汽車行業(yè)檢具數(shù)字化的探索與應(yīng)用

劉婧

摘 要：通過對(duì)汽車行業(yè)的檢具智能化、數(shù)字化的探索和實(shí)踐，不斷提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，降低制造成本，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，加速技術(shù)更新迭代，使檢具這個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)與時(shí)代接軌，與最新技術(shù)接軌，煥發(fā)出新的蓬勃生機(jī)。

關(guān)鍵詞：檢具;自動(dòng)化;數(shù)字化

1.檢具介紹

檢具是一種用來(lái)測(cè)量和評(píng)價(jià)零件尺寸質(zhì)量的專用檢驗(yàn)設(shè)備，借助于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)檢具進(jìn)行校驗(yàn)和鑒定。檢具能夠根據(jù)有效的產(chǎn)品圖紙和CAD數(shù)據(jù)來(lái)合理地測(cè)量零件的尺寸參數(shù)，在應(yīng)用于大批批量生產(chǎn)時(shí)可以快速判斷產(chǎn)品的關(guān)鍵幾何尺寸是否達(dá)到公差要求，這樣就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的問題，避免生產(chǎn)出大量不合格的產(chǎn)品。

對(duì)于汽車行業(yè)，車身尺寸一直是各主機(jī)廠質(zhì)量控制的要點(diǎn)與核心競(jìng)爭(zhēng)力。一臺(tái)車的尺寸控制水平會(huì)從漏水、車門關(guān)閉力、噪音、外觀等方面直接影響用戶體驗(yàn)。因此車身尺寸的測(cè)量監(jiān)控就成為我們尺寸工程工作中的重要一環(huán)。無(wú)論是內(nèi)外飾件還是鈑金件，沖壓?jiǎn)渭按笮秃附涌偝杉?，在快速定性功能方面，檢具已經(jīng)成為在生產(chǎn)過程中控制質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備之一。

2.檢具的發(fā)展

市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越高的要求延伸到檢具領(lǐng)域即對(duì)檢具的效率，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的要求提出了新的要求，也就是既要加大抽查零件的比率（甚至全檢），也要對(duì)測(cè)量的結(jié)果不只是停留在合格與否的簡(jiǎn)單判斷，而是將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行快速的記錄和分析，用數(shù)據(jù)做預(yù)警和預(yù)判。

隨著加工設(shè)備，新材料新技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的檢具行業(yè)經(jīng)過近20年的發(fā)展，已經(jīng)在理念上，技術(shù)上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。從精度精準(zhǔn)化，到檢具輕量化，再到數(shù)字化及智能化，是一步一個(gè)腳印的成長(zhǎng)，也是技術(shù)的快速迭代。從三軸五軸加工中心的普及，碳纖維材料，3D打印技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用到檢具行業(yè)，國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)出一批具有一定規(guī)模的專業(yè)檢具生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)，陸續(xù)地攻克了一批批的技術(shù)難關(guān)。但是市場(chǎng)也對(duì)檢具行業(yè)提出了越來(lái)越高的要求。就我們熟悉的汽車行業(yè)來(lái)說，每年2000多萬(wàn)的汽車產(chǎn)量以及消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的更高期待就要求在不斷提高檢具精度和效率的同時(shí)要求檢具更具數(shù)字化、智能化。不僅要求檢具能夠檢驗(yàn)產(chǎn)品的合格與否，還要求檢具能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行量化的大數(shù)據(jù)記錄和分析，配套相應(yīng)的智能系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)的有效處理，更可以給出預(yù)判及預(yù)警。

3.檢具數(shù)字化

傳統(tǒng)的四門兩蓋總成檢具會(huì)根據(jù)檢測(cè)方案在檢具一圈仿型面上刻線，車間進(jìn)行常規(guī)測(cè)量時(shí)，操作人員通過手持百分表在刻線處進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在對(duì)應(yīng)的記錄表單上。

在階段一對(duì)手持百分表進(jìn)行升級(jí)，使其可以自動(dòng)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)上的excel軟件表格中。但該系統(tǒng)依然存在幾個(gè)不足：1、無(wú)法自動(dòng)識(shí)別測(cè)量點(diǎn)位;2、無(wú)法查看歷史測(cè)量記錄;3、無(wú)法對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)評(píng)判與統(tǒng)計(jì)

針對(duì)這些不足，在第二個(gè)階段對(duì)門蓋檢具項(xiàng)目上提出完善該系統(tǒng)，使新系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別測(cè)量點(diǎn)位，所有配件可再利用。將數(shù)據(jù)傳輸至設(shè)備軟件，并記錄在軟件中對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)的位置。軟件可實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果評(píng)價(jià)、統(tǒng)計(jì)、歷史記錄查詢，結(jié)果可導(dǎo)出為excel表格文件。

