與OEM商談如何解決目前汽配檢測工具存在的問題？

（一汽轎車有限公司）

我國汽車制造業(yè)已發(fā)展成為世界上最大的市場，車型種類繁多，發(fā)展迅速。車輛及零部件廣泛應(yīng)用于多品種混線生產(chǎn)車型。傳統(tǒng)的專用檢測工具通用性低、工作效率低、檢測能力低。精度低、不可重復(fù)使用的問題制約了其現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。為適應(yīng)汽車生產(chǎn)質(zhì)量不斷提高的要求，檢具制造技術(shù)向模塊化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、柔性化、智能化方向發(fā)展已成為汽車檢具行業(yè)的主流趨勢。

該檢測儀作為制造企業(yè)測量和監(jiān)測各種尺寸產(chǎn)品的一種快捷方便的工具，具有操作方便、穩(wěn)定耐用、檢測零件孔徑大小、位置、輪廓、間隙和表面差異等直觀數(shù)據(jù)。該特性廣泛應(yīng)用于汽車制造行業(yè)。隨著現(xiàn)代檢測工具在我國汽車制造業(yè)的應(yīng)用逐步推廣，合資企業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)形成了完整的汽車檢具產(chǎn)業(yè)鏈。

常見的汽車檢具主要用于白車身、內(nèi)外飾件，用于新項(xiàng)目的開發(fā)過程和量產(chǎn)管理。在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，模具調(diào)試、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化、批量產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控發(fā)揮著重要作用。汽車檢具對(duì)于縮短項(xiàng)目周期、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。它是汽車工業(yè)的基本工藝檢測設(shè)備，是我國汽車工業(yè)制造技術(shù)與國際接軌的重要標(biāo)志之一。

汽車零部件檢測工具面臨的問題

一

隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，車型升級(jí)步伐不斷加快，整車項(xiàng)目周期越來越短，市場對(duì)整車質(zhì)量的要求越來越高，汽車價(jià)格不斷攀升。下降，成本壓力增加。發(fā)展趨勢，相應(yīng)地，汽車零部件檢測工具的發(fā)展應(yīng)滿足短周期、高質(zhì)量、低成本的要求。當(dāng)前汽車項(xiàng)目和零部件檢測工具項(xiàng)目在周期、質(zhì)量、成本等方面存在突出問題，影響了汽車檢具行業(yè)的健康發(fā)展。

問題一

檢具項(xiàng)目周期長、整車項(xiàng)目周期不斷縮短的問題

1、 檢具啟動(dòng)時(shí)間晚，設(shè)計(jì)周期長，而整個(gè)車輛項(xiàng)目周期越來越短。

1950年代整個(gè)車輛更換周期約為15年，1980年代整個(gè)車輛更換周期約為7年。目前國內(nèi)的新車型研發(fā)周期約為2~3年。隨著市場的快速發(fā)展，市場需求轉(zhuǎn)瞬即逝，整車項(xiàng)目不容拖延。但是，檢查工具的啟動(dòng)條件已完成。一般需要零件的3D數(shù)據(jù)、二維圖、GD&T圖或產(chǎn)品標(biāo)書、整車裝配環(huán)境數(shù)據(jù)來確定檢具的定位要素和檢測特性，從而啟動(dòng)檢具。時(shí)間比成型件的開模時(shí)間晚1個(gè)月，完工時(shí)間一般晚于模具制造。

2、 檢具制造、加工、檢驗(yàn)周期長，導(dǎo)致項(xiàng)目延誤。

傳統(tǒng)的檢具加工制造一般采用車床、銑床、線切割。它還需要鉗工裝配處理。雖然使用3軸和5軸CNC加工中心可以縮短加工周期，但鉗工裝配、裝配精度調(diào)整、三軸檢測的周期仍然很長。

問題二

檢具價(jià)格持續(xù)下降和制造成本持續(xù)上升的問題

由于檢具企業(yè)數(shù)量快速增加，行業(yè)競爭和車輛成本壓力導(dǎo)致檢具價(jià)格持續(xù)下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與10年前相比，汽車零部件檢測工具的價(jià)格下降了近50%。比如2005年保險(xiǎn)杠總成檢具的價(jià)格一般在50萬元左右，2015年的價(jià)格只有20萬到30萬元。相應(yīng)地，檢具本身的手工設(shè)計(jì)成本不斷增加，原材料成本不斷增加。因效率提升導(dǎo)致的制造成本并未明顯下降，導(dǎo)致檢具利潤空間不斷降低，行業(yè)虧損問題更為普遍。

