螺釘車退出白車身尺寸評(píng)估之趨勢(shì)分析.docx

1、技術(shù)ITECHNOLOGYIRESEARCH研究螺釘車退出白車身尺寸評(píng)估之趨勢(shì)分析文/田克平胡敏（泛亞汽車技術(shù)中心有限公司）王鵬（上汽通用汽車有限公司）本文從螺釘車的本來作用出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)在的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測(cè)、制造技術(shù)和螺釘車的固有缺點(diǎn)，詳細(xì)論述螺釘車在當(dāng)今的非必要性和未來趨勢(shì)。螺釘車是指正式工裝生產(chǎn)的零件或總成（簡(jiǎn)稱工裝樣件），使用螺釘車工裝（注：叫法不同，或叫MatchingTooling,或叫MeisterBock,或叫PartCoordinateFixture）,根據(jù)焊裝步騾，用訓(xùn)釘或螺釘代替焊點(diǎn)，把扳金零件逐級(jí)拼裝成白車身的過程。這個(gè)過程旨在評(píng)估零件及白車身的尺寸，分析問題，落實(shí)對(duì)策，避

2、免將問題帶入試生產(chǎn)和正常生產(chǎn)。介紹螺釘車的很多文章，歸納其作用有：發(fā)現(xiàn)零件問題并修模；實(shí)物驗(yàn)證設(shè)計(jì)數(shù)模井整改；評(píng)估尺寸公差并調(diào)整；評(píng)估圖紙、檢具、工裝的基準(zhǔn)一致性并落實(shí)；制作工裝調(diào)整件并調(diào)整工裝。由于以上工作與生產(chǎn)工裝的安裝、調(diào)整同時(shí)進(jìn)行，能夠及早發(fā)現(xiàn)問題整改，有利于編短開發(fā)周期，節(jié)省費(fèi)用，快速提升白車身質(zhì)量。但是，以上優(yōu)點(diǎn)是基于歷史上的技術(shù)條件而言?，F(xiàn)在條件發(fā)生了變化，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)不是問題，螺釘車是否還有必要）另外螺釘車的自身局限性，也要求重新評(píng)估其"作用”。驗(yàn)證零件尺寸螺釘車的原始作用是通過匹配評(píng)估零件尺寸，根據(jù)問題提供修改方案，用于修模。在設(shè)計(jì)正確的前提下，匹配問題的主要原因是

3、零件尺寸超差，而這可以通過檢具檢查發(fā)現(xiàn)，無需匹配評(píng)估。那么，為什么需要匹配評(píng)估呢？原因有3個(gè)方面：件無求，殷以。碰他；2. 雖然符合公差，但與名義值相比仍有偏差，當(dāng)2個(gè)或多個(gè)零件的偏差積累時(shí)，導(dǎo)致整車發(fā)生如間隙太大或干涉等匹配問題；3. 檢具無法測(cè)的區(qū)域尺寸超差。檢具僅限周邊和局部卡板檢測(cè)，無法測(cè)全型面，如經(jīng)常發(fā)生匹配問題的圓角、凹槽、筋等很難測(cè)，需要通過實(shí)物匹配才能發(fā)現(xiàn)。第1、2種情況與制造技術(shù)有關(guān)。在成型分析軟件和模具技術(shù)不成熟時(shí)，零件尺寸及其穩(wěn)定性很難控制。即時(shí)發(fā)現(xiàn)尺寸超差，受技術(shù)的局限，也很難整改，為使整體質(zhì)、進(jìn)度和費(fèi)用不受影響，必須經(jīng)過匹配評(píng)估來決定零件的修改方案。以那個(gè)零件修改簡(jiǎn)單

4、、時(shí)間短、費(fèi)用少為原則，因此爆釘車成為必需。第3種情況檢具測(cè)不到的尺寸，也已解決。檢具已經(jīng)不再是必需的測(cè)裝置，各種光學(xué)測(cè)設(shè)備，如映像測(cè)量系統(tǒng)或激光掃描儀，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于零部件測(cè),獲得全型面數(shù)據(jù)，不留死角，不存在測(cè)不到的尺寸。因此，驗(yàn)證零件尺寸無需螺釘車。實(shí)物驗(yàn)證設(shè)計(jì)數(shù)模通過螺釘車實(shí)物拼裝發(fā)現(xiàn)的問題，反查設(shè)計(jì)數(shù)模的正確性，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的合理性，如定位、公差及強(qiáng)度等。從流程上看，驗(yàn)證設(shè)計(jì)不是嫁釘車的初衷和根本目的。此階段，模具、工裝已經(jīng)制造完成，如有問題，修改時(shí)間長、費(fèi)用高。過去蛾釘車階段發(fā)現(xiàn)不少數(shù)模缺陷，自然地把驗(yàn)證設(shè)計(jì)當(dāng)作其主要作用。根據(jù)以前經(jīng)歷，2000年前的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)問題約占20%o流程上，設(shè)

