本文主要阐述了如何将干涉检查运用于车身工艺，通过工艺驱动产品设计提高产品可制造性及优化工艺设计，对车身工艺典型干涉问题进行了分析。

对于大型汽车制造企业车身工艺而言，如何通过工艺驱动产品设计提高产品设计可制造性、易制造性，优化产品设计，是每一位车身工艺工程师需要面临和解决的问题。上海通用汽车从同步工程上下功夫，结合其整车开发流程，从产品最初的概念设计一直到产品正式生产，制定了完善的车身工艺虚拟评估流程，定义虚拟评审节点及评审内容。根据产品工程数据发布节点，进行不同侧重的虚拟仿真，站在制造的角度，提出可制造性和易制造性的问题，配合产品设计部门同步开发。

干涉检查作为同步工程内容重要组成部分，需要完成零件自身的干涉检查、零件上料干涉检查、零件与工装的干涉检查和焊枪可达性检测等工艺设计相关的分析。通过干涉检查做到了干涉问题早发现、早反馈，工艺驱动产品设计，提高产品设计可制造性和易制造性。

车身工艺典型干涉问题分析

1.零件干涉检查

零件间干涉检查是指白车身零件在其设计状态下检查零件间是否存在干涉。

产生零件间干涉的主要原因有以下两点：零件型面精度不够，造成接触面之间互相渗透；多个工程共同开发完成，零件与零件的接口区域出现产品干涉问题。

零件间静态干涉检查可以借助于VisMockUp软件中的Clearance软件模块来完成干涉分析。它不但可以分析零件与零件间的干涉，而且可以分析零件组与零件组之间的干涉。

零件干涉检查在每一轮数模发布后进行，主要分析以下三种情况的干涉：零件与零件之间干涉（见图1）；零件与零件之间渗透（见图2）；零件与零件之间的间隙（见图3）。目的在于检查零件数模质量，保证零件匹配关系和可制造性，确认零件设计的可靠性。

2.零件上料干涉检查

零件上料干涉检查是指依据制造策略真实再现现场实际上料路径，检查零件沿上料轨迹运动过程中是否与其他零件、设备发生碰撞干涉（见图4）。在车身工艺中，上料可分为人工上料和机器人上料，人工上料主要检查零件组之间的设计问题和人机工程问题。机器人上料主要检查机器人上料路径和机器人及抓手可达性。常见的零件上料干涉检查包括侧围外板总成上料到外总拼以及后盖上料到白车身。

产生零件上料时发生干涉的原因包括以下几点：设计人员在设计时仅考虑了产品造型设计，而忽略了足够的操作空间；设计人员在设计时没有充分考虑设备对上料的影响；设计人员在设计时没有充分考虑定位对上料的影响。

零件上料干涉检查的仿真过程是动态仿真过程。零件动态干涉检查可以在Tecnomatix系统实现，主要借助于ProcessSimulate软件中Collision工具的动态仿真来完成干涉分析。发现的干涉区域可以利用截面分析工具，通过获得截面二维投影进行深度分析，记录上料路径中的干涉位置，制作最小间隙报告反馈给产品设计工程师；也可以对干涉仿真过程生成动画录像并输出为AVI反馈给产品工程师，更清晰直观。

3.工装干涉检查

工装干涉检查是指在多车型柔性生产线上，新车型引入已有生产线时，检查早期零件设计是否与现有工装发生干涉。

产生工装与新车型零件干涉的原因是现有工装对新车型零件设计的局限性。及早发现新车型零件设计形状与现有车型共用区域的工装夹具结构或夹具单元所在位置的干涉情况，可以最大限度地实现制造驱动设计，降低成本。

工装干涉检查重点检查共线工位（如总拼、主线底板定位单元）、共用工装/设备（补焊工装）、共用机运设备（如GEO Pallet、GEO Gripper和Skid）的干涉以及通过性等问题。

