四輪定位設(shè)備一致性控制改進(jìn)

黃永毅 蔣玲麗 周浩浩

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

四輪定位作為整車檢測(cè)線的關(guān)鍵工藝，通過(guò)設(shè)備自動(dòng)測(cè)量車輛定位參數(shù)和檢驗(yàn)員手動(dòng)調(diào)整確保整車定位參數(shù)符合工藝要求，是汽車保持穩(wěn)定的直線行駛和轉(zhuǎn)向良好，不出現(xiàn)跑偏和轉(zhuǎn)向機(jī)件磨損的保障。主要測(cè)試項(xiàng)目有：前/后輪前束、前/后輪外傾角、前/后輪外傾差、方向盤轉(zhuǎn)角。

因大多數(shù)主機(jī)廠有多套四輪定位設(shè)備，不同產(chǎn)線設(shè)備一致性控制是重點(diǎn)。由于整車產(chǎn)量高，設(shè)備使用頻次高（100%檢測(cè)），實(shí)際檢測(cè)過(guò)程受激光頭的位置偏移、對(duì)中機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)鼓平面度等對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大，因此單一設(shè)備的測(cè)量精度和重復(fù)性保證是整車定位參數(shù)檢測(cè)的基礎(chǔ)。

鑒于四輪定位對(duì)整車直線行駛、轉(zhuǎn)向的重要性，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程如何控制設(shè)備的測(cè)量精度、一致性、重復(fù)性是整個(gè)四輪定位測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵，本文結(jié)合實(shí)際問(wèn)題案例進(jìn)行調(diào)查分析，針對(duì)進(jìn)一步提升四輪定位設(shè)備測(cè)量精度和一致性控制能力，提出相關(guān)解決方案。

2 四輪定位不同產(chǎn)線一致性超差案例

2017年7月應(yīng)用Rolling Master對(duì)3條四輪定位產(chǎn)線一致性驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)（表1），其中左前輪前束、右前輪前束、右后外傾角一致性超差，設(shè)備一致性控制要求：±0.1°。

3 設(shè)備一致性超差問(wèn)題原因分析調(diào)查

3.1 采用樹圖對(duì)四輪定位一致性超差原因分析，見(jiàn)圖1

結(jié)論：用樹圖分析出影響四輪定位設(shè)備一致性的因素12項(xiàng)。

表1 四輪定位設(shè)備一致性驗(yàn)證結(jié)果

圖1

2.2 原因調(diào)查確認(rèn)

原因1：設(shè)備浮動(dòng)平臺(tái)球形軸承磨損

檢查方法：釋放設(shè)備滾筒，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒，目視查看平臺(tái)球形軸承有無(wú)磨損。

圖2 設(shè)備浮動(dòng)平臺(tái)球軸承檢查

圖3 設(shè)備浮動(dòng)機(jī)構(gòu)分解圖

檢查結(jié)果：球軸承與浮動(dòng)平臺(tái)面充分接觸，縫隙小于0.05mm，且能正常動(dòng)作，表面無(wú)磨損。

原因2：設(shè)備軸距未調(diào)整到位

檢查方法：用卷尺測(cè)量軸距調(diào)整到位后，設(shè)備實(shí)際軸距與傳感器顯示的軸距是否一致，見(jiàn)表2。

檢查結(jié)果：目視檢查軟件界面?zhèn)鞲衅黠@示與用卷尺測(cè)量軸距一致。

原因3：設(shè)備對(duì)中力左右不一致

檢查方法：設(shè)備對(duì)中氣壓在0.4~0.6Mpa，調(diào)整設(shè)備對(duì)中機(jī)構(gòu)鋼絲繩的緊固，標(biāo)定小車驗(yàn)證。

圖4 卷尺測(cè)量設(shè)備調(diào)整到位后的軸距

圖5 目視檢查軟件界面顯示的軸距的位置

檢查結(jié)果：設(shè)備對(duì)中氣壓均在0.5Mpa，手動(dòng)調(diào)整對(duì)中機(jī)構(gòu)鋼絲緊固，驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響（表3）。

圖6 設(shè)備對(duì)中氣壓檢查

表2

圖7 設(shè)備對(duì)中機(jī)構(gòu)鋼絲緊固程度驗(yàn)證

原因4：設(shè)備對(duì)中機(jī)構(gòu)未完全伸出

檢查方法：將靜態(tài)標(biāo)定架放置在設(shè)備標(biāo)定定位銷中，手動(dòng)操作對(duì)中機(jī)構(gòu)伸出，查看對(duì)中桿滾輪是否能夠接觸到標(biāo)定架對(duì)中方塊。