5、計(jì)驗(yàn)證應(yīng)在虛擬評(píng)估（VirtualAssessment）和工程樣車（Prototype）階段完成，以保證用于模具制造的數(shù)模正確。導(dǎo)致設(shè)計(jì)問題遺留至螺釘車階段的原因包括：設(shè)計(jì)基礎(chǔ)差、設(shè)計(jì)手段不成熟、設(shè)計(jì)與工藝不同步、虛擬評(píng)估不完整、工程樣車驗(yàn)證不系統(tǒng)和零件更改不徹底等。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)差表現(xiàn)為缺乏工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)文件不完善。如零件轉(zhuǎn)角處的"0”間隙設(shè)計(jì)如圖1,實(shí)際零件稍有偏差就干涉；另外，如沒有考慮焊接的誤差積家也會(huì)造成干涉。設(shè)計(jì)方法的不成熟表現(xiàn)在手工畫圖或設(shè)計(jì)軟件的局限導(dǎo)致的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。二維設(shè)計(jì)對(duì)于復(fù)雜的車身很難防錯(cuò)，早期設(shè)計(jì)軟件的片體數(shù)模實(shí)體生成方向經(jīng)常搞錯(cuò)。虛擬評(píng)估走過場(chǎng)，無法全面發(fā)現(xiàn)問題。

6、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)差，缺乏基本判別原則，無法判別問題，如設(shè)計(jì)中不干涉就不是問題。設(shè)計(jì)與工藝不同步，設(shè)計(jì)完成后需要根據(jù)工藝要求再次更改，這些未能全部落實(shí)到數(shù)模中。工程樣車未能全面驗(yàn)證尺寸。一方面，以前這個(gè)階段工裝沒有按正常工藝的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造，基準(zhǔn)不一致；另一方面，此時(shí)零件尺寸質(zhì)差，或狀態(tài)不清，缺乏必要的數(shù)據(jù)報(bào)告，分析問題困難，籠統(tǒng)地歸結(jié)為零件質(zhì)量，無法有效評(píng)估設(shè)計(jì)問題。零件更改不徹底，一個(gè)零件發(fā)生設(shè)計(jì)更改時(shí)，相關(guān)匹配零件沒有同步更改，如尾燈增加一個(gè)定位銷，但尾燈板上沒有增加對(duì)應(yīng)的定位孔。因?yàn)榇嬖谝陨先毕?，為避免問題帶入試生產(chǎn)階段，螺釘車成了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的必需步驟。現(xiàn)在的情況發(fā)生了根本變化。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)已經(jīng)大大改進(jìn)

7、，設(shè)計(jì)能力大大提升，開發(fā)系統(tǒng)、流程、標(biāo)準(zhǔn)的完善，從系統(tǒng)上保證設(shè)計(jì)不出錯(cuò)、少出錯(cuò)。設(shè)計(jì)軟件徹底改變，三維軟件大大改善了設(shè)計(jì)環(huán)境，基于知識(shí)的自動(dòng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)檢查也能夠?qū)崿F(xiàn)，降低了人為失誤的風(fēng)險(xiǎn)。三雄偏差分析軟件（VariationAnalysis）,如3DCS、VSA等，為早期提高結(jié)構(gòu)稔健性和定位、公差的合理性提供了機(jī)會(huì)，避免后期更改。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）評(píng)審（見圖2）模擬H實(shí)狀態(tài)，為早期發(fā)現(xiàn)外觀配合問題提供技術(shù)基礎(chǔ)，無需等待實(shí)際零件匹配結(jié)果。持續(xù)不斷的虛擬設(shè)計(jì)評(píng)審，有效評(píng)審設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)與工藝，可發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決。工藝與設(shè)計(jì)同步開發(fā)，避免了因工藝無法滿足設(shè)計(jì)發(fā)生的設(shè)計(jì)更改。制造要求（MR）在設(shè)計(jì)開始前

