汽車檢具發(fā)展狀況和趨勢，優(yōu)先出版
《模具工業(yè)概要》，第43卷，2017年第4期0引言作為一種用于測量和監(jiān)視制造企業(yè)中各種尺寸產(chǎn)品的快速簡便的工具，檢查工具用于檢測孔的尺寸，位置，輪廓，在間隙和面差方面，具有操作方便，穩(wěn)定耐用，數(shù)據(jù)直觀等特點，被廣泛應用于汽車制造業(yè)。隨著合資企業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代檢測工具在我國汽車制造業(yè)中的應用已逐步得到推廣，現(xiàn)已形成完整的汽車檢具產(chǎn)業(yè)鏈。通用汽車檢具主要用于汽車白車身，內(nèi)部和外部零件，并用于新項目的開發(fā)過程和批量生產(chǎn)管理中。在生產(chǎn)準備階段，它在模具調試，生產(chǎn)工藝設計優(yōu)化和批量產(chǎn)品質量監(jiān)控中起著重要作用。影響。 汽車檢具對于縮短項目周期，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量具有重要意義。它是汽車工業(yè)的基本過程測試設備，是我國汽車工業(yè)制造技術與國際接軌的快速發(fā)展的重要標志之一。 1汽車零部件檢查工具的發(fā)展狀況得益于歐洲，美國和日本等汽車制造業(yè)的發(fā)展。關于汽車檢具的研究起步較早，已經(jīng)達到了比較先進的水平。它的檢查工具用于汽車制造業(yè)。該應用程序非常完整，并且檢查工具具有高度的自動化程度。例如，西班牙Tecno-matrix公司生產(chǎn)的儀表板裝配檢查工具采用Merlin運動傳感器代替了手動百分表檢測，具有很高的檢測效率。意大利Marposs公司生產(chǎn)的檢驗工具采用CAPTOR數(shù)據(jù)系統(tǒng)，它可以無線收集由百分表測量的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇DA以便技術人員進行分析。
目前，國外汽車生產(chǎn)使用了高度自動化的實時在線檢測設備，可以在整車和零部件生產(chǎn)過程中及時反映出優(yōu)質汽車檢測工具的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。竇漢宇（一汽汽車有限公司質量保證部），吉林長春130012）摘要：從檢驗工具的實際應用出發(fā)，從三個方面進行研究和分析：縮短檢驗工具項目周期，降低了檢驗工具的制造成本，提高了檢驗效率和測量精度。解決方案的設計，制造和管理。闡述了檢驗工具未來的標準化，系列化，可回收性和智能化的發(fā)展趨勢，對檢驗工具行業(yè)的發(fā)展具有現(xiàn)實指導意義。關鍵字：汽車檢具;測量效率;準確性;標準化檢查工具；序列化設計；智能中文圖書館分類號：TG76文檔標識號：B文章編號：1001-2168（2017）04-0001-06 DOI：10.16787 / ki.1001 -2168.dmi.2017.04.001車輛檢查夾具的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢竇漢玉（一汽汽車有限公司質量保證部，吉林長春130012）摘要：從檢查夾具的實際應用來看，研究了縮短制造周期，降低制造成本，提高測量效率和精度的方法，結合具體情況，提出了檢具設計，制造和管理的解決方案，最后提出了標準化，系列化，回收利用和智能化的解決方案。檢具是未來的發(fā)展趨勢，對模具工業(yè)具有指導意義。關鍵詞：檢具；測量效率；精度；標準化檢具；服務設計化；聰明————————————————接收日期：2017-01-09。
