先進的汽車測試技術

1、先進的汽車測試技術作為在計量領域處于領先地位的公司之一，雷尼紹的產(chǎn)品在 全球的制造業(yè)中得到了廣泛應用。在市場競爭日趨激烈的今 天，提高生產(chǎn)效率、改進產(chǎn)品精度成為企業(yè)發(fā)展必不可少的 環(huán)節(jié)。雷尼紹公司的產(chǎn)品正是為此而設計，以滿足產(chǎn)業(yè)的技 術進步和市場發(fā)展的需要。 英國雷尼紹公司辦事處 周漢輝編譯雷尼紹生產(chǎn)的三坐標測量機用測頭已成為行業(yè)標準配置，應 用非常廣泛；其工件及對刀測頭可在數(shù)控機床上快速準確地 對工件及刀具進行測量，提高機床的自動化水平和加工精 度； ML10 Gold 激光干涉儀可對機床、三坐標測量機及定位 裝置進行位置和幾何精度的校正；QC10球桿儀是一種快速、方便、經(jīng)濟地檢測數(shù)控機床兩

2、軸聯(lián)動性能并可進行故障診斷 的儀器；其他還有用于位置反饋的線性光柵、圓光柵及用于 材料分析的激光拉曼光譜儀等。雷尼紹公司的產(chǎn)品在世界各 國的制造業(yè)的生產(chǎn)和研發(fā)中發(fā)揮了重要作用。綜合刀具在線測量及機器自身性能的檢測Hewland 工程公司是一家在世界圍為運動賽車提供變速器 零件的制造商。最近，該公司在其機床上安裝了雷尼紹自動 對刀和刀具破損檢測系統(tǒng)，大大提高了生產(chǎn)效率。為了使產(chǎn) 品在國際市場上保持強大的競爭力， Hewland 工程公司在 White Waltham 建立了一個現(xiàn)代化的專業(yè)變速器制造廠。 消除費力耗時的手工工作手工對刀和刀具破損檢測往往是一項技術性高且勞動強度 大的工作。Hewl

3、and工程公司了解到全自動的雷尼紹NC1在線測量系統(tǒng)可節(jié)約大量時間，有效判別刀具破損，避免更多 的零件廢品并保證了持續(xù)的加工質(zhì)量，于是，在一臺工作負 荷繁忙的雙工作臺 Matsuura立式加工中心上加裝 NC1在線 測量系統(tǒng)。該非接觸測量系統(tǒng)在不需要人工干預的情況下， 具有檢查每一把特定刀具的直徑和長度的能力。該機床每一 個加工循環(huán)周期為 3545min，該公司進行兩班制工作，因 此，采用自動化對刀系統(tǒng)所節(jié)約的時間是非?？捎^的。 刀具破損檢測以較高的進給率對刀具破損進行自動檢測，包括對多齒盤銑刀的每一刀齒的檢查能力，大大減少了 Hewland 工程公司所需返工的工作量，同時也進一步提高了高水平

4、產(chǎn)品的質(zhì)量。在Matsuura立式加工中心上，NC1在線測量系統(tǒng)的激光發(fā)射頭和接收單元以對角線的形式安放在工作臺兩端，這樣檢測裝置就不會對工作臺交換帶來影響。該機床加工的典型零件包括由鋼制鍛件加工后的離合器環(huán)（見圖 1），每一組有8個邊，每年生產(chǎn)1000件以上。對該零件加工僅需 4把刀具：一把雙刃初加工刀、一把 8 mm直徑端銃刀、一把成型刀和一把雕刻刀。團J利用取工作oT Maisuura金扎加工 中心 加工的齒輪搖總走的齋含器環(huán)和零件該加 工中心加裝了雷尼谿NC1在線測卷系統(tǒng)進一步提高生產(chǎn)率和質(zhì)量保證在NC1在線測量系統(tǒng)首次安裝成功后，很快在大宇公司生產(chǎn) 的 Mynx 立式加工中心上安裝了

5、第二套系統(tǒng)，對許多不同的 小型刀具和特定刀具進行檢測。該機床用于生產(chǎn)大量的高精 度零件（包括一些復雜的凸輪曲線） 。這就要求必須對刀具 的整個成形軌跡進行檢查，以確保零件加工精度，而非簡單地測量刀具長度和直徑，此功能也只有采用NC1非接觸在線刀具測量系統(tǒng)才能實現(xiàn)，此外，該機床使用雷尼紹提供的專 用軟件，整個過程如果采用手工方法將非常困難。NC1 系統(tǒng)采用的是 MicroHoletm 專利技術，它通過激光孔提 供氣流對冷卻液和切銷進行保護而不影響精度。同時，雷尼 紹還開發(fā)了自己的“水滴防護”軟件以克服切削液水滴帶 來的誤觸發(fā)，使用效果非常顯著。 通過對機器性能的保證來確保加工質(zhì)量一臺使用了 20

6、 年的數(shù)控機床由于某根軸的反向間隙很大， 給 Hewland 工程公司帶來不小的麻煩， 該公司已經(jīng)收到了為 更換導致反向間隙故障可能的部件需要 5000 英鎊的報價。但是，一次試用雷尼紹 QC10球桿儀的機會成功地解決了這 一問題。QC10球桿儀對機器聯(lián)動軸中任意兩軸間的圓弧軌跡進行連續(xù)準確的測量，一旦完成圓弧測試過程 （一般以 min 為單位）， 控制球桿儀測試的軟件開始分析并診斷結(jié)果。分析軟件給出 21 項不同的機器誤差值并給出相應的推薦性解決辦法。 整個 測試與分析過程包括儀器初始安裝過程，僅占用大約 10min 的時間。QC10球桿儀對機床進行測試時，球桿儀軟件準確地診斷出某軸的反向間

