀數(shù)差為顯示結(jié)果的形位公差的檢測椿疗。
顯示智能化測量是檢具向電子化發(fā)展邁出的關(guān)鍵一步,并且這種智能化顯示使測量更加方便可靠糠悼,對(duì)于一些測量參數(shù)多届榄,精度要求高的產(chǎn)品尤為適用。顯示智能化測量不僅廣泛適用各類檢具倔喂,同時(shí)铝条,為發(fā)展自動(dòng)化檢具、乃至智能化檢具席噩,打好基礎(chǔ)班缰。
2 力的測量
關(guān)于力的測量是在汽車零部件檢測領(lǐng)域一次突破性的應(yīng)用。
遮陽板總成撕開力的檢測悼枢,通常不在檢測設(shè)計(jì)范圍內(nèi)埠忘,因而一直未進(jìn)行檢驗(yàn)。如果采用機(jī)械式的測量方案馒索,即:將制件定位莹妒,用彈簧秤或加掛砝碼的機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)測量绰上。這樣追祈,得到的結(jié)果返乏,只是近似值,不準(zhǔn)確俐番,而且效率低香诽,不能滿足生產(chǎn)及用戶需求。經(jīng)過研討撇熬,確立了機(jī)電結(jié)合的設(shè)計(jì)方案庐丁。
為一汽減振器廠設(shè)計(jì)的遮陽板總成撕開力的電子數(shù)顯檢測儀,實(shí)現(xiàn)了力的精確測量婆仪,并能實(shí)現(xiàn)測量全過程實(shí)時(shí)監(jiān)測和最大值保持兩種功能舵邦,使檢驗(yàn)工裝智能化、先進(jìn)化筑落。
在設(shè)計(jì)中村参,機(jī)械部分采用目前檢測方面最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和技術(shù),如:THK 直線軸承滑板摸悲、滾珠滑板梳附、絲杠傳動(dòng)等。電氣部分主要應(yīng)用了單片機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)述雾,實(shí)現(xiàn)了智能化檢測街州,讀數(shù)為數(shù)顯形式,并用紅綠燈顯示產(chǎn)品是否合格玻孟。這種檢測手段工人師傅們使用方便唆缴,操作簡單,能大大地提高工作效率黍翎。對(duì)多個(gè)品種產(chǎn)品的檢測項(xiàng)目可以通過一臺(tái)檢測儀來實(shí)現(xiàn)面徽,給使用者帶來極大方便。
3 形位公差的測量
在形位公差的測量上匣掸,也取得了較為滿意的效果趟紊。主要是測跳動(dòng)和測平面度兩個(gè)方面。測跳動(dòng)——輪輞與輪輻總成跳動(dòng)電檢測量儀碰酝;測平面度——后蓋-變速器/中間軸-變速器/側(cè)蓋-倒檔孔平面度數(shù)顯檢測儀霎匈、從動(dòng)錐齒輪平面度電子數(shù)顯檢測儀。
為一汽熱處理廠設(shè)計(jì)的多品種從動(dòng)錐齒輪平面度的電子數(shù)顯檢測儀(見下圖)送爸,實(shí)現(xiàn)了多種產(chǎn)品多工序平面度的精確測量铛嘱,測量半自動(dòng)化,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高檢測效率,使檢驗(yàn)工裝智能化、先進(jìn)化敢俭。熱處理檢測從動(dòng)錐齒輪平面度采用兩種方式: ①采用滑尺法乱孩,需重復(fù)測量很多次;②采用塞尺法,塞周邊菲组。兩種方法由于都重復(fù)測量啰昧,效率低,不能滿足生產(chǎn)節(jié)拍需求庭匆。另外肮顾,現(xiàn)場采用噴丸的工藝去應(yīng)力,粉塵較多渗骆,經(jīng)常附著在工件表面针蜀;其中一道工序檢驗(yàn)時(shí),制件剛淬火完畢硝逐,制件表面掛滿淬火油捷仓,而且,溫度很高足蹋,如果等溫度冷卻后图云,油又會(huì)粘在工件表面。由于這些惡劣的環(huán)境因素邻邮,對(duì)檢測過程的要求竣况,也將更加嚴(yán)格。經(jīng)過研討筒严,確立了機(jī)電結(jié)合的設(shè)計(jì)方案丹泉。
在設(shè)計(jì)中,機(jī)械部分采用目前檢測方面新研發(fā)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)鸭蛙,如:檢測儀采用了回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)摹恨、重力平衡、多產(chǎn)品快換等機(jī)構(gòu)娶视;增加了防塵睬塌、防油、隔熱等功能:將運(yùn)動(dòng)部件安裝在封閉的箱體內(nèi)歇万,減少粉塵的影響;設(shè)計(jì)了特殊的雨傘式結(jié)構(gòu)勋陪,防止油的滲漏贪磺,添加了排油槽;設(shè)計(jì)了靈活的傳遞杠桿嘶逝,避免了高溫對(duì)傳感器的影響易颊。電氣方面應(yīng)用了傳感器技術(shù)和單片機(jī)技術(shù),采用12 個(gè)傳感器拄抄,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)重復(fù)采集除搞、運(yùn)算,保證了測量結(jié)果的正確性,自動(dòng)打印測量結(jié)果治东,滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求准击,提高生產(chǎn)效率。這種檢測手段工人師傅們使用方便缔禾,操作簡單胸立,能大大地提高工作效率。對(duì)多個(gè)品種產(chǎn)品的檢測項(xiàng)目可以通過一臺(tái)檢測儀來實(shí)現(xiàn)像样,給使用者帶來極大方便绷觉。
