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汽车纵梁论文范文

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来源：漫步者

作者：开心麻花

2025-09-19

汽车纵梁论文范文（精选8篇）

汽车纵梁论文第1篇

关键词：机械制造自动化,数控冲孔生产线,纵梁,汽车

1引言

汽车车架纵梁数控冲孔生产线是一种集机械制造、计算机数控技术、液压控制技术、气动控制技术等于一身的孔冲切设备。相对于以前的制孔工艺装备,具有投入产出比例高、加工效率高、自动化程度高、柔性化生产强、制孔精度高等特点,适应于汽车纵梁的大批量生产和多品种小批量的柔性生产。

2汽车纵梁数控冲技术的发展

直至上世纪80年代中期,大批量产出的卡车制造厂的车架纵梁还是依靠大吨位压力机一次冲孔后弯曲成形。这种方式设备、模具投资费用巨大,如果车型稳定,孔的规格数量、位置稳定,该工艺的生产效率也还是很高的,模具制造费摊下来也还经济。但随着市场多样化、变型车需求越来越旺盛,此种方式已经不能满足市场的需要。

对于中小型卡车生产厂家,以前则多采用钻模板/摇臂钻划线钻孔这样的机加工工艺。投资虽不大但工人劳动强度很高,效率低,制孔精度差,再加上钻模板的准备,十分费时费力。所以高效高精度的纵梁数控冲孔技术一经出现,便很快得到了应用。

汽车纵梁数控冲技术经历了从转塔换模冲到直线换模冲的发展历程。转塔冲的模具选择速度慢,主机机身笨重、移动速度慢,生产节拍低;而直线换模冲换模速度快,效率高。实际比对,转塔冲的机身重量约是直线换模冲的1.5倍,生产效率是直线换模冲的2/3左右。

对于不同形式的纵梁,目前市场上已开发出了平板数控冲、U型等截面直槽梁腹面数控冲、U型等截面直槽梁三面冲以及腹兼平数控冲。主机数量也从初期的单面冲一台主机,到可同时冲孔的3台单面冲主机,生产效率大大提高。

设备造价方面,国产单主机数控冲的设备造价约为250~400万元,三面冲约为800~1000万元。相比较大吨位压力机其投入产出比例高,大大降低了企业的投资风险,尤其是在新产品的试制阶段。

数控冲适用于单层纵梁的冲孔。对于双层纵梁来说,如果内外梁的来料偏差大,会造成分别冲孔后合梁的孔错位,所以其生产工艺为外梁冲孔后焊接合梁,之后再由摇臂钻钻孔生产线“透钻”内梁而成;如果内外梁的来料偏差小、精度高,则可采用双层梁分别冲孔后直接合梁的工艺。

对于单层变截面变宽度纵梁,可以采用平板纵梁数控冲孔工艺后大吨位压力机弯曲成形的工艺。对于变宽度等截面槽梁,目前比较经济的工艺是在数控冲孔的基础上完成孔加工,再在数控折弯机上终成形。

上述可见,纵梁数控冲孔工艺应用已经越来越广泛。数控冲所能达到的工艺性能、孔位精度和节拍如下:

工艺范围:除圆孔外,还可以冲制异形孔(如矩形孔、椭圆孔等),最小孔径不小于来料厚度。

冲孔精度:孔对应翼面基准点的位置度偏差+/-0.2mm;孔距x向偏差+/-0.15/400mm,+/-0.30/3000mm;孔距y向偏差+/-0.30mm;矩形排列成组孔对角线长度偏差+/-0.30/3000mm。这样的精度完全能达到车架零部件装配的要求。

生产节拍:例如25个模位单主机数控冲,加工280个孔12000mm长槽梁的生产节拍可达到7.5min/根。若按双班年工作日251天计,年产可达3万根,车架1.5万份。几年内就可以收回设备投资。

目前,直线换模数控冲孔技术已从汽车制造行业扩展到了其他行业,如电力行业的铁塔角钢也采用了该项冲孔技术。可以预见,直线换模冲孔技术必将在更多的领域得到更广泛的应用。

3直线换模数控冲的工作原理

直线换模冲采用液压冲孔技术。工作方式为油缸每上下运行一次,完成一个孔的冲裁。

直线换模冲的主机形式有两种:一为可移动开式机身;另一种为固定式闭式机身。前者适用于小孔的冲切,后者适用于大孔的冲切。开式机身的移动方式为主机在设备的固定底座上作前后滑移;固定式闭式主机机身固定,仅模具座前后移动,数控系统中设为y向。

纵梁的移动方向为沿着与主机移动相垂直的方向作不后退的单向行进(x向)。冲孔时模具选择后通过伺服电机控制两个方向的坐标联动来寻孔定位。

数控冲的模具排列方式和选模方式是整个技术的关键。早期的转塔冲模具为回转塔式布置,选模时依靠伺服电机带动模具库旋转来确定。现在的直线换模则是在主机滑块下端顺x方向固定四列直线式排列的冲模,依靠换模气缸抽拉小小的垫铁来实现,结构形式大为简化,换模速度大大提高。

开式主机直线排列模具库的结构和选模原理如下:

首先,模具顺x方向直线排列,冲孔时便于在槽梁内移动。模具布置时大孔模在中间,小孔模在前后两侧,并行排列。另外数量多的冲模还按双份进行设置。模具为可拆卸式,既可上下模单独更换,又可整体更换上下模座。

直线模换模过程(图1):(1)复位气缸2上腔常通压缩空气,气缸始终处于下压导柱8状态。(2)上滑动块5(抽铁)和下滑动块17通过换模气缸4的推拉,在导向滑槽6中移动。(3)图示位置上,如果下滑动块17移动到最右端,则导柱8的上退空间打开,在冲孔时冲头10后退。这样则只有左侧的冲头能有选择地进行冲孔。

为了进一步提高数控冲生产节拍,现在已开发出多主机单面冲孔技术,除一台主机仅在y向移动外,其他主机还可以同时在x/y方向联动寻孔。如5台主机的三面冲生产节拍已达4.5min。

