自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

曹海波

摘 要：新時(shí)期，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，各大支柱型產(chǎn)業(yè)的建設(shè)速度顯著提升，尤其是在汽車制造領(lǐng)域，自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)已得到推廣與應(yīng)用，各類自動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)化檢測(cè)裝置被應(yīng)用于汽車制造生產(chǎn)中，可顯著提升汽車制造效率，同時(shí)保證汽車制造質(zhì)量。本文首先對(duì)汽車自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行介紹，然后對(duì)基于自動(dòng)化技術(shù)的汽車檢測(cè)內(nèi)容進(jìn)行分析，并對(duì)自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用方式、應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：汽車制造 自動(dòng)化檢測(cè) 應(yīng)用

在汽車生產(chǎn)制造過程中，自動(dòng)化技術(shù)至關(guān)重要，通過將自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于汽車生產(chǎn)質(zhì)量檢測(cè)中，可有效提升汽車生產(chǎn)效率，同時(shí)還可對(duì)汽車制造成本進(jìn)行有效控制。改革開放后，我國(guó)高度重視汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在汽車制造中加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，并獲得豐富的研究成果，新時(shí)期，汽車制造產(chǎn)業(yè)也展現(xiàn)出高速發(fā)展形勢(shì)。通過對(duì)國(guó)內(nèi)汽車領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，能夠滿足人們對(duì)于低碳、安全出行的實(shí)際需要，同時(shí)可有效促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在汽車制造中，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化各類高新技術(shù)的推廣與應(yīng)用，采用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)對(duì)汽車產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全面細(xì)致的檢測(cè)，以促進(jìn)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)朝向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

1 汽車自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

我國(guó)汽車行業(yè)發(fā)展迅速，在汽車制造領(lǐng)域，各大企業(yè)所面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)越來越激烈，基于此，汽車企業(yè)為了提高自身經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)促進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，對(duì)汽車制造工藝進(jìn)行創(chuàng)新，保證汽車產(chǎn)品生產(chǎn)精細(xì)化水平，促進(jìn)汽車生產(chǎn)質(zhì)量的提升，而自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)可作為汽車制造中的關(guān)鍵技術(shù)類型。在汽車制造中，傳統(tǒng)的檢測(cè)方式已暴露出很多不足，人工檢測(cè)容易出現(xiàn)遺漏問題，檢測(cè)效率偏低，同時(shí)，很難保證檢測(cè)所得結(jié)果的準(zhǔn)確性。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)以及設(shè)備技術(shù)水平均獲得突破，因此，在汽車制造中，應(yīng)當(dāng)推廣應(yīng)用各類自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備[1]。

2 基于自動(dòng)化技術(shù)的汽車檢測(cè)內(nèi)容

2.1 汽車速度檢測(cè)

在汽車速度檢測(cè)中，通過應(yīng)用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，聯(lián)合應(yīng)用計(jì)算機(jī)識(shí)別、視頻圖像分析技術(shù)，即可創(chuàng)建汽車速度自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)，在汽車行駛過程中，即可準(zhǔn)確高效的捕捉汽車行駛速度信息。在自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，需在檢測(cè)路段安裝攝像機(jī)，即可自動(dòng)化捕捉汽車行駛速度信息，在圖像采集完成后即可進(jìn)行系統(tǒng)化分析。當(dāng)汽車經(jīng)過虛擬車道檢測(cè)器時(shí)，即可形成檢測(cè)信號(hào)，再利用相關(guān)軟件對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化處理，即可了解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)、行駛速度、車頭距離、車流量等等，而管理端可及時(shí)接收經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)信息。

2.2 汽車故障檢測(cè)

在汽車檢測(cè)領(lǐng)域，自動(dòng)化技術(shù)已逐漸得到推廣與應(yīng)用，汽車故障檢測(cè)方式也朝向自動(dòng)化方向發(fā)展，在汽車故障檢測(cè)中，可將自動(dòng)化技術(shù)作為核心，據(jù)此創(chuàng)建控制系統(tǒng)，替帶傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)方式，提升汽車故障檢測(cè)效率。比如，在汽車故障檢測(cè)中，可應(yīng)用遠(yuǎn)程檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于不同地區(qū)汽車故障檢測(cè)部門以及檢修人員，均可進(jìn)行虛擬化集合，使得各部門與機(jī)構(gòu)之間能夠相互合作，共同對(duì)汽車故障進(jìn)行檢查，并對(duì)檢查所得信息進(jìn)行交流分析，提升汽車故障檢測(cè)效率，同時(shí)節(jié)約人力、物力資源投入量。另外，對(duì)于汽車故障檢測(cè)所得數(shù)據(jù)資料，可及時(shí)存儲(chǔ)至知識(shí)庫(kù)中，便于駕駛員全面了解車輛狀況。