檢查結(jié)果：設(shè)備對(duì)中機(jī)構(gòu)能夠完成伸出，與對(duì)中方塊完全接觸，正常對(duì)中。

圖8 設(shè)備標(biāo)定架放置

圖9 設(shè)備對(duì)中機(jī)構(gòu)是否伸出確認(rèn)

原因5：設(shè)備激光頭位置零點(diǎn)漂移

檢查方法：用靜態(tài)標(biāo)定架對(duì)各設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，查看設(shè)備各定位參數(shù)零點(diǎn)是否有偏移。

檢查結(jié)果：設(shè)備各定位參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確，無(wú)零點(diǎn)漂移。

圖10 檢查各基準(zhǔn)點(diǎn)零點(diǎn)偏移驗(yàn)證

原因6：設(shè)備激光頭本體松動(dòng)

檢查方法：用內(nèi)六角確認(rèn)各激光頭固定螺栓緊固，用手晃動(dòng)激光頭是否晃動(dòng)，目視檢查激光頭相機(jī)鏡片干凈無(wú)污垢臟污。

檢查結(jié)果：激光頭固定螺栓緊固，無(wú)松動(dòng)，激光頭相機(jī)鏡片干凈無(wú)污垢。

圖11 激光頭固定螺栓緊固檢查

圖12 激光頭相機(jī)鏡片干凈度檢查

原因7：Rolling Master小車輪胎松動(dòng)

檢查方法：用扳手檢查各輪胎螺栓緊固，用力左右晃動(dòng)輪胎無(wú)明顯曠動(dòng)，用手輕轉(zhuǎn)輪胎正常轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)異常。

檢查結(jié)果：Rolling Master小車螺栓緊固，輪胎無(wú)松動(dòng)，符合測(cè)試要求。

原因8：Rolling Master小車輪胎氣壓偏低或偏高。

檢查方法：用充氣筒給4輪充氣，并用標(biāo)準(zhǔn)輪胎氣壓表測(cè)試4輪輪胎氣壓，氣壓標(biāo)準(zhǔn)230kpa。

檢查結(jié)果：輪胎氣壓已確認(rèn)為230kpa（見(jiàn)表3），符合測(cè)試要求。

圖13 氣壓表測(cè)量輪胎氣壓

表3 標(biāo)定小車輪胎氣壓測(cè)量結(jié)果

驗(yàn)證結(jié)論：Rolling Master小車輪胎氣壓不是引起該一致性超差的根本原因。

原因9：設(shè)備檢測(cè)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤

檢查方法：打開測(cè)量程序，查看檢測(cè)參數(shù)設(shè)置是否正確。

檢查結(jié)果：設(shè)備程序選擇正確，檢測(cè)參數(shù)（軸距、齒輪比等）設(shè)置正確。

原因10：設(shè)備標(biāo)定架定位尺寸偏差

檢查方法：CMM測(cè)量標(biāo)定架各定位尺寸。

圖14 四輪定位標(biāo)定架各定位尺寸測(cè)量

圖15 四輪定位各測(cè)點(diǎn)測(cè)量結(jié)果

檢查結(jié)果：各定位尺寸無(wú)超差。

原因11：設(shè)備補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置

檢查方法：對(duì)設(shè)備有補(bǔ)償值、取消補(bǔ)償值、修正補(bǔ)償值進(jìn)行驗(yàn)證。

檢查結(jié)果：設(shè)備補(bǔ)償值影響一致性驗(yàn)證結(jié)果（表5）。

驗(yàn)證結(jié)論：設(shè)備補(bǔ)償值差異是導(dǎo)致設(shè)備一致性超差的根本原因。

4 制定對(duì)策措施

根據(jù)ABC產(chǎn)線Rolling Master一致性驗(yàn)證結(jié)果，將C線設(shè)備左右前輪前束補(bǔ)償值變更為-00.08，+00.08；取消各產(chǎn)線設(shè)備右后外傾補(bǔ)償值，即將補(bǔ)償值置為0。

5 措施實(shí)施驗(yàn)證

為確保設(shè)備補(bǔ)償值修正對(duì)整個(gè)四輪定位測(cè)量系統(tǒng)的影響，小組采用SPC工具M(jìn)intab制作設(shè)備參數(shù)調(diào)整前后各車型批量車輛數(shù)據(jù)的正態(tài)分布，通過(guò)比對(duì)分布圖樣本均值，Cpk（過(guò)程能力），PPM（不良率比例），將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