關于作者：竇漢玉（1982-），男（漢族），吉林省長春市人，注冊質量工程師汽車檢具，主要從事汽車零部件質量檢驗。 1在線出版時間：2017-04-14 16:58:59在線出版地址：Mold Industry 2017 Vol。 43問題4 [1]。隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，市場對汽車零部件的質量要求越來越高，主要汽車制造商之間的競爭已演變成汽車質量的競爭。作為質量管理的重要工具，檢驗工具也得到了迅速發(fā)展，并且檢驗工具公司大量涌現(xiàn)。目前，我國的檢驗工具行業(yè)已經(jīng)從單純的國外仿制研究轉變?yōu)楠毩⒌募夹g研發(fā)。新的設計概念，新的結構方案，新的標準零件系列，新的材料用途和新的加工技術陸續(xù)出現(xiàn)[2,3]?，F(xiàn)在汽車檢具的使用已成為汽車公司及其零部件供應商的生產(chǎn)資格的體現(xiàn)。因此，汽車檢具的設計與制造已成為國內(nèi)汽車工業(yè)研究的新熱點。研究機構和汽車公司都在檢具設計中，制造和測試的研究取得了相對豐富的成果。華東理工大學的姚興軍[4]通過分析檢驗夾具的標準要求和設計方法，開發(fā)了通用的CAD軟件平臺來建模零件檢具設計。他以Pro / E平臺的通用模板為基礎，分析了其表面組功能設計的三種檢查夾具實體和輪廓的方法：擠壓以生成被子，加厚被子，用被子修改實體以及分析使用步驟族表功能來建立和使用檢查治具的規(guī)則零件庫。
Siemens [5]使用Siemens PLM Software的UG NX軟件作為檢具設計開發(fā)平臺，并使用UG / Ope-nAPI，UIStyler，Menuscript和Visual Studio.Net作為檢具設計開發(fā)工具來完成汽車玻璃。 檢具設計開發(fā)了一個知識庫，并基于此數(shù)據(jù)庫開發(fā)了“基于知識的汽車玻璃檢查工具快速設計系統(tǒng)”。華中科技大學劉明[6]開發(fā)了基于彎頭檢測工具的汽車管道檢具設計系統(tǒng)，并通過參數(shù)化模板技術建立了彎頭檢測工具及其他附件標準零件庫的設計模塊。 。提供了一個用戶界面，供設計人員自己管理標準零件系統(tǒng)，并開發(fā)了工程圖輸出模塊，有效提高了彎管檢查工具的設計效率。上海交通大學的劉飛[7]從白車身檢查工具的質量評價方法入手，旨在解決驗收階段的質量問題，建立了一套綜合制造指標體系。質量檢驗工具，并開展了檢驗驗收工作。規(guī)范車輛各項評估指標，有效保證了檢驗工具的質量；胡才奇[8]結合了汽車白車身檢測工具總體選擇設計，結構框架設計和設計優(yōu)化三個階段，并開發(fā)了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的汽車檢具模型選擇方法，汽車零件結構設計方法?；谔卣饔成浼夹g和設計方法的汽車檢測工具，驗證了汽車零件檢測工具的魯棒性汽車檢具，并通過應用實例驗證了該方法的有效性和實用性。
中北大學的李蓓[9]研究了汽車檢具的生產(chǎn)管理和汽車檢具制造車間的設備布局，并使用3D仿真軟件Flexsim建立了當前產(chǎn)品的Flexsim仿真模型生產(chǎn)線執(zhí)行生產(chǎn)線的性能。分析和優(yōu)化以提高汽車檢具的生產(chǎn)效率?？梢灶A見，我國汽車工業(yè)的健康發(fā)展將持續(xù)5到10年。為了對新模型進行尺寸檢查和質量控制，中期改造和年度改造，主要的汽車制造商和大多數(shù)汽車零部件供應商需要生產(chǎn)相應的汽車零部件檢查工具。這些需求將伴隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展。長期存在，檢查工具行業(yè)在未來的市場中仍有廣闊的空間。 2汽車零部件檢測工具面臨的問題伴隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展。車型升級的步伐正在加快，汽車項目的周期越來越短，市場對汽車質量的要求越來越高，汽車的價格也在不斷下降。 ，成本壓力日益增大的發(fā)展趨勢，相應的汽車零部件檢測工具的開發(fā)應滿足周期短，質量高，成本低等要求。當前的汽車項目和零件檢查工具項目在周期，質量和成本方面存在突出的問題，這影響了汽車檢具行業(yè)的健康發(fā)展。2.1檢查工具項目周期長，車輛項目周期短的問題（1）檢查工具啟動時間晚，設計周期長，車輛項目周期越來越短。 1950年代的周期大約為15年，1980年代整個車輛的更換周期大約為7年，而目前的國內(nèi)新模型開發(fā)周期大約為2至3年。