4 軸/孔尺寸的高精度測量
專門用于測量高精度汽車零部件軸徑和孔徑的數(shù)顯便攜式電子卡規(guī)和電子塞規(guī)。它的液晶數(shù)顯表頭采用3 位半數(shù)字顯示莫辨,數(shù)字讀取精度在0.001mm傲茄,實(shí)際重復(fù)測量精度在0.001mm,完全可以適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場的最高測量要求沮榜。電子卡規(guī)和電子塞規(guī)在實(shí)際測量前盘榨,需用標(biāo)定實(shí)際值的校準(zhǔn)件進(jìn)行比較校準(zhǔn)。汽車零部件軸徑和孔徑的測量現(xiàn)狀及測量敞映,現(xiàn)在在現(xiàn)場普遍采用的軸徑和孔徑的測量方法有這樣幾種:卡規(guī)较曼、塞規(guī)測量,這種測量方法應(yīng)用最廣振愿,時(shí)間最長捷犹;各類氣動(dòng)測量,應(yīng)用比較普遍冕末,尤其是水柱式量儀是我們公司李學(xué)授發(fā)明的萍歉,一段時(shí)間以來,在高精度軸徑和孔徑的測量中起到了很重要的作用档桃;電子柱量儀測量軸徑是20 世紀(jì)90 年代初發(fā)展起來的一種測量方法枪孩,由于引入了電子信號(hào)測量的量化才真正開始;氣轉(zhuǎn)電的測量則把氣與電的優(yōu)勢充分結(jié)合起來藻肄,是新型測量技術(shù)應(yīng)用的具體體現(xiàn)硝迁。
卡規(guī)、塞規(guī)測量的最大優(yōu)點(diǎn)是使用方便朝棉,對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場沒有任何要求锁龙,單件成本確實(shí)很低,但對(duì)于高精度軸徑和孔徑沧牧,磨損也很快腺拗。它的最大缺點(diǎn)是對(duì)于高精度軸徑和孔徑測量的可信度太差,在國外费赋,高精度軸徑和孔徑早已不采用這種測量方式困碰。
浮標(biāo)量儀和水柱式量儀的測量精度可以滿足現(xiàn)場實(shí)際需要耍俱,但也只能作為產(chǎn)品判定合格與否的一種測量手段,而且西龟,量儀調(diào)整困難馒脏,易受氣源干擾,對(duì)現(xiàn)場條件要求較高涝填。
電子柱測量的最大優(yōu)點(diǎn)是提供了可以量化的刻度蚣碰,根據(jù)放大倍率的不同,每一個(gè)刻度所代表的精度指標(biāo)不同誓沸,它的最大缺點(diǎn)是需要使用電源梅桩,而且由于使用筆式傳感器,調(diào)整困難拜隧,機(jī)械結(jié)構(gòu)受限制宿百。它的典型應(yīng)用是發(fā)動(dòng)機(jī)活塞裙部分組,效果不錯(cuò)洪添。
用氣轉(zhuǎn)電量儀進(jìn)行測量對(duì)于高精度軸徑和孔徑垦页,尤其是小孔徑或粗糙度較好的零件比較實(shí)用。它同樣可以提供量化的刻度干奢,測量精度可以達(dá)到很高痊焊。它的缺點(diǎn)是使用中現(xiàn)場需要提供氣源和電源,不方便忿峻。
我們研制開發(fā)的新產(chǎn)品——電子卡規(guī)和電子塞規(guī)薄啥。它的表頭采用數(shù)字顯示,重復(fù)測量精度基本可以達(dá)到0.001mm逛尚,電子卡規(guī)的測頭采用陶瓷合金垄惧;電子塞規(guī)的測頭采用硬質(zhì)合金。電源采用兩節(jié)9V 電池供電街赊,電池的使用壽命可以達(dá)到3 個(gè)月搜计。電子卡規(guī)的機(jī)械疲勞實(shí)驗(yàn)做到26 萬次以上仍可正常使用,電子塞規(guī)測頭的測力只有5N娘介,且可以調(diào)整杉藐。電子卡規(guī)和電子塞規(guī)整體的使用壽命在正常情況下,可以達(dá)到5 年用载。由于采用便攜式的設(shè)計(jì)稠臣,對(duì)現(xiàn)場沒有使用要求,可以隨時(shí)隨地進(jìn)行測量,具有其他測量方式無法比擬的的方便性灾纱。
5 總結(jié)
綜上所述,應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)侦纳,檢驗(yàn)工裝實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)代化的生產(chǎn)的匹配时损,有效地保證了汽車零部件的質(zhì)量也您。通過多年的推廣和應(yīng)用,在實(shí)際生產(chǎn)過程中脾膨,直接保證了產(chǎn)品質(zhì)量乃至整車質(zhì)量愕炸,達(dá)到了預(yù)期的效果,受到用戶的好評(píng)幔嫂。
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