《車身尺寸檢驗技術》

車身尺寸檢驗技術郭慶勇2016-04-13技術質(zhì)量區(qū)域目錄1概述2車身尺寸影響因素3手動式尺寸檢驗技術4光掃描式尺寸檢驗技術5自動式尺寸檢驗技術6尺寸檢驗數(shù)據(jù)應用

車身尺寸檢驗技術是汽車整車廠的一項關鍵技術，其本質(zhì)是建立以數(shù)據(jù)為基礎的制造質(zhì)量控制體系。

通過對制造數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析來控制車身制造尺寸偏差源，保證車身制造的穩(wěn)定性，最終提高整車的裝配精度。其核心是采用先進的測量技術，建立從沖壓零件、工裝夾具到裝配過程協(xié)調(diào)、一致及高效的測量系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析和積累，將依賴個人的經(jīng)驗管理提升到科學的數(shù)據(jù)管理。先進的測量技術和體系管理是尺寸精度控制的基礎。白車身的制造質(zhì)量水平主要包含尺寸精度、焊接質(zhì)量和外觀質(zhì)量等幾個方面，其中，白車身尺寸精度是保證整車零部件裝配精度的基礎。概述車身尺寸影響因素1.工裝夾具工裝夾具是車身各零件定位和裝配的載體。車身主要由薄板沖壓件組成。工裝夾具的保證能力是有效控制車身尺寸穩(wěn)定性的關鍵。在車身制造過程中，工裝夾具的材料性能、結構設計以及夾具與零件的匹配情況等，都將影響到工裝夾具長期使用的尺寸精度保證能力。在車身生產(chǎn)過程中，基于零件尺寸相對于設計尺寸的偏差，會導致工裝夾具與零件間產(chǎn)生不同程度的應力集中，長期作用將導致夾具變形和失效，保證能力降低。我們應對工裝夾具進行持續(xù)狀態(tài)監(jiān)控、潛在失效源排除，及時對故障工裝夾具進行維護，消除其失效造成的尺寸偏差。2.零件偏差多數(shù)情況下，由于零件之間匹配不良，雖然在夾具較大的壓緊力作用下強行匹配并點焊在一起。零件變形是引起尺寸偏差的又一因素，主要問題出現(xiàn)在零件的包裝和運輸過程。應結合零件的特點合理設計包裝形式和運輸方式，消除此類零件偏差。3.操作過程在非自動化制造中，操作過程標準化是控制過程偏差的有效手段，合理設計/優(yōu)化操作順序、實施標準化操作后，人工操作的不一致、不穩(wěn)定和不確定性降至最低。4.測量過程測量過程對尺寸精度的影響是獨立于其他幾種基本因素綜合作用的加工過程的。對于車身尺寸相關檢測，在測量系統(tǒng)使用前和使用過程中必要時，需要進行測量系統(tǒng)分析（MSA）和改進(如需要)，以確保測量數(shù)據(jù)的準確性。手動建坐標系的要點：

1.要認真研究技術文件及加工工藝，按照其設計及加工基準合理建立工件坐標系，這樣我們測量的數(shù)據(jù)才能真實地反映加工的質(zhì)量。

2.建立工件坐標系的元素要穩(wěn)定可靠，確保每批次工件上不會有所改變，以免無法建立統(tǒng)一的工件坐標系導致相對工件坐標系的尺寸發(fā)生改變，自動測量無法完成。

