淺析數(shù)控技術(shù)在汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊壚昱

摘要：目前，科技發(fā)展十分迅速，各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)也在不斷更新，汽車(chē)行業(yè)也不例外。如今大部分家庭都擁有汽車(chē)，車(chē)輛生產(chǎn)的數(shù)量在不斷提升。為了滿足人們的用車(chē)需求，要加強(qiáng)技術(shù)的創(chuàng)新和完善。在汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)的過(guò)程中，可以應(yīng)用數(shù)控技術(shù)提升生產(chǎn)質(zhì)效，同時(shí)降低成本的投入，為汽車(chē)生產(chǎn)效益的提升奠定基礎(chǔ)，本文就此進(jìn)行了相關(guān)的闡述和分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù);汽車(chē)底盤(pán);生產(chǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）10-0084-02

0? 引言

數(shù)控技術(shù)可以提升加工精度、生產(chǎn)效率、適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)效益，目前已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用。該技術(shù)由精密的機(jī)械、自動(dòng)控制系統(tǒng)組成，定位和重復(fù)定位的精度都比較高，機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的剛度、熱穩(wěn)定性也比較高，所以在生產(chǎn)的過(guò)程中可以保障產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。在汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)的過(guò)程中，可以采用數(shù)控技術(shù)，利用該技術(shù)提升汽車(chē)底盤(pán)的加工精度和效率，同時(shí)滿足各類(lèi)車(chē)型對(duì)底盤(pán)的需求，促進(jìn)我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。

1? 數(shù)控技術(shù)在汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)展

數(shù)控技術(shù)為制造行業(yè)帶來(lái)了巨大的變革，制造業(yè)逐漸因?yàn)樵摷夹g(shù)成為工業(yè)化的象征。在數(shù)控技術(shù)不斷完善和發(fā)展的今天，其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，并且技術(shù)水平也在不斷提升。目前來(lái)看，數(shù)控技術(shù)正在向機(jī)床高速化、智能化、五軸聯(lián)動(dòng)加工、新材料、新結(jié)構(gòu)等方向發(fā)展。在機(jī)床方面，以汽車(chē)工業(yè)來(lái)說(shuō)，輕合金材料的應(yīng)用愈加廣泛，行業(yè)對(duì)高速加工技術(shù)的需求在不斷提升。高速加工既可以縮短工期，也能提升生產(chǎn)精度和質(zhì)量，所以應(yīng)用愈加廣泛。機(jī)床高速化需要應(yīng)用全新的數(shù)控系統(tǒng)、高速電主軸、伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，同時(shí)也要將結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化的調(diào)整。要實(shí)現(xiàn)高速加工，不僅設(shè)備本身的速度要提升，機(jī)床、夾具、數(shù)控編程等多個(gè)方面都要隨之更新和完善，通過(guò)高速化實(shí)現(xiàn)高效化，促進(jìn)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。在汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)中，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了十分重要的作用。在汽車(chē)工業(yè)中，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，且促進(jìn)了行業(yè)的創(chuàng)新。早在20世紀(jì)80年代，為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品變形生產(chǎn)，同時(shí)為更換品種提供便利，在汽車(chē)生產(chǎn)中引進(jìn)了柔性生產(chǎn)技術(shù)。柔性自動(dòng)線采用高速加工技術(shù)，創(chuàng)新了汽車(chē)大批量生產(chǎn)的技術(shù)和模式，帶動(dòng)了汽車(chē)生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。進(jìn)20年汽車(chē)工業(yè)不斷發(fā)展，零部件加工技術(shù)也在不斷完善，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用愈加深入和廣泛，為汽車(chē)零件的生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。在生產(chǎn)的過(guò)程中，應(yīng)用高速控機(jī)床，形成高柔性、高效率的一體化高速柔性生產(chǎn)線，滿足產(chǎn)品創(chuàng)新生產(chǎn)的要求，同時(shí)提升生產(chǎn)精度和效率，可以進(jìn)行多種類(lèi)、小規(guī)模會(huì)中規(guī)模的高效率生產(chǎn)。

