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(fā)周期長，在整車裝配和車輛運動過程中都有可能發(fā)生干涉問題，因此在前期設(shè)計時就要考慮到后期可能發(fā)生的干涉、間隙不足的問題，干涉檢查就成為早期開發(fā)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(fā)過程中干涉檢查方法、規(guī)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(yōu)點。

【關(guān)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(fā)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(yōu)勢一目了然。然而，在完成三維零件繪制、二維圖紙發(fā)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(shù)模設(shè)計過程中把關(guān)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(xiàn)象，就要重新加工零件模具，這既導致開發(fā)周期加長，又會損失大量模具開發(fā)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(fā)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(chǔ)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(shù)模狀態(tài)的設(shè)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(shù)模在設(shè)計整車裝配位置是否與其他零件數(shù)模存在干涉問題，分為靜態(tài)干涉和動態(tài)干涉。靜態(tài)干涉指零件之間在數(shù)模中靜止位置就存在穿透狀態(tài)；動態(tài)干涉指模擬零件運動狀態(tài)（如輪胎包絡(luò)）或評估所需設(shè)計安全距離內(nèi)與其他零件產(chǎn)生接觸或穿透狀態(tài)。

1.1.2 間隙檢查

檢查零件在設(shè)計位置是否存在與其他零件的靜態(tài)或動態(tài)間隙不足問題。為實現(xiàn)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(tǒng)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(fā)過程，由粗到細，由虛到實，做到每一個環(huán)節(jié)都不遺漏。

干涉檢查根據(jù)項目周期可以分為設(shè)計過程中的干涉檢查、后期進行驗證干涉檢查，以及后期發(fā)生設(shè)計變更后的干涉檢查。對于設(shè)計過程中的干涉檢查需要對分析的結(jié)果進行實時的跟蹤，并檢查所關(guān)注的干涉是否已經(jīng)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(tǒng)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(jīng)驗教訓。

1.2.1 整車開發(fā)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(shè)計、總體布置階段：劃分合理的零部件布置位置和區(qū)域，考慮零件制造裝配誤差及運動關(guān)系，嚴格控制靜態(tài)/動態(tài)間隙要求，零件變形及制造誤差均要考慮在內(nèi)，檢查并指導零件開發(fā)設(shè)計，校核其空間位置關(guān)系，協(xié)調(diào)解決設(shè)計過程中出現(xiàn)的干涉問題，平衡空間間隙要求，在節(jié)點數(shù)據(jù)鎖定后，應用Vis Mockup軟件對設(shè)計數(shù)模進行干涉檢查。

（2）詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計階段：對整車零部件數(shù)模進行多次干涉間隙檢查（見下文說明），按設(shè)定空間位置設(shè)計零部件，對零件周邊間隙進行自檢，按標準要求規(guī)范數(shù)模設(shè)計，發(fā)布符合要求的正確狀態(tài)數(shù)模，及時處理設(shè)計/驗證/生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的干涉問題，零件更改后及時告知相關(guān)聯(lián)區(qū)域。

（3）樣車試制驗證階段：對樣車進行排查，發(fā)現(xiàn)可能的動/靜態(tài)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(chǎn)階段：通過組織定期進行評審，及時發(fā)現(xiàn)因為零部件狀態(tài)變異、生產(chǎn)裝配工藝變異等主要原因?qū)е碌膯栴}，并迅速進行整改，避免出現(xiàn)大規(guī)模質(zhì)量問題，確保生產(chǎn)與設(shè)計的一致性，以及保證生產(chǎn)的順利進行。

1.2.2 整車開發(fā)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(shù)難題，而是顯而易見的問題。而且，產(chǎn)品開發(fā)涉及多個區(qū)域，每個階段都有起主導作用的區(qū)域，只是在不同的開發(fā)階段干涉檢查的工作內(nèi)容與方式有所不同，所以各區(qū)域負責只能說明在這個階段起著主導作用。各區(qū)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(guī)劃

整車數(shù)模干涉檢查工作在整個項目開發(fā)過程中共需要進行3次，分別是T1/T2數(shù)據(jù)發(fā)布之前及T2數(shù)據(jù)發(fā)布之后（如圖2所示）。

1.3 干涉/間隙檢查規(guī)范

干涉檢查從整車角度看，也可以分為系統(tǒng)內(nèi)部零件的干涉檢查和系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的干涉檢查。整車可以分為若干個系統(tǒng)，如車身、底盤、內(nèi)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(tǒng)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(tǒng)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(guī)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(shù)據(jù)，并正確生成JT文件。只有已經(jīng)鎖定并正確生成JT文件的數(shù)據(jù)，才會被用于數(shù)據(jù)檢查工作，以保證各方工作數(shù)據(jù)的一致性及可追溯性和Vis Mockup中數(shù)據(jù)的完整性。

（2）針對所要檢查的數(shù)據(jù)，明確其干涉/間隙技術(shù)要求，間隙要求由相關(guān)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(shè)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(shù)要求

針對不同的零件，干涉/間隙檢查技術(shù)的要求也不盡相同，發(fā)動機、變速器到周邊零部件間隙技術(shù)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(chǎn)品的幾何性分析，可以幫助產(chǎn)品開發(fā)工程師、制造裝配過程工藝人員發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品早期的設(shè)計缺陷，干涉檢查也就是其中的一項工作，這樣就可避免設(shè)計失誤，縮短產(chǎn)品上市周期，減少物理樣品成本。通過數(shù)字化產(chǎn)品生成和驗證多重設(shè)計方案同時進行，大大降低了產(chǎn)品的開發(fā)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(jié)，可以幫助用戶查看大型集成產(chǎn)品的設(shè)計狀態(tài)。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(jié)合零件間隙技術(shù)要求，設(shè)定干涉/間隙檢查量值，篩選出不滿足或超過設(shè)定值的檢查結(jié)果，再結(jié)合UG軟件，仔細核查Vis Mockup軟件檢查的結(jié)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(shè)定的最小間隙值的所有零件，可以設(shè)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(tài)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(nèi)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(zhí)行組間隙分析，首先創(chuàng)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(shè)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(tǒng)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(jié)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(jié)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(fā)的關(guān)鍵節(jié)點，通過vismockup軟件對數(shù)據(jù)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(jié)果便于統(tǒng)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(xiàn)干涉/間隙不足問題的風險，節(jié)約了大量開發(fā)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(huán)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(fā)動機艙與下車體零部件布置間隙技術(shù)要求[S].

[責任編輯：陳澤琦]