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摘要：本文主要对汽车检具及其发展进行了分析和探讨。分别从汽车检具的定义、功能特点、分类、使用及常见问题和未来发展方向几个方面进行介绍，希望能对相关方面的研究有所帮助。
关键词：汽车检具；功能特点；发展方向
一、汽车检具的定义
检具是工业生产企业用于控制产品各种尺寸（例如孔径、空间尺寸等）的简捷工具，提高生产效率和控制质量，适用于大批量生产的产品，如汽车零部件，以替代专业测量工具。汽车检具是专门用于测量汽车各零件尺寸的工具。具体来说，汽车检具是一种用来测量和评价零件尺寸质量的专用检验设备。在零件生产现场，通过检具实现对零件的在线检测，为此需要将零件准确地安装于检具上，然后通过目测，或测量表，或卡尺对零件型面，周边进行检查，也可以借助检验销或目测对零件上不同性质的孔及零件与零件之间的联接位置进行目检，从而保证在生产时实现零件质量状态的快速判断。
二、汽车检具的功能及特点
检具应同时具有测量支架的功能和在线检测功能，也就是说检具具有定位和检测两大特性。通常零件测量工具有：
1.一般量具、仪表、三坐标测量机（CMM）等。
2.光滑极限量规（止通规、塞规）。
3.自动或半自动测量仪、检验机等。
4.检具（含测量支架）。
检具作为零件测量的工具之一，有着其他测量手段所没有的实用性、快速性、及时性等优点。使用检具进行控制并保证模具产品在实际装车过程中，零部件之间的配合都能满足设计要求，从而满足整车性能、外观要求是目前最简便、最经济、最快速且准确的方式；同时检具作为汽车零部件供应商在生产零部件过程中控制其与车辆的匹配，也是主机厂与零部件行业重点控制的项目之一；检具又是一个专用的检验设备，不同零件的定位、检测要求不同，所使用的检具也不同，所以又具有专一性，不能通用。为此，汽车主机厂与其零部件供应商在检具的制作方面都投入了大量的人力、物力，来满足实际生产需要。
三、汽车检具的分类
检具的分类多种多样，通常我们根据检具的主体材料、根据检具的功能、根据检具结构进行分类。
1.根据主体材料不同，可以分为树脂类检具（图1）例如：BM5166和RS460；铝制检具
（图2）例如：铸铝ZL107和硬铝YL1；铁质检具（图3）例如：钢45。
2.根据检具功能不同，可以分为单件检具（图4）、总成检具（图5）和主模型cubing
（图6）。
3.根据检具结构不同，可以分为整体式检具（图7）和拼接式检具（图8）。
四、汽车检具的使用及常见问题
通常被检测零件放置在检具上的位置，原则上必须和其所在汽车车身坐标系中的位置一致（即与装车位置一致）。如果考虑到便于操作等人机工程和节约费用等因素，允许将零件旋转±90°或±180°。遵循定位基准方案（RPS），使检具符合被测零件的几何尺寸和公差图纸（GD&T），零件一般情况下通过2个定位孔，借助定位销固定在检具上，定位面，支撑面及夹头通常根据产品图纸RPS点的坐标数值进行布置和安装，RPS定位面（孔）、支承面均采用装配式结构。夹头必须按RPS顺序进行数字编码，如果零件不以孔作为定位，则根据RPS面定位，RPS面的尺寸规格在产品图纸上有明确的规定。
通常对于在产品图纸上相对于汽车车身坐标线有位置公差要求，并且标注公差值在±0.5㎜之内，同时自身精度要求较高（直径公差值小于±0.5mm）的那些孔，需采用检查销检测。其它具有一般性功能要求的孔（其公差要求大于≥1.0mm）例如：线束过孔，工艺通孔，漏液孔等通常采用0～3mm目视检查。检具（测量支架）型体连同底板必须刻车身坐标线（X-，Y-和Z-向），车身坐标线以X-，Y-，Z-基准面为起点，每隔100mm或200mm为一档进行刻注。划线深度和宽度均为0.1mm。检具伸缩缝：大中型检具型体（检具本体）部分长度每200mm～400mm切割伸缩缝，伸缩缝宽度不大于2mm。这些作为制作检具的基本设计要求使得大部分材料和结构设计被约束，检具制作成本居高不下。
五、汽车检具的发展方向
当前市场竞争越来越激烈，汽车的研发周期与市场寿命越来越短。而与之相匹配的检具受到越来越大的挑战，检具的生存与项目的生存息息相关，项目下马，检具也就被淘汰了。检具说到底是在线监測量器具，不能在直接生产过程中实现增值。面对这种状况，检具的发展得需要从这几方面发展：
