智数汽车大数据麦克恒通汽车轻量化在线
查看: 3501|回复: 1
收起左侧

[分享] 柔性检具保障高品质制造

[复制链接]
发表于 2011-2-3 17:55:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
<

亲,赶快注册吧,有更多精彩内容分享!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
1551353399.jpg

关注质量、关注过程已经成为众多主机厂的一个共识。在平台化、柔性化、降成本、短周期及100%检测的要求下,专用检具已经难以满足汽车开发和过程质量控制的需要。尺寸检测自动化和检测工具重复使用已经成为了检具的发展方向,柔性检具正好满足了发展的要求。

专用检具是在线检验夹具的简称,是一种按特定要求专门制造的检测工具,也称为“硬性检具”。专用检具通常由三部分组成:骨架和底座部分、检具型体部分和功能件。专用检具的设计依据是产品3D数模和产品质量控制要求。一般情况下,一个零件需要一套检具。在使用过程中,零件通过定位系统固定在专用检具上,测量人员通过目测、检测表,使用塞尺、百分表等测量工具来测量零件型面、轮廓及孔位等,也可以借助检验销或目测对零件上不同性质的孔及零件与零件之间的搭接位置进行目视检测,从而保证在前期试制阶段及SOP后正式生产阶段实现零件质量状态的快速判断。专用检具是零件标准数模的再现,是所有测量的参考和基准,零件与检具的符合情况即为零件的合格状况。

随着“零缺陷”理论在汽车制造业中的推广,100%检测零部件成为必须的要求,同时伴随着汽车柔性化生产的要求,专用检具越来越难以满足使用要求。传感器技术和软件处理技术的发展,也为专用检具的发展提供了更多的选择。柔性检具自然成为了众多汽车制造厂的选择项。

柔性检具的概念

一般来说,只要具备可调整、大部分零部件可以重复使用的尺寸检测工具都可以称为柔性检具。专用检具上可调整量比较少,但是在柔性检具上,底座、定位系统等均可以进行调整,也能进行重复使用。

1. 柔性检具的特点

(1)制造周期短。柔性检具建立的基础是大量模块化结构的建立,只有建立了模块化结构,才可进行柔性检具的运用。从底座型材、定位销结构、定位面/夹紧系统和连接结构等都可以建立模块化、系统化结构。国际上很多大型专业公司均有比较完善的模块化结构,如witte、HOLJE等。柔性检具的模块化结构建立后,只要经过设计、组装和检测等工序即可,大大减少了专用检具制造时需要的数控加工时间,从而大幅度缩短了制造周期。制造流程变化如图1所示。

(2)柔性化。柔性检具可以通过适当调整,转换为不同车型不同零件的检测,具备一套检具对应多个零件检测的功能,达到了极好的柔性化,对检具所占空间和材料浪费问题也能得到很好地解决。随着主机厂开发车型增加,专用检具日益增多,存放空间成了各大主机厂难以解决的问题。另外,随着主机厂老车型的淘汰,专用检具的回收问题也日益严重。因此,柔性检具的出现,能够很好地解决以上两类问题。

2. 柔性检具的发展

柔性检具从出现到现在,已经经历了三代,发展比较快。

(1)第一代柔性检具(G1)主要是指模块化检具或组合检具,具有可自由组合、重复使用等特点。主要通过底板上设置百位孔(螺纹孔阵),配合支架模块进行快速转换、自由组合,以达到重复使用的目的。第一代柔性检具还可以通过型材、液压等方式实现。第一代柔性检具(G1)主要解决了检具部件的重复利用问题,对成本的降低起到了较大的作用。

(2)第二代柔性检具(G2)主要是指在专用检具或其他固定工装上增加自动检测系统,实现自动测量。自动检测系统一般包含测头、控制器、显示器和数据线等结构。第二代柔性检具(G2)能够达到可调、量化等目标,解决了自动测量的问题,减少了人为测量的误差。

(3)第三代柔性检具(G3)主要是指在可调检具上安装自动检测系统,自动检测系统中的测头位置、角度可以根据实际需要的控制点进行布置,可调检具也可以因产品不同而调节。自动检测系统将测量数据直接输入数据库,甚至可以进行误差数据分析,根据数据库中的数据进行SPC控制。现有的第三代柔性检具(G3)测头一般为接触式测头,如果将接触式测头调整为非接触式测头(如激光红外测头等),那么第三代柔性检具(G3)就相当于一个成本相对较低的在线检测系统。第三代柔性检具(G3)将自动测量和检具的重复利用问题均解决,达到了一个比较好的状态。如图2所示。
1551353399.jpg



3. 柔性检具与专用检具的比较

专用检具与柔性检具的最大区别是,专用检具是一对一的检测,而柔性检具通过调整可实现一对多的检测。柔性检具在精度、制造周期、测量方式和成本方面具有较大的优势,专用检具的最大优势在于专用检具的测量点呈线性分布,有利于检测效果的判定(见表1)。

