趙振強(qiáng)　羅俊雄

摘 要：文章強(qiáng)調(diào)了機(jī)動車維修中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用作用與價值，并對目前無損檢測技術(shù)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，從動力電池診斷技術(shù)、內(nèi)窺鏡無損檢測技術(shù)、智能診斷技術(shù)、儀器故障診斷技術(shù)、基于視覺檢測系統(tǒng)的無損檢測技術(shù)這幾方面入手，著重闡述了機(jī)動車維修中的無損檢測關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)與應(yīng)用，以期為機(jī)動車無損檢測與維修工作的更好展開提供技術(shù)與操作方面的參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)動車 新能源汽車 維修作業(yè) 無損檢測技術(shù)

1 引言

在機(jī)動車維修實踐中，展開無損檢測以判斷故障問題、機(jī)動車構(gòu)件現(xiàn)實情況等極為必要，是提升維修工作展開效率與質(zhì)量的重要舉措，值得深入探討。

2 機(jī)動車維修中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用作用與價值分析

汽車工業(yè)是一個精細(xì)且繁瑣復(fù)雜的工業(yè)，生產(chǎn)的環(huán)節(jié)較多且都需要較高的精確度，才能確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性，一個零部件出現(xiàn)問題，可能就會導(dǎo)致最終產(chǎn)品的缺陷。在工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的當(dāng)下，人們對汽車品質(zhì)的要求也越來越高，對汽車工業(yè)產(chǎn)品的要求越來越嚴(yán)格。在不破壞產(chǎn)品整體性的前提下檢測出有故障的零部件并及時的修復(fù)故障，是汽車工業(yè)面臨的重大問題，同時也是提高汽車工業(yè)效率、降低汽車工業(yè)成本的重要條件[1]。無損檢測技術(shù)穩(wěn)定、安全、可靠、非破壞性的特點(diǎn)決定了其在汽車工業(yè)上廣闊的應(yīng)用前景，無損檢測技術(shù)可以做到在不破壞、不傷害檢測對象的前提下，通過對檢測對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)的異常所引起的對光、電、磁、熱等反應(yīng)的變化，來達(dá)到完整的檢測目的。

能夠看出，在實際的機(jī)動車維修實踐中，無損檢測技術(shù)能夠發(fā)揮出較為理想的作用，可以在不拆解和破壞汽車自身部件的前提下，對汽車的各種金屬、非金屬、電器元件、電路板利用無損檢測技術(shù)獲取相關(guān)圖像。通過圖像分析提取故障特征，發(fā)現(xiàn)機(jī)械零部件損壞或缺陷、線路斷路或短路等原因、為故障檢測提供技術(shù)支持，快速恢復(fù)汽車完好性，大大縮短維修時間，提高維修質(zhì)量，并進(jìn)行嚴(yán)格的評估，保障人們生命財產(chǎn)安全同時不斷降低事故的發(fā)生率。

3 目前無損檢測技術(shù)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用情況分析

無損檢測技術(shù)主要是在不破壞被檢測物的前提下，對檢測對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)的異?；蛘呷毕菀鸬淖兓M(jìn)行檢測。在當(dāng)前的機(jī)動車維修實踐中，無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，已然可以做到借助相關(guān)儀器和一定的專業(yè)設(shè)備對存在缺陷的零部件從類型、位置、尺寸、數(shù)量、形狀等方面做出準(zhǔn)確判斷，從而及時發(fā)現(xiàn)并排除問題，保證汽車工業(yè)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，極大地提高了汽車工業(yè)的檢測效率和產(chǎn)品質(zhì)量，特別是在維修中得到普及應(yīng)用后，能提升檢修效率，同時能夠發(fā)現(xiàn)潛在危險，從而提出相應(yīng)解決方案，提高汽車的安全性能?，F(xiàn)代的無損檢測技術(shù)正逐漸朝著無損評價的方向發(fā)展。就當(dāng)前的情況來看，無損檢測技術(shù)在現(xiàn)代汽車維修中能夠發(fā)揮出積極作用，但是相應(yīng)技術(shù)依然存在一定的不足，還需要落實進(jìn)一步豐富與更新，保證無損檢測技術(shù)能顧更加適應(yīng)新能源汽車的維護(hù)與檢修工作需求，并持續(xù)想著智能化的方向發(fā)展。

