华中科技大学
硕士学位论文
汽车仪表板激光弱化设备的设计及弱化工艺研究
姓名：***
申请学位级别：硕士
专业：光学工程
指导教师：***
20090514
Abstract
With the continuous development of automotive technology and the people of their security requirements, more and more cars are equipped with a co-pilot airbag. For the purpose of opening airbag normally, there is a cover on the top of it for release the airbag. There is a visible assembly line between the cover and instrument panel. In recent years, more and m
ore instrument panel is designed as integrated airbag for the beautiful and comfortable of cars. The airbag can be opened through the weakening line on the instrument panel. Weaken the instrument panel by laser is developed with automotive technology and laser technology. Laser can be used for processing a large aspect ratio micro-hole or line because of its high energy density, non-contact process and the advantages of small heat-affected. It is very suitable for processing of the weakened line of the instrument panel.
For the purpose of the engineering application, we designed the laser weakening system for the instrument panel, so that it can used in the production line. Through the analysis and choice, we use the robot to catch the instrument panel and fixed the laser head. This thesis mainly introduced the selection and property for the laser and robots, the fixture for the instrument panel are designed in this paper, Optical System are using a Reflection Mirrors and a focusing mirror, and introduced the circulating water system and pneumatic system. According to the requirements of the factory, we designed the layout of the laser weakening system
With the completer of Equipment installation, we analysis the issue that impact the depth of weakening, such as laser power, duty, frequency, speed, focus position and the pressure of the blow air. Make experiment and analysis the data, we found that the depth of weakening increases with the increasing of laser power, and decreases with the increasing of speed. The frequency and speed affect the performance of the weakening line. The focus position is appropriate at -1mm. The pressure of the blow air is appropriate at 0.35Mpa.The stability of the experiment can be controlled in ±0.1m
m. Finally, we found the appropriate parameters for the laser weakening system.
Key words:laser  weakening  instrument panel
独创性声明
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1  绪论
1.1  概述
1.1.1  安全气囊的出现及发展
汽车设备
随着汽车工业的发展和人民生活的需要，汽车产量逐年增加，道路条件不断改善，汽车的行驶速度越来越快，车流密度越来越大，交通安全问题日益迫切，道路交通事故已经成为各类安全事故中的“第一杀手”。特别是高速公路的发展，客运流通越来越繁忙，交通事故数和死亡人数持续上升，平均每百里的死亡人数为普通公路的4~5倍。公路交通事故发生的机率也随着增大、数量增多、人员伤亡更加严重。2008年1至9月份，全国共发生道路交通事故195，319起，造成50，682
人死亡、229，484人受伤，直接财产损失7.7亿元[1]。因此，如何在汽车发生碰撞事故时减少驾乘人员的伤亡，越来越受到人们的重视。
汽车安全气囊系统（SUPPLERMENTAL RESTRAINT SYSTEM，简称SRS）是60年代开始研制，70年代末出现的汽车防护技术的高科技产品。它的主要结构包括碰撞传感器和充气组件。当汽车发生正面碰撞事故时，安全气囊碰撞传感器检测到冲击力超过限定值时，传感器发出控制信号立即接通充气组件中的气体发生电路，点燃发生器内的介质，介质发生化学反映，致使产生大量无害气体（主要是氮气），并在0.03秒的时间内将气囊充气，使气囊急剧膨胀，冲出防护盖罩，缓冲碰撞对驾驶员和乘员的冲击，避免乘员与车体的直接撞击[2]。
从安全气囊发明后的二十多年间，应用范围却十分有限，主要因为在车辆发生碰撞事故时，如何对乘员实施必要而精确的防护，始终存在难以解决的技术问题，包括传感器的反映时间，气体充气压力，气囊的材料，气囊释放气体的速度等。气囊本身设计不够完善，它的副作用会造成乘员的非碰撞性伤亡。同时，二十世纪六七十年代交通流量小、车辆事故少以及自身价格昂贵也是阻碍汽车安全气囊广泛应用的因素。这种状况直到20世纪90年代后才有所改观。此时由于碰撞试验技术的发展、公众对于安全的要求以及安全气囊系统需要的电子技术的提高，加上安全气
囊对于人体的保护效果显著，该产品在北美、欧洲、日本等工业发达国家才得到迅速的发展和普及[3]。1984年7月，美国高速交通安全委员会在“联邦汽车安全标准”第208条《乘员碰撞保护》（简称FMVSS-208）中增加了对安全的要求。该标准规定了碰撞中安全装置保护车辆乘员的性能要求，如果未配置安全气囊则无法满足，自此安全气囊的生产得到了快速
发展。2007年9月，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）制定相关法规，要求在美国销售的汽车（包括乘用车和卡车）从2010年开始逐步实施必须安装侧面安全气囊。安全气囊首先在欧美一些发达国家开始使用。日本和西欧安全气囊行业也经历了类似的发展历程[4-5]。
我国政府对安全气囊的发展十分重视，1995年，安全气囊系列被列入我国汽车零部件发展计划，并制定了相应的发展战略和政策措施，同时也颁布了汽车碰撞安全性法规CMVDR294，2003年颁布了乘用车正面碰撞的乘员保护标准 GB11551，2006年颁发了汽车侧面碰撞的乘员保护标准GB20071[6]。
由此可以看出，汽车安全气囊日益受到重视，从开始装车到目前的发展速度非常快，不仅在技术上进行改进，而且在安装数量上增加。安全气囊不仅要保护驾驶员，而且要保护整个车内乘客的安全；不仅要单方向的防护，而且在正面和侧面也要加以防护。
安全气囊的出现首先是为了保护主驾驶员，安装在方向盘和主驾驶员中间，标有SRS AIRBAG 字样，见图1.1。
图1.1  主驾驶安全气囊安装位置图
汽车在遇到碰撞时气囊弹出，缓冲主驾驶员的冲击，阻挡驾驶员与方向盘的碰SRS
AIRBAG