数控冲采用先找中心线,然后液压夹钳夹紧的方式。根据来料方式的不同,可分为平板边部夹紧和直槽梁轴线中心夹紧。像平板冲,可设置多达十几个边部夹钳,整个加工过程中夹钳不松开(但冲孔时自动避让)。而槽梁冲则在主机前后各设置两个中心夹钳,纵梁通过主机时,4把夹钳接力完成槽梁的输送。输送时始终保持有两把夹钳夹住纵梁。

数控系统为多轴联动的专用于冲孔的点位控制系统;伺服系统采用半闭环控制;各数控轴均采用绝对值旋转编码器,可实现断电续冲功能。

建立工件坐标系,以纵梁最前端为x轴原点,通过设在输送料道前端的光电开关获取。y轴原点则通过找出来料中心线获取。

建立机床坐标系,设主机前的伺服轴为x1轴,主机后伺服轴为x2轴,其原点均在最右端。另外模具库前两个冲模的对称中点为识别刀库的刀架相关点,各个冲模以此为基准确定刀偏。

软件排刀时,通过计算CAD图形中每个孔到工件x轴原点距离,加上相应冲模刀偏值的总和,从小到大进行排序,实现x轴的单向行进。根据以上方法,在自动编程软件下,自动生成加工程序。

4腹兼平数控冲孔生产线的组成与技术特点

腹兼平数控冲是既可用于平板冲孔又可兼顾腹板冲孔的新型直线换模数控冲孔设备,相对于单纯的平板冲和腹板冲,其独特的输送滚道、夹紧方式、对中装置都为首创。其技术特点如下:

腹兼平数控冲由自动化物流部分、数控冲孔主机部分以及电气控制中心部分组成(图2)。

自动化上下料系统采用数控伺服方式,来料在台车上定位对齐,分层排列后,抓取采用断电吸附的磁铁来实现。

主机为可移动开式机身,安装维修方便。机身上设置主油缸、滑块、模具库、检测装置等部件,底座上固定伺服驱动装置。采用永磁交流伺服电机滚珠丝杠驱动,低摩擦直线导轨上滑移。

主机公称冲孔力1200k N,10mm厚来料,最大冲孔尴50mm。主机的角刚度满足3.4角分的许用角变形要求。主机底座固定后,四周采用定位顶丝保持长期精度稳定。

采用液压随动压料工艺:冲孔前压料架先行压紧来料后再开始冲孔。当冲头返回至设定高度后,在气囊的作用下抬起,开始送料。压料力50k N。

为补偿槽梁来料翼面与腹面的直角度误差等,主机下模座的两侧各设置了一组直线位移传感器补偿左右梁的偏差。当槽梁进入主机冲孔区域后,传感器滚轮与翼面全程贴合采集数据,对比输入值后确定补偿偏差。平板冲时补偿装置退出。

腹兼平数控冲采用了既能用于平板输送又能兼顾槽梁输送的4列滚轮料道,每600mm长设一组滚轮支架。平板冲时采用4列滚轮支撑,板料平直。槽梁冲时则翻倒外侧的两列滚轮,采用中间的两列滚轮支撑。采用滚轮的优点为夹钳行走时穿行于中间的两列滚轮之间,与料道互不干涉。如图3所示。

设置两把主夹钳,采用交流伺服电机齿轮齿条消隙驱动;设置两把辅助夹钳,无杆气缸驱动。为适应料端的翘曲,主辅夹钳均可在10mm范围内上下浮动。断电时夹钳不松开,回路上设有液压锁和蓄能器。

对于平板梁和槽梁,均采用双向同步夹紧对中装置定位,该方法是能实现腹兼平的关键之处。对中后的中心轴线作为数控系统y向尺寸的原点,数控系统依此进行y坐标运算。对中装置固定于主机上料侧的料道上,根据纵梁长度优化后设置5组,采用制动电机正反向丝杠同步对中。安装时以第一组为基准冲切夹紧点间中心孔找正。每根料选择两组装置来确定中轴线即可(图4)。腹兼平数控冲采用进口博世力士乐液压系统,插装阀式大流量电液比例阀控制。在主油缸的行程上通过直线位移传感器全程反馈,油缸的上下死点可在数控系统中随意设置。不同高度的冲模理论上也可以实现独立的下死点位置设定,保证冲孔时所有冲模的下死点一致。冲孔时工作行程20mm,频次可达60min-1。

5结束语

数控技术的应用,使得汽车纵梁制孔设备和加工工艺都得到了很大的提升。可以预见,随着设备制造技术日臻完善,数控冲的加工效率会越来越高,纵梁生产工艺也会越来越成熟。

参考文献

[1]文怀兴.数控铣床设计.北京:化学工业出版社,2005-11.

底盘车间纵梁班组工作总结第2篇

1、改善方面：xx年工作中我共完成改善16项，改善金额达1、1万余元其中现场改善“盖板凹坑防护改善”和“防护踏板安全改善”消除安全隐患，提高作业效率，降低卫生清扫时间，其收益达到3553、53余元，设备改善其中有“夹具防护改善”和“油缸防护改善”防止操作失误导致设备损坏，延长设备使用寿命，为公司节约资金4286、余元。

2、设备方面：在日常工作中班前和班中对设备认真点检，曾发现夹具油管接头松动4次，液压机过热和夹具压紧块螺丝松动和定位销脱落以及焊机电源线裸漏等异常，经过及时报修，消除了生产过程中的异常停线130分钟，减低了异常停线率，修班后对设备彻底执行清扫清洁，并通过清扫对设备进行点检，发现异常及时解决。

3、安全方面：作为一名后备人才，带领机组消除安全隐患4项，现场安全改善5项，优化了作业现场的环境，参加班组qc改善小组《消除d22左纵梁歪拉斜吊》改善消除了安全隐患，降低步行次数30步，节约资金3500余元、

4、士气方面：积极参加车间后备人才培训，以车间优异的成绩参加公司监督者培训。在休息时间，和同事交流我对设备点检及保养的方法以及做6s的目的和重要性。积极支持班组工作，完成班组交给我的所有任务。和班组成员进行沟通，了解每一位同事的状态，对状态不好的同事进行思想上的.交流，从思想上正确引导他们，帮助他们。

