[01239184]汽车轮毂智能检测系统关键技术研究

1.课题来源 本课题来源于吉林省科技发展计划项目（外）。 2.立项背景 我国汽车零部件制造业已进入总量较高的平稳发展阶段。据中国汽车工业协会统计,2012年,汽车零部件生产企业中轮毂需求量达到12000万只,加上零售市场3000万只,全国汽车轮毂的市场容量约计在15000万只左右,同时,美国、日本、西欧等国外市场约有2000万只需求量,这为我国轮毂制造业充分发挥巨大产能提供了机遇。目前我国汽车轮毂生产企业有213家,年产16000万套,年产值达800亿元。但目前汽车轮毂企业的检测主要依靠人工识别和国外检测设备进行：人工检测,效率低、质量差,已远不能满足现代化生产的实际要求;依靠国外设备检测,价格昂贵,进口设备单价均在百万美元以上。这方面落后的主要原因在于国内汽车轮毂检测研究起步较晚,测量设备主要以半自动为主,检测精度一般在几十微米。因此,研制轮毂在线智能检测装备的替代产品,已成为我国汽车制造行业必须解决的迫切要求。 汽车产业是吉林省支柱产业,在《振兴吉林老工业基地规划纲要》中吉林省提出要“做强、做大一汽集团,形成具有自主知识产权的核心技术和民族品牌”。吉林省汽车产业的主要问题仍然是缺乏核心生产技术及自主开发能力。除一汽集团外,绝大部分汽车制造企业不具备自主开发能力。多数汽车零部件产品技术含量不高,零部件企业的配套检测仍主要依赖购买国外技术,零部件企业投入不足,发展滞后,集约化程度不高,跟不上整车发展。从整个行业的产品研发能力和企业竞争力方面看,无法支撑汽车工业与国内其他汽车集群区域的竞争,更难走向海外参与全球化汽车市场的竞争。 过去,汽车零部件生产一直是制约长春市汽车制造企业发展的短板之一。但是,近几年在市政府大力推动下,汽车产业发展迅速。2011年,长春汽车产业表现亮眼：整车产能突破200万辆,汽车零部件产值首次突破1000亿元大关,达到1050.5亿元,同比增长36%。2012年,长春市汽车工业实现利润总额441.2亿元,同比增长15.7%。目前,长春市已经规划实施了300万辆整车扩能工程,提高汽车产业地方配套率和相关产业融合度,加快汽车零配件特别是汽车电子等高端配套产业以及汽车商贸、汽车金融、汽车服务业发展,尽快将长春打造成为世界级汽车产业基地。 综上,提升汽车轮毂智能检测装备的自主研发能力、加快推进一些关键检测装备国产化速度迫在眉睫。长春市作为汽车城、汽车产业作为长春市的最重要的支柱产业之一,集聚高校、企业联合研发具有自主知识产权的专用检测装备系统,并积极支持其逐步形成特色产业,无疑对长春市汽车产业的健康、持续发展具有极为重要的创新驱动战略意义。 2.技术原理及性能指标 （1）技术原理 本课题要针对不同品种的汽车车轮尺寸,进行轮毂端面跳动和径向跳动的定量检测。测量数据量较大,测量结果将直接影响车轮的安装使用,采用激光位移传感器的非接触检测方案和适当的数据分析处理算法,并通过软件实现,实现检测精度和检测速度要求。 （2） 取得技术指标情况 生产品种及规格：轮辋直径：（12″～18″）,轮辋宽度：（3″～8″）。生产节拍：7件/分钟（8～9秒/件）。检测要求：工件进行100%的轴向与径向跳动量的检测,在生产线上检测。设备精度： （1）旋转连接部件系统误差应满足：轴向、径向跳动量小于0.05mm。（以16 ″产品最大尺寸标准测量盘为准）; （2）工件重复测量误差不得大于0.1mm。（以16″产品最大检测尺寸为准）; （3）主轴精度,端径跳动不大于0.02mm。检测基准：以车轮安装平面和中心孔为基准。 3.技术的创造性与先进性 1)提出了汽车轮毂非接触激光在线检测原理与方法,利用傅立叶变换方法开发相关检测软件系统; 2)构建了轮毂检测系统的机械传动装置系统和电气与气动控制系统。实现了上料、夹紧、检测、下料、报警、误差评定与显示的在线检测功能。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性 本系统的功能与国外同类产品相当,成本仅为其成本的1/3～1/2。具有一定的先进性、可靠性和经济性,采用本项目研发的汽车轮毂在线检测系统可提高汽车轮毂企业制造自动化水平,提高生产效率,在国内汽车零部件生产企业具有广阔良好的应用前景,市场潜力巨大。 5.应用情况及存在的问题 目前已经小范围应用,其性能已经得到用户的认可。存在问题主要体现在受传感器数量限制,进一步提高数据采集的速度和精度较困难;对车轮直径等数据的分析应加入。