隨著市場的快速發(fā)展，市場需求轉瞬即逝，車輛項目不應延誤。但是，檢查工具的啟動條件已經(jīng)完成。通常，需要零件的3D數(shù)據(jù)，二維圖紙，GD＆T圖紙或產(chǎn)品招標書以及車輛組裝環(huán)境數(shù)據(jù)來確定檢查工具的定位元素和檢測特性，從而導致檢查工具的激活。該時間比成形部件的模具啟動時間晚一個月，并且完成時間通常比模具制造晚。 （2）檢查工具的制造和測試周期長，導致項目延遲。傳統(tǒng)的檢查工具的處理和制造通常使用車床，銑床和線切割。它也需要鉗工裝配加工，并且使用3-軸和5軸CNC加工中心盡管可以縮短加工周期，但鉗工裝配，裝配精度調整和三坐標檢查的周期仍然更長2.2檢查工具價格持續(xù)下降的問題以及制造成本的持續(xù)增長檢具設計檢驗公司數(shù)量的快速增長，行業(yè)競爭以及整個2模具行業(yè)2017年第43卷第4期車輛成本的壓力導致價格持續(xù)下降據(jù)統(tǒng)計，與10年前相比，汽車零件檢查工具的價格下降了近50％，例如保險。組裝工具的費用在2005年一般在50萬元左右，而在2015年價格僅為200到30萬元。與此相對應的是，檢測工具本身的人工設計成本不斷增加，成本不斷增加。原材料，由于提高了效率所導致的制造成本并未顯著下降，導致檢驗工具的利潤率不斷降低，并且行業(yè)損失問題更為普遍。2.3傳統(tǒng)檢測工具的測量效率低，精度低以及汽車零件尺寸精度不斷提高的問題。車身尺寸精度控制是汽車制造商的關鍵技術。無論是“ 2 mm工程”還是“ 6 sigma管理”，其本質都與基于數(shù)據(jù)的檢查和監(jiān)視系統(tǒng)密不可分。通過制造過程中的檢查數(shù)據(jù)，建模分析可以控制車身和零件制造中尺寸偏差的來源，確保制造的穩(wěn)定性，并最終提高車輛的組裝精度。
但是，目前，通常使用手工測量工具進行檢測，測量效率低，手工測量誤差大。另外，使用“通過和停止規(guī)”測量導致無法獲得特定值。測量效率和手動檢測中的錯誤會導致系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析困難，從而影響整輛車的質量。通常，檢查工具的制造精度較低與整個車輛精度的持續(xù)提高之間的矛盾變得越來越突出。檢查工具的當前制造精度仍保留在定位孔中。制造精度為-0.1?+0.05mm，制造檢查模塊。精度為±0.1mm，檢測模塊的制造精度為±0.15mm。相應地，整車的質量和精度要求越來越高，大型內(nèi)飾件裝配的精度要求≤1mm，結構注射件的尺寸精度要求達到0.5 mm，并且密鑰匹配要求可以達到0.3 mm。如果我國傳統(tǒng)檢驗工具的制造精度大大提高，在目前的制造技術水平下將帶來更高的加工難度和更高的加工成本。 3汽車零部件檢查工具的問題和未來發(fā)展趨勢的解決方案3.1縮短檢查工具的項目周期的解決方案3.1.1模塊化和序列化的設計有助于縮短檢查工具的項目周期。樂高積木是一種玩具。常見的兒童玩具可以使用基本零件構造成不同的結構。從某種角度看，汽車零件檢查工具的設計結構與構件類似，檢查工具由檢查工具底板，支撐結構，定位機構等組成。另外，同一OEM的同類產(chǎn)品基本相同，檢測模塊的形狀相似，不同OEM的檢查機制差別不大，具有模塊化的前提。
因此，模塊化設計概念也可以在檢具設計中采用，使用模塊化設計代替單訂單設計以縮短開發(fā)周期。在檢查工具的模塊化設計和應用中，可以根據(jù)不同的尺寸規(guī)格將模塊形成序列化的模塊，并可以建立序列化的規(guī)格數(shù)據(jù)庫，可以在設計時直接從數(shù)據(jù)庫中選擇序列化的數(shù)據(jù)庫，從而縮短了周期。建立數(shù)據(jù)庫后，可以使用公司內(nèi)部的通用數(shù)據(jù)庫，也可以使用市場標準的行業(yè)數(shù)據(jù)庫，即專業(yè)的檢驗工具制造公司提供檢驗工具的特殊模塊，例如一系列標準化基板（請參見表[ 1），系列支撐機構規(guī)格，轉向機構模塊（請參見圖1），用于定位軸孔的標準零件（請參見圖2），滑動機構等）。表1某汽車制造商的底板的技術要求沖壓焊接檢查工具1234號底板長度規(guī)格L / mmL> 2 0001 000
