整體式車身主檢具的改進研究

秦曉磊

（上汽通用汽車有限公司，上海 201206）

整體式車身主檢具的改進研究

秦曉磊

（上汽通用汽車有限公司，上海 201206）

整體式車身主檢具（TAC）是提升整車尺寸質量的關鍵設備，是提高汽車尺寸質量不可或缺的一個工具，目前的主檢具還存在著一些可以改進的地方。本文主要介紹了車身主檢具的一些可以改進的地方以及改進方案，供大家討論和參考。

整車主檢具；成本；人機工程；改進

0　引言

目前汽車銷量增長的放緩和趨于穩定，要求我們不但要做好迎接汽車新一輪增長的準備，而且還要將現有的汽車技術水平做精做好。而將整體式車身主檢具做的更精更好，便是測量系統技術人員在新常態中一項必要工作。整體式車身主檢具，通用汽車稱之為TAC，大眾汽車稱之為CUBING，是整車廠廠內用來日常監控汽車內外飾總裝零件及門蓋總成尺寸質量的最頻繁的檢具之一，其重要性不言而喻。目前的整體式車身主檢具還是有些可以改進的地方，使其更經濟，更輕，人機工程更好。

1　傳統整體式車身主檢具

整體式車身主檢具是按照整車數字模型1：1仿形設計制造，是由鋼結構焊接底板、前部焊接骨架、覆蓋以各類鋁合金仿型模擬塊和門蓋輔助安裝支架／小車所拼裝而成。

整體式車身主檢具的功能是按照實車狀態對白車身外覆蓋件（四門兩蓋總稱）、內外飾零件及部分影響上述零件狀態的功能件等進行組合安裝并進行尺寸匹配，然后檢查各個零部件的安裝是否能夠到位、零部件之間的裝配關系是否正確、間隙和平整度是否達到了整車尺寸匹配要求。在試生產、產品驗證及尺寸匹配階段，由于零部件及白車身的形位還不穩定，存在著一定的偏差超差，導致功能部件、內外飾零件及外覆蓋件產生裝配干涉、間隙及平整度等缺陷，而整體式車身主檢具能夠非常有效的判斷問題，判斷指向到具體問題零部件，指導偏差 零部件進行修改，為零部件產品的尺寸質量指明了方向。利用整體式車身主檢具，整車廠和供應商可以縮短產品尺寸開發周期，以最短的時間內提高產品尺寸質量，在早期驗證產品設計和總裝裝配工藝，降低新車型開發風險。

2　傳統整體式車身主檢具的不足之處

2.1制造成本

整體式車身主檢具的制造成本主要體現在兩個方面，一個是材料：整體式車身主檢具主要采用鑄造鋁合金、鍛造鋁合金及鋼鐵制造，價格非常的昂貴；其二是CNC加工費用貴，整體式車身主檢具的大部分表面都需要仿造白車身或者內外飾零部件表面進行仿形加工，這務必會用到以小時為單位計價的高自由度CNC數控加工，而且是加工金屬是數控加工中最耗時的。

2.2改型成本

在新車型量產一段時間后，為了迎合顧客不斷更新的需求，整車廠會對原來車型功能及外觀進行更改，其主要更改位置為前部的大燈、前蓋、前保及翼子板，后部的側圍、后端板、尾燈、后蓋及后保，這樣勢必需要重新制造更改部分的車身主檢具，由于整體式車身主檢具前部的結構易于更改替換，其改動成本尚可，但是后部結構一般為整體式的，需要再制造一個局部車身主檢具，成本巨大，如果還牽涉到地板及內飾更改，甚至會重新設計制造一個新的整體式車身主檢具，這將耗費巨大。

2.3人機工程

整體式車身主檢具是一個以人員手工操作使用的檢具，所以人機工程越來越受操作人員所關注，傳統的整體式車身主檢具便受到了操作人員們諸多的挑戰。

其中最為人所詬病的是前部受限空間問題。操作人員需要在這1 m2內進行大型零件前保險杠總成的拆裝非常的不方便，還會有被各類導軌、支架及模擬塊絆倒和磕傷的安全風險。其次，是鋁合金后蓋模擬塊過于沉重，達到了15~20 kg，按照標準需要兩個人操作拆裝模擬塊，但是實際只配有一個操作人員，人機工程及人員勞防安全風險很大。

2.4后備箱零件安裝功能缺失

隨著汽車尺寸技術的日趨發展，人們不僅僅開始關注外飾外觀和乘客艙內飾外觀，而且開始著眼于后行李箱內飾的外觀，這又一次挑戰了傳統的整體式車身主檢具。傳統的整體式車身主檢具在后行李箱中設計了一個或者兩個巨大的后蓋模擬塊支架，遮擋了后行李箱側飾板和行李箱蓋板的安裝空間，無法進行這兩個零件的尺寸匹配，進而降低了判斷零部件問題的速度，從而影響到了后行李箱的尺寸外觀。