4 機(jī)動車維修中的無損檢測關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)與應(yīng)用

4.1 動力電池診斷技術(shù)的應(yīng)用

新能源汽車在當(dāng)前的機(jī)動車產(chǎn)業(yè)中得到迅速發(fā)展，與之相對應(yīng)的是，為確保新能源汽車的長期安全運(yùn)行、提升維修質(zhì)量，需要面向新能源汽車開發(fā)更具針對性的無損檢測技術(shù)。動力電池診斷技術(shù)是當(dāng)前新能源汽車維修與檢測中較為常用的一種電子診斷技術(shù)，主要通過對電流、溫度、電壓等數(shù)據(jù)信息的收集與分析，判斷出新能源汽車電池模塊的故障問題，以此指導(dǎo)檢修與維護(hù)。期間，所遵循的新能源汽車動力電池故障診斷流程安排如下所示：電路仿真；數(shù)字獲取創(chuàng)建故障字典；訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；判斷是否存在故障問題，如果判斷結(jié)果為“不是”，則直接自動結(jié)束整個流程；如果判斷結(jié)果為“是”，則立即進(jìn)行故障定位；顯示故障元器件。

以比亞迪汽車為例，當(dāng)相應(yīng)機(jī)動車的動力電池發(fā)生充電問題，無法顯示儀表。若是出現(xiàn)動力電池充足，沒有故障時，在維修期間需要完成的檢查項目如下所示：第一，結(jié)合對充電連接裝置的使用觀察儀表，投放診斷儀，讀取儀表中系統(tǒng)的故障碼。第二，檢查交流充電連接裝置，對PE端的阻值進(jìn)行測量，判斷其是否存在于正常范圍內(nèi)。第三，投放試電筆，測量外部電源，判斷外部電源是否保持在正常狀態(tài)下。第四，對交流充電口的線束進(jìn)行測量，實施導(dǎo)通處理。第五，應(yīng)用導(dǎo)線，對電池管理系統(tǒng)針腳以及車載充電器進(jìn)行連接處理，了解充電情況，測量車載充電器的CAN線電壓。第六，結(jié)合檢測與分析結(jié)果確定是否需要更換車載充電器，完成故障排除[2]。通過使用動力電池診斷技術(shù)，能夠在新能源汽車的維修期間實現(xiàn)對其動力電池主要參數(shù)的收集，包括功率、電流、溫度、電壓等等，并及時完成對動力電池故障問題的判斷，以此還能夠為后續(xù)新能源汽車動力電池的維護(hù)與故障檢修作業(yè)的順利展開提供參考。

4.2 內(nèi)窺鏡無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

鏡體與冷光源是內(nèi)窺鏡的主要組成部分。其中，冷光源主要來源于鹵素?zé)簟Ｔ阽R體內(nèi)，包含著光導(dǎo)纖維束2條，即光束以及像束。對于光束而言，其主要承擔(dān)著傳遞冷光源所產(chǎn)生的光的任務(wù)，將其轉(zhuǎn)移至被測物的表面，達(dá)到照明效果；對于像束而言，其主要承擔(dān)著傳遞被測物表面圖像的任務(wù)，將相應(yīng)圖像轉(zhuǎn)移至目鏡。同時，在鏡體上，還進(jìn)行了牽引機(jī)構(gòu)的加設(shè)，以此實現(xiàn)對探頭各個方向移動的有效控制。現(xiàn)階段，在發(fā)動機(jī)積炭的檢查實踐中，內(nèi)窺鏡無損檢測技術(shù)更為常用。主要操作步驟如下所示：設(shè)備工具準(zhǔn)備-內(nèi)窺鏡檢查調(diào)試-油軌與火花塞的拆除-積炭檢查-進(jìn)氣門積炭檢查-節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管壓力的檢查-活塞積炭檢查。