3.1.2 檢具設計平臺參數(shù)化有利于縮短檢查工具的項目周期。檢具設計使用參數(shù)化設計，同一OEM的整車和零件設計結構具有連續(xù)性，不同的模型和特性。修改通常采用相同或相似的結構設計模式。在檢具設計中，建立了車輛零件模塊的檢具設計庫，并設置了平臺車的模塊檢查數(shù)據(jù)。在設計類似產(chǎn)品時，可以在原始鈑金數(shù)據(jù)或結構數(shù)據(jù)中替換并刷新原始曲面，從而可以快速實現(xiàn)檢驗工具的模塊化設計。相應加工中心的CNC加工程序也可以通過類似的刷新編程方法來提高設計效率。 3.2標準化，通用化和可循環(huán)使用的設計降低了檢查工具的制造成本3.2.1專業(yè)化集成減少了設計檢查工具系統(tǒng)的難度。檢查工具的高制造成本主要是由于其單件訂單式生產(chǎn)。零件制造精度高，設計難度高，復雜檢具設計，程序設計等特征僅用于單件訂單生產(chǎn)，無法形成批量生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，檢查工具設計，程序設計和基于訂單的工具更改占檢查工具制造成本的50％以上。如果采用批量生產(chǎn)，將降低制造成本，發(fā)展空間很大。汽車零部件檢查工具的設計和開發(fā)需要高素質和富于創(chuàng)造力的工程師和技術人員。檢查工具的生產(chǎn)和制造也需要高水平的操作經(jīng)驗和技能水平。但是，檢查工具項目是不連續(xù)的，檢查工具公司經(jīng)常面臨著項目較多時加班，項目少時不加班的問題。 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。 檢具設計應該使用更多的標準零件，以避免每個公司進行單獨的設計和制造，從而導致設計師和程序員的比例較高，人均產(chǎn)出較低以及成本負擔增加。
3.2.2降低成本的檢查工具的可回收設計檢查工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相對較短，有5年的新世代，2年的內(nèi)外飾件改型和1年的外飾件改型。檢查工具，特別是內(nèi)部和外部裝飾檢查工具的使用壽命非常短。項目完成后，檢查工具的準確性得到了很好的維護，但是它們不能重復使用，只能用作廢品。目前，通常用于檢查工具的材料是鑄鋁，鋁型材，鑄鋼，不銹鋼，鋼型材，替代木材等。除替代木材外，其他材料都具有尺寸穩(wěn)定性，重復循環(huán)，再加工，并重復使用。 ，特別是底板和檢查工具的支撐結構的有用價值很高[10]。目前，同一類型的新機型一般都采用平臺設計，不同機型內(nèi)部零件的結構變化很小，只有部分變化，為重復使用創(chuàng)造了有利條件。目前，一汽轎車公司的一些檢查工具，特別是三坐標檢查，已經(jīng)被回收再利用。圖3顯示了一汽汽車公司D090模型項目的白車身側面的檢測支架。檢測支架采用精密輪廓和多孔桁架結構。型材通過定位塊和定位銷連接。每個安裝位置的安裝距離均為20 mm?？卓梢噪S意安裝。由于使用的精密多孔輪廓均為標準尺寸，因此在停止生產(chǎn)該模型項目后，可以在新的檢查工具項目中使用這些輪廓。圖3白車身側壁測量支架柔性檢查工具是資源回收的一種特殊形式。它使用帶有可移動定位和夾緊裝置的固定底板來快速夾緊和定位零件，然后使用三坐標測量來實現(xiàn)零件檢測。
通常用于平臺產(chǎn)品，例如地板，門，擋泥板，前蓋，后蓋等。柔性檢查工具具有特殊檢查工具所沒有的優(yōu)點。一套靈活的檢查工具只需稍作調整即可測量不同的產(chǎn)品。它具有自動檢測，準確性高，維護成本低和開發(fā)周期短的優(yōu)點[11]。另外，基于關節(jié)臂測量機的柔性檢查工具（見圖4）和以單節(jié)測量卡尺為主體的基于通用機器人的測試設備），被測零件均由基礎支撐。支架，以及不同植入前的程序可以簡單快速地完成相應部位的測量。 [12]檢查工具的重復使用對檢查工具的日常維護提出了更高的要求，應采用規(guī)范的管理以確保底板不被修改。變形后，請在回收前檢查底板的精度。 3.3智能檢查工具可提高檢查效率和測量精度。傳統(tǒng)的汽車零件檢查工具通常使用零件的數(shù)據(jù)采樣，分析和處理來確定它們是否合格.4模具工業(yè)2017卷43 No. 4圖4關節(jié)臂測量機但是，隨著汽車制造水平的不斷提高，汽車制造商對零件檢查工具的功能要求已經(jīng)從判斷資格轉變?yōu)樵诰€尺寸測量。