1.光电技术的应用。好处是更容易在线监测问题；
2.简易检具的应用。好处是制作成本低廉；
3.开发替代在线快速监测设备。好处是监测快捷，易于转型。
检具发展应该结合实用性、有效性、及时性、经济性等方面因素考虑。
（一）汽车检具的数字化
汽车检具的数字化是数控测量技术在检具测量方面将有进一步应用的空间。实际在通用汽车公司有一定的应用。在其内部被称作EDC（Electrical Data Collector），它是通过检具上增加固定的电子传感器支座来实现的。支座的坐标位置和方向都是事先设计好的，再通过电子传感器搜集指定位置被测产品表面的点数据。
另一类数字测量主要就是数字式游标卡尺，数字式百分表或者塞尺规等数字化测量工具的应用。
数字化检具主要的特点有以下几个方面：
1.消除或减少人为误差；
2.提供R&R报告的基础数据，重复再现性测量一定要在同一个测量点反复测量才有意义；
3.提高测量效率，降低劳动强度；
4.为后处理软件提供基础数据，可通过软件分析模具或夹具的调整；
数字化检具的实现来看，测量的位置固定，只测量关键点，这必然带来测量点不可能太多的弊端，另外，特别是型面点的测量机构会比较复杂。另外一个问题是只能测量几何要素的绝对值，很难测量相对尺寸，这也是局限。特别是目前传感器的发展还没有解决这类问题的好方法，传感器的结构本身复杂，尺寸还不够小，功能单一，这些是目前数字化检具的一些缺陷或短板需要提升的方面。这类数字化检具是介于一般机械检具和三坐标测量检具之间，为生产现场提供更准确数据相对低成本的检具。 （二）碳纤维材料的汽车检具
碳纤维材料的汽车检具（图9）是应用特殊碳纤维材料制作而成的汽车检具。它和传统材料制作的检具有着重量轻，不易变形，耐腐蚀等显著特点。
传统的汽车检具都是由金属材料制成，有的检具体型较大，整体结构就会显得笨重，操作起来就比较费力，对于相关工作人员来说就是很大的负荷。碳纤维复合材料密度小强度大，能比同样的钢结构件减重60%以上，同时具有耐腐蚀、热膨胀系数小等其他性能优势，在代替金属材料实现轻量化方面效果显著，随着这种材料在工业制造领域中的影响力与日俱增，汽车检具中的应用也得到了逐步的重视和推广。
汽车检具种类繁多，但在实际操作中，大多是材料制作的检具笨重是其通病之一，通过使用碳纤维复合材料管材、板材及结构件代替结构钢部分，能极大地减轻检具的重量，避免薄壁零件易受压变形，并且进一步提高测量的精度。但从现阶段的市场开发和应用情况看，使用碳纤维复合材料制作汽车检具的轻量化效果是毋庸置疑的，同时碳纤维复合材料在汽车检具中的应用是必然的趋势。但是如何使用才能既保证可行性成本又實现轻便化操作的目的是检具设计方和碳纤维制品商的共同努力的方向。
（三）3D打印技术
3D打印技术应用于检具制造也是检具制作的又一个全新的技术。3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，在检具制作中引用3D技术，可以提高检具的有效性，同时又可以缩短检具的制作周期。
中国兵器工业集团北方凌云工业集团有限公司率先将3D打印技术成功应用于汽车管路生产的检具制造及定位工装。3D打印技术的应用，既降低了成本费用，又极大的提高了生产效率。具有简便、耐用等特点，无需配备周转器具，减少生产现场空间占用；重量大大减轻，重量不到原来的1/10，方便取用；可靠耐用，通过三坐标检测，从现场工作台自由坠落也不会出现破损或变形，质量满足使用要求。
检具制作过程中的传感器的应用以及数字化游标卡尺等数显设备的测量工具的发展应用使得检具的数字化发展特点明显；碳纤维复合材料在检具制作过程中替代传统的树脂类、铝制类、铁类等材料，使得检具制作在新材料领域中得到了应用；以及3D打印技术在检具制作中的应用，这些都是检具的数字化、新材料的应用、新技术的应用都是这些特点的具体反映。未来检具的发展将朝着设计轻巧，方便使用，价格低廉，检测精度高等特点方向发展。
参考文献：
[1]窦寒玙.汽车检具发展现状与趋势[J]；模具工业.2017，43（4）：1-6.
[2]李燕.汽车检具技术[J]；汽车与配件.2014（45）：71-73.
[3]赵娜.汽车检具开发流程及在产品开发中的应用[J]；机械. 2016，43（11）：54-57.
[4]张美瑜.汽车总成及零、部件检具的研究[J]；汽车与配件.2013 （2）：32-33.