除了發(fā)動機(jī)積炭的內(nèi)窺鏡檢查外，在機(jī)動車維修的其他檢測項目中，內(nèi)窺鏡無損檢測技術(shù)也有所應(yīng)用，具體包括：第一，對發(fā)動機(jī)漏油與漏水的無損檢查。依托內(nèi)窺鏡無損檢測技術(shù)的使用，可以迅速、精準(zhǔn)定位泄露位置，不需要在損傷發(fā)動機(jī)的情況下完成檢查。如果發(fā)動機(jī)的內(nèi)部冷水道存在裂紋，則會引發(fā)內(nèi)漏問題，此時可以使用內(nèi)窺鏡展開對水道的檢查。將內(nèi)窺鏡引入濕式氣缸套內(nèi)，對缸套的水垢進(jìn)行檢查，以此確定出缸套是否存在穴蝕情況。第二，對變速器、同步器的無損檢查。當(dāng)變速器發(fā)生不容易掛擋、更容易出現(xiàn)自動脫檔的故障問題后，可以先應(yīng)用內(nèi)窺鏡進(jìn)行無損檢查，確定出現(xiàn)損傷的零部件，然后在展開拆卸變速器總成進(jìn)行維修的操作。進(jìn)行同步器檢查時，也可以使用內(nèi)窺鏡無損檢測技術(shù)。期間，拆卸放油/加油螺栓后，移動換擋手柄以形成間隙，放入內(nèi)窺鏡，對同步環(huán)是否存在異常磨損進(jìn)行檢查。第三，對變速器齒輪的無損檢查。當(dāng)變速器發(fā)生振動、聲響異常等故障后，可以通過內(nèi)窺鏡的投放，對各個齒輪是否存在缺齒現(xiàn)象、是否存在異常磨損、是否存在齒輪嚙合間隙等問題進(jìn)行檢查。第四，對差速器的無損檢查。拆卸放油/加油螺栓后，放入內(nèi)窺鏡，對主減速器齒輪的磨損情況、嚙合痕跡進(jìn)行檢查，判斷是否存在異常磨損等問題。結(jié)合內(nèi)窺鏡無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，可以完成對各種齒輪與調(diào)整墊片實際磨損情況的檢查。

4.3 智能診斷技術(shù)的應(yīng)用

人工診斷、現(xiàn)代儀器診斷以及智能診斷是當(dāng)前機(jī)動車維修期間較為常用的幾類檢測與診斷技術(shù)。其中，對于人工診斷而言，更多依賴于相關(guān)技術(shù)人員的經(jīng)驗完成判斷，需要相關(guān)技術(shù)人員具備豐富的理論知識儲備以及實踐經(jīng)驗。對于現(xiàn)代儀器診斷而言，需要投放多種儀器設(shè)備完成檢測任務(wù)[3]。就當(dāng)前的情況來看，機(jī)動車的整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜性水平有所提升，相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行機(jī)動車維修期間，勢必需要完成多種零部件的檢測。而相比于傳統(tǒng)的檢測技術(shù)而言，智能診斷能夠避免人員方面的操作錯誤與誤差，故障的識別率有所提升，確保機(jī)動車具備更為理想的安全性能。

