智能、靈活、簡化的在線檢測是現(xiàn)代制造的基本特征

上海大眾動(dòng)力總成有限公司朱正德

摘要：本文指出，為適應(yīng)和適應(yīng)產(chǎn)品和工藝的變化和發(fā)展，智能化、簡化、靈活的在線檢測已成為現(xiàn)代制造的基本特征。文章通過具體案例對該主題進(jìn)行了簡要說明。

關(guān)鍵詞：智能在線檢測，檢測方式簡單靈活，生產(chǎn)計(jì)量室

汽車制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)中最具代表性的行業(yè)，處于動(dòng)態(tài)快速發(fā)展的態(tài)勢。作為一種應(yīng)用技術(shù)，檢驗(yàn)的作用早已超越了單純的檢驗(yàn)評價(jià)的傳統(tǒng)觀念。實(shí)物質(zhì)量的工具不僅具有表征產(chǎn)品特性的極其重要的作用，而且還要適應(yīng)和滿足其所服務(wù)的相應(yīng)產(chǎn)品和制造工藝，以及保證產(chǎn)品的制造質(zhì)量。因此，企業(yè)在工藝規(guī)劃時(shí)制定的在線檢測方案，必然會(huì)反映這些趨勢。

1.智能在線檢測

自1990年代以來，現(xiàn)代質(zhì)量理念，即“優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品從根本上通過制造過程完成”越來越被企業(yè)界所接受，這直接導(dǎo)致了生產(chǎn)線在線檢測工具的安裝正在變得聰明。如今，它們的作用不僅是檢查產(chǎn)品的物理質(zhì)量，還可以監(jiān)控過程的運(yùn)行狀態(tài)，即加工過程，通過對測量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析來保證產(chǎn)品的制造質(zhì)量。 因此，在線檢測工具也從早期的量具和通用量具，發(fā)展到具有讀數(shù)功能的機(jī)械、氣動(dòng)（電動(dòng)）動(dòng)態(tài)檢測工具，以及占比較大的數(shù)字電子測量儀器，進(jìn)入智能檢測行業(yè)。 少量。除了必不可少的專用儀表外，原有讀數(shù)式檢具（機(jī)械式除外）的輸出信號不再僅用于顯示，而是進(jìn)入具有統(tǒng)計(jì)分析等數(shù)據(jù)處理功能的工控機(jī)，對工作進(jìn)行監(jiān)控. Bit已成為生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)。圖1上圖是以多參數(shù)綜合檢測儀為主體的檢測站，放置在復(fù)雜零件生產(chǎn)線旁邊。站內(nèi)控制器不僅可以實(shí)時(shí)顯示檢具的實(shí)際測量值（見下圖1）），還可以通過數(shù)據(jù)處理獲得各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及智能檢具站的相關(guān)曲線和圖形多參數(shù)綜合檢測工具為主體，包括質(zhì)量控制圖。有了這些質(zhì)量信息，員工就能夠?qū)^程的運(yùn)行狀況做出更加客觀、全面的評價(jià)。

圖1 以多參數(shù)綜合檢測儀為主體的智能檢測站

近年來，隨著SPC在越來越多的汽車總裝廠和零部件廠得到廣泛應(yīng)用，作為實(shí)施依據(jù)的智能檢測方法也越來越受到企業(yè)的重視。近年來，隨著智能化水平的不斷提高，一些主流車廠的信息化水平也提升到了一個(gè)新的階段，即通過檢測站的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)智能檢具，對整個(gè)制造過程進(jìn)行監(jiān)控。企業(yè)變得透明。

2.檢測方法的簡化趨勢

一個(gè)

b

圖2主體為多參數(shù)綜合檢測儀和多臺(tái)手持式單參數(shù)檢測儀組成的兩個(gè)智能檢測站

但是，與此同時(shí)，生產(chǎn)方式的多樣化以及制造技術(shù)和相應(yīng)工藝設(shè)備的不斷發(fā)展，也導(dǎo)致了在線檢測工具的簡單化和靈活化趨勢。在一些主流的發(fā)動(dòng)機(jī)廠，他們的一些功能已經(jīng)被三坐標(biāo)測量機(jī)所取代，坐標(biāo)測量機(jī)也是車間的現(xiàn)場和生產(chǎn)測量室。圖2a所示的檢具用于本世紀(jì)初規(guī)劃建造的曲軸主軸頸精密磨削檢具。與另外兩個(gè)類似，用于1、4檔和2、3 齒輪連桿頸精磨加工檢測工具采用動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)測量，不僅可以測量尺寸參數(shù)，還要檢查圓度、凸度、錐度和跳動(dòng)等形狀和位置公差。在配置上，三款檢測工具對應(yīng)三款具體的磨床。 七、 八年后，同一家公司誕生了一條新線，但在采用完全不同的工藝的同時(shí)，在線檢具也有很大的不同，與a、b中的綜合檢具不同的是由多個(gè)手持式單參數(shù)檢測工具組成的智能檢測平臺(tái)。與以往不同的是，它的服務(wù)范圍是各種齒輪的所有主軸頸和連桿軸頸的精加工。這是因?yàn)樾戮€采用了隨動(dòng)/跟蹤磨削技術(shù)，連桿軸頸和主軸軸頸的精磨可以在一臺(tái)機(jī)床上完成。而且，新工藝實(shí)施后，在靈活性大大提高的同時(shí)，制造質(zhì)量也得到了顯著提升，尤其是圓度等幾何公差可以控制在2μm以內(nèi)，比之前的4~4.5μm 提升。鑒于曲軸的這一指標(biāo)仍為5μm，在工藝基本可以保證的情況下，新線在線檢測儀由原來的動(dòng)態(tài)改為靜態(tài)。出于類似的原因，不再測試所有其他幾何公差。該期刊只需要測量一個(gè)section，而不是原來的三個(gè)。