5、参加活动：曾在xx年底参加公司春节晚会开幕式，凭借我们出色的表演取得了开幕式奖。xx年积极参加公司和车间组织的活动：太极拳、跳远、跳绳、踢毽子等。通过活动增加了班组的活力，更凝聚了班组里不可或缺的团队力量。xx年积极参加车间，公司组织的各项活动：11月份参加公司组织的太极拳比赛。

汽车纵梁数控生产线的检测装置第3篇

关键词：机械制造自动化,检测,汽车纵梁,数控冲孔生产线

1 前言

如今,汽车纵梁腹面、翼面或三面数控冲孔线正在越来越广泛地应用于各汽车制造厂的纵梁加工之中。纵梁是汽车底盘众多零部件安装的基体,若实际加工过程中纵梁上的孔超差较大,会使后续的纵梁装配颇为困难,甚至无法进行,这就对汽车纵梁的数控生产线提出了严格要求。如何确保孔的精度在公差范围之内,生产出合格的产品就显得极为重要了。

2 检测装置的结构及工作原理

现以通常的包含四主机(即两腹面冲孔主机+两翼面冲孔主机)的三面数控冲孔线为例来说明检测装置的原理。

图1所示为翼面冲孔机上所用的检测装置,它结构简单,运动灵巧,其成本相对来说也较低。装置主要由检测座、直线导轨、气缸、精密位移传感器、滚轮等组成,其中,位移传感器为检测装置的核心。每台翼面冲主机配有四组传感器,以保证翼面上的孔到腹面的位置精度。传感器前端有滚轮,由气缸驱动压到腹板上,在靠近圆角的直面处检测,检测外翼面的位置偏差,冲孔时此偏差被补偿。当梁进入翼面冲主机后检测滚轮才下落,纵梁通过后滚轮退回。最靠近即将冲压的孔的传感器,在主机z向定位后检测纵梁误差,数控系统根据检测值修正z向定位值后,冲孔才能开始。

汽车纵梁通常分左、右纵梁。因为纵梁上腹面孔的基准边不同,所以在冲腹面孔时要分别以纵梁前端或后端为基准进行补偿。对于每台腹面冲主机来说,在主机前后需各有一套前后对应的检测装置;对于翼面冲主机来说,则仅需一套检测装置即可满足要求。每台主机视其自身模具数量的不同而设有不同数量的传感器。

3 位移传感器与系统的连接与设置

常见的位移传感器生产厂家为MTS,BALLUFF等,目前常使用的传感器大都为BALLUFF公司的产品。

由于传感器对数据传输的要求比较高,所以采用了PROFIBUS总线数据传输的方式。在FANUC的系统中,配有专门用于PROFIBUS传输的模块,需要对PROFIBUS模块与系统CPU进行连接,并且在系统中要对PROFIBUS传输进行设置,具体连线如图2所示。

在FANUC CPU主板后面插有PROFIBUS插槽,有MASTER function和SLAVE function两个接口。在四主机的三面冲设备中只需用到MASTER function接口,将此接口再连接到一个扩展模块上,由扩展模块通过PROFIBUS总线串联起32个传感器,分别将32个传感器设置成32个站点,按顺序依次将传感器的站号设定好,就可以将传感器的数值读取到系统内。

在系统内的设置如图3、图4、图5所示。

4 传感器的精度补偿

传感器的精度补偿过程如下:

首先,将传感器的反馈信号放到FANUC的R信号中,每个传感器占用4个字节的R信号,共32位,先通过梯形图的转换功能将R数据区的数值以BCD码的形式读取到系统内部的可调用的G数据区,再通过梯形图内的窗口功能将G数据区的数值读取到设定的宏变量内,此宏变量就为该传感器的当前值。例如:将第一个传感器的数值放到R2000内,此时,R2000-R2004数值为第一个传感器的读数,其中R2003为低8位,R2004为高8位,再将数值读取到G数据区内的D4010内,通过梯形图窗口功能将D4010的数值读入到宏变量500号内,后面第一个传感器进行精度补偿时就可以调用宏变量500号内的数值。图6为梯形图内的窗口功能模块,将D数据区内的数值读取到宏变量中。根据以上步骤就可以把32个传感器数值读取到预设的宏变量中,在执行读取传感器数值的子程序时就可以直接调用宏变量里的读数。

第二步,在传感器数值读取完后,由于纵梁的腹面和翼面不平,为了保证纵梁冲孔的精度,需要在系统内给每一个传感器设置一个基准值,并且保证每个主机同一面的传感器的基准值在一条直线上,使每一个孔都是以一条直线为基准边,这样就可以保证冲出来的孔与基准面的距离不会因为纵梁基准面的不平而出现偏差。在这种纵梁冲孔生产线上,我们可以基准辊为一个翼面的理想基准面,并且以常见的300mm宽的纵梁的另一翼面为第二个理想基准面,其他宽度再根据板宽差值进行计算。传感器测量的值与理想基准面差值即为补偿值。将每个传感器的补偿值再次存入到另一部分宏变量中,在执行子程序时就可以直接调用进行补偿计算。

第三步,在设定好当前值和基准值后,就可以进行补偿计算了。在冲孔过程中,首先由夹钳夹住纵梁送进到位,此时滚轮伸出压紧梁的检测面传感器开始工作,将传感器的数值反馈给系统。在执行冲孔子程序时就会根据传感器的数值进行计算,计算出补偿量后,主机伺服轴进行第二次移动,移动量即为计算出的补偿量,到位后进行冲孔。

下面就是补偿量的计算:

G90X500Y220;(夹钳夹梁送进到冲孔位置)

G65P9023;(调用9023子程序,读取对应传感器数值并放到宏变量500号里)

G65P9024;(调用9024子程序,读取相对应的基准值并放到宏变量501号里)

#101=#500-#501;(计算出传感器当前值和基准值的差)

#102=#101/1000;(传感器分辨率为1000,将计算值除以1000得出实际补偿量)

#103=220+#102;(将补偿量加到冲孔Y方向坐标里)

G90Y#103;(补偿后主机第二次移动)

M47;(执行冲压动作)

执行完以上程序后,就可以把传感器的补偿值加到程序中并对精度进行补偿,从而冲出合格的孔了。

5 实际使用中精度补偿的改进和效果

由于纵梁的送进速度非常快,在梁端头刚刚进入到传感器工作区域时,经常会碰到下列现象:滚轮在气缸的推动下还没有碰到纵梁,程序已经执行到要读取传感器数值,此时读出的传感器数值就会不精确,产生误差。为此,在传感器第一次工作时,程序加上了1s左右的延时,以防止出现误差。实际运行过程发现,延时1s后不会再出现误差。此外,在程序中还要再加上补偿检测,以防止因某些原因造成补偿值误差过大,导致主机运动距离过长,撞坏纵梁。

6 结束语

汽车纵梁数控生产线的检测装置以其简单精巧的结构,合理的传感器精度补偿方法,在解决因纵梁的不平所造成的孔间距产生误差方面起到很好的补偿效果,在实际生产中,冲孔精度完全符合客户要求。这一检测装置尚需不断改进,完善传感器的补偿,使其发挥更好的作用。

参考文献

[1]阳宪惠.现场总线技术及其应用.北京:清华大学出版社,1999.

