白車身匹配調(diào)試方法

謝小凱

(廣汽新能源汽車有限公司，廣東廣州 511400)

0 引言

白車身是支撐整車的主體，白車體尺寸精度的好壞，將直接影響汽車的裝配質(zhì)量。隨著市場競爭的日趨激烈，怎樣快速地提升白車身精度成了勢在必行的要務之一。然而白車身質(zhì)量的控制是一個比較復雜的系統(tǒng)工程，涉及知識面廣、部門多，在實際調(diào)試提升過程中往往由于思路不清、方式方法不對使得精度提升工作量成倍增加，工作效率大打折扣。所以學會綜合運用各類資源，掌握好白車身質(zhì)量控制調(diào)制中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的方式方法，便成了現(xiàn)場調(diào)試最主要的工作。為此，本文作者將通過過往車型質(zhì)量控制調(diào)試的經(jīng)驗與技巧的分析和總結(jié)，簡述汽車白車身匹配調(diào)試的方式方法。

1 汽車白車身匹配調(diào)試流程

圖1為汽車白車身匹配調(diào)試的一般思路，總的來說就是在表象問題被發(fā)現(xiàn)后復“要素搜集”、“要素分析”、“對策驗證”、“對策效果跟進”等4項工作，最終實現(xiàn)問題的關(guān)閉。

圖1 白車身匹配調(diào)試流程

1.1 發(fā)現(xiàn)問題

通過零部件確認過程中的提前預判、生產(chǎn)跟進過程中的自檢、過線之后的后線指摘、投入市場后的市場反饋及白車身精度達成情況等途徑會輸入很多關(guān)于白車身的問題。這些問題必然是生產(chǎn)過程中經(jīng)過復雜的藕合、傳播和累積，最后形成的車身裝配綜合偏差。

1.2 要素搜集

數(shù)據(jù)測量圍繞問題主體的構(gòu)成主要包括白車身精度測量、零部件精度測量、工裝精度測量、工序變化量測量等。

1.2.1 白車身總成精度測量

圍繞所調(diào)查的問題，首先對問題相關(guān)的白車身點進行數(shù)據(jù)采集，在做白車身精度數(shù)據(jù)采集時，主要的采集對象包括：主要基準點(基準孔、面)、關(guān)鍵功能點(安裝孔、面)、關(guān)鍵配合點(斷面)、局部環(huán)境點(見圖2)、相對距離尺寸等。

圖2 背門裝飾條局部環(huán)境測量

目前白車身測量主要有兩種基準建立測量方式：

(1)以基準一建立坐標測量，即測量支架定位車身RPS點，支架安裝好后用支架點建立坐標擬合后，將白車身架設(shè)測量；

(2)以基準二建立坐標測量，即測量支架定位不阻擋車身RPS孔，定位后架設(shè)白車身，以白車身本身RPS點建立坐標擬合，再進行測量。

1.2.2 零部件精度測量

依據(jù)車身不良點確定可能的導致不良的零部件。零部件是組成車身的基礎(chǔ)，所以要求要對所調(diào)查問題相關(guān)的所有零部件全面地進行數(shù)據(jù)的采集。(開展零部件精度數(shù)據(jù)采集必須要在內(nèi)外做基準統(tǒng)一的前提進行)。零部件數(shù)據(jù)的采集途徑主要有單品檢具、專用測量設(shè)備、Cubing匹配、Meisterbock匹配等：

(1)用檢具測量時一定要確保在夾頭不夾緊的情況下零部件與檢具基準完全貼合，如圖3所示。

圖3 專用檢具

(2)用專用設(shè)備測量時，較大的焊接配合面建議采用掃描的形式搜集零部件精度數(shù)據(jù)，如圖4所示。

圖4 測量設(shè)備

(3)Meisterbock主要作用是可以在規(guī)避掉工序變量的前提下進行驗證并測量零部件搭接精度和配合狀況，同時間接驗證夾具的精度及生產(chǎn)線工序變量情況，如圖5所示。

圖5 Cubing

(4)Cubing是基于圖紙規(guī)范對部件、整車車身進行檢查的一種量具，可以測量零部件的特性、外觀以及外覆蓋件和內(nèi)外飾件的匹配和評價，如圖6所示。

此外，零部件精度的確認還可通過堆疊零部件、線外零部件手工配合(不上夾具)，零部件特征點、線、面匹配尺寸與實際總成零部件特征點、線、面匹配尺寸對比等方式在線邊快速粗略的確認。