3.對于測量元素要人工更改其標號，以便不同的人或不同時間調(diào)用時能夠很清楚的知道要采的元素在哪里。手動式尺寸檢驗技術關節(jié)臂式測量機具有非常好的靈活性，適合攜帶到現(xiàn)場進行測量，對環(huán)境條件要求比較低。產(chǎn)品部件分類代碼產(chǎn)品部件分類代碼白車身區(qū)域(BD—Body)BD下車體區(qū)域(UB—UnderBody)UB前地板、前隔板區(qū)域(FL—FrontFloor&Dashetc.)FL側圍總成區(qū)域(BS—Bodyside)BS總拼區(qū)域(FR—Framing)FR頂蓋區(qū)域(RF—Roof)RF前門區(qū)域(FD—FrontDoor)FD中門區(qū)域(SD—SlidingDoor)SD尾門區(qū)域(LG—LiftGate)LG前蓋區(qū)域(HD—Hood)HD前車體區(qū)域(MC—MotionCabin)MC座椅框區(qū)域(ST—Seat)ST后地板區(qū)域(RL—RearFloor)RL前車架區(qū)域(FF—FrontFrame)FF后車架區(qū)域(RR—RearFrame)RR車架中心區(qū)域（UnderBodyFrame）UF工裝尺寸檢驗：手動式尺寸檢驗技術檢具尺寸檢驗：1、檢具在檢具制造廠家的全尺寸測量不少于三次：裝配調(diào)整的測量、打銷釘后的自檢（自檢報告在驗收前發(fā)給CMM負責人)、預驗收的全尺寸測量。檢具發(fā)運至公司內(nèi)后，CMM做全尺寸檢定驗收。2、檢具不論大小，至少包含四個建標基準，分布在檢具四角；長度大于1.8米時，在長度方向中間位置增加第三組基準。檢具部件名稱制造精度要求定位孔位置±0.05基準面±0.10零件外輪廓測量面（齊平面）或線±0.10零件開關功能測量面（5mm間隙面）±0.10所有的造型面（非測量面）±0.20檢驗銷孔位置±0.10目測孔位置±0.50目測孔尺寸±0.50形狀規(guī)或卡規(guī)±0.15其他技術要求中未標注的的檢測元素，其公差為1/10產(chǎn)品公差檢具各要素制造精度要求:（單位:mm）手動式尺寸檢驗技術光掃描式檢測：光掃描式尺寸檢驗技術光立體視覺技術，能夠提供有關全表面、通用制造特征、各種類型的邊緣和截面線等其它相關尺寸的全面質(zhì)量檢驗。自動式尺寸檢驗技術一、雙懸臂接觸式檢測結合PC-DMIS軟件編程技術，控制雙懸臂機器自動觸測車身制定特征。特點：（1）主要誤差為三坐標測量機的精度誤差。（2）局限性：檢測支基占用大量場地，機器投入成本高（設備、環(huán)境）、觸發(fā)式測量造成工作效率較低。技改方向：通過可移動式定位、夾緊裝置使零件快速裝夾、定位，實現(xiàn)三坐標自動測量的方法。柔性檢測分析系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)分為通用件和專用件，軟件系統(tǒng)分為引導建系程序、測量程序和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。柔性檢測分析系統(tǒng)的特點：（1）配合三坐標測量機自動完成定位、建系、測量及報告輸出。（2）主要誤差為三坐標測量機的精度誤差。（3）局限性：定位測量輔具設計復雜、程序編制技術要求高，觸發(fā)式測量相比非接觸式效率低。測點特征：S：表示型面上的點C：表示孔或軸特征A：表示棱邊點E：表示切邊點測點分類：M：表示測點是與間隙段差有關的點F：表示測點是與使用功能有關的點A：表示測點為M、F之外的其他點車身SPC報告：車身尺寸檢驗車身坐標系：車身尺寸檢驗1、坐標系重要性：檢測要素是建立在坐標系的基礎之上的，坐標系的建立準確直接影響最終測量結果2、分類粗基準（手動）坐標系：明確測量要素的大致位置信息精建（自動）坐標系：尺寸測量與評價的唯一依據(jù)機器坐標系：測量機固有的坐標系零件坐標系：設計坐標系3、建標方法3-2-1：點、線、面迭代法：必須要有數(shù)?；蚶碚撝岛褪噶啃畔④嚿沓叽鐧z驗白車身生產(chǎn)線大批量、高節(jié)拍、多車型混流生產(chǎn)的特點，機器人在線測量系統(tǒng)具有非接觸、高效率、高柔性、自動化程度高、環(huán)境適應性強以及100%在線實時檢測等優(yōu)點，成為在線尺寸測量與質(zhì)量監(jiān)控必不可少的設備。自動式尺寸檢驗技術二、在線檢測

接觸式測量無法滿足白車身生產(chǎn)線的大批量、高節(jié)拍的特點和100%在線檢測的要求。國內(nèi)自主體系車身制造領域，由于技術能力和資金投入等條件的限制，普遍存在著小樣本檢測數(shù)據(jù)應對大批量生產(chǎn)質(zhì)量控制的特點。在線檢測就是通過直接安裝在生產(chǎn)線上的設備，利用軟測量技術實時檢測、實時反饋，以便更好地指導生產(chǎn)，減少不必要的浪費。