結(jié)論：取消ABC線后輪外傾角補(bǔ)償值各車型的CPK無(wú)降低，狀態(tài)良好，PPM（不良率比例）無(wú)升高趨勢(shì)。調(diào)整C線前輪前束補(bǔ)償值各車型的PPM（不良率比例）呈升高趨勢(shì)，影響車輛前輪前束的調(diào)整量。

表4 Rolling Master小車影響驗(yàn)證結(jié)果

表5 設(shè)備補(bǔ)償值對(duì)一致性結(jié)果驗(yàn)證

表6 Rolling Master驗(yàn)證數(shù)據(jù)

6 措施實(shí)施后數(shù)據(jù)收集

驗(yàn)證結(jié)果：Rolling Master驗(yàn)證3條產(chǎn)線設(shè)備一致性在±0.1°內(nèi)，符合要求。經(jīng)實(shí)車驗(yàn)證3條線產(chǎn)線設(shè)備一致性在±0.1°內(nèi)，符合要求。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)不同產(chǎn)線四輪定位一致性超差案例解決過(guò)程，對(duì)四輪定位設(shè)備一致性控制有以下改進(jìn)：

（1）設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)、設(shè)備驗(yàn)證/校準(zhǔn)器具、設(shè)備參數(shù)維護(hù)是設(shè)備一致性控制的3個(gè)方面，其中設(shè)備內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)需通過(guò)維修PM保養(yǎng)定期檢查，外部機(jī)械結(jié)構(gòu)可通過(guò)操作員工TPM點(diǎn)檢實(shí)現(xiàn)。設(shè)備驗(yàn)證/標(biāo)準(zhǔn)器具標(biāo)定小車（Rolling Master）為剛性結(jié)構(gòu)，不易變形，用于四輪定位設(shè)備EV驗(yàn)證，但需對(duì)其動(dòng)作部件如胎壓、輪胎緊固螺釘定期進(jìn)行檢查；標(biāo)定架為設(shè)備零點(diǎn)校驗(yàn)的重要器具，需對(duì)各基準(zhǔn)點(diǎn)的CMM尺寸變化進(jìn)行定期測(cè)量，并將相關(guān)的變化尺寸輸入到設(shè)備測(cè)量參數(shù)中。設(shè)備參數(shù)維護(hù)主要有軸距、測(cè)量程序、設(shè)備補(bǔ)償值，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行定期檢查確認(rèn)，涉及變化點(diǎn)時(shí)應(yīng)做好跟蹤記錄和備份。

（2）設(shè)備EV測(cè)試由設(shè)備程序自動(dòng)測(cè)量，不涉及人員操作能直接反映各設(shè)備測(cè)量精度及設(shè)備一致性差異，應(yīng)制定相應(yīng)的作業(yè)計(jì)劃，驗(yàn)證過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)文件，驗(yàn)證數(shù)據(jù)分析模板，定期實(shí)施驗(yàn)證，跟蹤各檢測(cè)項(xiàng)變化趨勢(shì)。

（3）實(shí)際四輪定位檢測(cè)過(guò)程中，因涉及方向盤擺正器及人員操作，在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備一致性控制中還需進(jìn)行實(shí)車一致性驗(yàn)證，驗(yàn)證過(guò)程需重點(diǎn)關(guān)注方向盤擺正器對(duì)前輪前束的影響，即設(shè)備啟動(dòng)后轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤查看前輪前束應(yīng)有變化。

（4）實(shí)車一致性驗(yàn)證過(guò)程發(fā)現(xiàn)的設(shè)備數(shù)據(jù)采集不穩(wěn)定結(jié)束測(cè)試而導(dǎo)致的一致性組內(nèi)數(shù)據(jù)偏差較大問(wèn)題，對(duì)四輪定位操作明確要求：待測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后開始調(diào)整車輛定位參數(shù)，車輛調(diào)整合格待測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后再按結(jié)束按鈕。

（5）設(shè)備參數(shù)調(diào)整對(duì)整車四輪定位合格率影響較大，應(yīng)用質(zhì)量SPC工具M(jìn)intab制作設(shè)備參數(shù)調(diào)整前后批量數(shù)據(jù)的正態(tài)分布，通過(guò)比對(duì)樣本均值，Cpk（過(guò)程能力），PPM（不良率比例）評(píng)估參數(shù)調(diào)整對(duì)整個(gè)四輪定位測(cè)量系統(tǒng)的影響，有效降低風(fēng)險(xiǎn)。