[2]李正军.现场总线技术及其应用技术.北京:机械工业出版社.2004.

汽车纵梁论文第4篇

如何描述图像在区域中的形状是数字图像处理、模式识别和计算机视觉等领域的一个关键步骤。形状描述的主要目的在于提取有效的形状特征信息。特征提取必须能反映整个图像的特征, 输入模式维数的增加导致了网络规模的庞大, 神经网络结构的复杂度大大增加了。所以汽车纵梁特征提取是纵梁识别过程的一个重要环节, 对纵梁识别的成功与否起着至关重要的作用。为了有效地实现分类识别, 就要对原始数据进行变换, 得到最能反映分类本质的特征。本文采用了提取图像高频和低频部分的小波能量系数及边缘像素数作为纵梁的特征的特征提取方法, 通过神经网络和数据融和理论得到可信度更高的识别结果。

1 小波系数能量特征提取

1.1 小波多尺度分解

小波是近十几年才发展起来并迅速应用到图像处理等众多领域的一种数学工具, 小波变换的主要算法是有由法国的科学家Stephane Mallat 提出的[1]。他在构造正交小波基时提出了多分辨率的概念, 从空间上形象地说明了小波的多分辨率的特性。小波变换理论局有许多其他理论所不具备的优良特性, 如正交性、方向选择性、可变的时 (空) 频域分辨率等, 这些良好的分析特性使小波变换成为信号处理的一种强有力手段。

小波变换的实质是对原始信号的滤波过程。小波函数选取的不同, 分解结果也不同。但无论小波函数如何选取, 每一分解尺度所用的滤波器中心频率和带宽成固定的比例, 即具有所谓的“恒Q”特性。因此, 各尺度空间内的平滑信号和细节信号能提供原始信号的时频局部信息, 特别是能提供不同频段上信号的构成信息。可以直接将小波分解系数作为特征。若把不同分解尺度上信号的能量求解出来, 则可以将这些能量值按尺度顺序排列形成特征向量供识别用。这就是基于小波变换提取多尺度空间能量特征的基本原理。

图像小波分解后的各层小波系数都包含了图像中目标的信息, 二维小波分解是把尺度J的低频部分分解成四部分:尺度J+1的低频部分和3个方向 (水平、垂直、对角) 的高频部分。对纵梁图像进行二维小波多尺度分解, 可以得到3J+1幅子图像[2]。图1为三层小波分解示意图, 其中为原始图像的低分辨率图像, 代表图像的轮廓部分是图像水平和垂直两个方向的低频部分;D $_{k}^{h}$ , D $_{k}^{v}$ , D $_{k}^{d}$ , (k=1, 2, , J) 为水平、垂直与对角方向的高频分量, 它们都是图像的细节部分。

1.2 Haar小波函数

理论上讲, 可以使用任何形式的小波函数对目标信号进行分解。为了计算方便并减少特征维数, 这里使用Haar小波对汽车车架纵梁图像进行了三层小波分解。在众多正交函数中, Haar小波函数是最简单的正交函数, 它的函数正交集是一些幅值为+1或-1的方波, 而且在一段区间有值, 其他区间为零。这使得Haar小波变换比其他小波函数要快。这满足了在线模式识别的要求。

Haar基函数是一组线性无关的函数, 可以用来构造任意给定的信号。Haar基函数是由一组分段常值函数组成的函数集, 其定义为:

$ψ (x) = {\begin{cases} 1, 0 x 1 \\ 0, 其他 \end{cases}$

小波函数通常用ψ $_{i}^{j}$ (x) 表示。与框函数相对应的小波称为基本Haar小波函数, 其定义如下:

$ψ (x) = {\begin{cases} 1, 0 x 1 / 2 \\ - 1, 1 / 2 x 1 \\ 0, 其他 \end{cases}$

Haar小波尺度函数ψ $_{i}^{j}$ (x) 定义为:

ψ $_{i}^{j}$ (x) =ψ (2jx-i) , i=0, 1, , (2j-1)

用小波函数构成的矢量空间Wj定义为:

Wj=sp{ψ $_{i}^{j}$ (x) }, i=0, 1, , (2j-1)

图2为汽车纵梁图像, 图3所示为对纵梁图像进行三层Haar小波分解的结果。经过小波分解, 得到幅10幅子图像是纵梁图像在不同比例因子和不同方向上的能量分布。由于小波变换系数有正负之分, 这里取小波分解各级对应高频系数的平方根作为小波分解的各级能量值, 这样就可以得到一个长度为9的小波系数能量特征向量。

2 边缘像素特征提取

边缘检测的基本思想首先是利用边缘增强算子, 突出图像中的局部边缘, 然后定义像素的“边缘强度”, 通过设值阈值的方法提取边缘点集。图4所示是利用canny边缘检测算子进行处理边缘检测厚的纵梁图像。在canny法中, 通过两个阈值来分别检测强边缘和弱边缘;当且仅当弱边缘与强边缘连接时, 弱边缘才被输出。canny法不容易受噪声的干扰, 能够在噪声和边缘检测之间取得较好的平衡。

每个图像的边缘像素都显示图像的特性, 所以可以利用这个特征去区分纵梁的种类。边缘检测后图像被分成16 (44) 个子矩阵 (图5) 。“1”表示每一个子区域的边缘像素, “0”表示其他。子矩阵按照自上至下从左到右的顺序依次排列, 计算在每个子矩阵中边缘“1”的数量, 这样可以得到汽车车架纵梁图像的另一个特征, 一个长度为16的特征向量。