在汽車(chē)生產(chǎn)的過(guò)程中，汽車(chē)底盤(pán)是十分重要和基礎(chǔ)的組成部分，是汽車(chē)總體造型的部分，可以承受發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力帶來(lái)的壓力，保障汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的安全性和穩(wěn)定性。由于不同車(chē)型的底盤(pán)配置不同，所以縱梁形狀、尺寸、大小等方面也有所不同，所以在生產(chǎn)的過(guò)程中要采用不同的生產(chǎn)方式。在早期生產(chǎn)中，要進(jìn)行大批量生產(chǎn)，需要專(zhuān)業(yè)的制造廠家利用大噸位壓力機(jī)進(jìn)行沖壓，這種生產(chǎn)方式不僅投入成本較高，且從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)需要較長(zhǎng)的周期，通常超過(guò)半年，在新車(chē)型試制中的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)較高。中小車(chē)型試制只能利用搖臂鉆床劃線靠模，生產(chǎn)作業(yè)的效率較低，精度也不高，但需要消耗大量的勞動(dòng)力。隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激勵(lì)，底盤(pán)生產(chǎn)技術(shù)需要隨之創(chuàng)新[1]。為了滿足需求，出現(xiàn)了一種精度和效率都比較高的數(shù)控加工設(shè)備，即縱梁數(shù)控沖孔生產(chǎn)線。這是一種利用數(shù)控技術(shù)形成的生產(chǎn)線，具有自動(dòng)化、柔性化、集成化的特點(diǎn)，采用數(shù)控技術(shù)、通信技術(shù)、啟動(dòng)控制技術(shù)等多種技術(shù)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)編程、精密制造，極大的提升了生產(chǎn)加工的精度和質(zhì)量，滿足了各類(lèi)生產(chǎn)需求。到了20世紀(jì)90年代，引進(jìn)了2條數(shù)控縱梁沖孔生產(chǎn)線，雖然生產(chǎn)技術(shù)還有待完善，但也在很大程度上促進(jìn)了汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，為汽車(chē)底盤(pán)的生產(chǎn)提供了更多技術(shù)支持和經(jīng)驗(yàn)參考。

2? 汽車(chē)底盤(pán)總體設(shè)計(jì)規(guī)范

2.1 注意事項(xiàng)

在汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要注意多個(gè)事項(xiàng)：第一，要保障技術(shù)的先進(jìn)性和生產(chǎn)的合理性，同時(shí)也要滿足汽車(chē)使用的要求，根據(jù)整車(chē)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行部件設(shè)計(jì)，獲取準(zhǔn)確的參數(shù)作為設(shè)計(jì)參考依據(jù);第二，要嚴(yán)格校核各個(gè)部件的布置情況，確保設(shè)計(jì)、布置的合理性;第三，詳細(xì)計(jì)算汽車(chē)性能并準(zhǔn)確把控，確保性能指標(biāo)符合要求;第四，對(duì)整車(chē)與部件、部件與部件設(shè)計(jì)、使用和制造之間的矛盾進(jìn)行合理的處理，保障產(chǎn)品質(zhì)量與要求相符，堅(jiān)持好用、好修、好看等設(shè)計(jì)原則。

2.2 一般步驟

在汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的過(guò)程中，要明確設(shè)計(jì)生產(chǎn)的具體步驟，通常包括以下幾個(gè)方面：第一，做好資料的收集整理，對(duì)整車(chē)情況進(jìn)行分析和設(shè)想。首先要明確開(kāi)發(fā)車(chē)型和具體的用途，以此為基礎(chǔ)確定經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求、生產(chǎn)方式和綱領(lǐng)、車(chē)型應(yīng)用環(huán)境幾項(xiàng)內(nèi)容，根據(jù)道路條件對(duì)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)車(chē)型的技術(shù)情況、車(chē)型配套的各大總成生產(chǎn)產(chǎn)能更佳的產(chǎn)品性能、價(jià)格、質(zhì)量等方面進(jìn)行分析[2]。此外，要掌握相關(guān)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和法律規(guī)范。整理好各項(xiàng)信息資料，初步確定整車(chē)方案;第二，對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行編制。對(duì)總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行討論，然后確定汽車(chē)的主要參數(shù)，明確各個(gè)總成的位置，然后編制具體的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū);第三，批準(zhǔn)任務(wù)書(shū)之后，記性總體布置，包括計(jì)算、校核等多個(gè)方面，詳細(xì)掌握各項(xiàng)參數(shù)，然后將聯(lián)系單下發(fā)給各個(gè)部門(mén);第四，對(duì)總成關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，繪制準(zhǔn)確的布置圖，確保各個(gè)總成之間不會(huì)出現(xiàn)相互干涉的情況;第五，做好試制、試驗(yàn)、修改、定型等工作。在完成設(shè)計(jì)之后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該開(kāi)展試制、試驗(yàn)等工作，確認(rèn)設(shè)計(jì)中是否存在問(wèn)題，對(duì)車(chē)輛整體質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)也要對(duì)滿載質(zhì)量、軸荷分配進(jìn)行試驗(yàn)確定，如果出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)進(jìn)行修改和調(diào)整。