2.3 汽車監(jiān)控檢測(cè)

在汽車監(jiān)控管理中，自動(dòng)化技術(shù)也發(fā)揮著十分重要的作用，通過利用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，即可創(chuàng)建汽車檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，確定汽車所處位置，同時(shí)收集汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，并及時(shí)作出反饋，使得駕駛員能夠全面了解汽車運(yùn)行工況，同時(shí)，車管部門也可利用汽車自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)，對(duì)汽車行駛狀況進(jìn)行監(jiān)控管理[2]。

3 自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 自動(dòng)化裝配檢測(cè)技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)水平顯著提升，并被推廣應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造中，對(duì)于汽車制造領(lǐng)域的影響比較大，很多傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)方式已逐漸被自動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備所取代，可促進(jìn)汽車生產(chǎn)效率的提升，同時(shí)還能夠?qū)ζ囍圃斐杀具M(jìn)行有效控制。與很多發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)汽車制造領(lǐng)域自動(dòng)化技術(shù)水平依然有待提升，但是，我國(guó)高度重視汽車制造領(lǐng)域自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，并根據(jù)2035年中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略開始部署各項(xiàng)計(jì)劃方案，有利于促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，尤其是在汽車制造檢測(cè)中，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用。國(guó)內(nèi)很多汽車制造商在汽車產(chǎn)品生產(chǎn)制造中，均開始應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)，將傳感技術(shù)、自動(dòng)化信息采集與分析技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品制造中，有利于降低人工勞動(dòng)成本，同時(shí)還可有效改善汽車產(chǎn)品的技術(shù)性能、安全性能，保證生產(chǎn)效率。在汽車生產(chǎn)制造中，一般將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于汽車裝配線中，可實(shí)現(xiàn)汽車組裝自動(dòng)化。在傳統(tǒng)的汽車制造中，手工裝配技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用，但是，在手工裝配過程中，很難完全規(guī)避質(zhì)量與安全隱患，而通過推廣應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可逐漸替代傳統(tǒng)的手工作業(yè)方式，有利于提升汽車裝配效率。在汽車制造中，可根據(jù)汽車設(shè)計(jì)流程，聯(lián)合應(yīng)用傳感設(shè)備、裝配系統(tǒng)創(chuàng)建形成應(yīng)用系統(tǒng)，即可對(duì)汽車制造過程中各類零部件的安裝位置進(jìn)行自動(dòng)化識(shí)別，同時(shí)還可自動(dòng)化完成裝配工作。

3.2 自動(dòng)化控制檢測(cè)系統(tǒng)在汽車制造中的應(yīng)用

在現(xiàn)代化汽車制造中，自動(dòng)控制沖壓系統(tǒng)至關(guān)重要，其主要作用在于改善汽車生產(chǎn)線，促進(jìn)汽車生產(chǎn)效率的提升，同時(shí)保證汽車各類零部件生產(chǎn)質(zhì)量與安全性，確保汽車生產(chǎn)線能夠高效穩(wěn)定的運(yùn)行。為了避免在汽車制造過程中突發(fā)意外情況，在自動(dòng)控制沖壓系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，可嵌入應(yīng)急控制裝置系統(tǒng)，如果系統(tǒng)主機(jī)發(fā)生故障，則系統(tǒng)能夠及時(shí)將檢測(cè)所得數(shù)據(jù)反饋至應(yīng)急控制部門，而后者再將相關(guān)信息反饋至主機(jī)控制單元中，對(duì)主機(jī)控制單元發(fā)揮指揮作用，立即停止生產(chǎn)，避免出現(xiàn)誤操作行為。在汽車制造整體系統(tǒng)中，自動(dòng)控制檢測(cè)系統(tǒng)是十分關(guān)鍵的部分，在人機(jī)界面中執(zhí)行相關(guān)操作，即可發(fā)揮故障自動(dòng)化檢測(cè)功能，同時(shí)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)反饋與處理，保證汽車制造安全性。

