與OEM討論如何解決當前的汽車零件檢查工具問題？

（一汽汽車有限公司）

我國的汽車制造業(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流生產(chǎn)線。傳統(tǒng)的特殊檢查工具不是通用性很強并且工作效率很高。檢測精度低和不可重復(fù)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(zhì)量的要求，向模塊化，系列化，標準化，靈活性和智能化發(fā)展的檢查工具制造技術(shù)已成為汽車檢查工具行業(yè)的主流趨勢。

作為制造企業(yè)中用于測量和監(jiān)視各種尺寸產(chǎn)品的快速便捷的工具，該檢查工具在檢測零件的孔徑，位置，輪廓，間隙和表面差異方面具有便捷的操作，穩(wěn)定性和耐用性。 ，數(shù)據(jù)直觀功能，廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)。隨著合資企業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代檢驗工具在我國汽車制造業(yè)中的應(yīng)用逐漸得到推廣。目前，已經(jīng)形成了完整的汽車檢測工具產(chǎn)業(yè)鏈。

常用的汽車檢查工具主要用于白車身，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，模具調(diào)試，生產(chǎn)過程設(shè)計優(yōu)化以及批量產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控在生產(chǎn)準備階段發(fā)揮重要作用。汽車檢查工具對于縮短項目周期，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)的基本過程測試設(shè)備，是我國汽車工業(yè)制造技術(shù)和國際水平飛速發(fā)展的重要標志之一。

汽車零件檢查工具面臨的問題

一個

隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，車型升級的步伐加快，汽車項目周期越來越短，市場對汽車質(zhì)量的要求越來越高，汽車價格不斷下降，成本壓力正在增加。發(fā)展趨勢越大，相應(yīng)的汽車零部件檢測工具的開發(fā)應(yīng)滿足周期短，質(zhì)量好，成本低的要求。當前，整個汽車項目和零件檢測工具項目的周期智能檢具，質(zhì)量和成本問題突出，影響了汽車檢測工具行業(yè)的健康發(fā)展。

第一個問題

檢查工具項目周期長，車輛項目周期持續(xù)縮短的問題

1、該檢查工具的啟動時間較晚，設(shè)計周期較長，而整個車輛的項目周期越來越短。

在1950年代，整個車輛的更換周期約為15年，而在1980年代，整個車輛的更換周期約為7年。當前的國內(nèi)新模型開發(fā)周期約為2至3年。隨著市場的快速發(fā)展，市場需求轉(zhuǎn)瞬即逝，車輛項目不應(yīng)該延遲。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(dǎo)致檢查工具的激活。該時間比成型零件的模具啟動時間晚一個月，而完成時間通常比模具制造晚。

2、檢查工具的制造，加工和檢查周期很長，導(dǎo)致項目延遲。

傳統(tǒng)檢查工具的加工和制造通常使用車床，銑床和線切割。它還需要鉗工裝配加工。盡管使用三軸和五軸CNC加工中心可以縮短加工周期，但可以調(diào)整鉗工的裝配和裝配精度，但三坐標檢測周期仍然很長。

第二個問題

檢驗工具價格持續(xù)下降，檢驗工具的設(shè)計制造成本不斷提高的問題

由于檢查工具公司的數(shù)量迅速增加，行業(yè)競爭和車輛成本壓力導(dǎo)致檢查工具價格持續(xù)下降。據(jù)統(tǒng)計，與10年前相比，汽車零部件檢查工具的價格下降了近50％。例如，保險杠總成檢查工具2005年的價格一般在50萬元左右，而2015年的價格僅為20萬元至30萬元。相應(yīng)地，檢查工具本身的人工設(shè)計成本持續(xù)增加，原材料成本持續(xù)增加。由于效率的提高而導(dǎo)致的制造成本并未顯著降低，從而導(dǎo)致檢驗工具的利潤率持續(xù)下降和行業(yè)損失問題。

問題三

傳統(tǒng)檢測工具的測量效率和精度較低，對汽車零件的尺寸精度要求不斷提高。

控制車身尺寸精度是汽車制造商的關(guān)鍵技術(shù)。無論是“ 2mm工程”還是“ 6sigma管理”，其本質(zhì)都與基于數(shù)據(jù)的檢查和監(jiān)視系統(tǒng)密不可分。通過檢查制造過程，數(shù)據(jù)建模分析可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，并最終提高車輛的裝配精度。但是，目前普遍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(dǎo)致無法獲得特定值。測量效率和手動檢測錯誤使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析變得困難。影響車輛質(zhì)量的改善。