3 基本理论

3.1D-S证据理论概述[3]

D-S证据理论最基本的概念是识别框架, 最大的特点是在证据中引入了不确定性, 它是贝叶斯推理的扩充。一个完整的推理系统需要用几个不同推理级来保持精确的可信度表示。

设Θ是一个鉴别框架φ为空集, 则基本概率分配m∶2Θ[0, 1]如果满足 $m (φ) = 0 ‚ \sum_{A \in Θ} m (A) = 1$ 则其信任函数Bel (A) 定义为是A中全部子集对应得基本概率之和, 即:Bel $(A) = \sum_{B \in A} m (A) \forall A \in Θ .$

设Bel1和Bel2是同一识别框架Θ的两个信任函数, 对应的基本概率分配是m1, m2, 若A∈Θ且m (A) >0, 设 $\sum_{A_{i} \cap B_{j} \neq φ} m_{1} (A_{i}) m_{2} (B_{j}) ＜ 1$ 则合成后的基本概率分配m∶2Θ[0, 1]可由下式表示:

$m (A) = {\begin{matrix} \frac{1}{1 - Κ} \sum_{A_{i} \cap B_{j} = A} m_{1} (A_{i}) m_{2} (B_{j}) & A \neq φ \\ 0 & A = φ \end{matrix}$

定义 $Ρ l (A) = 1 - \sum_{B \in A \neq φ} m (B) \forall A \in Θ$ 为似然函数。

D-S推理过程包括以下3步:计算各个证据的基本概率赋值函数mi, 信任函数Bel (A) 和似然函数Pl (A) ;用D-S组合规则计算所有证据联合作用下的基本概率赋值函数、信任度函数和似然函数;根据一定的决策规则, 选择联合作用下支持度最大的假设。

3.2 ART-2神经网络概述

ART-2神经网络系统能模仿人脑的功能, 即对一个未知模式, 通过学习后建立起对该模式的长期记忆。当输入模式与该模式足够相似时, 系统会迅速将它归于所属类中, 同时该相似模式的这一输入会对系统的记忆作少许修改。当输入的模式与长期记忆不够相似时, 便在其余的长期记忆中寻找, 直到找到最相似的一个;如果没有找到, 则将其作为新的模式记忆下来。

ART-2网络的分类处理分成学习、工作连个步骤。学习过程:训练样本模式, 重置波发生器开关被打开, 通过调节警戒系数ρ, 尽量使样本模式分成不同的有效子类别。经过多次学习达到稳定后, 长期记忆系数LTM (F1, F2之间的权重系数) 被确定下来不再改变, 将长期记忆系数;LTM保存下来。工作过程:重置波发生器的开关被关闭, 向网络输入未知模式。输入的未知模式在F1中反复迭代到稳定, 但不送到F2中进行竞争, 也不改变F1, F2之间的权重系数LTM。已学习的各有效模式从F2送到F1, 与未知模式进行比较, 得到各类模式与未知模式的匹配度|R|, 将未知模式分类为最匹配的一类 (对应的|R|值最大) 。

当输入模式w与F2中已学习过的所有模式都失配时, 将w作为新的模式加入到F2层开辟一个新的输出端, 并保存它的LTM系数。可见, ART-2网络具有自适应学习能力, 它的学习过程是无监督的, 不需要教师的指导, 而且当一个新类别输入时, 仅仅将它作为新的知识加入网络。

4 试验分析

神经网络具有强大的非线性映射能力, 在模式识别中得到广泛应用[4]。ART-2神经网络具有自适应学习能力, 当一种新的被用于输入, 新的知识被连接到网络, 不会修改已学习的知识。将上述方法所提取的特征向量分别作为ART-2神经网络的输入 (图6) , 通过神经网络对汽车车架纵梁图像的学习, 可以找出输出层对于不同种汽车车架纵梁的每个不同的特性模版的变化范围。把这个范围用作可信度。在ART-2神经网络的学习过程中, 选择性的参数是a=10, b=10, c=0.2, d=0.8, θ=0.001, ρ=0.995, 将网络输出层得到的数据通过D-S证据理论进行融合仿真后证明识别率满足在线检测的要求。

5 结语

本文基于小波分析的方法对汽车车架纵梁进行特征提取后, 由ART-2神经网络进行识别。选取汽车车架纵梁图像经小波分解后的能量系数以及经过边缘检测后得到的边缘像素数作为纵梁的特征, 从不同方面反映了纵梁的信息。通过选取计算代价小的多元特征以及高效的融合规则作出决策, 提高了抗干扰性和容错性, 保证了算法的性能满足高速检测的要求, 仿真验证后表明这种特征提取的方法是有效的。

参考文献

[1]Mallat S G.A theory for multiresolution signal decomposition:The Wavelet Representation, IEEE Trans.PAMI, 1989, 11 (7) :674-693.

[2]李建平, 唐远炎.小波分析方法的应用[M].重庆:重庆大学出版社, 1999.

[3]刘同明, 夏祖勋, 解洪成.数据融合技术机器应用[M].北京:国防工业出版社, 2000.

汽车纵梁论文第5篇

汽车底盘纵梁冲是在20世纪80年代后期才问世的自动化生产线,它采用机、电、液为一体的技术,用于汽车底盘纵梁孔的冲压生产。改变了以往摇臂钻床划线靠模钻孔的生产工艺,减轻了工人的劳动强度,提高了加工精度,是一种新型高精度、高效率的纵梁数控加工设备。我国上世纪90年代从国外引进,2000年以后开始自主研发。随着国内汽车行业的不断发展,它的应用也越来越广泛。

汽车底盘纵梁冲的主机采用液压系统控制,主油缸采用复合式结构,可以根据冲孔大小决定冲压力,并且工作次数每分钟数十次乃至一百次。为达到这个速度,蓄能器是生产线上必不可少的装置,它用来向系统提供压力油,加快冲压的速度。由于工作频率快,这类系统的液压冲击也较大,对零部件可靠性的要求更高。在现场生产中,常常会遇到液压冲击造成蓄能器漏油的问题。

