與OEM討論如何解決當(dāng)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(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(shì)。

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(yàn)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(xiàng)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(jì)優(yōu)化以及批量產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段發(fā)揮重要作用。汽車檢查工具對(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(biāo)志之一。

汽車零件檢查工具面臨的問題

一個(gè)

隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，車型升級(jí)的步伐加快，汽車項(xiàng)目周期越來越短，市場對(duì)汽車質(zhì)量的要求越來越高，汽車價(jià)格不斷下降，成本壓力正在增加。發(fā)展趨勢(shì)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(dāng)前，整個(gè)汽車項(xiàng)目和零件檢測工具項(xiàng)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(gè)問題

檢查工具項(xiàng)目周期長，車輛項(xiàng)目周期持續(xù)縮短的問題

1、該檢查工具的啟動(dòng)時(shí)間較晚，設(shè)計(jì)周期較長，而整個(gè)車輛的項(xiàng)目周期越來越短。

在1950年代，整個(gè)車輛的更換周期約為15年，而在1980年代，整個(gè)車輛的更換周期約為7年。當(dāng)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(xiàng)目不應(yīng)該延遲。但是，檢查工具的啟動(dòng)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(biāo)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(shí)間比成型零件的模具啟動(dòng)時(shí)間晚一個(gè)月，而完成時(shí)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(xiàng)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(biāo)檢測周期仍然很長。

第二個(gè)問題

檢驗(yàn)工具價(jià)格持續(xù)下降，檢驗(yàn)工具的設(shè)計(jì)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(jià)格持續(xù)下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與10年前相比，汽車零部件檢查工具的價(jià)格下降了近50％。例如，保險(xiǎn)杠總成檢查工具2005年的價(jià)格一般在50萬元左右，而2015年的價(jià)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(jì)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(yàn)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(duì)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(jìn)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(dòng)檢測錯(cuò)誤使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(gè)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(dāng)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(dá)到0.5mm，并且關(guān)鍵匹配要求可以達(dá)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(shì)

兩個(gè)

解決方案可以縮短檢查工具的項(xiàng)目周期

1

模塊化和序列化設(shè)計(jì)有利于縮短檢驗(yàn)工具的項(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(jì)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(jī)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(jī)制差異不大，具有模塊化的前提。因此，在檢驗(yàn)工具的設(shè)計(jì)中也可以采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，并采用模塊化的設(shè)計(jì)代替了單級(jí)設(shè)計(jì)，以縮短開發(fā)周期。

在檢查工具的模塊化設(shè)計(jì)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?？梢灾苯訌臄?shù)據(jù)庫中選擇設(shè)計(jì)，從而縮短了周期。建立數(shù)據(jù)庫時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)行業(yè)數(shù)據(jù)庫，即，專業(yè)的檢驗(yàn)工具制造公司提供檢驗(yàn)工具的特殊模塊，例如一系列標(biāo)準(zhǔn)化基板（請(qǐng)參見表）。1），系列支撐機(jī)構(gòu)規(guī)格，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)模塊（請(qǐng)參見圖片1），定位軸孔標(biāo)準(zhǔn)零件（請(qǐng)參見圖片2），滑動(dòng)機(jī)構(gòu)等）。

圖1檢查工具車削機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)零件

圖2檢查工具的定位軸孔的標(biāo)準(zhǔn)零件

目前，我國的汽車檢測工具市場已經(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)化的水平車削機(jī)構(gòu)，車削機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，定位銷，夾緊機(jī)構(gòu)，檢查卡機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向銷，導(dǎo)向套和標(biāo)準(zhǔn)化零件等標(biāo)準(zhǔn)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(jì)提供技術(shù)支持

2

檢查工具設(shè)計(jì)平臺(tái)的參數(shù)化有助于縮短檢查工具的項(xiàng)目周期

檢查工具設(shè)計(jì)采用參數(shù)化設(shè)計(jì)。同一OEM的整個(gè)車輛和零件設(shè)計(jì)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(jì)模式。在檢查工具的設(shè)計(jì)過程中會(huì)建立整個(gè)車輛零件模塊。平臺(tái)的檢查工具設(shè)計(jì)庫將參數(shù)化平臺(tái)卡車的模塊檢查工具數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)類似產(chǎn)品時(shí)，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(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)工具的模塊化設(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法來提高設(shè)計(jì)效率。

標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和可回收利用的設(shè)計(jì)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(jì)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(diǎn)是零件制造精度高且設(shè)計(jì)困難。復(fù)雜的檢查工具設(shè)計(jì)和編程設(shè)計(jì)僅用于單件訂單生產(chǎn)。無法形成批量生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，檢查工具設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)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(jì)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(yàn)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(huì)在有多個(gè)項(xiàng)目時(shí)面臨加班的問題，而在有幾個(gè)項(xiàng)目時(shí)就不會(huì)工作。汽車檢驗(yàn)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(jì)檢查工具時(shí)，應(yīng)使用更多的標(biāo)準(zhǔn)零件來避免每個(gè)公司的個(gè)性化設(shè)計(jì)和制造，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)師和程序員的比例較高，人均產(chǎn)出較低以及成本負(fù)擔(dān)。增加。

2

檢查工具的回收和可用設(shè)計(jì)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(duì)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(xiàng)目完成后，檢查工具的準(zhǔn)確性得到了很好的維護(hù)，但是它們不能重復(fù)使用，只能用作廢品。

當(dāng)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(jià)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(tái)設(shè)計(jì)，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(biāo)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(xiàng)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)尺寸，因此在停止生產(chǎn)此模型項(xiàng)目后，可以在新的檢查工具項(xiàng)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(dòng)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(biāo)測量來實(shí)現(xiàn)零件檢測。通常用于平臺(tái)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(diǎn)。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(dòng)檢測，精度高，維護(hù)成本低，開發(fā)周期短的優(yōu)點(diǎn)。另外，以關(guān)節(jié)臂測量機(jī)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(jī)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(jī)

檢查工具的重復(fù)使用對(duì)檢查工具的日常維護(hù)提出了更高的要求。應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)管理，以確保底板不被修改或變形。回收之前要測試底板的準(zhǔn)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(duì)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(jì)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(dāng)前循環(huán)時(shí)間通常為數(shù)十秒，不再可以手動(dòng)操作，并且需要向智能化和自動(dòng)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(dòng)測量機(jī)制，結(jié)合信息處理系統(tǒng)自動(dòng)生成零件檢查報(bào)告和數(shù)據(jù)分析報(bào)告，提高了測量效率，減少了手工測量錯(cuò)誤，避免了數(shù)據(jù)處理分析錯(cuò)誤可以提高檢查報(bào)告的準(zhǔn)確性和測量效率。在線處理的產(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(jì)異常大小波動(dòng)和異常趨勢(shì)的警報(bào)規(guī)則，以在生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)預(yù)防性警報(bào)，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(píng)估零件的質(zhì)量狀態(tài)和趨勢(shì)。檢驗(yàn)工具的設(shè)計(jì)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(yàn)具有更高的靈活性和智能性，并提高了檢驗(yàn)工具公司的技術(shù)和成本競爭力。當(dāng)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(duì)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(diǎn)的選擇，檢查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(jìn)行分析和比較，并獲得零件尺寸和數(shù)模整合點(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(shì)。它主要使用CCD攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝汽車零件以獲得數(shù)字圖像，然后通過計(jì)算機(jī)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(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(jì)算機(jī)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(shì)，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(dāng)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。