基于VisMockUp的某種車型的干涉檢查方法

鄭麗麗 張明晶

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

【摘 要】汽車總成零件較多，開發周期長，在整車裝配和車輛運動過程中都有可能發生干涉問題，因此在前期設計時就要考慮到后期可能發生的干涉、間隙不足的問題，干涉檢查就成為早期開發中一項重要工作。若全靠人工進行干涉檢查，時間長且可靠性差。文章闡述了基于VIS MOCKUP整車開發過程中干涉檢查方法、規范、步驟及一般流程，通過這一軟件做干涉檢查，有使用簡單、計算高效、可靠性高等優點。

【關鍵詞】汽車；干涉檢查；Vis MockUp

【中圖分類號】U463.83 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）03-0094-04

目前，車企在整車開發中，基本都采用三維軟件進行零件繪制和模擬零件裝配，與二維繪圖軟件對比，三維軟件的優勢一目了然。然而，在完成三維零件繪制、二維圖紙發放、造車裝車的時候，又會暴露出很多的干涉、間隙不足等低級問題，皆因數模設計過程中把關不夠、約束不足、各層次的檢查工作有疏漏所致。這時候，如果要解決干涉現象，就要重新加工零件模具，這既導致開發周期加長，又會損失大量模具開發費用。因此，為了有效地減少甚至避免這種不必要的浪費，在零件圖紙發放、開模前，就應該制定一套完善、完整、可靠的干涉檢查流程，在虛擬裝配基礎上進行干涉/間隙檢查，提前查出車輛零部件間存在的干涉、間隙不足等問題，及時更改數模狀態的設計，避免后期更改。

1 干涉/間隙檢查

1.1 干涉/間隙檢查定義

1.1.1 干涉檢查

檢查零件數模在設計整車裝配位置是否與其他零件數模存在干涉問題，分為靜態干涉和動態干涉。靜態干涉指零件之間在數模中靜止位置就存在穿透狀態；動態干涉指模擬零件運動狀態（如輪胎包絡）或評估所需設計安全距離內與其他零件產生接觸或穿透狀態。

1.1.2 間隙檢查

檢查零件在設計位置是否存在與其他零件的靜態或動態間隙不足問題。為實現安保防災要求，運動件、高溫件、易磨損件一般與周邊零件有一定的間隙要求，該間隙要求由系統工程師提出，間隙檢查人員配合檢查。

1.2 干涉/間隙檢查流程

干涉/間隙檢查工作應貫穿整個開發過程，由粗到細，由虛到實，做到每一個環節都不遺漏。

干涉檢查根據項目周期可以分為設計過程中的干涉檢查、后期進行驗證干涉檢查，以及后期發生設計變更后的干涉檢查。對于設計過程中的干涉檢查需要對分析的結果進行實時的跟蹤，并檢查所關注的干涉是否已經消除或引起新的干涉。

對于零件更新后，零部件的干涉檢查又分為單個零件與系統之間的干涉檢查和一組零件與周圍零件的干涉檢查。

每個階段的干涉檢查都要有檢查報告、完善干涉問題清單，對每一個階段的零件更改做詳細記錄，方便后面查找零件更改的原因，好的改進措施也可整理成經驗教訓。

1.2.1 整車開發過程中干涉/間隙檢查工作階段劃分

主要劃分為以下4個階段（如圖1所示）。

（1）概念設計、總體布置階段：劃分合理的零部件布置位置和區域，考慮零件制造裝配誤差及運動關系，嚴格控制靜態/動態間隙要求，零件變形及制造誤差均要考慮在內，檢查并指導零件開發設計，校核其空間位置關系，協調解決設計過程中出現的干涉問題，平衡空間間隙要求，在節點數據鎖定后，應用Vis Mockup軟件對設計數模進行干涉檢查。

（2）詳細結構設計階段：對整車零部件數模進行多次干涉間隙檢查（見下文說明），按設定空間位置設計零部件，對零件周邊間隙進行自檢，按標準要求規范數模設計，發布符合要求的正確狀態數模，及時處理設計/驗證/生產過程中出現的干涉問題，零件更改后及時告知相關聯區域。

（3）樣車試制驗證階段：對樣車進行排查，發現可能的動/靜態干涉問題，其主要是針對管線布置所進行的檢查。

（4）正式生產階段：通過組織定期進行評審，及時發現因為零部件狀態變異、生產裝配工藝變異等主要原因導致的問題，并迅速進行整改，避免出現大規模質量問題，確保生產與設計的一致性，以及保證生產的順利進行。

1.2.2 整車開發過程中干涉/間隙檢查工作職責劃分

干涉/間隙檢查不能簡單地定義為某一方的職責，因為干涉問題并非技術難題，而是顯而易見的問題。而且，產品開發涉及多個區域，每個階段都有起主導作用的區域，只是在不同的開發階段干涉檢查的工作內容與方式有所不同，所以各區域負責只能說明在這個階段起著主導作用。各區域工作職責見表1，其中英文字母“R”表示負責；字母“A”表示認可；字母“S”表示支持；“I”表示通知；字母“C”表示考慮；“N/A”表示本項不適用。

