基于逆向工程的汽車銳棱偏移修復技術

陳清亮，孫勝偉，李惠龍，倪文志，趙紹昕，張宇梁

（一汽-大眾汽車有限公司，長春 130011）

1 問題描述

車身銳棱設計能增強整車立體感、運動感；隨著汽車外覆蓋件銳棱的普遍應用，棱線的維護和修復等問題也越來越多，傳統的銳棱修復方式（如復制、整體降銑等）費用高，周期長，在零件批量生產階段基本不可行。

本文以某車型后蓋與側圍尾燈處棱線不對齊的問題為例，如圖1。利用先進的逆向工程技術檢測對比偏差，結合模修師手工模具維修棱線的方法解決棱線偏移。

2 基于ATOS 逆向工程技術理論分析

ATOS 掃描儀是以光學坐標測量技術為基礎的逆向工程技術，此設備可以針對復雜曲面實現非接觸式的精確逆向建模以及測量。本案例中通過ATOS 掃描車身棱線得到的數據分析發現，后蓋下角棱線處在最后工序翻邊成形后存在回彈，回彈量在0.8mm 左右，是導致成品沖壓件棱線位置產生偏差的原因。工程師對后蓋零件進行了測量和ATOS 掃描分析，通過掃描的點云數據與理論數模對比，發現產品形面與拉延件形面有偏差，左右呈對稱趨勢，偏差量為0.8 ～1.1mm。確定出現棱線無法對齊的原因為后蓋外板回彈導致產品面偏移，帶動棱線導致位置偏差，如圖2。

圖1 后蓋與側圍棱線不對齊

圖2 棱線區產品面偏移量

若根據產品面直接做回彈補償，將面臨產生缺陷的極大風險，且可能引起其他的匹配問題，因此，創造性的構思采用局部棱線偏移方法，在不改變當前產品狀態的情況下，對棱線位置度進行局部調整。首先，利用產品造型面的曲面特點，借助軟件進行模擬分析，將棱線下交叉面降低，降低后的新面與上面后產生新交叉棱線，在目視位置將有明顯上移效果，通過模擬計算和校核后確認，將棱線下平面降低0.4mm，可以得到棱線頂點上移1.0mm 的效果（如圖3、4）。

3 修復過程

按照如上理論分析的方法進行降形面，常規方法需要對拉延凸模形面降低，凹模對應調整。處理的手段有兩種：整體形面降銑或者數模局部型面改造降銑，并進行數控加工。以上兩種方法均需要較高成本和調試周期，并且存在重新產生棱線偏差的風險，經多方面評估，決定進行手工更改。

圖3 理論簡圖

圖4 軟件模擬

3.1 修復前準備

3.1.1 評估及方案制定

在進行修復前，進行全工序著色檢查，評估更改可行性更改周期以及更改風險，并根據評估結果制定更改方案，確定零件建儲數量，零件更改方案，更改效果評價，風險預案等（如圖5）。

圖5 更改方案

3.1.2 準備工作

（1）保留全工序著色件，確定各工序工作內容，便于更改后的著色研修及確定表面優化方案。

（2）拉延件、成品件ATOS 掃描保留數據，用于更改后掃描對比更改量，指導和修正更改數據。

（3）使用樹脂膠制作原成品件比對樣板，用于目視比對更改后沖壓單件更改量和更改效果（如圖6）。

（4）因更改的不確定性，制定了恢復方案，并使用樹脂膠制作拉延模樣板，用于模具恢復初始狀態。

3.2 拉延凸模研修

更改關鍵工序是拉延模，根據更改方案中確定的拉延模更改量和過渡區域，對拉延模進行研修。首先，確定翻邊線在拉延模中的位置，并以翻邊線的位置作為基準點，研修深度為0.4mm 的“十”字型基準（如圖7），過渡型面研修時，使用厚度為0.7mm 的彈簧鋼板研磨著色，砂輪機研修，著色均勻后使用小合金研板（170×30×0.65）進行研磨，型面研修完成后，研修并光順R 角使其與原來的R 角大小一致。

3.3 拉延件掃描對比

研修完成后，沖壓一件拉延件進行ATOS 掃描與原拉延件數據進行比對，確定拉延件是否達到更改要求，如未達到更改要求，則根據偏差值進行第二輪拉延模研修，直至拉延件達到理想更改效果，如圖8。

3.4 全工序匹配拉延件

拉延件達到更改效果后，使用新的拉延件對全工序凸模進行符型研修，以及修邊、翻邊工序和壓料板燒焊后研修著色，并優化表面缺陷，需要注意的是，壓料板著色研修時注意棱棱線邊緣需空開，避免棱線處壓傷。

圖6 成品件比對樣板

圖7 拉延模做基準點

3.5 成品件掃描對比

完成全工序研修工作后，自動化生產線出件，對成品件進行掃描，掃描數據與更改前成品件數據對比，對比結果符合更改要求。

3.6 整車試裝、評價

制件發試裝，經焊裝、涂裝、總裝匹配后，經終檢質保評價棱線更改效果良好，如圖9。

圖8 拉延模掃描對比結果

圖9 優化后棱線狀態圖

4 結語

介紹一種基于ATOS 逆向工程技術修復某車型后蓋與側圍尾燈處棱線不對齊的問題，經實踐，此種方法可快速有效地修復銳棱，可以在汽車制造業推廣使用。