3　整體式車身主檢具改進研究

根據以上總結的一些傳統整體式車身主檢具的不足之處，經過和專家及供應商的討論，可以有以下這些解決方案，并已經或正在實施于新車型項目的整體式車身主檢具。

3.1 制造成本的改進研究

制造成本的關鍵上文已經指出，是昂貴的材料和耗時并且昂貴的CNC加工時間。所以，制造成本的改進可以從三個方面切入：

（1）換材料。綜合考慮整體式車身主檢具的強度和穩定性，可以更換局部非核心區域的材料，如前地板和后地板模擬塊。這兩塊模擬塊大面積與鋼結構底板連接，不會對整體式車身主檢具的強度和穩定性造成影響。目前，大型模擬塊的主要材料為鑄鋁、代木（5166）及代木（470），材料性質也有國產和進口的。我們明顯可以發現，可以用國產5166和進口470替換現有鑄鋁模擬塊，不但價格可以明顯下降，而且重量也得到不小的改善。

（2）材料組合。除了單純的將代木替換原來的鑄鋁，我們還可以將鋼管焊接骨架組合模擬塊，如圖1所示。同體積的鋼管焊接骨架比同體積的代木材料更為便宜，這樣就可以進一步的降低這兩塊地板模擬塊的成本了。

圖1　材料組合

圖2　分塊改進

（3）減少CNC加工時間。顯而易見，將非金屬代木替換鑄鋁，將會大大減少CNC加工時間，從而降低整體式車身主檢具的成本。另外利用鋼結構焊接骨架的組合進一步的減少了CNC加工時間，降低整體的成本。經過制造成本改進后的地板模擬塊預計將節約10萬人民幣，價雖小，聊勝于無。

3.2改型成本的改進研究

改型成本的改進，關鍵在于減少重新制作局部及整體式車身主檢具。上文描述了改型主要更改前部的大燈、前蓋、前保及翼子板，后部的側圍、后端板、尾燈、后蓋及后保，前部直接可以更換改型后的模擬塊，不需要重新制作局部及整體式車身主檢具。而后部由于模擬塊分塊的不合理，造成了需要重新制作局部及整體式車身主檢具，所以需要重新進行模擬塊分塊，使后部的改型只需要和前部一樣更換改型模擬塊，不需要重新制造，如圖2所示，將原來左右側圍和后端板的分塊改為將常改型區域單獨分塊的分塊方式，這樣的分塊方式可以節約主檢具改型成本約50萬。

3.3人機工程的改進研究

前部人機工程及受限空間的問題關鍵在于前保拉出式的模擬塊，前有主檢具，后有前保模擬塊，左右又有導軌阻擋。所以，將拉出式的模擬塊改為拆卸式的模擬塊便可以改進這個問題，操作人員只需要將模擬塊拆下放入料架便可以進行前保險杠總成的拆裝工作，不會有模擬塊和導軌組成的受限空間影響操作人員的人機工程，這樣不但人機工程和受限空間得到了改善，由于模擬塊體積變小了，取消了導軌，整套前保模擬塊的成本也得到了一定的下降。

此外，是后蓋重量的人機工程問題，操作不便，還容易造成操作人員受傷。其實后蓋模擬塊的功能只存在于與周邊總裝外飾件配合的地方，并不需要做這么大這么完整的后蓋模擬塊，可以分段制作局部模擬塊，和前保一樣，這樣改進既改善了后蓋重量問題，又降低了模擬塊成本，如圖3所示。

圖3　分段拆卸式后蓋模擬塊

3.4增加后備箱內飾零件安裝功能

由于后蓋模擬塊安裝支架的原意，導致后備箱內飾零件安裝功能的缺失。所以這個改進工作應該著眼于取消這個后蓋模擬塊安裝支架，上一節中，后蓋模擬塊已經從整體式改為了分段式，所以這些分段模擬塊非常的輕便可以分別設計安裝在底板和側圍，不需要單獨設計制造后蓋模擬塊安裝支架，后備箱內飾零件的安裝問題迎刃而解。

4　結語

隨著人們對汽車尺寸的日益重視，整體式車身主檢具也得到了日益的發展和重視，甚至從乘用車延伸到了商用車。這將給測量系統技術人員提出更高的要求。另外，整體式車身主檢具作為最大最復雜的汽車檢具，同時也是投資耗費最大的汽車檢具，所以對主檢具的改進和革新迫在眉睫。

[1] 胡順波，辛林，李偉.論整車TAC檢具開發[J].企業科技與發展，2 014,8:41~43.

[2] 侯軍，楊智，代丕云.CUBING開發與應用[J].科技創新導報，2014,31:69~69.

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1671-0711（2016）09（上）-0075-02