[5]张华川.浅析汽车零件检具的有效性[J]；汽车与驾驶维修：维修版.2017（7）：107-107.
关键词：汽车检具；功能特点；发展方向
一、汽车检具的定义
检具是工业生产企业用于控制产品各种尺寸（例如孔径、空间尺寸等）的简捷工具，提高生产效率和控制质量，适用于大批量生产的产品，如汽车零部件，以替代专业测量工具。汽车检具是专门用于测量汽车各零件尺寸的工具。具体来说，汽车检具是一种用来测量和评价零件尺寸质量的专用检验设备。在零件生产现场，通过检具实现对零件的在线检测，为此需要将零件准确地安装于检具上，然后通过目测，或测量表，或卡尺对零件型面，周边进行检查，也可以借助检验销或目测对零件上不同性质的孔及零件与零件之间的联接位置进行目检，从而保证在生产时实现零件质量状态的快速判断。
二、汽车检具的功能及特点
检具应同时具有测量支架的功能和在线检测功能，也就是说检具具有定位和检测两大特性。通常零件测量工具有：
1.一般量具、仪表、三坐标测量机（CMM）等。
2.光滑极限量规（止通规、塞规）。
3.自动或半自动测量仪、检验机等。
4.检具（含测量支架）。
检具作为零件测量的工具之一，有着其他测量手段所没有的实用性、快速性、及时性等优点。使用检具进行控制并保证模具产品在实际装车过程中，零部件之间的配合都能满足设计要求，从而满足整车性能、外观要求是目前最简便、最经济、最快速且准确的方式；同时检具作为汽车零部件供应商在生产零部件过程中控制其与车辆的匹配，也是主机厂与零部件行业重点控制的项目之一；检具又是一个专用的检验设备，不同零件的定位、检测要求不同，所使用的检具也不同，所以又具有专一性，不能通用。为此，汽车主机厂与其零部件供应商在检具的制作方面都投入了大量的人力、物力，来满足实际生产需要。
三、汽车检具的分类
检具的分类多种多样，通常我们根据检具的主体材料、根据检具的功能、根据检具结构进行分类。
1.根据主体材料不同，可以分为树脂类检具（图1）例如：BM5166和RS460；铝制检具
（图2）例如：铸铝ZL107和硬铝YL1；铁质检具（图3）例如：钢45。
2.根据检具功能不同，可以分为单件检具（图4）、总成检具（图5）和主模型cubing
（图6）。
3.根据检具结构不同，可以分为整体式检具（图7）和拼接式检具（图8）。
四、汽车检具的使用及常见问题
通常被检测零件放置在检具上的位置，原则上必须和其所在汽车车身坐标系中的位置一致（即与装车位置一致）。如果考虑到便于操作等人机工程和节约费用等因素，允许将零件旋转±90°或±180°。遵循定位基准方案（RPS），使检具符合被测零件的几何尺寸和公差图纸（GD&T），零件一般情况下通过2个定位孔，借助定位销固定在检具上，定位面，支撑面及夹头通常根据产品图纸RPS点的坐标数值进行布置和安装，RPS定位面（孔）、支承面均采用装配式结构。夹头必须按RPS顺序进行数字编码，如果零件不以孔作为定位，则根据RPS面定位，RPS面的尺寸规格在产品图纸上有明确的规定。
通常对于在产品图纸上相对于汽车车身坐标线有位置公差要求，并且标注公差值在±0.5㎜之内，同时自身精度要求较高（直径公差值小于±0.5mm）的那些孔，需采用检查销检测。其它具有一般性功能要求的孔（其公差要求大于≥1.0mm）例如：线束过孔，工艺通孔，漏液孔等通常采用0～3mm目视检查。检具（测量支架）型体连同底板必须刻车身坐标线（X-，Y-和Z-向），车身坐标线以X-，Y-，Z-基准面为起点，每隔100mm或200mm为一档进行刻注。划线深度和宽度均为0.1mm。检具伸缩缝：大中型检具型体（检具本体）部分长度每200mm～400mm切割伸缩缝，伸缩缝宽度不大于2mm。这些作为制作检具的基本设计要求使得大部分材料和结构设计被约束，检具制作成本居高不下。
五、汽车检具的发展方向
当前市场竞争越来越激烈，汽车的研发周期与市场寿命越来越短。而与之相匹配的检具受到越来越大的挑战，检具的生存与项目的生存息息相关，项目下马，检具也就被淘汰了。检具说到底是在线监測量器具，不能在直接生产过程中实现增值。面对这种状况，检具的发展得需要从这几方面发展：
1.光电技术的应用。好处是更容易在线监测问题；
2.简易检具的应用。好处是制作成本低廉；
3.开发替代在线快速监测设备。好处是监测快捷，易于转型。
