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Mule car車身硬點(diǎn)的試制和底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證是整車開發(fā)過程中尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是現(xiàn)在汽車行業(yè)中整車開發(fā)周期大大縮短大環(huán)境下的一個(gè)利器。

奇瑞汽車股份有限公司乘用車工程研究二院 周正祥
隨著政府對(duì)汽車行業(yè)扶持力度的加大，中國的汽車行業(yè)顯現(xiàn)出前所未有的良好發(fā)展形勢，中國的汽車研發(fā)和生產(chǎn)步入了快車道；國際金融危機(jī)的影響致使國外汽車行業(yè)加快了進(jìn)軍中國市場的步伐。這就對(duì)國產(chǎn)自主品牌的研發(fā)提出了更新、更高的要求，國產(chǎn)自主品牌要想適應(yīng)這巨大的壓力和面對(duì)這一行業(yè)快速發(fā)展的大好機(jī)遇，為適應(yīng)這種形勢，就必須在有限的產(chǎn)品開發(fā)周期中推出更多的新產(chǎn)品，這個(gè)重任首當(dāng)其沖地賦予了國產(chǎn)自主品牌的研發(fā)設(shè)計(jì)。國產(chǎn)自主品牌要想縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，可以在正在開發(fā)的車身整體試制工作完成之前，通過對(duì)同一平臺(tái)的現(xiàn)有的成熟車型的車身的改制，試制出Mule car，提前開始或完成底盤性能的設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作，使車身開發(fā)工作和底盤開發(fā)和驗(yàn)證工作同時(shí)進(jìn)行，這樣，產(chǎn)品的開發(fā)周期就可以大大縮短。基于此Mule car改制方面考慮，Mule car車身硬點(diǎn)試制和底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證就應(yīng)運(yùn)而生，Mule car車身硬點(diǎn)的試制和底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證是整車開發(fā)過程中尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是現(xiàn)在汽車行業(yè)中整車開發(fā)周期大大縮短大環(huán)境下的一個(gè)利器。
FARO便攜式測量臂以其自身硬件靈活的特性和軟件CAM2的強(qiáng)大的功能，在制造業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，它填補(bǔ)了平臺(tái)式三坐標(biāo)對(duì)改制車身和測量底盤硬點(diǎn)困難的空白。經(jīng)過長時(shí)間的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)測量坐標(biāo)系和整車坐標(biāo)系的擬合統(tǒng)一，為Mule car車身硬點(diǎn)的試制和底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證提供依據(jù)；同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)測量坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)對(duì)位到3D數(shù)據(jù)上進(jìn)行偏差分析。
Mule car試制精度的高低對(duì)開發(fā)整車的動(dòng)力學(xué)性能有著至關(guān)重要的意義，本文通過對(duì)某一Mule car試制過程車身硬點(diǎn)改制和試制之后的底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證說明FARO在整車開發(fā)過程中的應(yīng)用。

FARO 測量臂及CAM2平臺(tái)概述
FARO CAM2適用于特征測量、驗(yàn)證工作，每一個(gè)經(jīng)過測量的整車或零部件都可以與工程設(shè)計(jì)的3D CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。而法如測量臂以其自身便攜性、可靠性以及創(chuàng)新性被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、金屬制造和模具等制造業(yè)中，具有對(duì)齊、加工和模具檢測、工件檢測、首件檢測，模具及沖模檢驗(yàn)等功能。
Mule car車身硬點(diǎn)試制和底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證流程圖
在試制Mule car之初，首先要做的是制定車身硬點(diǎn)試制和底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證流程圖，這項(xiàng)工作很重要，流程圖編制是否周全決定著車身硬點(diǎn)試制和底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證工作是否能夠順利開展、實(shí)施以及準(zhǔn)確無誤的完成。圖1是整個(gè)Mule car的試制計(jì)劃，其中包含了車身硬點(diǎn)試制和底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證等多方面的工作。

圖1 試制驗(yàn)證流程圖
Mule car車身硬點(diǎn)試制
完成了Mule car試制計(jì)劃中的前期一系列的工作之后，就開展關(guān)鍵步驟之一的車身硬點(diǎn)試制工作。車身硬點(diǎn)試制是在選定的成熟車身上進(jìn)行的，在車身上進(jìn)行更改底盤的安裝點(diǎn)位置以達(dá)到Mule car的技術(shù)要求，將車身上的地盤安裝位置焊接要求達(dá)到設(shè)計(jì)的整車坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，從而試制出一個(gè)高精度的Mule car試制車，如何實(shí)現(xiàn)這一的目標(biāo)呢？經(jīng)過多次的研究試驗(yàn)，借助于FARO便攜式三坐標(biāo)可以解決這一個(gè)技術(shù)難題。
首先，將測量坐標(biāo)系擬合到整車坐標(biāo)系下。將車身放置在舉升機(jī)上后，在車子上找到四個(gè)車身焊接制造公差最小的基準(zhǔn)特征，將這些特征的3D數(shù)據(jù)或坐標(biāo)值導(dǎo)入或者是輸入到CAM2軟件中，構(gòu)造標(biāo)稱值，再測量實(shí)際車身上的特征數(shù)據(jù)，利用軟件中的擬合坐標(biāo)系的功能將測量坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一到整車坐標(biāo)系下。在選取基準(zhǔn)特征的時(shí)候，遵循以下幾個(gè)原則：
1、 基準(zhǔn)特征空間距離最大化原則
2、 基準(zhǔn)特征盡量在同一車身零件上原則
3、 基準(zhǔn)特征沖壓和焊接等制造公差最小原則
其次，根據(jù)Mule car車身硬點(diǎn)坐標(biāo)焊接車身安裝點(diǎn)。下面以Mule car后減震器安裝支座的改制過程為例說明車身硬點(diǎn)試制的過程，如圖2所示。車身安裝點(diǎn)的焊接過程是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過程，先要去除掉和Mule car設(shè)計(jì)不符的安裝點(diǎn)，然后將改制過的車身件通過FARO測量臂的準(zhǔn)確定位，焊接到車身上，焊接過程主要包括以下幾個(gè)方面：
1、 硬點(diǎn)安裝支架：制造新的車身安裝支架或沿用原有車身安裝支架。
2、 車身支架焊接步驟：①虛焊，固定在大致的位置；②利用FARO測量臂檢查硬點(diǎn)坐標(biāo)、安裝平面（整車坐標(biāo)系）及相應(yīng)的軸線；③小幅度調(diào)整被焊接支架（邊調(diào)整邊用FARO測量臂檢查），確保硬點(diǎn)誤差在1mm內(nèi)，安裝平面角度誤差小于0.5°；④局部固定被焊接支架，再確認(rèn)硬點(diǎn)及安裝平面，如有偏差，需調(diào)整（焊接會(huì)引起變形）；⑤完全固定被焊接支架，最后確認(rèn)硬點(diǎn)及安裝平面。
3、 車身硬點(diǎn)試制要確保局部強(qiáng)度、安裝點(diǎn)剛度、整體剛度。