問題三

傳統(tǒng)檢測工具的測量效率和精度較低，汽車零部件的尺寸精度要求不斷提高。

車身尺寸精度控制是汽車制造商的關(guān)鍵技術(shù)。無論是“2mm工程”還是“6sigma管理”，其本質(zhì)都離不開一個(gè)數(shù)據(jù)化的檢測監(jiān)控系統(tǒng)，通過制造過程檢測數(shù)據(jù)建模分析和控制車身和零部件制造中的尺寸偏差來源，確保制造的穩(wěn)定性，最終提高整車的裝配精度。但目前檢測一般采用手動(dòng)測量工具，測量效率低，人工測量誤差大。此外，使用“通過和停止規(guī)”測量導(dǎo)致無法獲得特定值。測量效率和人工檢測誤差使系統(tǒng)' s 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析困難。影響車輛質(zhì)量的提高。

檢具制造精度普遍偏低與整車精度不斷提高之間的矛盾日益突出。目前檢具的制造精度仍停留在定位孔。制造精度-0.1~+0.05mm，檢測模塊制造精度±0.1mm，檢測模塊制造精度±0.@ >15 毫米。與此相對(duì)應(yīng)的是，整車質(zhì)量和精度要求越來越高，大型內(nèi)飾件裝配精度要求≤1mm，結(jié)構(gòu)注塑件尺寸精度要求達(dá)到0.5mm ，并且可以達(dá)到關(guān)鍵匹配要求<

汽車零部件檢測工具解決方案及未來發(fā)展趨勢

二

縮短檢具項(xiàng)目周期的解決方案

1

模塊化、系列化設(shè)計(jì)有利于縮短檢具項(xiàng)目周期

樂高積木是一種常見的兒童玩具，可以使用基本零件拼成不同的結(jié)構(gòu)。從某種角度看，汽車零部件檢具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類似于積木，檢具由檢具底板、支撐結(jié)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等組成。另外，同一主機(jī)廠的同類產(chǎn)品基本相同，檢測模塊的形狀相似，不同主機(jī)廠的檢測機(jī)制差別不大，具備模塊化的前提。所以在檢具設(shè)計(jì)中也可以采用模塊化的設(shè)計(jì)理念，用模塊化的設(shè)計(jì)代替單單設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期。

在檢具的模塊化設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，還可以將模塊按照不同的尺寸規(guī)格組成系列化模塊，建立系列化規(guī)格數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)時(shí)可直接從數(shù)據(jù)庫中選擇，縮短周期. 建立數(shù)據(jù)庫時(shí)智能檢具，可以使用公司內(nèi)部的通用數(shù)據(jù)庫，也可以是面向市場的標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)數(shù)據(jù)庫，即專業(yè)檢具制造公司提供檢具專用模塊，如一系列標(biāo)準(zhǔn)化底板（見表1）、系列支撐機(jī)構(gòu)規(guī)格、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)模塊（見1）、定位軸孔標(biāo)準(zhǔn)件（見2））、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)等。

圖1 檢具翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件

圖2 檢具定位軸孔標(biāo)準(zhǔn)件

目前，我國汽車檢具市場已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)化的模塊體系。專業(yè)公司提供標(biāo)準(zhǔn)化的水平翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、定位銷、夾緊機(jī)構(gòu)、檢測卡機(jī)構(gòu)、導(dǎo)銷、導(dǎo)向套標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫和標(biāo)準(zhǔn)化零件，為汽車零部件檢測工具的模塊化、系列化設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。

2

檢具設(shè)計(jì)平臺(tái)參數(shù)化有利于縮短檢具項(xiàng)目周期

檢具設(shè)計(jì)采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，同一主機(jī)廠的整車及零部件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具有連續(xù)性。不同的車型和改型一般采用相同或相似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，檢具設(shè)計(jì)建立車輛部件模塊的檢具設(shè)計(jì)庫參數(shù)化平臺(tái)車的模塊檢具數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)同類產(chǎn)品時(shí)，使用原始曲面替換和刷新原始鈑金數(shù)據(jù)或結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，快速實(shí)現(xiàn)檢具的模塊化設(shè)計(jì)。相應(yīng)加工中心的CNC加工程序也可以通過類似的刷新編程方式提高設(shè)計(jì)效率。