3? 數(shù)控技術(shù)在汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 縱梁數(shù)控沖孔生產(chǎn)線

縱梁數(shù)控沖孔生產(chǎn)線具有柔性化、自動(dòng)化的特點(diǎn)，可以提升汽車(chē)制造生產(chǎn)的質(zhì)效，由多項(xiàng)技術(shù)集成，包括數(shù)控技術(shù)、光電技術(shù)、氣動(dòng)控制技術(shù)等等。隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)隨之創(chuàng)新和改進(jìn)，縱梁數(shù)控沖孔生產(chǎn)線的應(yīng)用愈加廣泛。在汽車(chē)底盤(pán)縱梁生產(chǎn)的過(guò)程中，采用數(shù)控柔性化技術(shù)，首先要做好準(zhǔn)備工作，也就是計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程，然后加工程序輸入控制系統(tǒng)，將臺(tái)車(chē)載料后準(zhǔn)備就位，通過(guò)電磁吸盤(pán)進(jìn)行縱梁自動(dòng)上料，對(duì)工件進(jìn)行自動(dòng)定位，使用夾鉗夾料，對(duì)工件端部進(jìn)行定位，利用精密齒輪齒條伺服驅(qū)動(dòng)將板料送進(jìn)X軸定位，然后對(duì)主機(jī)Y軸進(jìn)行定位。采用過(guò)濾式?jīng)_孔，縱梁到下料位置，然后利用吸盤(pán)進(jìn)行自動(dòng)下料，廢料會(huì)自動(dòng)輸出。采用自動(dòng)編程軟件系統(tǒng)，主要以TEKSOFT公司開(kāi)發(fā)的PROCAM軟件為基礎(chǔ)，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)使程序系統(tǒng)可以與汽車(chē)縱梁平板數(shù)控沖孔機(jī)的需求相匹配[3]。其具有無(wú)加工死區(qū)的特點(diǎn)，采用過(guò)濾沖壓模式，板料不需要進(jìn)行方向變換，只要向上送進(jìn)即可。可以對(duì)AUTOCAD軟件中的圖形進(jìn)行直接調(diào)用，或者利用其他CAD軟件進(jìn)行圖形制作，格式為DXF或IGES。可以根據(jù)公差范圍進(jìn)行自動(dòng)加工。在數(shù)控系統(tǒng)方面，可以采用西門(mén)子數(shù)字控制技術(shù)，其具有豐富的功能和各種工具，開(kāi)發(fā)性能加高，集成度也比較高。采用高級(jí)語(yǔ)言編程的程序編輯器，編輯個(gè)性化、簡(jiǎn)潔化的程序。具有十分強(qiáng)大的通訊功能，也可以與計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和通訊。對(duì)數(shù)字解決方案進(jìn)行優(yōu)化，縮短系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間。輪廓沖突檢測(cè)具有先進(jìn)性，絲杠螺距誤差補(bǔ)償、測(cè)量系統(tǒng)無(wú)償補(bǔ)償?shù)裙δ鼙容^完整。系統(tǒng)可以進(jìn)行中文和英文的切換，便于用戶的操作和使用。在液壓系統(tǒng)方面，采用德國(guó)哈雷液壓系統(tǒng)，其具有高效、低熱、低能耗等特點(diǎn)。系統(tǒng)的油冷卻方式為水冷方式，效果較好。該系統(tǒng)不僅可以根據(jù)警報(bào)對(duì)濾芯進(jìn)行更換，也具有基本維護(hù)的功能作用。液壓站設(shè)置油位監(jiān)測(cè)報(bào)警、自動(dòng)水冷裝置、油溫檢測(cè)裝置等裝置，確保系統(tǒng)整體的功能性和安全性。