特點是可實現(xiàn)實時、批量測量，利于對生產(chǎn)過程的質(zhì)量監(jiān)控，便于尺寸變化及時發(fā)現(xiàn)、分析和改進。目前，車身領域檢測技術發(fā)展呈現(xiàn)出高效率、低成本、非接觸和重在線的發(fā)展趨勢。

雙懸臂掃描測量機器人在線檢測系統(tǒng)

全自動化，高效，滿足節(jié)拍要求100%在線檢測支持混流生產(chǎn)、柔性高

溫度補償、環(huán)境適應性強測量的最終目的是發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，并形成各種有針對性的分析報告，揭示出特征點的穩(wěn)定性、功能影響、偏差、趨勢和相互關系等方面的信息，對測量數(shù)據(jù)提煉得越深入，有針對性的改善效果就越好，測量本身的意義也就越大。1．自主編寫數(shù)據(jù)處理、匯總的報表，通過不同報表直觀、快速傳遞不同數(shù)據(jù)信息。2．按照車身工藝中的過程穩(wěn)定性控制、裝配功能控制及裝配過程控制中的偏差診斷，對檢測點進行分類。定位基準檢測點反應某一級加工定位狀態(tài)，是首先應該保證的一類檢測點，需要有最高的測量可靠性。關鍵產(chǎn)品特征檢測點反映了白車身零件、分總成、總成及整車的產(chǎn)品關鍵特征的變化，其偏差將極大地影響產(chǎn)品對安全或制造標準的符合程度，還會影響顧客對產(chǎn)品的滿意程度。關鍵控制特征檢測點用于本級車身裝配過程中制造偏差進行識別和診斷，是對關鍵產(chǎn)品特征檢測點的必要保證。

通過分類和優(yōu)化，提高測點對偏差的敏感性，提高測點的可靠性，并對不同類別采取不同監(jiān)控和預警措施。3．通過對Cp、Cpk的測定來確定產(chǎn)品工序是否穩(wěn)定，產(chǎn)品工序精度是否足夠；通過Cp、Cpk的測定來確定該工序是否有能力生產(chǎn)符合標準質(zhì)量的產(chǎn)品，并通過尺寸合格率的計算來評價車身制造尺寸的精確度水平。5．使用持續(xù)改進指數(shù)CII反映尺寸質(zhì)量的長期變化趨勢，通過持續(xù)改進，使尺寸精度逐步由離散到穩(wěn)定，最終達到精準。尺寸檢驗數(shù)據(jù)應用一、CII1、CII：ContinuousImprovementIndicator持續(xù)改進指數(shù)

（CII即管理對象中第95%個尺寸所對應的6σ，它反映一個單元中全部類別的整體穩(wěn)定性）2、如下圖：橫軸為所有監(jiān)測尺寸6σ從小到大的排列，縱軸為6σ,第95%個尺寸所對應的6σ值即為選定時段內(nèi)的車身CII指數(shù)。CII指數(shù)越小表明車身狀態(tài)穩(wěn)定性越好3、對CII指數(shù)進行分析及改進，即對管理對象中6sigma值最大的5%對象進行優(yōu)化，其作用：a.彌補單一的數(shù)據(jù)偏差分析（合格率分析）的缺陷;b.改進波動最大的5%體現(xiàn)了問題解決的效益最大化思想，體現(xiàn)了持續(xù)改進思想尺寸檢驗數(shù)據(jù)應用正態(tài)分布：6σ

：標準差σ反映一個數(shù)據(jù)集的離散程度CII改進思想：（持續(xù)改進）整改最不穩(wěn)定的5%——出現(xiàn)新的最不穩(wěn)定的5%——CII指數(shù)下降——整改最不穩(wěn)定的5%——CII指數(shù)下降…….尺寸檢驗數(shù)據(jù)應用二、過程能力指數(shù)（CP/CPK）1、過程能力指數(shù)（Processcapabilityindex）表示過程（人機料法環(huán)）能力滿足技術標準（例如規(guī)格、公差）的程度。2、過程能力指數(shù)的值越大，表明產(chǎn)品的離散程度相對于技術標準的公差范圍越小，因而過程能力就越高。從經(jīng)濟和質(zhì)量兩方面的要求來看，過程能力指數(shù)值并非越大越好，而應在一個適當?shù)姆秶鷥?nèi)取值。Cp=T/（6*σ)Cpk=（1-k）*Cp，其中k=ε/（T/2）等級Cpk值處理原則A++Cpk≥2.0特優(yōu)，可考慮成本的降低A+