通常，檢查工具的制造精度較低與整個車輛精度的不斷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。模塊的制造精度為±0.1mm，檢測模塊的制造精度為±0.15mm。相應(yīng)地，整車的質(zhì)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(jié)構(gòu)注塑件的尺寸精度要求達到0.5mm，并且關(guān)鍵匹配要求可以達到0.3mm。目前，如果在我國提高傳統(tǒng)檢測工具的制造精度，在目前的制造技術(shù)水平下將帶來更高的加工難度和更高的加工成本。

汽車零部件檢查工具的解決方案和未來的發(fā)展趨勢

兩個

解決方案可以縮短檢查工具的項目周期

1

模塊化和序列化設(shè)計有利于縮短檢驗工具的項目周期

樂高積木是一種常見的兒童玩具，可以使用基本零件將其構(gòu)建為不同的結(jié)構(gòu)。從某種角度看，汽車零件檢查工具的設(shè)計結(jié)構(gòu)與構(gòu)件類似，檢查工具由檢查工具底板，支撐結(jié)構(gòu)，定位機構(gòu)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智能檢具，不同OEM的檢查機制差異不大，具有模塊化的前提。因此，在檢驗工具的設(shè)計中也可以采用模塊化的設(shè)計思想，并采用模塊化的設(shè)計代替了單級設(shè)計，以縮短開發(fā)周期。

在檢查工具的模塊化設(shè)計和應(yīng)用中，還可以根據(jù)不同的尺寸規(guī)格將模塊形成序列化模塊，并建立序列化規(guī)格數(shù)據(jù)庫。可以直接從數(shù)據(jù)庫中選擇設(shè)計，從而縮短了周期。建立數(shù)據(jù)庫時，可以使用公司內(nèi)部的通用數(shù)據(jù)庫，也可以使用市場導(dǎo)向的標準行業(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(gòu)規(guī)格，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)模塊（請參見圖片1），定位軸孔標準零件（請參見圖片2），滑動機構(gòu)等）。

圖1檢查工具車削機構(gòu)的標準零件

圖2檢查工具的定位軸孔的標準零件

目前，我國的汽車檢測工具市場已經(jīng)形成了標準化的模塊體系。專業(yè)公司提供標準化的水平車削機構(gòu)，車削機構(gòu)，滑動機構(gòu)，定位銷，夾緊機構(gòu)，檢查卡機構(gòu)，導(dǎo)向銷，導(dǎo)向套和標準化零件等標準數(shù)據(jù)庫，為汽車零件檢查工具的模塊化和系列化設(shè)計提供技術(shù)支持

2

檢查工具設(shè)計平臺的參數(shù)化有助于縮短檢查工具的項目周期

檢查工具設(shè)計采用參數(shù)化設(shè)計。同一OEM的整個車輛和零件設(shè)計結(jié)構(gòu)具有連續(xù)性。不同的模型和修改通常采用相同或相似的結(jié)構(gòu)設(shè)計模式。在檢查工具的設(shè)計過程中會建立整個車輛零件模塊。平臺的檢查工具設(shè)計庫將參數(shù)化平臺卡車的模塊檢查工具數(shù)據(jù)。在設(shè)計類似產(chǎn)品時，可以在原始鈑金數(shù)據(jù)或結(jié)構(gòu)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(shè)計。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法來提高設(shè)計效率。

標準化，通用化和可回收利用的設(shè)計降低了檢查工具的制造成本

1

專業(yè)集成降低了檢查夾具系統(tǒng)設(shè)計的難度

檢查工具的高制造成本主要是由于其自己的基于訂單的單件生產(chǎn)，其特點是零件制造精度高且設(shè)計困難。復(fù)雜的檢查工具設(shè)計和編程設(shè)計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(shè)計，程序設(shè)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)，將降低其制造成本，還有巨大的發(fā)展空間。

汽車零件檢查工具的設(shè)計和開發(fā)需要高素質(zhì)和創(chuàng)新的工程技術(shù)人員。檢查工具的生產(chǎn)和制造也需要高水平的操作經(jīng)驗和工人的技能水平。但是，檢查工具是不連續(xù)的。工具公司通常會在有多個項目時面臨加班的問題，而在有幾個項目時就不會工作。汽車檢驗工具企業(yè)通過專業(yè)整合形成專業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟。在設(shè)計檢查工具時，應(yīng)使用更多的標準零件來避免每個公司的個性化設(shè)計和制造，從而導(dǎo)致設(shè)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。