標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、可回收設(shè)計(jì)降低檢具制造成本

1

專業(yè)化集成降低檢具系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度

檢具的高制造成本主要是由于其自身的單件訂單式生產(chǎn)，具有零件制造精度高、設(shè)計(jì)難度大的特點(diǎn)。復(fù)雜的檢具設(shè)計(jì)和編程設(shè)計(jì)僅用于單件訂單式生產(chǎn)。形成批量生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，檢具設(shè)計(jì)、編程設(shè)計(jì)、訂單換刀等占檢具制造成本的50%以上。如果采用大規(guī)模生產(chǎn)，其制造成本將降低，發(fā)展空間巨大。

汽車零部件檢測工具的設(shè)計(jì)和開發(fā)需要高素質(zhì)和富有創(chuàng)造力的工程師和技術(shù)人員。檢測工具的生產(chǎn)和制造也需要高水平的操作經(jīng)驗(yàn)和技能熟練程度。但是，檢具項(xiàng)目是不連續(xù)的，檢具企業(yè)經(jīng)常面臨項(xiàng)目多時(shí)加班，項(xiàng)目少時(shí)不工作的問題。汽車檢具企業(yè)通過專業(yè)整合形成專業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟。檢具設(shè)計(jì)應(yīng)該使用更多的標(biāo)準(zhǔn)件，避免每個(gè)公司單獨(dú)設(shè)計(jì)和制造，導(dǎo)致設(shè)計(jì)師和程序員比例高，人均產(chǎn)值低。問題，成本負(fù)荷增加。

2

檢具可回收設(shè)計(jì)，降低成本

檢具的原材料成本是總成本的重要組成部分，約占總成本的30%。目前，我國汽車的使用壽命較短，全新更換5年，內(nèi)外飾件改裝2年，外飾件改裝1年。檢具的使用壽命特別短，尤其是在項(xiàng)目結(jié)束后。檢測工具的精度保持良好，但不能重復(fù)使用，只能作為廢品使用。

目前常用的檢具材料有鑄鋁、鋁型材、鑄鋼、不銹鋼、鋼型材、代木等，除代木外，其他材料均具備尺寸穩(wěn)定性、反復(fù)回收、再加工、并重復(fù)使用。，尤其是檢具的底板和支撐結(jié)構(gòu)的使用價(jià)值非常高。目前，同類型新車型一般采用平臺(tái)式設(shè)計(jì)，不同車型內(nèi)部零部件結(jié)構(gòu)變化很小，只有局部變化，為重復(fù)使用創(chuàng)造了有利條件。

目前，一汽轎車公司的部分檢具，特別是三坐標(biāo)檢具，已被回收再利用。圖3為一汽汽車公司D090車型項(xiàng)??目白車身側(cè)墻檢測支架。檢測支架采用精密型材和多孔桁架結(jié)構(gòu)。型材通過定位塊和定位銷連接。每個(gè)安裝位置可安裝20mm的距離?？卓梢噪S意安裝。由于使用的精密多孔型材均為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，因此該模型項(xiàng)目停產(chǎn)后，該型材可用于新的檢具項(xiàng)目。

圖 3 白車身側(cè)面測量支架

柔性檢測工具是資源回收的一種特殊形式。它采用帶有活動(dòng)定位夾緊裝置的固定底板快速夾緊和定位零件，然后利用三坐標(biāo)測量實(shí)現(xiàn)零件檢測。通常用于平臺(tái)產(chǎn)品，如底板、門板、擋泥板、前蓋、后蓋等。

靈活的檢具具有專用檢具所不具備的優(yōu)點(diǎn)。一套靈活的檢測工具，只需稍作調(diào)整即可測量不同的產(chǎn)品。具有自動(dòng)檢測、精度高、維護(hù)成本低、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。另外，以關(guān)節(jié)臂測量機(jī)為主體的柔性檢測工具（見圖4）和以單節(jié)卡尺的通用機(jī)器人為主體的檢測設(shè)備），被測零件由基本支架支撐，通過在不同的預(yù)植入程序之間切換，可以快速輕松地完成相應(yīng)零件的測量。

圖4 關(guān)節(jié)臂測量機(jī)

檢具的重復(fù)使用，對(duì)檢具的日常維護(hù)提出了更高的要求。應(yīng)采取標(biāo)準(zhǔn)管理，確保底板不發(fā)生改動(dòng)或變形，并在回收前對(duì)底板的精度進(jìn)行檢測。