7、隙的數(shù)值及反向間隙的方向，隨后將該 數(shù)值輸入到機床軸的補償參數(shù)中，由反向間隙引起的誤差立 即得到補償修正。同時，QC10球桿儀系統(tǒng)已在 Hewland工程公司各加工車間里 對各種機床進行質(zhì)量保證。新型RESR圓光柵滿足汽車測試設備要求雖然當代汽車的操控性能遠比早期的車輛要好，但許多車輛 力學研究者和測試設備的制造者仍在開展大量的工作。對側(cè) 向加速度、滾擺角、俯仰程度及其他參數(shù)的測量與分析，有 助于研制出操控性能更好更安全的汽車。AB Dynamics 公司就是從事該項工作的公司之一，已向世界 上眾多的“藍籌股”公司提供了大量的測試設備。最近在 Bradford-on-Avon 的一個部門完成的

8、一個項目使其成為世界上技術領先的汽車配套商，為試驗室和輪胎制造商提供了17臺（套）轉(zhuǎn)向操控設備?，F(xiàn)今的設備中均采用了雷尼紹公 司最新的光柵技術。圖 2所示為AB Dynamics公司的方向操 控設備。圖2 AB Dynamics 司的方向操控設備.在 測試場上進音研發(fā)調(diào)控精度及重復性AB Dynamics公司的執(zhí)行總裁表示，在汽車工業(yè)的瞬間測試 領域，有些控制用手工方式很難實現(xiàn)的，如在保證相同幅值 的條件下逐漸增加頻率等。同樣，在運行速度很低時要產(chǎn)生 很標準的正玄信號也非常困難，其趨勢是經(jīng)常出現(xiàn)三角形信 號。為了能將一輛車與另外的車相比較，必須盡量得到好的結(jié)果或稍微調(diào)整一下車輛，因而必須應具有

9、準確、可重復并 準確定義的輸入信號。與雷尼紹公司聯(lián)合開發(fā)AB Dynamics公司的轉(zhuǎn)向操控測試臺包括一臺與車輛轉(zhuǎn)向柱 相連的動力強勁的伺服電機和允許在計算機不參與控制時 可手工轉(zhuǎn)向的方向盤。操控機構(gòu)的電子部件包括必需的電機 控制器和放大器及記錄輸入信號和處理數(shù)據(jù)的手段?？朔邷赜绊憟D3新型RESR圓此柵現(xiàn)代轎車常常在高溫條件下測試，光柵尺必須承受這樣的高 溫。然而，在實驗室升高溫度的實驗表明，將光柵尺固定在不銹鋼環(huán)上使得鋼帶在結(jié)合處滑移，從而導致信號相位錯 位。為此， AB Dynamics 公司與雷尼紹共同探討該問題，可 喜的是雷尼紹在其新一代 RESR圓光珊（見圖3）上取得了 巨大成功，

10、它將光柵刻線直接刻畫在不銹鋼圓環(huán)的圓周上， 從而不再需要過去那種傳統(tǒng)帶狀光柵。RESF圓光柵和新推出的RGH20賣數(shù)頭與原來所用的 RGR圓光柵和RGH24賣數(shù)頭可 輕易地互換，這樣， AB Dynamics 公司在安裝時沒遇到任何 問題。將光柵環(huán)與讀數(shù)頭進行正確的準直是非常關鍵的，在 AB Dynamics 公司的操控機構(gòu)中有若干固定讀數(shù)頭到位的通孔， 要求分別與 X 丫、Z各軸準直。而雷尼紹已在讀數(shù)頭上置有 三色LED,它可提示何時已調(diào)到正確的位置，使系統(tǒng)安裝調(diào) 試變得非常直截了當。 大功率方向操控設備可接收各種輸入信號：正玄波、方波和許多不 同頻率組成的沖擊信號。 AB Dynamics

11、 公司新版軟件比起原 有軟件的功能更加強大，它能拉起速度和扭矩并能提供 1800°/s 的峰值速度，進一步增加扭矩的方法還在研發(fā)中。在基于軌道的測試中，對帶有動力轉(zhuǎn)向裝置的轎車上，僅需不到5或10Nm的力矩來完成大部分動作，然而如果助動力無效或進行跟隨測試足夠快地旋轉(zhuǎn)車輪以克服由于動力無效引起的液壓推力耗盡，則需要更大的力矩。轉(zhuǎn)向操控機構(gòu)可用于記錄由驅(qū)動裝置輸入給轉(zhuǎn)向機構(gòu)的一系列完整數(shù)據(jù)，然后為了進行測試，可在操控機構(gòu)的控制下按需要重復任意次。 與 GPS 配合使用最新的發(fā)展是在轉(zhuǎn)向操控機構(gòu)中加入道路跟隨功能。將操控機構(gòu)與“運動組件包”一一與 GPS吉合起來的一個陀螺儀和3 個加速度計聯(lián)合工作，操控機構(gòu)可以跟隨軌跡或在路面操 控。這