鄒增糧

（東風柳州汽車有限公司 技術中心，廣西 柳州 545006）

0 引言

中國汽車工業(yè)高速發(fā)展，汽車市場競爭非常激烈，各個汽車生產廠家為了在競爭中處于優(yōu)勢地位，不斷推出節(jié)能環(huán)保的新款汽車，從而激發(fā)了更多家庭對擁有轎車的強烈向往。汽車產業(yè)鏈的人力資源的瓶頸進一步突顯，如何在短時間內招聘到盡可能多的人手，盡量縮短“新員工”培訓周期，讓其盡快上崗是汽車產業(yè)鏈上的每一個公司都面臨的新問題。同時，由于中國汽車工業(yè)起步晚，很多汽車法規(guī)都是從國外直接引進過來的，很多條款或內容晦澀難懂，培訓也不容易解讀，更不能準確掌握?！靶聠T工”更是難上加難。如何快速打造一支高素質、高效率設計團隊，并實現由傳統一對一帶徒模式向大批量“復制模式”轉變的關鍵在有效的培訓。培訓新員工是一個企業(yè)知識與技能的傳遞與傳承，是企業(yè)、組織長盛不衰的源泉，也是人力資源管理與開發(fā)的重要組成部分和關鍵職能。而培訓的核心就在于標準作業(yè)流程的打造、相關模塊與范例教材的建立。

A 柱障礙角法規(guī)是汽車人機工程校核中極為重要的一環(huán)。本研究以某車型A 柱障礙角法規(guī)校核為例，基于CATIA 三維設計軟件，制作了A 柱障礙角法規(guī)校核基準流程及3D 作業(yè)（步驟）指導書標準模板，同步形成可滿足批量化培訓要求的示范教材。不僅規(guī)范化了A 柱障礙角法規(guī)校核作業(yè)，而且通過培訓，使“新員工”能獨立完成法規(guī)校核作業(yè)。

1 法規(guī)解讀、術語定義、參數輸入

1.1 法規(guī)解讀

根據GB 11562-94《汽車駕駛員前方視野要求及測量方法》中序號3.19～3.20 有關A 柱雙目障礙角的描述及序號4 技術要求：對于普通用途車輛，每根A 柱的雙目障礙角不得超過6°，若駕駛員側和乘員側的A 柱相對車輛中央縱向鉛垂面是對稱的，則乘客側的A 柱障礙角不需要再測量[1]。

1.2 術語定義

A 柱定義：指位于V點前68 mm 處橫向鉛垂平面以前的任何車頂支撐（不透明的零件），如門框、風窗玻璃鑲條、支撐附件等。

P點：指駕駛員眼睛高度上的頭部中心點，通常以P1，P2兩點表示駕駛員水平觀察物體時P點的不同位置（注：P1是校核左A柱雙目障礙角時用，P2是校核右A柱雙目障礙角時用）。

Pm點：指通過R點的縱向鉛垂面與P1、P2連線的交點。

R點：即“乘坐基準點”，是指制造廠規(guī)定的設計H點，是駕駛員座椅放到最后、最下位置時座椅H點（針對有調高、調前后位置座椅）[2]。

（1）確定了由制造廠規(guī)定的座椅每個設計乘坐位置的最后面的正常駕駛和乘坐位置，它考慮了所有的座椅可能調節(jié)狀態(tài)（水平、垂直及傾斜）。

（2）具有相對于所設計的車輛的結構建立的坐標。

（3）模擬人體軀干和大腿鉸接中心位置。

（4）作為安放二維人體樣板的參考點[3]。

座椅靠背角：指座椅靠背與鉛垂線的夾角。

設計座椅靠背角：指通過R點的鉛垂線與由汽車制造廠規(guī)定的三維H點裝置軀干線之間的夾角。

實際座椅靠背角：指座椅處于最低和最后位置時，通過H點的鉛垂線與三維H點裝置軀干線之間形成的夾角，實際靠背角理論上相當于設計靠背角。

1.3 校核要求

（1）汽車A 柱不能超過兩根。

（2）每根A 柱雙目障礙角不得超過6°，若兩柱相對汽車縱向鉛垂面是對稱的，則右柱不需要再測量。

1.4 基本參數輸入

座椅靠背設計角度為25°；

座椅正常調整范圍為：前120 mm，后80 mm；極限座椅調節(jié)范圍：300 mm。

2 校核過程

2.1 確定P 點坐標修正值

P點相對于R點位置由三維坐標系X、Y、Z坐標確定，原始基本坐標修正值見表1。

表1 基本坐標修正值 單位：mm

在上述表1 原始基本值的基礎上，P點需結合設計座椅靠背角、座椅水平調節(jié)滑移量兩個輸入參數進行修正。

（1）如果座椅水平調節(jié)滑移量超過108 mm 時，需按表2 對P點在X坐標方向值進行修正。

表2 各座椅水平調節(jié)滑移量與P 點X 方向坐標修正值對應關系單位：mm

（2）各設計座椅靠背角度下，需按表3 對P點在X、Z坐標方向進行再次修正。

表3 各設計座椅靠背角與P 點X、Z 方向坐標修正值對應關系 單位：mm

經過上述2 步查表修正，可計算出P點最終相對于R點坐標值如下：

P1相對于R點三維坐標X1：35 - 48 + 0 = -13；Y1：-20；Z1：627+0=627

P2相對于R點三維坐標X2：63 - 48 + 0 = 15；Y2：47；Z2：627+0=627

Pm相對于R點三維坐標Xm：43.36 - 48 + 0 =-4.64；Ym：0；Zm：627+0=627

即P1相對于R點坐標值為（-13，-20，627）；P2相對于R點坐標值為（15，47，627）；Pm相對于R點坐標值為（-4.64，0，627）

2.2 在CATIA 環(huán)境外下，調入校核所需的基礎數模

A 柱盲區(qū)檢查需要提供零部件數模包括：A 柱外CAS 面，A 柱護板，前風窗密封膠條及涂黑區(qū)，外后視鏡支座、駕駛員座椅、人體模型、R點坐標等影響視野的A 柱附近零部件3D 數模。如圖1 所示。