8、輸入，作為設(shè)計(jì)條件，任何設(shè)計(jì)更改同步通知工藝并落實(shí)對(duì)策，工藝與產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本上可以同步。工程樣車工裝與生產(chǎn)工裝基準(zhǔn)一致，增加了尺寸驗(yàn)證的有效性。并且，重視工程樣車過程的尺寸驗(yàn)證，尺寸工程師制定詳細(xì)計(jì)劃，全程參與，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并分析尺寸問題，落實(shí)解決，反饋數(shù)模更改。圖1“0”間隙設(shè)計(jì)問題圖2虛擬現(xiàn)實(shí)評(píng)審這樣，尺寸匹配驗(yàn)證階段只要驗(yàn)證工程樣車階段的更改落實(shí)情況，設(shè)計(jì)問題大為減少。經(jīng)過以上流程和技術(shù)上的改進(jìn)，99%設(shè)計(jì)問題不再出現(xiàn)在螺釘車階段。這10年來的經(jīng)歷說明，設(shè)計(jì)問題已經(jīng)很少，且很小。因此，設(shè)計(jì)已經(jīng)無需螺釘車來驗(yàn)證。評(píng)估基準(zhǔn)一致性嫁釘車評(píng)估基準(zhǔn)一致性的方法是零件對(duì)照?qǐng)D紙?jiān)跈z具上畫出基準(zhǔn)，在螺釘車工裝

9、上校合，再在生產(chǎn)工裝上校合。從實(shí)際需要看，校對(duì)螺釘車基準(zhǔn)的過程純屬多余。爆釘車用的是臨時(shí)工裝，完成評(píng)估后就報(bào)廢，評(píng)估其一致性只是爆釘車本身的需要，與實(shí)際生產(chǎn)無關(guān)。真正重要的是零件圖紙、檢具和生產(chǎn)工裝的基準(zhǔn)一致性，無需螺釘車就可以實(shí)現(xiàn)。由于嫁釘車工裝與生產(chǎn)工裝的工位差異及布置需要，基準(zhǔn)位置可能會(huì)改變。另外，螺釘車工裝制造較早，后期基準(zhǔn)更改較大。因此，花時(shí)間去校對(duì)覆釘車工裝的基準(zhǔn)一致性，沒有太大意義。因此，基準(zhǔn)一致性沒有必要用螺釘車來驗(yàn)證。取消螺釘車，在工程樣車工裝上評(píng)估是一種替代方法。如果生產(chǎn)工裝無法滿足螺釘車時(shí)間，又不放心零件直接進(jìn)入試生產(chǎn),可以在工程樣車工裝上進(jìn)行一輪類似的評(píng)估活動(dòng)，減少風(fēng)險(xiǎn)

10、。制作工裝調(diào)整樣件制作工裝調(diào)整樣件（WitnessPanel,有的叫DrillPanel）是工裝精調(diào)和重新校正穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)樣件。螺釘車結(jié)束后，使用評(píng)估后合格的零件及拼裝的各這是由尺寸策略和測(cè)技術(shù)決定的。功能性評(píng)估策略下，螺釘車評(píng)估"合格”的零件已經(jīng)偏離了名義值",只有這樣的零件才能夠拼裝合格的白車身，所以工裝必須根據(jù)實(shí)際零件調(diào)整。這些零件同樣作為今后工裝校正的依據(jù)。測(cè)設(shè)備的局限是另一原因，如固定式測(cè)機(jī)很難在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)復(fù)雜的工裝進(jìn)行測(cè)屋，工裝調(diào)整樣件成了必要的手段。隨著技術(shù)的進(jìn)步，“名義值驅(qū)動(dòng)策略已經(jīng)普遍推廣，零件、工裝按照名義值制造。如前所述，零件能夠保證按照技術(shù)要求制造。測(cè)量