1.2.3 干涉/間隙檢查時間規劃

整車數模干涉檢查工作在整個項目開發過程中共需要進行3次，分別是T1/T2數據發布之前及T2數據發布之后（如圖2所示）。

1.3 干涉/間隙檢查規范

干涉檢查從整車角度看，也可以分為系統內部零件的干涉檢查和系統與系統之間的干涉檢查。整車可以分為若干個系統，如車身、底盤、內飾、外飾、動力總成、開閉件及線束等。零部件的干涉檢查又分為單個零件與系統之間的干涉檢查和一組零件與周圍零件的干涉檢查。

對于零件更新后，零部件的干涉檢查又分為單個零件與系統之間的干涉檢查和一組零件與周圍零件的干涉檢查。

1.3.1 干涉/間隙檢查的一般規范步驟

（1）在做干涉/間隙檢查前，要先獲得滿足要求的鎖定版本數據，并正確生成JT文件。只有已經鎖定并正確生成JT文件的數據，才會被用于數據檢查工作，以保證各方工作數據的一致性及可追溯性和Vis Mockup中數據的完整性。

（2）針對所要檢查的數據，明確其干涉/間隙技術要求，間隙要求由相關零部件工程師給出。

（3）干涉檢查后要出檢查報告，報告中包括干涉件所屬位置、涉及干涉的零部件名稱、干涉量的大小，進而幫助設計人員對零部件模型進行必要的修改。

1.3.2 干涉/間隙檢查技術要求

針對不同的零件，干涉/間隙檢查技術的要求也不盡相同，發動機、變速器到周邊零部件間隙技術要求見表2。

2 Vis Mockup干涉/間隙檢查

2.1 Vis Mockup簡介

Vis Mockup是總布置做干涉/間隙檢查工作最常用的軟件之一，除做干涉檢查外，它還有很多其他的功能，比如剖視、測量等。它最主要用于產品的幾何性分析，可以幫助產品開發工程師、制造裝配過程工藝人員發現產品早期的設計缺陷，干涉檢查也就是其中的一項工作，這樣就可避免設計失誤，縮短產品上市周期，減少物理樣品成本。通過數字化產品生成和驗證多重設計方案同時進行，大大降低了產品的開發成本。Vis Mockup可以在正常的速率下操作巨大模型（如汽車、飛機等），得到全部零部件的細節，可以幫助用戶查看大型集成產品的設計狀態。此外，它還可以和很多軟件如I-DEAS Series、Pro/engineer、CATIA、Unigraphics、CADDS 4X/5/Solid Designer等進行無縫接口，使用過程非常方便。

2.2 干涉/間隙檢查方法

結合零件間隙技術要求，設定干涉/間隙檢查量值，篩選出不滿足或超過設定值的檢查結果，再結合UG軟件，仔細核查Vis Mockup軟件檢查的結果是否一致，定義問題類型并出報告。間隙檢查功能用來查找小于或者等于設定的最小間隙值的所有零件，可以設置最小間隙值為0，從而只找出有接觸或者穿透的零件，在靜態單元對之間有3種方法來檢查間隙。

（1）矩陣間隙（Matrix Clearance）：在分析的所有單元之間，兩兩檢查間隙值。

（2）選擇對象的間隙（Selected Clearance）：在一個或者多個選擇的單元對之間進行間隙檢查。

（3）組之間的間隙（Group to Group Clearance）：檢查在2組單元之間的單元對的間隙，對組內的單元則不進行間隙分析，進行組之間的間隙分析之前，必須對單元進行分組。執行組間隙分析，首先創建至少2個組，在3D Clearance 工具條上，或者從間隙分析菜單上，選擇“設置間隙（Set Clearance）”，然后輸入“最小間隙值”，選擇“Clearance→Group to Group Clearance→Setup”，在“Group to Group Clearance Setup ”對話框中，為2組單元對選擇不同的組，選擇“Clearance→Group to Group Clearance→Run”，系統將開始計算在2個定義的組不同零件間進行間隙分析。

Vis Mockup干涉/間隙檢查結果類型：P為穿刺即干涉（penetrate）；C為接觸（contact）；D為有間隙（distance）；U為未知（unknown），需進一步分析。VisMockUp干涉/間隙工具條如圖3所示。

3 結論

本文主要闡述了利用Vis Mockup軟件進行干涉檢查工作，在整車開發的關鍵節點，通過vismockup軟件對數據進行有效的干涉/間隙檢查，大大提高了工程師進行干涉檢查的效率，其檢查結果便于統計，可靠性高，按以上所述干涉檢查流程完成干涉檢查工作，能大大降低后期造車出現干涉/間隙不足問題的風險，節約了大量開發成本。

參 考 文 獻

[1]楊振興，康輝.Vis MockUp在虛擬制造中的應用[J].環球市場信息導報，2011（1）.

[2]陳天凡，湯文成.虛擬裝配及其工藝[J].工藝與裝備，2004（11）.

[3]BT/SGMWJ 0653—2014，發動機艙與下車體零部件布置間隙技術要求[S].

[責任編輯：陳澤琦]