圖1 調入結構數據邊界

2.3 創(chuàng)建Pm、P1、P2 點

（1）由車身布置圖找到駕駛員座椅R點坐標（圖2），建立以R點為原點的局部坐標系，使用CATIA 軟件點創(chuàng)建命令，利用2.1 所得出的修正后的P1、P2點坐標值建立P1、P2點。

圖2 定義整車R 點

（2）求出Pm點：一方面可直接利用2.1 所得出的修正后的Pm點坐標值建立Pm點；另一方面可通過R點作縱向（X方向）鉛垂平面A（平行于整車中心對稱面），與P1、P2連線的交點即為Pm，求得Pm（-4.64，0，627）。

（3）過P1、P2、Pm三點做垂直鉛垂平面A的平面B。如圖3 所示。

圖3 制作平面A、B 與P1、P2 及Pm 點

2.4 求出斷面最前點

求出上2°、下5°斷面最前點。如圖4、5 所示。

圖4 制作上2°、下5°斷面

（1）過Pm點向前作與水平面B向上成2°夾角的平面，求過此平面與A柱相交的最前點S1。

（2）過Pm點向前作與水平面B向下成5°夾角的平面，求過此平面與A柱相交的最前點S2。

求S1、S2點：

①將剛才所做的斷面，導出成Section1.part 及Section2.part 文件。

②分別重新打開Section1.part 文件及Section2.part 文件，選中最靠近車頭方向的外側曲線，雙擊對其進行編輯，做其法線為X方向的切線，找到切點。

③該切點即為截面最前端的S1、S2切點，隱藏其他不相關的曲線，保留切點S1、S2并保存草圖退出。

圖5 求解斷面最前點S1、S2

2.5 做出S1、S2 斷面

在A 柱上做兩個水平截面（S1、S2截面）。如圖6 所示。

圖6 制作水平截面S1、S2

（1）A 柱S1截面：過最前點作水平截面，即為S1截面。

（2）A 柱S2截面：過最前點作水平截面，即為S2截面。

①將上一步保存的Section1.part 及Section2.part文件導入到Product1 文件中去。

②隱藏Applications 中的截面，激活新導入的幾何截面，利用上一步建立的S1和S2點，分別作垂直Z方向的水平截面S1及S2。

③凍結截面之后，將截面結果導出，保存為Section_S1.part 及Section_S2.Part 文件。

④隱藏Applications 中的截面3 和截面4。

2.6 輸出并投影至共同面

將S1、S2截面投影到P點（P1、P2、Pm）所在的水平面B內，雙目障礙角將在該平面內測量（導入CATIA零部件圖中，或導出到AUTOCAD 環(huán)境中進行）。如圖7 所示。

圖7 投影過程及結果

（1） 將上一步保存的Section_S1.part 及Section_S2.part 文件導入到Product1 文件中去。

（2）在結構樹中選中Product1，將環(huán)境切換成零件設計模式，創(chuàng)建Part1。

（3）選中P1、P2及Pm所在的平面B，進入草圖模式。

（4）在草圖中，選中剛才導入的S1及S2截面，進行3D 投影，將其投影到平面B上。

2.7 確定E 點位置

繼續(xù)在上一步的草圖中，作出E點。如圖8 所示。

圖8 確定E 點位置

（1）E點與P點在同一水平面內。

（2）E1和E2距P1點各為104 mm，E1距E2為65 mm。

（3）E3和E4距P2點各為104 mm，E3距E4為65 mm。

2.8 解求A 柱雙目障礙角（在草圖環(huán)境下）

（1）E1和E2的連接線繞P1旋轉，使E1至左A 柱的S2截面外側的切線與E1，E2連線成直角。

（2）從E1向左A 柱S2截面外側作切線1 和從E2向左A 柱S1截面內側作切線2。

（3）從E2點作前一外側切線1 的平行線，與后一內側切線2 所成的平面視野角度即為駕駛員側的左A柱雙目障礙角（注：如果整車呈中心對稱基準面對稱，則不需校核右A柱雙目障礙角）。如圖9 所示。

圖9 求解A 柱雙目障礙角

3 制作“校核作業(yè)指導（步驟）書”

根據上述校核過程，提煉、優(yōu)化整理并最終形成A 柱障礙角法規(guī)校核作業(yè)指導（步驟）書。其整個流程圖如圖10 所示。

圖10 3D 校核作業(yè)流程圖

4 結語

通過運用CATIA 軟件相關功能，完成某車型A柱障礙角的法規(guī)校核，并將校核全程編制成標準作業(yè)指導（步驟）書，這對于校核經驗比較少、法規(guī)解讀不到位的設計師來說，無疑提供了一個法規(guī)校核的標準規(guī)范流程，有助于他們快速進行經驗積累，快速掌握法規(guī)類3D 校核作業(yè)流程并輸出標準化的報告。事后，經從未做過法規(guī)校核的新進人員按作業(yè)指導書操作使用，全部能獨立完成法規(guī)校核并輸出認可的標準報告，完全符合使用要求。

后續(xù)將以此校核作業(yè)指導書為基礎樣板，編制并完善如前、后視野校核、內外部突出物等其他法規(guī)領域校核作業(yè)指導書，以最大限度地減輕初學者法規(guī)解讀工作量，提高其學習效率。