圖2減震器安裝支座的改制過程
整個(gè)車身硬點(diǎn)試制過程是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)而繁瑣的過程，車身硬點(diǎn)試制的過程也就是車身硬點(diǎn)驗(yàn)證的過程，二者是一個(gè)同步、相輔相成的過程，待車身上的各個(gè)安裝硬點(diǎn)按照預(yù)先方案精確試制完成之后，整個(gè)車身硬點(diǎn)試制工作順利完成，接下來將底盤新開發(fā)件裝配到試制好的Mule car試制車身上待Mule car底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證。
Mule car底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證
Mule car底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證是驗(yàn)證整車在某一載荷下的Mule car試制車的底盤硬點(diǎn)和設(shè)計(jì)底盤硬點(diǎn)是否一致性的工作。依照驗(yàn)證方案，將Mule car配載到某一規(guī)定載荷下，使其各輪載荷達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)值，載荷偏差不超過設(shè)計(jì)載荷的3%，如表1所示。

表1配載結(jié)果（單位：kg）

配載完成之后就可以開始Mule car底盤硬點(diǎn)的驗(yàn)證工作，Mule car底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證是借助于FARO便攜式測量臂以其自身硬件靈活的特性和軟件的強(qiáng)大的功能，將測量坐標(biāo)系與整車坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一，測量值與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比。整車坐標(biāo)系的擬合分為兩種方法，一種是把底盤硬點(diǎn)全部測量出來之后，在數(shù)據(jù)后處理的過程中將測量坐標(biāo)系擬合到整車坐標(biāo)系下，另一種方法是在測量底盤硬點(diǎn)的時(shí)候?qū)�測量坐標(biāo)系擬合到整車坐標(biāo)系下，后者由于具有實(shí)時(shí)檢測的功能，所以應(yīng)用最為廣泛，值得注意的是擬合的基準(zhǔn)特征的選取遵循車身硬點(diǎn)試制特征選取原則，同時(shí)，盡量保證選取使用車身硬點(diǎn)試制特征選取原則，這樣有助于分析前后兩次測量坐標(biāo)系和整車坐標(biāo)系擬合統(tǒng)一偏差。Mule car底

盤硬點(diǎn)測量內(nèi)容包括所有涉及底盤性能相關(guān)的關(guān)鍵硬點(diǎn)項(xiàng)目，圖3為整車坐標(biāo)系下的底盤硬點(diǎn)實(shí)時(shí)測量結(jié)果。

圖3底盤硬點(diǎn)實(shí)時(shí)測量結(jié)果
測量工作完成后對(duì)Mule car底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證，驗(yàn)證分析工作是最后的一項(xiàng)工作，在測量中由于不能全部直接測量到實(shí)際需要的底盤硬點(diǎn)，而是測量底盤硬點(diǎn)周邊的一些特征要素，其中有平面、圓、圓柱、線、軸線等最為基本的特征要素，所以就要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，依據(jù)零部件的外形尺寸將測量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的偏置，分析所有Mule car關(guān)鍵硬點(diǎn)的偏差，分析結(jié)果即為Mule car底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證的最終結(jié)果。下面是副車架、后扭轉(zhuǎn)梁、輪心位置以及下擺臂的分析結(jié)果，如圖4、5所示。

圖4副車架、后扭轉(zhuǎn)梁分析結(jié)果

圖5輪心位置、下擺臂分析結(jié)果
總結(jié)
綜上所述，Mule car車身硬點(diǎn)的試制和底盤硬點(diǎn)驗(yàn)證是利用FARO測量臂硬件的靈活性、可靠性和軟件的強(qiáng)大后處理功能，有針對(duì)性地指導(dǎo)試制出精確的、滿足設(shè)計(jì)和試驗(yàn)要求的Mule car，它的價(jià)值不僅僅在于試制出Mule car本身，而是在于它能夠?qū)⒄�車研發(fā)周期大大地縮短，能夠提前完成底盤的各項(xiàng)性能試驗(yàn)，爭取到了寶貴的研發(fā)時(shí)間，使產(chǎn)品能夠更快地投入到日益激烈的市場競爭中去。