3.2 焊接機(jī)器人

目前，不僅計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，電子技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)都在不斷完善和發(fā)展。在汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)加工的過(guò)程中，可以采用焊接機(jī)器人，以此提升焊接的質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率，同時(shí)也減少人工成本的投入，可以在惡劣環(huán)境中使用機(jī)器人，避免環(huán)境對(duì)人體造成的傷害，不僅降低了技術(shù)要求，同時(shí)也縮短了生產(chǎn)周期和成本，有助于產(chǎn)品效益的提升。焊接機(jī)器人由兩部分組成，一部分是機(jī)器人，另一部分是焊接設(shè)備，采用控制柜對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制。焊接設(shè)備普遍采用弧焊、點(diǎn)焊等工藝設(shè)備。主要組成部分包括焊接電源、焊槍、送絲機(jī)等等。智能機(jī)器人會(huì)安裝傳感系統(tǒng)，包括設(shè)想傳感器、控制裝置等等。在汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)的過(guò)程中，可以用焊接機(jī)器人，汽車(chē)中很多部位都需要采用焊接技術(shù)，包括座椅骨架、導(dǎo)軌、消聲器等等，汽車(chē)底盤(pán)中的應(yīng)用尤為普遍。以豐田汽車(chē)公司為例，采用點(diǎn)焊作為主要焊接技術(shù)，應(yīng)用點(diǎn)焊機(jī)器人進(jìn)行焊接生產(chǎn)[4]。該技術(shù)提升了生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量，可以在一定程度上替代弧焊。該公司推出了一種全新的點(diǎn)焊機(jī)器人，高度較低，可以在車(chē)體下部零件的焊接中應(yīng)用。該機(jī)器人可以與高度較大的機(jī)器人進(jìn)行組裝，同時(shí)進(jìn)行車(chē)體的焊接加工，使焊接生產(chǎn)線明顯縮短。天津博信生產(chǎn)的SUV、皮卡等車(chē)型的懸架、減震器、副車(chē)架等底盤(pán)零件普遍都采用MIG焊接工藝，汽車(chē)底盤(pán)中的主要構(gòu)件則采用沖壓焊接的方式，板厚普遍在1.5-4mm之間，采用搭接、角接接頭等焊接方式，對(duì)質(zhì)量有較高的要求。

3.3 加工中心

在數(shù)控技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的過(guò)程中，加工中心的應(yīng)用愈加廣泛，其既可以提升零件的加工精度，也可以保障產(chǎn)品的一致性。可以對(duì)工裝、刀具進(jìn)行控制，在一條生產(chǎn)線中實(shí)現(xiàn)不同品種產(chǎn)品的生產(chǎn)，具有柔性化的特點(diǎn)，滿足高效、低成本的生產(chǎn)要求。目前，在各種類(lèi)型的汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。在生產(chǎn)的過(guò)程中，首先要明確產(chǎn)品產(chǎn)量，然后確定用戶需求，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行合理的技工中心生產(chǎn)線布置，可以采用串聯(lián)式、并聯(lián)式或混合式。目前，混合式在汽車(chē)底盤(pán)加工中的應(yīng)用最為廣泛，可以促進(jìn)生產(chǎn)效率的大幅度提升。根據(jù)產(chǎn)量需求進(jìn)行工程分步，對(duì)設(shè)備進(jìn)行逐步擴(kuò)展。如果需要變更生產(chǎn)品種，不需要進(jìn)行大規(guī)模的調(diào)整或者對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新，其可以滿足各類(lèi)需求。該生產(chǎn)線的切削速度和進(jìn)給速度較高，且換刀時(shí)間比較短，所以生產(chǎn)效率總體較高。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，制造行業(yè)發(fā)生了巨大的變化。在汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)中，可以應(yīng)用數(shù)控基礎(chǔ)提升生產(chǎn)的精度和效率，并且保障底盤(pán)生產(chǎn)的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本的投入，促進(jìn)車(chē)輛整體生產(chǎn)效益的提升，帶動(dòng)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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