智能檢測工具提高檢測效率和測量精度

傳統(tǒng)的汽車零部件檢測工具一般是通過對(duì)抽樣零部件的數(shù)據(jù)檢測、分析和處理來判斷其是否合格。但是，隨著汽車制造水平的不斷提高，汽車制造商對(duì)零部件檢測工具的功能要求已經(jīng)從判斷是否合格轉(zhuǎn)向在線全數(shù)字化尺寸測量，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確定監(jiān)控生產(chǎn)是否合格。系統(tǒng)穩(wěn)定。但目前整車生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線的周期時(shí)間一般為幾十秒，人工操作已不再可能，檢測工具需要向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

智能檢測工具是在傳統(tǒng)檢測工具的基礎(chǔ)上，增加自動(dòng)測量機(jī)制，結(jié)合信息處理系統(tǒng)，自動(dòng)生成零件檢測報(bào)告和數(shù)據(jù)分析報(bào)告，提高了測量效率，減少了人工測量誤差，避免了數(shù)據(jù)處理和分析中的錯(cuò)誤, 并提高了檢驗(yàn)報(bào)告的準(zhǔn)確性和測量效率。在線處理產(chǎn)品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析和比較，可以識(shí)別測量數(shù)據(jù)大小的一致性、穩(wěn)定性和一致性。在程序中設(shè)計(jì)異常尺寸波動(dòng)和異常趨勢的報(bào)警規(guī)則，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上的預(yù)防性報(bào)警，避免不合格產(chǎn)品，批量制造，以及生產(chǎn)線的持續(xù)惡化，將檢測工具的質(zhì)量降低到最低限度。圖5為汽車玻璃智能檢測工具，圖6為智能檢具的分析展示終端。

圖5 汽車玻璃智能檢具

圖6 智能檢具分析顯示終端

智能檢測工具功能需要有效判斷零件的質(zhì)量狀態(tài)和趨勢。檢具設(shè)計(jì)時(shí)，充分利用行業(yè)的光電技術(shù)和機(jī)械加工技術(shù)，使汽車檢具具有更高的靈活性和智能化水平，提高檢具企業(yè)的技術(shù)和成本競爭力。目前，激光測量技術(shù)也是汽車檢具技術(shù)發(fā)展的重要組成部分，并開始逐步應(yīng)用，如圖7所示。

圖 7 A 激光測量高度

激光測量技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用對(duì)汽車質(zhì)量的提高具有重要意義。四門二蓋產(chǎn)品等汽車白車身沖壓件為自由曲面，檢測要求為表面輪廓，包括測量點(diǎn)的選擇、檢測精度的保證和測量效率。傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測量機(jī)和專用零件檢測工具都存在效率低、精度低的問題。激光掃描測量儀對(duì)彎曲零件的表面和輪廓進(jìn)行掃描和采集數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)處理、三維重建和數(shù)模比對(duì)，將被測零件的數(shù)據(jù)與CATIA/UG3D數(shù)模進(jìn)行分析比較智能檢具，并獲得零件的尺寸和數(shù)模。符合性和差異點(diǎn)，輸出最終檢驗(yàn)報(bào)告。

基于計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理技術(shù)的汽車零部件檢測系統(tǒng)在智能化和快速測量方面比傳統(tǒng)的接觸式檢測系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢。它主要是利用CCD攝像頭實(shí)時(shí)拍攝汽車零部件，獲取數(shù)字圖像，再利用計(jì)算機(jī)視覺檢測技術(shù)確定被檢汽車零部件的質(zhì)量信息，與標(biāo)準(zhǔn)模板或設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行比較，并監(jiān)控產(chǎn)品尺寸和加工質(zhì)量。圖8顯示了汽車密封件的視覺檢測設(shè)備。

圖8 汽車密封件外觀檢測設(shè)備

激光測量技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在提高測量精度和提高測量系統(tǒng)的靈活性方面具有一定的優(yōu)勢，但其設(shè)備成本較高，且檢測定位一般需要與傳統(tǒng)的量具定位相結(jié)合，可用于未來的汽車制造業(yè)。. 目前，智能檢具在檢具行業(yè)中的占比并不高，但代表了汽車零部件檢測行業(yè)技術(shù)的新發(fā)展方向。未來，人力資源將繼續(xù)吃緊，并將發(fā)揮越來越重要的作用。.