對于智能診斷方法而言，其主要在機(jī)動車維修與故障檢測實踐中引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，促使整個故障診斷與檢測過程均由人工智能技術(shù)及其對應(yīng)系統(tǒng)完成。以機(jī)動車發(fā)動機(jī)的故障檢測與診斷為例進(jìn)行說明，在應(yīng)用智能診斷技術(shù)展開相應(yīng)實踐操作期間，需要先完成對機(jī)動車發(fā)動機(jī)故障信號的在線獲??；隨后，提取特征信號，將得到的故障征兆輸出BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，此時能夠輸出相對應(yīng)的故障問題成因。結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成機(jī)動車故障診斷的整個過程可以劃分為兩部分，即有：第一，使用具備一定數(shù)量的訓(xùn)練樣本集，針對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)展開訓(xùn)練，以此獲取到期望的診斷網(wǎng)絡(luò)。第二，結(jié)合對診斷輸入系統(tǒng)的應(yīng)用，完成系統(tǒng)性的故障智能診斷、。整個診斷過程可以直接理解為使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成前向計算的過程。期間，所遵循的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練流程如下所示：連接權(quán)及閾值初始化；給網(wǎng)絡(luò)提供學(xué)習(xí)模式對；計算中間層各種神經(jīng)元的輸入、輸出；計算輸出層各種神經(jīng)元的輸入、輸出；計算中間層各種神經(jīng)元的一般化誤差；計算輸出層各種神經(jīng)元的一般化誤差；調(diào)整中間層至輸出層之間的連續(xù)權(quán)及輸出層各神經(jīng)元的輸出閾值；更新學(xué)習(xí)輸入模式；判斷全部模式訓(xùn)練是否完成，如未完成，則返回“給網(wǎng)絡(luò)提供學(xué)習(xí)模式對”步驟；如全部完成，則進(jìn)一步更新學(xué)習(xí)次數(shù)；判斷誤差、學(xué)習(xí)次數(shù)是否滿足要求，如未滿足要求，則返回“給網(wǎng)絡(luò)提供學(xué)習(xí)模式對”步驟；如滿足要求，則結(jié)束學(xué)習(xí)。

另外，基于AI技術(shù)的汽車維修自我診斷系統(tǒng)也是當(dāng)前針對機(jī)動車展開智能無損檢測中所使用的重要技術(shù)。對于基于AI技術(shù)的汽車維修自我診斷系統(tǒng)而言，其可以在長時間的運(yùn)行中從機(jī)動車各個部件上的傳感器中完成數(shù)據(jù)收集，以此為后續(xù)機(jī)動車自行完成損毀零件的使用提供支持，同時實現(xiàn)對維修時間的預(yù)測。例如，道通科技新一代新能源汽車智能診斷系統(tǒng)MS909EV支持新能源汽車高壓系統(tǒng)診斷，能快速讀取電池包數(shù)據(jù)，通過查看電池包詳細(xì)信息，可輕松實現(xiàn)故障排查；MS909EV配備全新的EVDiag Box新能源診斷盒，可實現(xiàn)離線電池包檢測，提供簡單高效的汽車檢測解決方案。

4.4 儀器故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)動車內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜水平的提升，也推動著其維修與故障檢測難度的提高。實踐中，為了實現(xiàn)對機(jī)動車故障問題的精準(zhǔn)檢測與診斷，需要結(jié)合各種儀器設(shè)備的投放，提取、分析機(jī)動車各種運(yùn)行參數(shù)，判斷相應(yīng)數(shù)據(jù)是否保持在允許、正常、可控范圍內(nèi)[4]。期間，可以投放萬用表、電流探針等儀器，完成對數(shù)據(jù)流的準(zhǔn)確獲取，結(jié)合與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的對比分析，能夠達(dá)到精準(zhǔn)定位故障發(fā)生位置的效果。其中，對于萬用表而言，能夠完成對電阻、電壓、信號脈寬等數(shù)據(jù)的獲取，支持故障排查；對于電流探針而言，能夠完成對電流信號值的監(jiān)測，支持電流異常問題的排查。

例如，在機(jī)動車發(fā)生前輪擺陣故障問題的條件下，對應(yīng)機(jī)動車的方向盤穩(wěn)定新會隨之下降，使得機(jī)動車實際面對著的安全隱患大幅增加，需要落實及時處理。導(dǎo)致該故障問題發(fā)生的主要原因包括，車輪變形、懸架桿件變形、轉(zhuǎn)向節(jié)變形等等。在實際展開故障檢測的實踐中，需要使用檢測設(shè)備檢查傳動機(jī)構(gòu)軸承位置及其連接位置的嚴(yán)密程度，著重判斷前輪變形情況是否存在及其嚴(yán)重程度。通常來說，一般家用機(jī)動車的端面圓與徑向圓的跳動量最大值為1毫米；對于端面圓而言，要求其維修的極限值設(shè)定為2毫米，即始終低于2毫米；對于徑向圓而言，要求其維修的極限值設(shè)定為1，5毫米，即始終低于1.5毫米。在檢查分析并判斷不存在異常問題的條件下，進(jìn)一步組織落實機(jī)動車前輪平衡檢查，直至完成對故障問題發(fā)生原因的確定，并針對性完成故障處理，以此確保機(jī)動車能夠長期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

