與OEM商談如何解決目前汽車(chē)零部件檢測(cè)工具存在的問(wèn)題？

（一汽轎車(chē)有限公司）

我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為全球最大的市場(chǎng)，車(chē)型多，發(fā)展迅速。車(chē)輛及零部件廣泛應(yīng)用于多品種混線生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)的專(zhuān)用檢測(cè)工具不具有通用性和工作效率。檢測(cè)精度低、不可重復(fù)使用等問(wèn)題制約了其現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。為適應(yīng)汽車(chē)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(chē)檢具行業(yè)的主流趨勢(shì)。

檢測(cè)儀作為制造企業(yè)測(cè)量和監(jiān)控各種尺寸產(chǎn)品的一種快捷方便的工具，在檢測(cè)零件的孔徑大小、位置、輪廓、間隙和表面差異方面具有操作方便、穩(wěn)定性和耐用性。 ，數(shù)據(jù)直觀的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造行業(yè)。隨著合資企業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代檢測(cè)工具在我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的應(yīng)用逐步得到推廣，形成了完整的汽車(chē)檢具產(chǎn)業(yè)鏈。

常見(jiàn)的汽車(chē)檢具主要用于車(chē)輛的白車(chē)身、內(nèi)外飾件，用于新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程和量產(chǎn)管理、模具調(diào)試、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化、量產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段發(fā)揮重要作用。 汽車(chē)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(chē)工業(yè)的基本工藝檢測(cè)設(shè)備，是我國(guó)汽車(chē)工業(yè)制造技術(shù)與國(guó)際接軌的重要標(biāo)志之一。

汽車(chē)零部件檢測(cè)工具面臨的問(wèn)題

一個(gè)

隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，車(chē)型升級(jí)步伐不斷加快，整車(chē)項(xiàng)目周期越來(lái)越短，市場(chǎng)對(duì)汽車(chē)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，汽車(chē)價(jià)格也越來(lái)越高。持續(xù)下降，成本壓力加大。發(fā)展趨勢(shì)越大，相應(yīng)的汽車(chē)零部件檢測(cè)工具的發(fā)展應(yīng)滿(mǎn)足周期短、質(zhì)量高、成本低等要求。目前整車(chē)項(xiàng)目和零部件檢測(cè)工具項(xiàng)目的周期、質(zhì)量、成本問(wèn)題突出，影響汽車(chē)檢具行業(yè)的健康發(fā)展。

問(wèn)題一

檢具項(xiàng)目周期長(zhǎng)、整車(chē)項(xiàng)目周期不斷縮短的問(wèn)題

1、查具啟動(dòng)時(shí)間晚，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，整車(chē)項(xiàng)目周期越來(lái)越短。

1950年代整個(gè)車(chē)輛更換周期約為15年，1980年代整個(gè)車(chē)輛更換周期約為7年。目前國(guó)內(nèi)的新車(chē)型開(kāi)發(fā)周期約為2~3年。隨著市場(chǎng)的快速發(fā)展，市場(chǎng)需求轉(zhuǎn)瞬即逝，整車(chē)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)、二維圖紙、GD&T圖紙或產(chǎn)品標(biāo)書(shū)、整車(chē)裝配環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)確定檢具的定位要素和檢測(cè)特性，從而導(dǎo)致檢具的啟動(dòng)。時(shí)間比成型件開(kāi)模時(shí)間晚1個(gè)月，完工時(shí)間一般晚于模具制造。

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

傳統(tǒng)的檢具加工制造一般使用車(chē)床、銑床、線切割，以及鉗工裝配加工。雖然使用3軸和5軸CNC加工中心可以縮短加工周期，但鉗工的裝配和裝配精度調(diào)整，三坐標(biāo)檢測(cè)周期仍然很長(zhǎng)。

問(wèn)題二

檢具價(jià)格持續(xù)下降和檢具設(shè)計(jì)制造成本持續(xù)上升的問(wèn)題

由于檢具企業(yè)數(shù)量快速增加，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和車(chē)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(chē)零部件檢測(cè)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(wàn)元左右，2015年的價(jià)格只有20萬(wàn)到30萬(wàn)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。因效率提升而產(chǎn)生的制造成本并未明顯下降，導(dǎo)致檢具利潤(rùn)空間不斷降低，行業(yè)虧損問(wèn)題。

問(wèn)題三

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

車(chē)身尺寸精度的控制是整車(chē)廠的關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)論是“2mm工程”還是“6sigma管理”，其本質(zhì)都離不開(kāi)基于數(shù)據(jù)的檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)制造過(guò)程的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)建模分析，控制車(chē)身及零部件制造中尺寸偏差的來(lái)源，保證制造的穩(wěn)定性，最終提高整車(chē)的裝配精度。但目前檢測(cè)一般采用手動(dòng)測(cè)量工具，測(cè)量效率低，人工測(cè)量誤差大。此外，使用“通過(guò)和停止規(guī)”測(cè)量導(dǎo)致無(wú)法獲得特定值。測(cè)量效率和人工檢測(cè)誤差使得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析變得困難。影響車(chē)輛質(zhì)量的提高。