并通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，確定監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。整車生產(chǎn)線和零件生產(chǎn)線的當前周期通常為數(shù)十秒，不再可以手動操作，并且檢查工具需要智能化和自動化。情報?；瘜W檢測工具在傳統(tǒng)檢測工具的基礎上，增加了自動測量機制，并結合信息處理系統(tǒng)，自動生成零件檢測報告和數(shù)據(jù)分析報告，提高了測量效率，減少了手工測量錯誤，避免了數(shù)據(jù)處理錯誤分析，提高了檢查報告的準確性和測量效率[13]。
在線處理產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)的自動統(tǒng)計分析和比較可以確定被測數(shù)據(jù)大小的一致性，穩(wěn)定性和一致性。在程序中設計異常大小波動和異常趨勢的警報規(guī)則，以在生產(chǎn)線上實現(xiàn)預防性警報，避免不合格產(chǎn)品，批量生產(chǎn)以及生產(chǎn)線的持續(xù)惡化，并將檢查工具的質量降至最低。圖5顯示了用于汽車玻璃的智能檢查工具，圖6顯示了智能檢具的分析和顯示終端。圖5汽車玻璃智能檢具智能檢查工具功能需要有效地判斷零件的質量狀態(tài)和趨勢。 6 智能檢具分析并顯示端子電位。 檢具設計充分利用業(yè)界的光電技術和機械加工技術，使汽車檢具具有更高的靈活性和智能水平，并提高檢查工具企業(yè)的技術和成本競爭力。當前，激光測量技術也是汽車檢具技術發(fā)展的重要內(nèi)容，并且已開始逐步使用，如圖7所示。圖7激光測量技術在汽車制造中的高度測量中的應用非常重要對提高汽車質量具有重要意義。汽車的白車身沖壓覆蓋件（例如四門和兩蓋產(chǎn)品）是自由曲面，并且檢查要求是表面輪廓，包括測量點的選擇，檢查精度的保證和測量效率。傳統(tǒng)的三坐標測量機和專用零件檢測工具都存在效率低，精度低的問題。激光掃描測量儀掃描并收集彎曲零件的表面和輪廓上的數(shù)據(jù)，結合數(shù)據(jù)處理，三維重建和數(shù)模比較，然后將測試零件的數(shù)據(jù)與CATIA / UG 3D數(shù)模進行分析和比較，并獲得零件尺寸和數(shù)模一致性和差異點，并輸出最終檢驗報告[14]。
基于計算機視覺和圖像處理技術的汽車零件檢查系統(tǒng)在智能和快速測量方面比傳統(tǒng)的接觸檢查系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢。它主要使用CCD相機實時拍攝汽車零件以獲得數(shù)字圖像，然后通過計算機器視覺檢查技術（2017年第4卷第4期，模具工業(yè)）來確定要檢查的汽車零件的質量信息，并進行比較它與標準模板或設計參數(shù)一起監(jiān)視產(chǎn)品尺寸和加工質量。圖8顯示了汽車密封件的外觀檢查設備。圖8用于汽車密封環(huán)視覺檢測設備的激光測量技術和計算機視覺技術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優(yōu)勢，但是它們的設備成本很高，并且檢測定位通常需要與傳統(tǒng)量具結合使用定位。汽車制造業(yè)可以得到某些應用[15]。當前，智能檢測工具在檢測工具行業(yè)中所占的比重不大，但代表了汽車零部件檢測行業(yè)技術的新發(fā)展方向。未來，人力資源將繼續(xù)緊張，并將發(fā)揮越來越重要的作用。 。 4結束語我國汽車制造業(yè)已發(fā)展成為世界上最大的市場，其車型眾多且發(fā)展迅速。整車及零部件廣泛用于多品種混合流水線生產(chǎn)方式。傳統(tǒng)的專用檢查工具不通用，工作效率低。檢測精度低且不可重復使用的問題限制了其現(xiàn)代生產(chǎn)模式。為了滿足不斷提高汽車生產(chǎn)質量的要求，檢查工具制造技術向模塊化，序列化，標準化，靈活性和智能化的方向發(fā)展已成為汽車檢具行業(yè)的主流趨勢。
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