方案之一介紹：

新系統(tǒng)要求可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的識(shí)別讀?。浩秸葴y(cè)量數(shù)值與測(cè)量點(diǎn)位信息。平整度測(cè)量數(shù)值可以通過百分表讀取，已在現(xiàn)有系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。測(cè)量點(diǎn)位信息可以通過NFC識(shí)別器實(shí)現(xiàn)。通過定制化App實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計(jì)、導(dǎo)。測(cè)量結(jié)果可以被通過無(wú)線的方式傳輸?shù)浇邮掌魃希ㄖ崎_發(fā)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以接收測(cè)量結(jié)果。為了保證每次測(cè)量位置一致，在每個(gè)打表點(diǎn)的位置都設(shè)置一個(gè)定位銷，與安裝在百分表上的定位孔機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)，每次只有當(dāng)百分表上的定位孔插入打表點(diǎn)裝置上的定位銷，操作者再按動(dòng)百分表上的按鈕，將測(cè)量結(jié)果傳輸出去。我們也在電腦或I Pad 上安裝定制化APP數(shù)據(jù)分析軟件，可以接受無(wú)線百分表發(fā)出的測(cè)量結(jié)果。檢具上同時(shí)配備百分表的校準(zhǔn)器，以便測(cè)量前對(duì)百分表進(jìn)行校準(zhǔn)。1、通過NFC芯片，消除對(duì)檢具型面的影響，不會(huì)對(duì)原有功能造成影響。2、NFC芯片抗干擾能力強(qiáng)，避免其它無(wú)線信號(hào)的影響。3、檢具本身不需要配置電力系統(tǒng)，只在手持百分表基座上增加NFC識(shí)別器與發(fā)射器，通過紐扣電池即可實(shí)現(xiàn)。如果車型EOP，NFC電子標(biāo)簽報(bào)廢，其余都可以重復(fù)利用在后續(xù)的項(xiàng)目上。

操作步驟：1、百分表放在刻線附近10mm以內(nèi)。2、按一下發(fā)射器上的數(shù)據(jù)讀取按鈕。

3、通過接收器發(fā)送百分表測(cè)量值數(shù)據(jù)與NFC識(shí)別器數(shù)據(jù)，軟件接收數(shù)據(jù)并顯示在對(duì)應(yīng)位置。4、軟件對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)判，導(dǎo)出規(guī)范格式的報(bào)告。

方案二介紹：

檢具上的所有測(cè)量點(diǎn)位置布置打表點(diǎn)固定座（如下圖所示），在每個(gè)測(cè)點(diǎn)位置設(shè)定序號(hào)識(shí)別功能，并利用帶無(wú)線傳輸功能的感應(yīng)式千分表，測(cè)量所得的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)杰浖到y(tǒng)。訊號(hào)觸發(fā)及接收裝置、百分表、顯示屏等硬件若無(wú)損壞，將來(lái)都可以回收重復(fù)使用。數(shù)據(jù)接收：開啟電子設(shè)備及專用軟件，導(dǎo)入被測(cè)產(chǎn)品的理論數(shù)據(jù)，并打開無(wú)線藍(lán)牙功能，電子設(shè)備及軟件自動(dòng)與帶無(wú)線傳輸功能的感應(yīng)式百分表進(jìn)行連接，提示連接成功即可開始使用。

將無(wú)線傳輸功能的感應(yīng)式百分表插入打表點(diǎn)固定座即可自動(dòng)識(shí)別產(chǎn)品十五與理論數(shù)據(jù)之間的偏差值。測(cè)量的數(shù)據(jù)偏差可以直接在電子設(shè)備上顯示結(jié)果，并可以根據(jù)設(shè)定的公差范圍，識(shí)別出合格或超差。測(cè)量數(shù)據(jù)除了和圖紙對(duì)應(yīng)公差比較，還可以與以往測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。判斷趨勢(shì)并預(yù)警。

定制開發(fā)的APP示例：

這樣改進(jìn)后的檢具解決了快速讀取收集測(cè)量結(jié)果的目的，在效率上得到了很大程度的提升。

隨著整個(gè)行業(yè)向工業(yè)4.0、智能制造轉(zhuǎn)型的不斷推進(jìn)，零件質(zhì)量管理以及對(duì)應(yīng)的測(cè)量領(lǐng)域的技術(shù)轉(zhuǎn)型需求也越發(fā)迫切。打通整合以往各個(gè)獨(dú)立的信息系統(tǒng)、將更多的離線設(shè)備接入云端已然成為制造行業(yè)轉(zhuǎn)型突破的關(guān)鍵所在。

（上汽大眾汽車有限公司，上海 201805）