零件与工装干涉检查（见图5）属于静态干涉检查，可以利用VisMockUp软件中的Clearance工具来分析，也可以用ProcessSimulate软件中的Collision工具静态检查功能实现。检查零件与工装干涉情况时，需要验证工装打开和闭合两种状态下是否跟零件发生干涉。新车型引入现有工厂时，检查共线区域零件与工装干涉，需要在老车型工装夹头全部打开状态下验证。特别要关注龙门架高度、机运支撑等特殊区域的通过性验证，最好能给出干涉量以便和产品设计工程师讨论零件设计的更改方案。

4.焊枪可达性检查

焊枪可达性检查（见图6）是在虚拟环境中焊枪打开状态和关闭状态，进出焊接区域时是否与零件或工装发生碰撞干涉。

产生焊枪不可达的原因包括以下几点：零件设计的焊接空间不能满足焊接要求；零件焊接位置无法设计出合适的焊枪；工装设备对焊接可达性的影响。

焊枪可达性检查是制造驱动设计的重要一环，因此车身所有焊点都需要经过制造工程师进行焊枪可达性检查，以保证零件设计满足制造要求。焊枪可达性检查不仅包括电焊焊枪可达性检查，还包括转矩枪可达性、螺柱焊枪可达性、CO2焊接可达性和涂胶可达性等车身连接技术检查。

车身工艺使用Process-Simulate软件中的Geometric gun search工具完成焊枪可达性检查，并生成自动选枪报告。使用ProcessSimulate软件中的collision工具定义检查对象是焊枪、零件和工装，分析焊枪进入焊接区域后，焊枪打开闭合状态，过度状态是否与工装发生干涉。对于进枪空间狭窄的区域进行深度分析，验证焊枪焊接路径点、电极帽打磨状态以及焊枪与零件工装是否产生干涉。为了保证仿真精度，真正地指导零件设计，还需验证焊枪臂与零件之间的间隙、机器人可达性以及人机工程问题。

螺柱焊枪可达性检查需验证机器人焊接姿态及需要考虑螺柱焊枪本身滑板移动距离和提弧距离对焊枪可达的影响。转矩枪可达性检查（见图7）需验证零件的安装状态和人手的操作空间。

涂胶枪可达性检查除了需验证涂胶枪的可达性之外，还要验证机器人涂胶管等涂胶设备的可达性。

反馈与跟踪

1.反馈

制造工程师在产品工程师发布产品数模以后，进行同步工程验证。根据产品数模的不同发布节点，制造工程师有侧重地进行上述4类的干涉分析评审活动。制造工程师根据干涉分析结果集成问题报告，召集车身内部专家会议审核拟定解决问题初步方法，根据其严重性和紧迫性确认每个问题的状态并由不同颜色区分表示。制造工程师将最终报告反馈给产品工程师。

2.跟踪

产品工程师根据制造工程师反馈的干涉检查报告，结合产品设计方案对报告中提及的问题进行整改。重新设计的问题零件，及时反馈给制造工程师，由制造工程师进行跟踪评审（见图8）。对于难更改的产品设计区域，可以召集产品工程师及制造工程师共同评审，讨论解决方案。项目工程师会根据问题汇总清单定期跟踪干涉问题关闭状态，对于部分无法确认的设计需要在集成验证车阶段进一步确认产品及工艺设计，最终关闭所有干涉检查问题。

结语

车身工艺通过应用干涉分析软件完成对零件间的干涉检查、零件上料干涉检查、工装干涉检查以及焊枪可达性检查等干涉检查，在产品的设计过程中，贯彻工艺驱动设计的理念。实践证明车身工艺同步工程中的干涉检查意义重大：干涉检查能在早期发现产品设计问题，避免后期产品更改带来的损失，改变以往只能实体车验证才能发现产品设计问题的方式，有效降低了车型开发成本和产品开发周期。干涉检查将制造策略、制造标准和制造经验集成到软件中，通过软件自动分析完成，有效降低了人工检查中人的因素对分析结果的影响，提高了发现问题的效率、可靠性和准确性。干涉检查的反馈机制保证了制造工程师和产品工程师之间的有效沟通，干涉检查的跟踪机制保证了已发现问题的有效解决。闭环的反馈和跟踪能够进行产品设计的多轮评审，使制造工程师和产品工程师同步工作，提前了制造工程师参与产品设计的时间节点，制造驱动设计，提高了工艺设计质量。