2 蓄能器的安装

为减少液压油在管道中的流动距离,蓄能器的安装,一般是先将油路块直接安装在主机缸头上,蓄能器再用螺纹连接安装在油路块上,结构比较紧凑。但是,在持续不断液压冲击的作用下,时间一长,蓄能器与油路块的螺纹连接处会发生松动,安装面易出现渗油。蓄能器与油路块除螺纹连接外,另一种还可作法兰连接。但是一般样本上的法兰均为圆法兰,而主机缸头上空间有限,只能设计专用法兰(图1)。具体安装是专用法兰与蓄能器先螺纹连接,然后再将法兰安装在油路块上。用了一段时间后,蓄能器与专用法兰的螺纹连接处又开始松动。同样,发生了渗油现象。

3 改进措施

分析上述现象,原来蓄能器由于其圆柱外形尺寸较大,在安装时无法完全固定,采用专用法兰也不能完全拧紧。观察蓄能器下部油阀接口处,有个铣出来的小平面,根据这一结构设计了一种专用扳手(图2),卡在这个面上,用来固定蓄能器。将蓄能器再装在油路块上时,就容易完全拧紧。这样安装后,经过长时间使用,再没有发生渗油现象,问题得到解决。

4 结束语

对于这次发生的问题,通过分析总结。可以确认,在一般情况下,蓄能器螺纹连接的安装方式是没有问题的。但在液压冲击大的情况下,最好使用法兰连接蓄能器(如果生产商使法兰符合SAE标准就更好了;或者自制专用法兰),但是要确保法兰与蓄能器螺纹连接完全拧紧。

参考文献

[1]雷天觉.新编液压工程手册.北京理工大学出版社,1998-12.

[2]徐灏.机械设计手册.北京:机械工业出版社,2000-06.

[3]路甬祥.液压气动技术手册.北京:机械工业出版社,2002.

汽车纵梁论文第6篇

目前, 汽车纵梁数控冲孔生产线上应用的检测装置大多是位移检测传感器, 这种传感器大多采用的是PROFIBUS总线通信, 而西门子数控系统828D上没有PROFIBUS总线接口。本文就是以汽车纵梁平腹两用数控冲孔生产线为应用背景, 具体介绍了通过PN/PN耦合器, 实现西门子数控系统828D与检测补偿装置位移传感器之间的通信问题。

系统连接与硬件配置

1.系统连接

虽然ET200S模块和828D数控系统都带有PROFINET接口, 但是828D数控系统内部已经设置其能识别的PROFINET设备, ET200S模块不属于828D数控系统所能识别的设备。所以, PN/PN耦合器作为中间枢纽连接ET200S模块和828D数控系统, 实现数据实时交换。具体的系统连接如图1所示。

2.硬件配置

常见的位移传感器生产厂家有MTS和BALLUFF等。本设备上使用的是BALLUFF公司的产品。

P N/P N耦合器用于连接两个PROFINET网络并进行数据交换, 其最多可以支持256个字节的输入和256个字节的输出。每个P R O F I N E T网络具有两个接口, 每个接口可以连接到各自的PROFINET网络部件中。

位移传感器经PROFIBUS总线连接后接到DP主站模块上, 然后再通过ET200S模块IM151-8PN/DP与PN/PN耦合器连接, ET200S模块IM151-8PN/DP是带有PROFIBUS接口和PROFINET接口的。具体的硬件配置如图2所示。

其中, PN/PN耦合器在配置过程中, 也需要遵循一定的规则。对于西门子数控系统828D来说, 它内部的PROFINET网络中连接的PN/PN耦合器的设备名已经预先定义为P N-P N-C o u p l e r20, 并且, P N/P N耦合器的IP地址也预先设定好了, 必须为192.168.214.20, 其对应的I/O地址范围是16个字节, 从Q B96/IB96到QB111/IB111, 耦合器所连接的两个网络的通信数据区的输入输出方式也必须相互对应。对应关系如图3所示。

(1) PROFINET网络1的配置。P R O F I N E T网络1连接的是828D数控系统, 这边只需要在系统上设置好参数激活PROFINET设备即可, 即设置机床参数M D12986[5]=-1, 然后重新启动NCK生效配置。

(2) PROFINET网络2的配置。PROFINET网络2连接的是西门子300的网络, 需要通过STEP7软件设置。用PC机连入网络2中, 搜索到网络设备PN/PN Coupler, 输入IP地址和设备名称, 然后激活配置。

系统测试

将系统连接好配置完以后, 就可以对系统进行诊断测试了。通过机床数控系统操作界面, 诊断TCP/I P总线界面查看P N/P N耦合器是否配置成功。此时, 可以看到从站号为20的总线状态为有效, 表明硬件连接正常, 可以通信。

分别在两个P R O F I N E T网络中下载P L C数据交换程序, P R O F I N E T网络2为数据输出, PROFINET网络1为数据输入, 由于平腹两用数控冲孔线上的位移检测传感器比较多, 通过PN/PN耦合器不可能一次传送完毕。在本设备中就采用了“一次传送4字节, 分多次传送”的方式。位移传感器的实时数据传到828D系统中以后, 将数据存放到DB块中, 前1#〜7#检测位移传感器的数值分别对应DB4900.DBD0—DB4900.DBD24中, 后1#〜7#检测位移传感器的数值分别对应D B4900.D B D28—D B4900.D B D52中。此时, 在828D系统的诊断区操作界面上, 通过NC/PLC变量界面就可以看到位移传感器的实时数值了。

结语

汽车纵梁论文第7篇

为抵御2008年世界经济危机的不利影响,国家果断出台4万亿投资计划拉动内需。计划重点放在铁路、公路等基础设施建设上,这无疑为低迷的汽车行业特别是卡车行业带来新的发展机遇,在汽车行业大力发展的同时,与之相关的装备业前景一片大好。汽车纵梁平板数控冲孔生产线用于汽车平板纵梁数控冲孔,具有加工精度高、冲孔速度快、生产效率高、加工过程全自动化及柔性化、既适应大批量生产,又适应多种类小批量生产等优点,现已在国内各大汽车生产厂车架生产中广泛应用。