3.3 機(jī)器視覺技術(shù)汽車制造中的應(yīng)用

機(jī)器視覺技術(shù)是一種新型技術(shù)類型，在汽車制造領(lǐng)域已逐漸得到推廣與應(yīng)用。過去，在汽車生產(chǎn)制造過程中，一般采用三坐標(biāo)機(jī)進(jìn)行測(cè)量與控制，測(cè)量操作過程較為繁瑣，效率偏低，同時(shí)測(cè)量所得數(shù)據(jù)資料也比較少?，F(xiàn)如今，通過應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)，在汽車生產(chǎn)制造過程中可進(jìn)行在線測(cè)量，確保能夠持續(xù)穩(wěn)定的獲取大量數(shù)據(jù)，同時(shí)保證所得數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)確性，在此基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用機(jī)器視覺引導(dǎo)技術(shù)，即可引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，包括焊接作業(yè)、精準(zhǔn)制孔等等。在汽車生產(chǎn)制造過程中，如果需對(duì)車體或者部分零部件進(jìn)行調(diào)整，則可應(yīng)用機(jī)器視覺引導(dǎo)抓取技術(shù)，避免在調(diào)整過程中造成質(zhì)量與安全隱患，促進(jìn)汽車生產(chǎn)制造效率與質(zhì)量的提升。在汽車各類零部件生產(chǎn)過程中，可應(yīng)用機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)，對(duì)零部件的生產(chǎn)工藝以及質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)還可對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行追溯，對(duì)汽車零部件生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督管理。在汽車產(chǎn)品追溯方面，可應(yīng)用專業(yè)的追溯技術(shù)，即可高效準(zhǔn)確的獲取車身零部件的編碼信息，保證零部件的可追溯性，同時(shí)還有利于對(duì)各類零部件進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，對(duì)零部件的存在性進(jìn)行檢查，據(jù)此確定車身配件安裝的完整性以及安裝質(zhì)量。在汽車車身制造中，涂膠工藝是十分重要的技術(shù)類型，通過應(yīng)用涂膠工藝，可對(duì)車身進(jìn)行隔離與保護(hù)，同時(shí)還可顯著提升車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在具體的生產(chǎn)過程中，可利用機(jī)器視覺技術(shù)，對(duì)涂膠過程進(jìn)行在線檢測(cè)，并且可邊涂邊檢測(cè)。在涂膠檢測(cè)過程中，首先需安裝視覺傳感器、膠槍以及機(jī)器人，視覺傳感器對(duì)涂膠位置進(jìn)行檢測(cè)，然后膠槍開始工作，與此同時(shí)，視覺傳感器可采集涂膠過程中的圖像信息，并對(duì)所采集的圖像進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)與分析，保證涂膠質(zhì)量。

3.4 人工智能技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

在汽車行業(yè)發(fā)展中，已將智慧汽車作為主要的發(fā)展方向，人工智能技術(shù)的應(yīng)用前景比較好。在汽車制造中應(yīng)用人工智能技術(shù)，可與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，據(jù)此形成自動(dòng)化集成技術(shù)。在汽車零部件的生產(chǎn)制造過程中，可提前輸入機(jī)械生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)指令，應(yīng)用智能化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)操作。很多高端智能汽車均具有智能駕駛功能，可替代人工駕駛模式，有利于避免人工操作不當(dāng)而出現(xiàn)問題，同時(shí)，通過將智能化操作與人工操作方式進(jìn)行有效結(jié)合，可有效降低交通事故發(fā)生率。由此可見，在汽車制造中應(yīng)用人工智能技術(shù)，有利于對(duì)汽車駕駛模式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，顯著改善汽車使用環(huán)境。現(xiàn)階段，在汽車機(jī)械化生產(chǎn)制造過程中，智能化制造技術(shù)已得到推廣與應(yīng)用，可促進(jìn)智能汽車工作效率的提升。為了充分發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，應(yīng)當(dāng)不斷拓展人工智能技術(shù)的應(yīng)用范圍，加強(qiáng)人工智能技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新。

4 自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用實(shí)例

4.1 應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)檢測(cè)汽車零部件

在汽車生產(chǎn)制造過程中，對(duì)于各類零部件，均可應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)于整條檢測(cè)線，均要求保證處于自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)，具體包括零部件抓取、定位、自動(dòng)化檢測(cè)、檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)化識(shí)別分析與記錄等等，在上述全過程中，無需作業(yè)人員參與，檢測(cè)效率比較高，并且可顯著提升檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量。

比如，在零件卡鉗質(zhì)量檢測(cè)中，需設(shè)計(jì)自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。汽車零件卡鉗即為剎車系統(tǒng)，卡鉗零部件為不規(guī)則狀，在質(zhì)量檢測(cè)方面，需對(duì)其內(nèi)圓的規(guī)格進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)還需重點(diǎn)考慮定位問題。對(duì)于卡鉗定位方式，可分為兩種類型，其一為水平卡鉗定位，其二為垂直卡鉗定位，如圖1所示。