2

檢查工具的回收和可用設(shè)計可降低成本

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，新一代汽車為5年，內(nèi)飾和外飾改裝為2年，外飾改裝為1年。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(fù)使用，只能用作廢品。

當前，檢查工具常用的材料是鑄鋁，鋁型材，鑄鋼，不銹鋼，鋼型材，替代木材等。除替代木材外，其他材料具有充分的尺寸穩(wěn)定性，可重復(fù)使用和再加工，并重復(fù)處理。使用條件，特別是基板的有用價值和檢查工具的支撐結(jié)構(gòu)非常高。目前，同一類型的新模型一般都采用平臺設(shè)計，不同模型內(nèi)部零件的結(jié)構(gòu)變化很小，只有部分變化，為重用創(chuàng)造了有利條件。

目前，一汽轎車公司的某些檢查工具，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(cè)面的檢測支架。檢測支架采用精密輪廓和多孔桁架結(jié)構(gòu)。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20mm?？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)此模型項目后，可以在新的檢查工具項目中使用輪廓。

圖3白車身側(cè)面測量支架

靈活的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基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。

靈活的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(diào)整即可測量不同的產(chǎn)品。它具有自動檢測，精度高，維護成本低，開發(fā)周期短的優(yōu)點。另外，以關(guān)節(jié)臂測量機為主體的柔性檢查工具（見圖4），以單截面測徑卡尺為通用機器人的測試設(shè)備），被測件為由基本支架支撐，且各不相同預(yù)先植入的程序可以快速輕松地完成相應(yīng)零件的測量。

圖4關(guān)節(jié)臂式測量機

檢查工具的重復(fù)使用對檢查工具的日常維護提出了更高的要求。應(yīng)采用標準管理，以確保底板不被修改或變形?；厥罩耙獪y試底板的準確性。

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數(shù)據(jù)測試，分析和處理采樣零件來確定它們是否合格。但是，隨著汽車制造水平的不斷提高，汽車制造商對零件檢查工具的功能要求已經(jīng)從判斷是否合格轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰€尺寸測量，并通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析來確定監(jiān)視生產(chǎn)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。但是，整車生產(chǎn)線和零件生產(chǎn)線的當前循環(huán)時間通常為數(shù)十秒，不再可以手動操作，并且需要向智能化和自動化方向發(fā)展檢測工具。

智能檢查工具基于傳統(tǒng)檢查工具，增加了自動測量機制，結(jié)合信息處理系統(tǒng)自動生成零件檢查報告和數(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)處理分析錯誤可以提高檢查報告的準確性和測量效率。在線處理的產(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(shè)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(yù)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(zhì)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顯示了該智能檢查工具的分析和顯示終端。

圖5汽車玻璃智能檢測工具

圖6智能檢測工具分析顯示終端

智能檢查工具功能需要有效地評估零件的質(zhì)量狀態(tài)和趨勢。檢驗工具的設(shè)計充分利用了行業(yè)的光電技術(shù)和加工技術(shù)，使汽車檢驗具有更高的靈活性和智能性，并提高了檢驗工具公司的技術(shù)和成本競爭力。當前，激光測量技術(shù)也是汽車檢查工具技術(shù)發(fā)展的重要組成部分，并已開始逐步使用，如圖7所示。

圖7用于測量高度的激光儀器

激光測量技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用對提高汽車質(zhì)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(jié)合數(shù)據(jù)處理，三維重建和數(shù)模比較，將測試零件的數(shù)據(jù)與CATIA / UG3D數(shù)模進行分析和比較，并獲得零件尺寸和數(shù)模整合點和差異點，輸出最終檢驗報告。

基于計算機視覺和圖像處理技術(shù)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攝像機實時拍攝汽車零件以獲得數(shù)字圖像，然后通過計算機視覺檢查技術(shù)確定要檢查的汽車零件的質(zhì)量信息，與標準模板或設(shè)計參數(shù)進行比較，并監(jiān)控產(chǎn)品尺寸和尺寸。加工質(zhì)量。圖8顯示了汽車密封件的外觀檢查設(shè)備。

圖8汽車密封圈的外觀檢查設(shè)備

激光測量技術(shù)和計算機視覺技術(shù)在提高測量精度和測量系統(tǒng)的靈活性方面具有一定優(yōu)勢，但是它們的設(shè)備成本很高，檢測和定位通常需要與傳統(tǒng)量具定位相結(jié)合，這可以在未來的汽車制造業(yè)中獲得某些應(yīng)用。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(shù)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。