先進(jìn)的汽車測試技術(shù)

1、先進(jìn)的汽車測試技術(shù)作為在計量領(lǐng)域處于領(lǐng)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(yīng)用。在市場競爭日趨激烈的今 天，提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)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(shè)計，以滿足產(chǎn)業(yè)的技 術(shù)進(jìn)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(biāo)測量機(jī)用測頭已成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配置，應(yīng) 用非常廣泛；其工件及對刀測頭可在數(shù)控機(jī)床上快速準(zhǔn)確地 對工件及刀具進(jìn)行測量，提高機(jī)床的自動化水平和加工精 度； ML10 Gold 激光干涉儀可對機(jī)床、三坐標(biāo)測量機(jī)及定位 裝置進(jìn)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(jì)地檢測數(shù)控機(jī)床兩

2、軸聯(lián)動性能并可進(jìn)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(jī)器自身性能的檢測Hewland 工程公司是一家在世界圍為運(yùn)動賽車提供變速器 零件的制造商。最近，該公司在其機(jī)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(qiáng)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(fèi)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(shù)性高且勞動強(qiáng)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(fù) 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(yù)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(jī)床每一 個加工循環(huán)周期為 3545min，該公司進(jìn)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(jìn)給率對刀具破損進(jìn)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(jìn)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(jī)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(tuán)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(jìn)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(jìn)行檢測。該機(jī)床用于生產(chǎn)大量的高精 度零件（包括一些復(fù)雜的凸輪曲線） 。這就要求必須對刀具 的整個成形軌跡進(jìn)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(shí)現(xiàn)，此外，該機(jī)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(shù)，它通過激光孔提 供氣流對冷卻液和切銷進(jìn)行保護(hù)而不影響精度。同時，雷尼 紹還開發(fā)了自己的“水滴防護(hù)”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(jī)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(jī)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(dǎo)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(jī)會成功地解決了這 一問題。QC10球桿儀對機(jī)器聯(lián)動軸中任意兩軸間的圓弧軌跡進(jìn)行連續(xù)準(zhǔn)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(jī)器誤差值并給出相應(yīng)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(jī)床進(jìn)行測試時，球桿儀軟件準(zhǔn)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(jī)床軸的補(bǔ)償參數(shù)中，由反向間隙引起的誤差立 即得到補(bǔ)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(jī)床進(jìn)行質(zhì)量保證。新型RESR圓光柵滿足汽車測試設(shè)備要求雖然當(dāng)代汽車的操控性能遠(yuǎn)比早期的車輛要好，但許多車輛 力學(xué)研究者和測試設(shè)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(lán)籌股”公司提供了大量的測試設(shè)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(shù)領(lǐng)先的汽車配套商，為試驗(yàn)室和輪胎制造商提供了17臺（套）轉(zhuǎn)向操控設(shè)備。現(xiàn)今的設(shè)備中均采用了雷尼紹公 司最新的光柵技術(shù)。圖 2所示為AB Dynamics公司的方向操 控設(shè)備。圖2 AB Dynamics 司的方向操控設(shè)備.在 測試場上進(jìn)音研發(fā)調(diào)控精度及重復(fù)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(lǐng)域，有些控制用手工方式很難實(shí)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(yùn)行速度很低時要產(chǎn)生 很標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)具有

9、準(zhǔn)確、可重復(fù)并 準(zhǔn)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(qiáng)勁的伺服電機(jī)和允許在計算機(jī)不參與控制時 可手工轉(zhuǎn)向的方向盤。操控機(jī)構(gòu)的電子部件包括必需的電機(jī) 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(shí)驗(yàn)室升高溫度的實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(jìn)行正確的準(zhǔn)直是非常關(guān)鍵的，在 AB Dynamics 公司的操控機(jī)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(zhǔn)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(dāng)。 大功率方向操控設(shè)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(qiáng)大，它能拉起速度和扭矩并能提供 1800°/s 的峰值速度，進(jìn)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(jìn)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(jī)構(gòu)可用于記錄由驅(qū)動裝置輸入給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的一系列完整數(shù)據(jù)，然后為了進(jìn)行測試，可在操控機(jī)構(gòu)的控制下按需要重復(fù)任意次。 與 GPS 配合使用最新的發(fā)展是在轉(zhuǎn)向操控機(jī)構(gòu)中加入道路跟隨功能。將操控機(jī)構(gòu)與“運(yùn)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(jī)構(gòu)可以跟隨軌跡或在路面操 控。這