2 激烈的竞争环境促使推出国产液压系统

随着汽车行业产业链的完善,为了降低成本,一些低附加值的产品的生产开始向二线厂家转移,于是为大型汽车厂商提供配套服务的专业生产厂越来越多,比如专业生产车架总成的车架厂。这些企业主要依靠低成本获取利润,因此,他们选择设备时,除了性能可靠、生产效率高、使用方便等使用方面的硬性要求外,价格因素也是影响其决定的重要因素。我公司作为汽车纵梁平板数控冲孔生产线的专业制造商,应该发挥公司的技术优势,在保证质量的同时,尽可能地降低成本,为客户提供物美价廉的产品,占领更大的市场。

济南铸造锻压机械研究所有限公司掌握了成熟的汽车纵梁平板数控冲孔生产线技术,产品在结构、功能和质量上都处于国内领先水平,在设备关键组成部分的配置上,采用国际上知名度高、质量好的产品,如西门子数控系统、INA导轨等,液压系统更是都采用了有“冲压领域的专家”称号的哈雷液压系统。

为了在竞争中取得较大的价格优势,我们充分发挥公司液压设计能力,对哈雷液压系统进行了细致的研究,详细了解了哈雷系统的特点及功能部件的作用,采用国内外优质的液压元件,开发了具有相同功能的液压系统,摆脱了对哈雷系统的依赖。经过对用户使用情况的跟踪了解,对液压系统进行了改进和升级,在性能上已经达到哈雷液压系统的水平,而且在一些方面更具优势,赢得了用户的认可。系统总成本只有哈雷液压系统的1/3左右,为降低整机价格提供了很大的空间。

3 国产液压系统的优点

3.1 采用高压直线共轭内啮合齿轮泵作为动力源

直线共轭内啮合齿轮泵其特性为特殊齿形设计,在液压行业被喻为“永不磨损的油泵”,是国际上几大著名公司为确保在液压行业的领先地位而重点开发和推广的品牌产品。具有低噪声、无脉动、长寿命的性能。

根据售后反馈的信息,哈雷液压系统液压泵发生故障的几率较大,统计近几年的维修记录使用可以发现,哈雷液压系统运行1年左右的时间,就会出现液压泵磨损、无压力的问题。我们查询了有关资料发现,哈雷液压站原装的液压泵额定压力为23.5MPa,瞬间最高压力为25MPa,液压站设定压力为23.8MPa。也就是说液压泵在实际工作时压力会超过其额定压力,而根据设计惯例,工作压力应低于额定压力。为此,我们询问了哈雷公司的专家,他们对液压泵这么短时间就损坏感到不可思议,理由是液压系统采用高压卸荷回路设计,当液压站压力达到23.8MPa时,液压站卸荷,整个过程中超过额定压力23.5MPa的时间很短,正常使用下压力不会超过其最高压力,不会对液压泵造成损害。但在两种情况下,液压泵会出现磨损:当油温超过60℃时,液压泵的最高压力就会降低,有可能低于使用压力,导致液压泵超压损坏,系统中配置的风冷却器能够保证油温低于60℃;当液压油清洁度不达标时,由于泵的工作压力很高,很细微的颗粒也可能对泵造成破坏。如果是这两个原因引起的损坏,哈雷公司都认为是客户使用不当造成的。这是由于欧洲的气温较低,而且企业管理制度完善,保证了对设备进行定期的维修保养,避免了以上情况的出现。而国内企业在使用设备时,没有定期维修保养的习惯,很少对液压油进行清洁度检测或定期更换滤芯,且因我国地域辽阔,南北温差很大,哈雷液压系统在夏季经常出现油温过高报警。

我们立足于中国国情,选用的高压直线共轭内啮合齿轮泵额定压力为25MPa,最高压力为32MPa,液压站设定压力为24MPa,工作压力低于额定压力。相同工作条件下,液压泵的耐磨性要远高于哈雷系统,具有更长的使用寿命。

3.2 采用油冷却机制冷,可以较准确地控制液压油温度

油温过高会对液压系统造成很大的危害,而冲孔液压系统的发热量很大,为此,在系统中配置冷却器控制油温。目前哈雷系统自带的冷却器为风冷却机,因为风冷却机的工作特性,只有当风冷却机散热片内的油温高于环境温度20℃以上,风冷却机的散热和液压系统发热才会平衡。在南方很多地方夏季的环境温度经常会超过35℃甚至超过40℃,这时系统的油温就可能超过60℃,这个温度对液压系统已经属于危险温度。采用油冷却机可以不用考虑环境温度的影响,能够将温度控制在比较精确的范围内,经过试验,当设定控制温度为40℃,油冷却机可以将油温控制在45℃以内。

3.3 独立的冷却过滤回路,使液压系统始终处于过滤状态

该冷却回路配有独立的电机和油泵,既可自动控制,也可以手动控制,只要液压系统通电,冷却系统就可以进行工作。对于没有滤油机的用户,在向油箱内加油时不必开启高压泵,只需单独启动冷却过滤回路,对油箱内的油就可进行过滤清洁。

3.4 合理的管路设计

硬管连接采用先进的卡套式连接形式,取代原来的焊接式连接,选用高质量的卡套式接头,整个管路既美观又避免了因为焊接质量导致的漏油。软、硬管布置合理,并对管路固定,减小了系统的振动和冲击,避免由于液压振动而漏油或对关联部件造成破坏。

3.5 及时优质的售后服务

汽车纵梁平板数控冲孔生产线是客户必不可少的生产设备,如果故障不能及时排除,可能导致全线停产,造成大的经济损失。因此,客户要求当设备出现故障时,公司能够迅速作出响应,并能及时有效的解决问题。由于哈雷液压系统元件在国内没有库存,在发生元件故障时,必须从德国购买,至少要花费6周时间,这么长的时间是客户绝对无法接受的,而且因为成本过高也会导致客户的抱怨,给售后部门的工作带来极大的困难。国产液压系统在设计之初就加入了“方便维修保养”的要求,选用的都是公司常用的元件,在国内有大量的货源,而且质量可靠、价格便宜,方便售后部门及时解决问题,提高服务质量。