圖6 Meisterbock

1.2.3 工裝精度測量

在掌握了零部件精度情況后，還需對對應的工裝進行精度確認(一般情況下默認工裝精度OK)。工裝是組成車身的橋梁，它是白車身品質(zhì)培育最原始的基礎(chǔ)，對工裝進行精度測量時最好以白車身數(shù)據(jù)為參考測量工裝，以工裝基準孔或曹建坐標，工裝上定位銷必須全側(cè)，相關(guān)問題點對應的基準塊，夾緊塊必須全側(cè)，其余塊視情況進行測量。其目的是在零部件精度OK的情況下尋找下一個可能的問題出處。測量過程中最好還要確認工裝活動基準單元的重復穩(wěn)定性。

另外，對如上件抓手等類似的活動工裝進行測量時，可先以抓手上基準建坐標測量抓手相關(guān)單元基準，其目的是單純的確認抓手本身的精度情況。然后以對應的點定夾具為基準建坐標，將抓手走至工作位進行測量。其目的是確保抓手工作位與點定夾具相對位置的絕對準確。比如某車企主線頂蓋上件點定工位(如圖7)：以定位白車身的NC四個定位銷擬合建坐標，將頂蓋抓手走至上件位對抓手定位銷及基準塊進行標定。

圖7 抓手的標定

1.2.4 工序變量的測量

在對具體的零部件和工裝確認完成后，便需要對較為抽象的過程變量——工序變量進行確認。工序變量主要是針對問題發(fā)生主體的成型過程進行的過程數(shù)據(jù)變化的一個確認。該項工作的開展可以將問題的發(fā)生源有效地鎖定到某一序或某一個工位，以便準確地對問題源做進一步的解析和制定整改對策。

1.3 要素分析

影響要素搜集完之后，便需要對搜集的要素進行系統(tǒng)的整體性的分析，包括所取得的車身數(shù)據(jù)、零部件數(shù)據(jù)、夾具數(shù)據(jù)及“人”、“機”、“料”、“法”、“環(huán)”等各方面的因素。

1.3.1 白車身數(shù)據(jù)分析

通常，在分析車身精度前首先要排除客觀因素的影響，如測量設(shè)備的精度、測點的實際測量位置、零部件有無局部變形、測點是否有毛刺或焊點等，其次白車身精度可通過系統(tǒng)偏差、整體偏差、定位偏差、重點偏差、一般偏差等五方面進行分析：

(1)系統(tǒng)偏差：因為車身主基準偏差或測量基準錯誤導致的偏差。

(2)整體偏差：側(cè)圍等一級總成和輪罩、縱梁等二級總成白車身測量數(shù)據(jù)中的整體偏差，一般10個測量點以上系統(tǒng)偏離。

(3)定位偏差：部分二級總成和三級總成定位孔或定位面偏差；一般安裝功能孔或功能面偏差。

(4)重點偏差：一級總成和二級重點定位孔偏差；重點安裝功能尺寸偏差。

(5)一般偏差：上述4種偏差以外的測量點精度偏差。

1.3.2 零部件、夾具數(shù)據(jù)分析

零部件數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)性依據(jù)是零部件GD&T圖紙，其次是相關(guān)的零部件管理部門的“零部件質(zhì)量管理要求”(該要求因為不同企業(yè)各自質(zhì)量管理體系的不同會有所不同)，如階段性精度合格率及CP/CPK等，但所有的零部件數(shù)據(jù)分析的初衷不能離開所解析的問題本身，圍繞問題判斷數(shù)據(jù)有利還是不利及對該問題的不良貢獻量。零部件精度不良主要在于模具磨損引起的偏差、沖壓參數(shù)不合理引起的偏差、沖壓回彈引起的偏差、沖壓定位不準引起的偏差以及沖壓后的零部件在運輸過程中產(chǎn)生的偏差等等。

夾具數(shù)據(jù)分析行業(yè)里的普遍要求定位面的裝配精度控制在±0.2 mm以內(nèi)；定位銷的裝配精度控制在±0.2 mm以內(nèi)；翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的重復到位精度為土0.1；夾緊塊的夾緊面與工件必須保持一定的距離A(A=t×6% mm，公差為0～+0.1 mm，其中t為夾緊工件的厚度，如圖8所示)。夾具精度不良主要是由定位元件磨損、定位元件失效、夾具設(shè)計不合理、夾具零部件加工裝配偏差等造成，根據(jù)夾具偏差的性質(zhì)，可以將夾具偏差分為夾塊偏差和定位偏差兩大類。此外，定位銷在設(shè)計過程中為了防止裝件卡件，會對定位銷做0.1～0.2 mm的減徑，所以要對銷徑也要進行確認。