4.5 基于視覺檢測系統(tǒng)的無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)動車的維護(hù)與檢修工作中，需要完成對鈑金、焊點(diǎn)、漆面等項目的缺陷檢測，其質(zhì)量會直接影響到整車的駕駛體驗、車身剛性等指標(biāo)。以往其檢測方式一般采用人工抽檢，存在一定的局限性，難以當(dāng)下的機(jī)動車的維護(hù)與檢修需求，且機(jī)動車本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對視覺系統(tǒng)的光路設(shè)計、系統(tǒng)標(biāo)定、算法開發(fā)等要求較高?；谶@樣的情況，針對相應(yīng)項目檢測，可以引入視覺檢測系統(tǒng)，結(jié)合機(jī)器人視覺軟硬件的應(yīng)用，高效完成無損檢測工作。

第一，沖壓線尾鈑金外觀缺陷檢測。針對汽車鈑金覆蓋件的表面缺陷，可以使用位于沖壓生產(chǎn)線尾的在線視覺檢測方案?？梢姽庀到y(tǒng)應(yīng)用圖像處理+深度學(xué)習(xí)的技術(shù)，針對目視可見的面缺陷及孔特征計數(shù)，高光譜系統(tǒng)則主要針對目視不可見的面缺陷，實現(xiàn)對鈑金表面隱形傷，極微小傷的缺陷檢測。

第二，焊接機(jī)艙焊點(diǎn)視覺檢測。焊點(diǎn)視覺檢測應(yīng)用對象為汽車機(jī)艙總成件，檢測工位投放相機(jī)，主要檢測內(nèi)容為焊點(diǎn)缺漏、焊點(diǎn)偏移量以及焊點(diǎn)缺陷，其中焊點(diǎn)缺漏檢測以模板匹配算法實現(xiàn)；焊點(diǎn)缺陷檢測采用深度學(xué)習(xí)的方式，利用殘差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行飛濺、毛刺、邊焊、扭曲、無缺陷等6分類模型訓(xùn)練，從而實現(xiàn)缺陷檢測。

第三，涂裝漆面外觀視覺檢測。涂裝白車身表面缺陷檢測系統(tǒng)，使用工業(yè)相機(jī)，配合機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)漆面全分類缺陷檢測，準(zhǔn)確度達(dá)到99.9%，同時實現(xiàn)了缺陷位置及種類的可視化，現(xiàn)場工人可快速響應(yīng)處理。避免人員長時間工作帶來的疲勞、漏檢、誤檢問題。

5 總結(jié)

綜上所述，在實際的機(jī)動車維修實踐中，無損檢測技術(shù)能夠發(fā)揮出較為理想的作用，可以在不拆解和破壞汽車自身部件的前提下，對汽車的各種金屬、非金屬、電器元件、電路板利用無損檢測技術(shù)獲取相關(guān)圖像。實踐中，通過動力電池診斷技術(shù)、內(nèi)窺鏡無損檢測技術(shù)、智能診斷技術(shù)、儀器故障診斷技術(shù)、基于視覺檢測系統(tǒng)的無損檢測技術(shù)等無損檢測技術(shù)的合理選定與應(yīng)用，能夠迅速發(fā)現(xiàn)機(jī)械零部件損壞或缺陷、線路斷路或短路等原因，為故障檢測提供技術(shù)支持，提高維修質(zhì)量。

2022年度廣西中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項目，課題題目：無損檢測技術(shù)在汽車維修中應(yīng)用研究，課題編號：2022KY1840。

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