檢具制造精度普遍偏低與整車(chē)精度不斷提高之間的矛盾日益突出。模組制造精度±0.1mm，測(cè)量模組制造精度±0.15mm。相應(yīng)地，整車(chē)質(zhì)量和精度要求越來(lái)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，關(guān)鍵匹配要求可以達(dá)到0.3mm 目前我國(guó)傳統(tǒng)檢測(cè)工具的制造精度如果大幅度提高，在目前的制造技術(shù)水平下會(huì)帶來(lái)更高的加工難度，加工成本也非常高。

汽車(chē)零部件檢測(cè)工具解決方案及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

兩個(gè)

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(lè)高積木是一種常見(jiàn)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(chē)零部件檢具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類(lèi)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(lèi)產(chǎn)品基本相同，檢測(cè)模塊的形狀相似，不同主機(jī)廠的檢測(cè)機(jī)制差別不大，具備模塊化的前提。所以檢具設(shè)計(jì)也可以采用模塊化設(shè)計(jì)理念，用模塊化設(shè)計(jì)代替單單設(shè)計(jì)，縮短開(kāi)發(fā)周期。

在檢具的模塊化設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，也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(kù)，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇，從而縮短周期。建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，可使用公司內(nèi)部通用數(shù)據(jù)庫(kù)，或市場(chǎng)化標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，即專(zhuān)業(yè)檢具制造公司提供檢具專(zhuān)用模塊，如一系列標(biāo)準(zhǔn)化底板（見(jiàn)表1）、系列支撐機(jī)構(gòu)規(guī)格、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)模塊（見(jiàn)圖1）、定位軸孔標(biāo)準(zhǔn)件（見(jiàn)圖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(guó)的汽車(chē)檢具市場(chǎng)已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)化的模塊體系。專(zhuān)業(yè)公司提供標(biāo)準(zhǔn)化水平翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、定位銷(xiāo)、夾緊機(jī)構(gòu)、檢卡機(jī)構(gòu)、導(dǎo)銷(xiāo)、導(dǎo)套、標(biāo)準(zhǔn)化件等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，為汽配檢具模塊化、系列化設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持.

2

檢具設(shè)計(jì)Platform 參數(shù)化有利于縮短檢測(cè)工具的項(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(chē)及零部件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具有連續(xù)性。不同的型號(hào)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)時(shí)建立了車(chē)輛零部件模塊檢具設(shè)計(jì)庫(kù)用于對(duì)平臺(tái)車(chē)的模塊檢具數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化。在設(shè)計(jì)同類(lèi)產(chǎn)品時(shí)，在原有的鈑金資料或結(jié)構(gòu)資料中，利用原有的曲面進(jìn)行替換刷新，可快速實(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(guò)類(lèi)似的刷新編程方式提高設(shè)計(jì)效率。

標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、可回收的設(shè)計(jì)降低了檢測(cè)工具的制造成本

1

專(zhuān)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)。無(wú)法形成批量生產(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。如果采用批量生產(chǎn)，其制造成本將降低，發(fā)展空間巨大。

汽車(chē)零部件檢測(cè)工具的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)需要高素質(zhì)和富有創(chuàng)造力的工程技術(shù)人員。檢測(cè)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。工具企業(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(wèn)題。 汽車(chē)檢具Enterprises 通過(guò)專(zhuān)業(yè)整合形成專(zhuān)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)公司獨(dú)立設(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)出低，成本負(fù)擔(dān)。增加。

2

檢測(cè)工具的回收和可用設(shè)計(jì)降低了成本

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(guó)汽車(chē)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。檢具尤其是內(nèi)外飾檢具的使用壽命極短。項(xiàng)目結(jié)束后，檢測(cè)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，其他材料完全尺寸穩(wěn)定，可反復(fù)回收再加工，并反復(fù)再加工。使用條件自動(dòng)檢具，尤其是檢測(cè)儀的底板和支撐結(jié)構(gòu)的使用價(jià)值非常高。目前，同類(lèi)型新車(chē)型普遍采用平臺(tái)式設(shè)計(jì)自動(dòng)檢具，不同車(chē)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(chē)公司的部分檢測(cè)工具，特別是三坐標(biāo)檢測(cè)工具，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)回收再利用。圖3為一汽汽車(chē)公司D090車(chē)型項(xiàng)??目白車(chē)身側(cè)檢測(cè)支架。檢測(cè)支架采用精密型材和多孔桁架結(jié)構(gòu)。型材通過(guò)定位塊和定位銷(xiāo)連接。每個(gè)安裝位置可安裝20mm的距離?？卓梢噪S意安裝。由于所用精密多孔型材均為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，該型材停產(chǎn)后可用于新檢具項(xiàng)目。

圖 3 白車(chē)身側(cè)面測(cè)量支架

靈活的檢查工具是資源回收的一種特殊形式。它采用帶有可移動(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(cè)量實(shí)現(xiàn)零件檢測(cè)。通常用于平臺(tái)產(chǎn)品，如地板、門(mén)、擋泥板、前蓋、后蓋等。