通過應(yīng)用水平定位以及垂直卡鉗方式，在水平方向上，將A面作為定位基準(zhǔn)，在垂直方向，將兩孔作為定位基準(zhǔn)，在施加推力F后，即可對(duì)卡鉗進(jìn)行固定處理。通過應(yīng)用機(jī)械手，可從上方便捷、準(zhǔn)確的抓取產(chǎn)品，在水平方向，測(cè)頭可從左向右，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，需對(duì)直徑34mm、14mm以及10.4mm的卡鉗進(jìn)行檢測(cè)，另外，從右邊開始，對(duì)M6螺孔進(jìn)行檢測(cè)，除此以外，還可從右上方開始，對(duì)M10螺孔進(jìn)行檢測(cè)。在零部件檢測(cè)過程中，如果應(yīng)用垂直定位形式，則需將B面作為定位基準(zhǔn)，對(duì)于兩孔位，可作為垂直方向，在施加壓力后，即可開展檢測(cè)以及定位。在具體的檢測(cè)過程中，要求綜合考慮檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)產(chǎn)品、零部件定位等等，以提升檢測(cè)過程的便捷性。

4.2 在檢測(cè)線上對(duì)治具進(jìn)行定位

在檢測(cè)線裝配過程中，需將治具作為基準(zhǔn)，側(cè)頭和產(chǎn)品內(nèi)孔保持同心狀態(tài)，對(duì)于測(cè)頭水平度和前后垂直度偏差，應(yīng)當(dāng)控制在0.1mm以內(nèi)，對(duì)檢測(cè)線進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，再采用兩個(gè)零件打銷孔，即可對(duì)治具進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

如果無法保證測(cè)頭與產(chǎn)品之間保持同心狀態(tài)，則在孔槽機(jī)械檢具設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)確保能夠?qū)χ行倪M(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整。另外，在機(jī)械檢具固定座四周，應(yīng)當(dāng)設(shè)置彈簧，確保在零部件檢測(cè)過程中避免發(fā)生晃動(dòng)問題。

4.3 應(yīng)用氣動(dòng)量?jī)x對(duì)產(chǎn)品實(shí)施檢測(cè)

在該檢測(cè)線運(yùn)行過程中，可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，尤其是測(cè)頭可對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)過程進(jìn)行自動(dòng)化控制。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，產(chǎn)品尺寸有四種類型，包括10.4mm、14mm、34mm以及39.507mm。在產(chǎn)品測(cè)量過程中，會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，本文選擇對(duì)直徑10.4mm的產(chǎn)品檢測(cè)過程進(jìn)行重點(diǎn)分析，對(duì)檢測(cè)線的自動(dòng)化檢測(cè)性能進(jìn)行研究，判斷檢測(cè)能力。在對(duì)檢測(cè)儀器的自動(dòng)化檢測(cè)性能進(jìn)行評(píng)估時(shí)，要求能夠?qū)δ芰χ笜?biāo)進(jìn)行評(píng)估，判斷檢測(cè)結(jié)果是否符合相關(guān)規(guī)定。在本次測(cè)試過程中，選擇對(duì)同一工位、同一產(chǎn)品以及同規(guī)格進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)次數(shù)要求達(dá)到25次以上，所得結(jié)果如表1所示。

Cgk=（0.1×T-ε）÷2S=（0.1×0.1-0.03）÷（2×0.0013）=1.98 （1）

根據(jù)本次計(jì)算分析，產(chǎn)品參數(shù)公差為0.08，在檢測(cè)過程中，對(duì)于偏移平均數(shù)絕對(duì)值，可根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：

ε=｜M-x｜=10.389-10.387=0.002 （2）

在上述公式中，M——公差值；x——測(cè)量值平均數(shù)。

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)偏差S，可根據(jù)以下公式計(jì)算：

（3）

計(jì)算結(jié)果為0.0013。

5 結(jié)語

綜上所述，本文主要對(duì)自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究。新時(shí)期，我國(guó)汽車行業(yè)發(fā)展迅速，在汽車制造中，已開始逐漸朝向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在汽車制造中的作用越來越突出，有利于提升汽車生產(chǎn)線工作效率，對(duì)整車生產(chǎn)成本進(jìn)行有效控制，同時(shí)降低各類危險(xiǎn)事故、機(jī)械作業(yè)失誤事件的發(fā)生率，值得推廣與應(yīng)用。

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