3.在線檢測工具的靈活性

圖 3 具有代表性的現(xiàn)場放置的柔性在線檢測工具和坐標(biāo)測量機(jī)

與在線檢測方法簡化的趨勢并行的是在線檢測工具的靈活性。雖然相對來說，進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場的三坐標(biāo)測量機(jī)是這種情況的主體，但同時(shí)，一些具有特色的柔性檢測設(shè)備也發(fā)揮了其專業(yè)性強(qiáng)、效率高、通用性好的特點(diǎn)。并且在企業(yè)中得到了越來越多的應(yīng)用。其中，成本相對較低的“改進(jìn)”方案是在傳統(tǒng)檢測站所使用的檢測工具的原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過配置和增加一些夾具和輔助裝置來測量形狀相似的工件（如盒子）。 ）。當(dāng)體型的某些參數(shù)（如形狀和位置公差）時(shí)，幾個(gè)可以一一頂出。圖 3a 顯示了另一種具有代表性的柔性檢測工具。這是一種基于FARO生產(chǎn)的關(guān)節(jié)臂測量機(jī)的測試設(shè)備。適用于箱體零件的測量。測試件是發(fā)動(dòng)機(jī)上的氣缸蓋。近年來，得到了國內(nèi)主流發(fā)動(dòng)機(jī)廠商的認(rèn)可和認(rèn)可，并在軸類零件現(xiàn)場部署，尤其是車削后的在線檢測。本世紀(jì)初以來，在實(shí)際應(yīng)用中，充分展示了其優(yōu)于常規(guī)方法的優(yōu)越性，逐步進(jìn)入了主流的軸類零件在線檢測工具行列。

對于那些過去只放置在精密測量室的三坐標(biāo)測量機(jī)，越來越多的被放置在車間作為在線檢測的重要手段，甚至串聯(lián)起來成為一個(gè)站生產(chǎn)線。近年來這種情況的逐漸發(fā)展趨勢與生產(chǎn)現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機(jī)相關(guān)技術(shù)的成熟有關(guān)。一般來說，精密測量室的儀器精度是可以保持的。一個(gè)非常重要的前提是“恒溫”。在大多數(shù)情況下，要求為 20°C±2°C。為此，設(shè)備制造商在現(xiàn)有溫度補(bǔ)償技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷開發(fā)更有效、更實(shí)用、更可行的解決方案。?？怂箍担ㄇ鄭u）公司開發(fā)的油煙機(jī)系統(tǒng)就是一個(gè)例子。此時(shí)，測量機(jī)被放置在一個(gè)相對隔離的機(jī)艙的引擎蓋內(nèi)，盡管它位于車間內(nèi)。在這個(gè)“小環(huán)境”中，無論是“門窗”的開啟和關(guān)閉，還是工件進(jìn)出時(shí)內(nèi)部溫度的設(shè)定和調(diào)節(jié)，均由PLC邏輯控制，罩內(nèi)溫度梯度可滿足規(guī)定的要求。但是，如今的企業(yè)大多還是采用更簡單的半開放式，這當(dāng)然離不開更好的現(xiàn)場環(huán)境和現(xiàn)場機(jī)器對溫度控制水平的針對性提升。圖 3b 顯示了安裝在氣缸蓋罩側(cè)面的測量機(jī)的實(shí)際測量結(jié)果。選擇的型號是 Hexagon 的 Global。在以前的老生產(chǎn)線上，檢測站配備了以多參數(shù)綜合檢測儀為主體。那么，與兩者相比，前者的優(yōu)勢在哪里？

l 由于三坐標(biāo)測量機(jī)的通用性和靈活性遠(yuǎn)高于一般的多參數(shù)綜合檢測工具智能檢具，因此無疑更適合當(dāng)代汽車工業(yè)的多品種混線生產(chǎn)方式。以圖3b為例。與只有三種DUT的老線路相比，最多可以處理9種八、。

l 一般情況下，檢查工具只能應(yīng)用于某個(gè)過程。在上面的例子中，以集成檢測工具為主體的檢測站用于最終檢測。但對于氣缸蓋罩等復(fù)雜零件，往往需要對某些中間過程進(jìn)行監(jiān)控，圖3b中的測量功能可以同時(shí)服務(wù)于三個(gè)過程。

l 三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)入車間現(xiàn)場的意義還在于：它將與位于生產(chǎn)車間的生產(chǎn)測量室——現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分——合作，為企業(yè)提供更多可靠、高效、經(jīng)濟(jì)的檢測方法。