柔性檢測(cè)工具具有專(zhuān)用檢測(cè)工具所不具備的優(yōu)點(diǎn)。一套靈活的檢測(cè)工具，只需稍作調(diào)整即可測(cè)量不同的產(chǎn)品。具有自動(dòng)檢測(cè)、精度高、維護(hù)成本低、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。另外，基于關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)（見(jiàn)圖4））的柔性檢測(cè)工具和基于以單節(jié)測(cè)量卡尺為主體的通用機(jī)器人的檢測(cè)設(shè)備，被測(cè)部件由基本支架支撐，以及不同的預(yù)植入程序可以快速、輕松地完成相應(yīng)部位的測(cè)量。

圖4 關(guān)節(jié)臂式測(cè)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)采取規(guī)范管理，確保底板不發(fā)生改動(dòng)或變形?；厥涨皽y(cè)試底板精度。

智能檢測(cè)工具提高檢測(cè)效率和測(cè)量精度

傳統(tǒng)的汽車(chē)零部件檢測(cè)工具一般通過(guò)對(duì)抽樣零部件進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)、分析和處理來(lái)判斷是否合格。但是，隨著汽車(chē)制造水平的不斷提高，汽車(chē)制造商對(duì)零部件檢測(cè)工具的功能要求已經(jīng)從判斷是否合格轉(zhuǎn)向在線尺寸全數(shù)字化測(cè)量，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，確定監(jiān)測(cè)是否合格。生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定。但目前整車(chē)生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線的周期時(shí)間一般為幾十秒，人工操作已不可能，檢測(cè)工具需要向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

智能檢測(cè)工具在傳統(tǒng)檢測(cè)工具的基礎(chǔ)上，增加了自動(dòng)測(cè)量機(jī)制，結(jié)合信息處理系統(tǒng)，自動(dòng)生成零件檢測(cè)報(bào)告和數(shù)據(jù)分析報(bào)告，提高了測(cè)量效率，減少了人工測(cè)量誤差，避免了數(shù)據(jù)處理和分析。錯(cuò)誤提高了檢驗(yàn)報(bào)告的準(zhǔn)確性和測(cè)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(cè)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(shì)的報(bào)警規(guī)則，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線預(yù)防性報(bào)警，避免產(chǎn)線不合格產(chǎn)品、批量制造、持續(xù)劣化，最大限度地減少檢測(cè)工具的質(zhì)量損失。圖5為汽車(chē)玻璃智能檢測(cè)工具，圖6為智能檢具分析展示終端。

圖 5 汽車(chē)玻璃智能檢具

圖6智能檢具Analysis及顯示終端

智能檢測(cè)工具功能需要有效判斷零件的質(zhì)量狀態(tài)和趨勢(shì)。 檢具設(shè)計(jì)時(shí)充分應(yīng)用了行業(yè)的光電技術(shù)和加工技術(shù)，使汽車(chē)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(jìng)爭(zhēng)力。目前，激光測(cè)量技術(shù)也是汽車(chē)檢具技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容，并開(kāi)始逐步應(yīng)用，如圖7所示。

圖7 激光測(cè)高儀

激光測(cè)量技術(shù)在汽車(chē)制造中的應(yīng)用，對(duì)于汽車(chē)品質(zhì)的提升具有重要意義。四門(mén)二蓋等汽車(chē)白車(chē)身沖壓件為自由曲面，檢測(cè)要求為表面輪廓，包括測(cè)量點(diǎn)的選擇、檢測(cè)精度和測(cè)量效率的保證。傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和專(zhuān)用零件檢測(cè)工具都存在效率低、精度低的問(wèn)題。激光掃描測(cè)量?jī)x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(cè)零件的數(shù)據(jù)與CATIA/UG3D數(shù)模進(jìn)行分析比較，獲得零件的尺寸和數(shù)模。合格點(diǎn)和差異點(diǎn)，輸出最終檢驗(yàn)報(bào)告。

基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理技術(shù)的汽車(chē)零部件檢測(cè)系統(tǒng)在智能化和快速測(cè)量方面比傳統(tǒng)的接觸式檢測(cè)系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢(shì)。它主要是利用CCD攝像頭實(shí)時(shí)拍攝汽車(chē)零部件，獲取數(shù)字圖像，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)確定被檢汽車(chē)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，并對(duì)產(chǎn)品尺寸進(jìn)行監(jiān)控和加工質(zhì)量。圖8為汽車(chē)密封件外觀檢測(cè)設(shè)備。

圖8 汽車(chē)密封圈外觀檢測(cè)設(shè)備

激光測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在提高測(cè)量精度和提高測(cè)量系統(tǒng)的靈活性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但其設(shè)備成本較高，且檢測(cè)定位一般需要與傳統(tǒng)的量具定位相結(jié)合，可未來(lái)在汽車(chē)制造業(yè)中獲得了一定的應(yīng)用。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(chē)零部件檢測(cè)行業(yè)技術(shù)的新發(fā)展方向。未來(lái)，人力資源將繼續(xù)吃緊，并將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 .