4. 柔性检具与三坐标CMM的比较

柔性检具与三坐标CMM通过编程和调整工装均能实现一对多的自动测量,测量时人为误差较小。但是,柔性检具与三坐标CMM在精度、测量效率和维护成本方面仍有一定的差异。

(1)精度。柔性检具的精度一般在0.02mm左右,而三坐标CMM的精度能在0.003~0.2mm范围内,即柔性检具的精度区间被三坐标CMM的精度区间所覆盖。

(2)维护成本。由于三坐标CMM对存放空间的温度和湿度的区间及变化范围均有比较严格的规定,这就要求三坐标CMM必须存放在一个带有中央空调的密封房间,日常的使用和维护成本自然增高。而柔性检具可以适应不同的温度和湿度环境,使用和维护成本大幅度降低。

(3)测量效率。三坐标CMM一般是编程后可以实现自动测量,但测量速度慢,适用于抽样检测。柔性检具也可以实现自动测量,但测量速度快,可以实现大比例检测,甚至100%在线检测。

柔性检具的应用

在汽车制造业中,柔性检具广泛应用于白车身及其他零部件等尺寸控制中,但具体的应用方式是有所区别的。

1. 白车身冲压件和焊接分总成柔性检具的应用

大型冲压件和焊接分总成柔性检具的应用主要体现在第一代柔性检具的应用上(见图3),通过设置百位孔或型材支架进行柔性化处理。目前应用于大型冲压件和焊接分总成柔性检具的方式主要有两种:

(1)型材支架取代专用检具的焊接支架和底座,型面仍采用专用检具型面。这种方式主要解决了焊接支架和底座重复利用的效果较差,且不宜重复利用。

如图4所示,支架均采用模块化结构,可自由组合、重复利用,所有的模块如同搭积木中的积木一样,达到了柔性的效果。

(2)型材支架配合三坐标CMM使用的方式也是柔性检具的应用方式之一。这种方式目前应用比较广泛,应用实例也较多。

从图4所示的门外板测量支架图可以看出,通过在检具底板、支架等构件上选用可重复使用的铝型材,达到了柔性的目的。即当该车型进行更新时,可以重复使用已停产车型的检具支架,最大可能地降低报废成本。
1551353399.jpg



2. 其他汽车零部件柔性检具的应用

其他汽车零部件(如全车玻璃、塑料件等)能够广泛利用柔性检具,从第一代柔性检具到第三代柔性检具均能适用。随着“零缺陷和制造过程优化”的要求日益严格,取得实时数据、时刻了解产品的尺寸变化波动、更好地进行统计过程控制SPC等已经成为迫在眉睫的事情。因此,采用第三代柔性检具技术就能够达到在线非接触检测系统100%检测、存储和SPC等功能,而价格仅为在线非接触检测系统的几分之一(见图5)。

?如图5所示,采用可调结构,配以非接触扫描系统并连接数据库终端,可以实现100%自动测量,并进行数据存储和SPC分析。

如图6所示,采用可调结构,配以接触式检测系统并连接数据库终端,也可以实现100%自动测量,并进行数据存储和SPC分析。

因此,可调式结构配合接触式和非接触式检测系统是第三代柔性检具技术的两种主要方式,也是常用的两种方式。
1551353399.jpg



柔性检具的应用前景

1. 柔性检具的广泛应用技术基础


柔性检具具有专用检具所不具备的优势,主要包括:一套柔性检具稍作调整就可测量不同的产品(包括一对多或可调、节约存储空间、检具零部件均可以重复使用等)、自动测量(包括记录、统计过程分析SPC等)、精度高、维护成本低、开发周期短等。柔性检具的另外一个突出优势是测量速度快,可以用于制造过程中的在线检测,即对产品进行100%检测,实现用户对制造过程的监控及过程改善,已不仅仅是检测的需要了。

因此,随着传感技术和测量分析软件的快速发展、100%检测的需要及柔性检具本身具备的优势,柔性检具的应用前景非常光明。

但是,我们也应同时认识到,柔性检具不是万能的,并不能完全替代专用检具。特别是目前不是所有的零件均能采用柔性检具来进行检测。

2. 柔性检具的国内应用现状

目前,柔性检具在国内的应用还处于初级阶段,对柔性检具的认识较少、国内的平台化发展及国内柔性检具供应商的缺乏等都制约了国内对柔性检具的应用。

近几年,随着国内各主机厂及检具供应商对柔性检具的研究力度逐步加大,柔性检具的发展速度也开始加快。特别是以桂林新百利为代表的柔性检具制造商,柔性检具开始出现了快速发展的势头。

结语

汽车质量的不断提升,要求质量的检测手段效率要高。国内的平台化、柔性化车型开发的需要,也对柔性检具提出了更高的发展要求。柔性检具满足了各大主机厂在尺寸检测中要求的100%检测、精度高、成本低和周期短的要求,有效地配合了各个新车型开发及过程质量的控制。
微信群
发表于 2013-9-16 16:30:21 | 显示全部楼层
完全没有问题
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则