11、設(shè)備已經(jīng)能夠保證現(xiàn)場(chǎng)測(cè)工裝，使之按要求調(diào)整，如關(guān)節(jié)智測(cè)機(jī)、激光跟蹤儀等可以對(duì)任何大小、復(fù)雜的工裝實(shí)施測(cè)標(biāo)定。有些測(cè)宣設(shè)備還可以對(duì)工裝進(jìn)行動(dòng)態(tài)重復(fù)性分析。工裝調(diào)整樣件已經(jīng)失去意義，以工裝調(diào)整樣件為目的的螺釘車也不再需要了。螺釘車的缺點(diǎn)端釘車的主要缺點(diǎn)是其評(píng)估狀態(tài)與實(shí)際生產(chǎn)不一致，作劇1得懷威on車工裝、工位、聯(lián)朝生產(chǎn)差異，關(guān)聯(lián)性差；評(píng)估零件數(shù)星少，不具有廣泛彳弋表性。詢、工藝的差異導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果的差異。零件放置方向差異如橫放與豎放，夾緊差異如手動(dòng)與氣動(dòng)，工位差異如工位集成與分步拼接，聯(lián)結(jié)差異如蛾釘或雌j與接差異，這些都會(huì)影響總成r寸，結(jié)剿姓相關(guān)性。嫌了車發(fā)購I觀，實(shí)p衽產(chǎn)秘發(fā)生，昧也然。另外，螺n

12、車評(píng)估只有i2#零件，個(gè)別零件的局部尺寸峪雕可能以全，牛鼬誤導(dǎo)。ts釘車也無法驗(yàn)證產(chǎn)穩(wěn)定性和可靠性，這在生產(chǎn)中非常重要。生產(chǎn)工裝上的批驗(yàn)證，提高生產(chǎn)車身的尺寸質(zhì)量才是尺寸評(píng)估的根本目的。其次，用作調(diào)整工裝樣件也不夠謹(jǐn)慎。由于用作樣件的零件本身有偏差，未必能夠代表實(shí)際波動(dòng)的一批”零件；再者，零件在調(diào)整、搬運(yùn)和儲(chǔ)存中會(huì)變形，用作"標(biāo)準(zhǔn)件"不夠嚴(yán)謹(jǐn)。再進(jìn)一步，車身焊接的研究證明，柔性薄板的總成尺寸很大部分是由焊接夾具決定的。端釘車過程中發(fā)現(xiàn)的零件尺寸偏差，未必會(huì)影響總成尺寸，沒有必要根據(jù)1、2輛車拼裝中發(fā)現(xiàn)的問題就去修改零件。未來趨勢(shì)總結(jié)以上分析，現(xiàn)今螺釘車確實(shí)沒有存在的必要。但

13、真正取消尊釘車，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、驗(yàn)證、制造的各個(gè)環(huán)節(jié)明確要求，加強(qiáng)落實(shí)；需要落實(shí)虛擬評(píng)估和工程樣車制造的尺寸評(píng)估；需要嚴(yán)格按要求測(cè)量零件；需要加強(qiáng)在生產(chǎn)工裝上評(píng)估零件尺寸；需要有先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備。取消尊釘車，實(shí)物尺寸評(píng)估上需要加強(qiáng)兩方面工作：一方面，集中力提高零件質(zhì),首先加強(qiáng)供應(yīng)商現(xiàn)場(chǎng)交流，使其充分掌握零件要求，有重點(diǎn)控制；另一方面，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)尺寸評(píng)估，有的放矢修改零件或工裝。只有這樣，零件與工裝的改進(jìn)同步最終提升白車身尺寸，更加符合實(shí)際。取消實(shí)物螺釘車，研究數(shù)字化螺釘車"。零件用光學(xué)測(cè)設(shè)備整體掃描，數(shù)據(jù)錄入電腦，在電腦中模擬白車身拼裝分析，類似數(shù)字化螺釘車。優(yōu)點(diǎn)是可以在數(shù)字狀態(tài)下調(diào)整零件或基準(zhǔn)，模擬改誑匹配狀態(tài)，提出修改方向。但這項(xiàng)研究目前進(jìn)展有限，原因如前所述，白車身拼裝是一個(gè)復(fù)雜的過程，影響白車身尺寸的除了零件尺寸外，工裝基準(zhǔn)、拼裝方法、焊接順序、設(shè)備影響都很大。取消爆釘車，在工程樣車工裝上評(píng)估是一種替代方法。如果生產(chǎn)工裝無法滿足爆釘車時(shí)間，又不放心零件直接進(jìn)入試生產(chǎn)，可以在工程樣車工裝上進(jìn)行一輪類似的評(píng)估活動(dòng)，減少風(fēng)險(xiǎn)