李杰，趙丹，甘林

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230022）

前言

管線路就如同汽車的血管一樣，連接著汽車的各種功能件，對汽車的正常運行有至關(guān)重要的作用。管線路的布置也是一個汽車企業(yè)整體實力的一種體現(xiàn)，合理的布置給人一種美的感受。為保證布置合理，會大量的使用成形管。

成形管設(shè)計參數(shù)表為各控制點的坐標(biāo)，因各控制點是各段中心線的交點，并不是處于實物上的點，檢測比較困難，只能借助專用夾具才能進(jìn)行檢測。

1 成形管生產(chǎn)過程

本文主要討論的成形管生產(chǎn)過程為設(shè)計、制造、質(zhì)檢三部分。

1.1 成形管的設(shè)計過程簡介

在完成成形管走向設(shè)計之后，將成形管各控制點的坐標(biāo)測量出來，做成參數(shù)表用于指導(dǎo)生產(chǎn)與質(zhì)檢，成形管示意圖與參數(shù)表如下圖1所示。

圖1 成形管示意圖與參數(shù)表

1.2 成形管的生產(chǎn)過程簡介

以成形鋼管為例，供應(yīng)商接到圖紙之后，將成形管參數(shù)表中的數(shù)據(jù)輸入到自動彎管機(jī)系統(tǒng)里，生產(chǎn)人員按照要求將管毛坯安裝到指定位置，自動彎管機(jī)即進(jìn)行自動折彎，完成成形管生產(chǎn)。

1.3 成形管的質(zhì)檢過程與存在問題

將成形管安裝到專用質(zhì)檢夾具上，當(dāng)各檢測點貼合時，該成形管質(zhì)檢合格。一套夾具只能檢測一種成形管，由于夾具投入成本較高，在量比較小時投入夾具，會造成零部件成本高等問題。

由于各點的坐標(biāo)是成形管在坐標(biāo)系中的一個特定的位置下測量生成的，且各點為虛擬點，并非成形管實體上的點，所以沒有夾具的情況下，即使使用三坐標(biāo)儀也不能進(jìn)行成形管檢測。

1.4 成形管質(zhì)檢問題的解決方案

通過分析，成形管質(zhì)檢困難的主要原因是檢測對象為各控制點坐標(biāo)，各控制點為虛擬的點不便于測量，如果把檢測對象由虛擬對象轉(zhuǎn)化成實體對象，即可利用簡單的測量工具進(jìn)行檢測。

具體的解決方案是將檢測對象由各控制點坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為各直線段長度L與各控制點處兩直線段的夾角θ，成形管檢測對象示意圖如下圖2所示，轉(zhuǎn)化后的成形管參數(shù)表如下圖3所示（與圖1不是同一個零部件）。

圖2 轉(zhuǎn)化后的成形管質(zhì)檢對象

圖3 成形管參數(shù)表

2 成形管檢測參數(shù)的計算

成形管檢測參數(shù)可以通過三維軟件直接測量，但工作量大，出現(xiàn)錯誤后不容易檢查。因為我公司現(xiàn)使用的二維軟件為SE，該軟件可與WPS表格工具集成，所以，我們可以利用WPS表格工具的計算功能，自動生成成形管檢測參數(shù)。

成形管檢測參數(shù)計算模型如下圖4所示。

圖4 成形管檢測參數(shù)計算模型

已知 P1、P2、P3點坐標(biāo)，折彎半徑為 R。計算折彎后直線段長度L1、夾角θ、總長L。

2.1 夾角θ的計算

理論依據(jù)：向量內(nèi)積=|向量1|×|向量2|×cos（向量的夾角）

則

其中P2P1*P2P3為向量P2P1與向量P2P3的內(nèi)積，|P2P1|與|P2P1|為向量的模。

2.2 折彎損失l1的計算

2.3 折彎后兩點之間直線段長度L1的計算

理論依據(jù)：折彎后兩點之間直線段長度=兩點的距離-折彎損失。

|P1P2|為P1P2向量的模，l1、l2為線段兩端的折彎損失，當(dāng)線段為兩個末端的線段時，有一個折彎損失為 0，例如此處l2為 0。

2.4 弧長A的計算

2.5 總長L的計算

以上各參數(shù)的計算不需要解方程，所以均可以使用WPS的計算功能自動實現(xiàn)。

3 WPS表格計算的實際應(yīng)用

第一步，完成成形管的三維設(shè)計，如下圖5所示：

圖5 成形管三維數(shù)模

第二步、按順序自動生成個點坐標(biāo)，如下圖6所示：

圖6 利用三維軟件自動生成的各點坐標(biāo)

第三步、將各點坐標(biāo)復(fù)制粘貼到成形管參數(shù)表中，并設(shè)置好小數(shù)點后有效位數(shù)，如下圖7所示：

圖7 將坐標(biāo)復(fù)制粘貼到WPS做成的參數(shù)表中

第四步、對比計算的總長與通過三維軟件測量的總長，確認(rèn)坐標(biāo)點輸入無錯誤，如下圖8所示：

圖8 測量的成形管總長

第五步、隱藏參數(shù)表不需要在圖紙中顯示的內(nèi)容，將參數(shù)表復(fù)制粘貼到SE圖紙中，如下圖9所示：

圖9 SE零件圖中顯示的成形管參數(shù)表

第六步、完善零部件圖紙其它信息，則成形管的設(shè)計過程完成。

4 結(jié)論

通過案例表明，利用 WPS表格的計算功能，可以自動實現(xiàn)成形管檢測參數(shù)的計算，在增加了成形管檢測參數(shù)的同時，沒有增加設(shè)計人員工作量，而且通過兩種方法得到總長進(jìn)行對比，還可以實現(xiàn)設(shè)計人員自檢，提高設(shè)計準(zhǔn)確性。

將虛擬的檢測對象轉(zhuǎn)化為實體的檢測對象這種思路，還可以運用到其它零部件的檢測過程當(dāng)中。

[1] 百度百科baike.baidu.com“向量運算”.

[2] JAC《管線路設(shè)計方法》JAC內(nèi)部資料.

[3] JAC《彎管機(jī)作業(yè)指導(dǎo)卡》JAC內(nèi)部資料.

[4] JAC《安全件檢驗指導(dǎo)書》JAC內(nèi)部資料.