检具发展应该结合实用性、有效性、及时性、经济性等方面因素考虑。
（一）汽车检具的数字化
汽车检具的数字化是数控测量技术在检具测量方面将有进一步应用的空间。实际在通用汽车公司有一定的应用。在其内部被称作EDC（Electrical Data Collector），它是通过检具上增加固定的电子传感器支座来实现的。支座的坐标位置和方向都是事先设计好的，再通过电子传感器搜集指定位置被测产品表面的点数据。
另一类数字测量主要就是数字式游标卡尺，数字式百分表或者塞尺规等数字化测量工具的应用。
数字化检具主要的特点有以下几个方面：
1.消除或减少人为误差；
2.提供R&R报告的基础数据，重复再现性测量一定要在同一个测量点反复测量才有意义；
3.提高测量效率，降低劳动强度；
4.为后处理软件提供基础数据，可通过软件分析模具或夹具的调整；
数字化检具的实现来看，测量的位置固定，只测量关键点，这必然带来测量点不可能太多的弊端，另外，特别是型面点的测量机构会比较复杂。另外一个问题是只能测量几何要素的绝对值，很难测量相对尺寸，这也是局限。特别是目前传感器的发展还没有解决这类问题的好方法，传感器的结构本身复杂，尺寸还不够小，功能单一，这些是目前数字化检具的一些缺陷或短板需要提升的方面。这类数字化检具是介于一般机械检具和三坐标测量检具之间，为生产现场提供更准确数据相对低成本的检具。 （二）碳纤维材料的汽车检具
碳纤维材料的汽车检具（图9）是应用特殊碳纤维材料制作而成的汽车检具。它和传统材料制作的检具有着重量轻，不易变形，耐腐蚀等显著特点。
传统的汽车检具都是由金属材料制成，有的检具体型较大，整体结构就会显得笨重，操作起来就比较费力，对于相关工作人员来说就是很大的负荷。碳纤维复合材料密度小强度大，能比同样的钢结构件减重60%以上，同时具有耐腐蚀、热膨胀系数小等其他性能优势，在代替金属材料实现轻量化方面效果显著，随着这种材料在工业制造领域中的影响力与日俱增，汽车检具中的应用也得到了逐步的重视和推广。
汽车检具种类繁多，但在实际操作中，大多是材料制作的检具笨重是其通病之一，通过使用碳纤维复合材料管材、板材及结构件代替结构钢部分，能极大地减轻检具的重量，避免薄壁零件易受压变形，并且进一步提高测量的精度。但从现阶段的市场开发和应用情况看，使用碳纤维复合材料制作汽车检具的轻量化效果是毋庸置疑的，同时碳纤维复合材料在汽车检具中的应用是必然的趋势。但是如何使用才能既保证可行性成本又實现轻便化操作的目的是检具设计方和碳纤维制品商的共同努力的方向。
（三）3D打印技术
3D打印技术应用于检具制造也是检具制作的又一个全新的技术。3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，在检具制作中引用3D技术，可以提高检具的有效性，同时又可以缩短检具的制作周期。
中国兵器工业集团北方凌云工业集团有限公司率先将3D打印技术成功应用于汽车管路生产的检具制造及定位工装。3D打印技术的应用，既降低了成本费用，又极大的提高了生产效率。具有简便、耐用等特点，无需配备周转器具，减少生产现场空间占用；重量大大减轻，重量不到原来的1/10，方便取用；可靠耐用，通过三坐标检测，从现场工作台自由坠落也不会出现破损或变形，质量满足使用要求。
检具制作过程中的传感器的应用以及数字化游标卡尺等数显设备的测量工具的发展应用使得检具的数字化发展特点明显；碳纤维复合材料在检具制作过程中替代传统的树脂类、铝制类、铁类等材料，使得检具制作在新材料领域中得到了应用；以及3D打印技术在检具制作中的应用，这些都是检具的数字化、新材料的应用、新技术的应用都是这些特点的具体反映。未来检具的发展将朝着设计轻巧，方便使用，价格低廉，检测精度高等特点方向发展。
参考文献：
[1]窦寒玙.汽车检具发展现状与趋势[J]；模具工业.2017，43（4）：1-6.
[2]李燕.汽车检具技术[J]；汽车与配件.2014（45）：71-73.
[3]赵娜.汽车检具开发流程及在产品开发中的应用[J]；机械. 2016，43（11）：54-57.
[4]张美瑜.汽车总成及零、部件检具的研究[J]；汽车与配件.2013 （2）：32-33.
[5]张华川.浅析汽车零件检具的有效性[J]；汽车与驾驶维修：维修版.2017（7）：107-107.