4 国产液压系统的不足

生产效率略低于哈雷液压系统。生产效率是客户在购买设备时关注的重点,由于汽车纵梁的孔非常多,液压系统的冲孔速度和频率对机床效率影响较大。按照客户要求并参照哈雷液压系统的冲孔频率,国产液压系统设计速度为“在25mm冲孔行程下,单次冲孔循环耗时310ms(可用PLC测得),冲孔频率60次/min”。略小于哈雷液压系统的“单次冲孔循环耗时290ms,冲孔频率62次/min”。

在送料速度x轴40m/min、y轴20m/min的工况下,加工长9500mm,宽440mm,364孔,料厚8mm的汽车纵梁平板实际耗时为7分50秒(计时段为从侧推开始,经一个工作循环,至x向送料机构退回原始位置为止,下同),平均每分钟加工48个孔,远达不到液压系统的最大冲孔能力。可以估算出作为评价生产效率的长12000mm,宽500mm,350个孔,料厚8mm的汽车纵梁平板加工时间约为8.8min(实际工作时,y轴耗时最多,因此,可根据工件宽度估算加工时间),整机的加工效率已经与配备哈雷液压系统的生产线平均耗时8.5min很接近。

5 结束语

综合比较,在生产效率上,国产液压系统与哈雷液压系统的差距很小,而具有的优点更适合国内的使用环境,其价格优势更是明显。受到经济危机的影响,很多企业的资金压力加大,不再盲目的追求大品牌、高配置,性价比高的设备才是他们的首选。这就为性能好、价格较低的配置国产液压系统的汽车纵梁平板数控冲孔生产线提供了更多市场机会。

摘要：国产液压系统在汽车纵梁平板数控冲孔生产线上的应用已经比较成熟,其液压系统整体设计合理,采用的元件质量高、价格便宜且货源充足,大大降低了系统的总成本,为降低整机价格提供了较大的空间。与哈雷液压系统相比,在液压泵寿命、系统冷却、维修保养等方面更具优势,更加适合国内用户的使用环境。本文介绍了国产液压系统在汽车纵梁平板数控冲孔生产线中的应用,指出了它的优势和不足。

关键词：流体传动与控制,国产液压系统,应用,数控冲压生产线

参考文献

[1]赵加蓉.汽车底盘纵梁数控冲孔生产线的应用与发展.汽车制造业,2006,(4).

[2]胡启林.科技领跑高端先行.中国工业报,2010-03-18.

[3]赵静一,孔祥东,马宝海,上官倩倩.液压系统可靠性研究的现状与发展.机械设计与制造,1999,(1).

车架纵梁免切割的运用第8篇

1.1车架纵梁切割现状

a.车架铆接线的工艺现状。目前重型商用车公司车架车间生产的中重型载货汽车车架总成使用的纵梁全部由轻型商用车公司车架厂供货,4×2亮剑车型前端部有外形缺口需要在重型载货汽车厂车架车间进行切割、打磨,现场工作现状是利用人工将纵梁全部铺开,进行二次翻转和转运纵梁。严重制约现场安全管理和品质管理。

b.4×2亮剑车型纵梁切割前端部缺口单件需要15 s、除渣打磨需要15 s;纵梁切割部位见图1。

1.2车架纵梁切割方案概述

1.2.1方案一

方案一具体内容为增加纵梁切割房,纵梁切割房具备纵梁前端部和后尾部切割功能、排除切割烟尘功能、降温空调功能。

a.设备需求。氧气乙炔切割设备一套、等离子切割机4台、烟尘排除吸收设备一套、Y4系列纵梁后尾部包边折边工具一套、降温空调机组一台、纵梁平移转运滚轮一组。

b.方案详细描述。在清洗线纵梁下线位置增加一组前行滚轮架转运单根纵梁至新建切割房内 (连续循环转运),4人在切割房内分2人一组进行模板靠板切割作业,完成的纵梁平移转运,另2人进行除渣打磨、包边、焊接工作。完成的纵梁通过切割房外接续的前行滚轮架转运单根纵梁出切割房,切割房外的前行滚轮架上方设立一组电磁吸盘,用于切割完成的纵梁转运下线批量吊运至工序转移电动平板车上。

c.纵梁切割房面积。 16 000 mm×9 000 mm× 3 500 mm;一组前行滚轮长度10 000 mm。纵梁切割房示意见图2。

1.2.2方案二

方案二具体内容为通过对纵梁前、后端外形结构设计优化,以达到减少切割量的目的。

a.4×2亮剑车型车架纵梁前段结构优化见图3。

纵梁长度从前端部缩短205 mm以实现纵梁前端部平直,不需要切割。在纵梁内侧增加一个长554 mm、面宽134 mm、翼边宽68 mm的L型加长板 (用铆钉与纵梁腹面和翼边连接),用于取代纵梁前端部切割后突出的部分。需要在设计的同时修改相关联的装配件,包括第一横梁宽度尺寸、前保险杠左右支架的间距(图3)。

b.牵引车车架纵梁。将牵引车尾部切割进行模块化,同时采用横梁及连接板替代纵梁尾部切割包边。

1.3方案选择

方案一投入较大,而且受厂房场地限制,具体实施比较困难;与方案一相比,方案二投入较少, 比较容易实现,因此选择方案二进行实施。

2车架纵梁切割工艺优化具体方案

2.14×2亮剑车型纵梁工艺优化方案

2.1.1车架总体概况

该车型在N217车型G1H20的基础上重新设计驾驶室悬置,改为半浮式,同时前后悬架、制动管路、变速操纵优化,整合横梁,相应分组做调整。

根据要求车架总成前悬为1 315 mm,轴距为5 300 mm,后悬为2 100 mm,车架外宽为865 mm, 其中需要切割的部位在纵梁前段,其总成示意如图4所示。

2.1.2组成结构方案

a.方案一。在纵梁内侧加纵梁前段,纵梁及纵梁前段的结构采用分体式设计,原纵梁一分为二, 增加纵梁前段,把纵梁前段放置于紧贴纵梁内侧, 如图5所示。

采用此种组成结构方案后,共识别出5个相关零部件,相关零部件变动情况见表1。

按照此方案,方向机支架和翻转支架在外形尺寸和成本上无变化;纵梁凸出部、纵梁前段以及托钩垫块等3个相关变动件的物料尺寸变化和成本变化分别如表2和表3所示。