圖8 鋼板間隙

零部件在夾具上定位夾緊后，需要對零部件與零部件、零部件與夾具匹配精度進行分析。包括干涉點；基準型面貼合情況(分清主支撐定位和輔支撐定位)，夾具夾緊塊鋼板間隙情況，夾具定位銷插入情況。

1.3.3 工序變量分析

造成工序變量產(chǎn)生的原因很多，涉及面廣，牽扯部門多，需求要全面的從“人”、“機”“料”、“法”、“環(huán)”等多方面進行綜合的考慮：

(1)“人”：如工人的技術(shù)水平、工人的勞動態(tài)度、工人的操作手法等造成的影響。

(2)“機”：如夾具定位可靠性、夾緊力、夾緊單元剛性、夾具氣路邏輯(夾緊順序)、機器人軌跡、焊槍磨損等造成的影響。

(3)“料”：如零部件貼合間隙、零部件強干涉、零部件本身回彈、零部件材料屬性等造成的影響。

(4)“法”：如點定點布置、打點順序、焊接參數(shù)、扭力及打緊順序、工藝流程工藝方法等造成的影響。

(5)“環(huán)”：如涂裝烘烤變形、SUV背門氣彈簧造成的下沉等造成的影響。

1.4 對策驗證

經(jīng)過一系列的要素搜集和要素分析工作之后，便需要對得出的對策進行驗證，一般而言白車身問題的最終對策主要是通過零部件、夾具及工藝三方面進行解決的，在進行對策驗證時要聯(lián)系問題相關(guān)各方一并到場，以便能夠及時評估對策的可實施性和成本投入。

1.4.1 零部件手修驗證

將匹配過程中懷疑有問題的點、線面、孔進行手工修正，并重新進行匹配，匹配過程中確認可通過畫線，油印等方式對修正前修正后零部件特征線、孔、面、R角的貼合情況進行確認和測量，并確認修正后問題點的改善情況。其目的是驗證零部件問題，確定零部件整改方向和整改量。主要包括：鈑金件與鈑金件的匹配(主要修整焊接面，R角)；總裝件與車身的匹配(主要修整總裝件安裝孔、安裝面)。

1.4.2 夾具驗證性調(diào)整

對初步判斷可通過夾具調(diào)整或增減基準解決的問題，要先依據(jù)一定的順序?qū)A具進行驗證性調(diào)整(夾具調(diào)整順序表示車身總成各相關(guān)分總成等夾具調(diào)試工藝流程和信息反饋線路)，調(diào)整驗證有效后中方才永久實施并用于批量生產(chǎn)，夾具驗證性調(diào)整組要有以下兩種方式。

(1)直接對夾具加減墊片進行調(diào)整，并進行生產(chǎn)、匹配驗證。優(yōu)點：焊裝狀態(tài)穩(wěn)定，驗證狀態(tài)OK后可維持現(xiàn)狀長期實施；缺點：回復原狀態(tài)時間長，不利于在線加工過程中的驗證。

(2)臨時在夾具基準塊上貼紙、墊片，并進行生產(chǎn)、匹配驗證。優(yōu)點：若驗證失效，可在短時間內(nèi)100%回復原狀態(tài)；缺點：屬于零時狀態(tài)，若驗證OK，需要重新對夾具進行調(diào)整，調(diào)整后狀態(tài)與驗證時狀態(tài)多少會有出入。

1.4.3 工藝的改善和優(yōu)化

工藝的改善和優(yōu)化主要還是從“人”、“機”“料”、“法”、“環(huán)”等多方面進行綜合的考慮，相關(guān)的改善和優(yōu)化必定是由多部門合作與配合才能完成的一個系統(tǒng)性的工作。

1.5 對策效果跟進

在對策正式實施后，需要對所制定對策做進一步跟進確認，確認內(nèi)容主要包括“對策執(zhí)行的達成情況” 、“對策實施后的有效性”、“對策實施后的穩(wěn)定性”。最后一定要做好項目總結(jié)和經(jīng)驗積累，避免同樣或相似問題的再發(fā)。

(1)對策執(zhí)行的達成情況：如執(zhí)行是否到位，整改完成日期是否滿住項目需求。

(2)對策實施后的有效性：跟進確認對策后在線生產(chǎn)的白車身相關(guān)是否得到解決。

(3)對策實施后的穩(wěn)定性：對策批量實施后一定要對對策的穩(wěn)定性進行跟進確認。

2 結(jié)束語

白車身匹配調(diào)試是一個系統(tǒng)性的工作，是需要經(jīng)過多輪PDCA才能完成的，往往不能一蹴而就。匹配調(diào)試過程中更需要匹配調(diào)試者敏銳的觀察力、判斷力和豐富的問題解析經(jīng)驗，但最重要的還是細心和耐心以及鉆研精神。