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悬臂测量机光学传感器助力提升车身检测效率

面临的挑战:
来自海克斯康的解决方案:

用户名称:上汽大众安亭车身生产基地

面临挑战:检测范围扩大,新增如R角、特征线等,接触式测量效率极低

产品、解决方案名称:DEA Bravo悬臂式测量机

实现效果:跟以往的接触式测头相比效率有很大的提升

作为上海大众汽车总部所在地,位于上海市安亭汽车城的安亭生产基地拥有三个现代化的整车厂,是上海大众汽车最早的轿车生产基地。从承载上世纪末一代人记忆的经典车型“桑塔纳”的车身制造到现在,上海大众已经形成了以上海安亭为总部,安亭、南京、仪征、宁波、乌鲁木齐的五大生产基地。目前,安亭的三个整车厂总年产能超过82万辆。

走进上海大众安亭生产基地,循着一厂、二厂、三厂车身测量室的参观路线,我们仿佛进入近30年车身精密测量技术发展的展览馆!在这里,从上世纪末上海大众建厂初期,引进第一代DEA Bravo 4308型号测量机,至今, 最新一代DEA Bravo 测量机及其最新的CMS106高效光学传感器技术,四代DEA Bravo悬臂测量系统沿着完整的时间轴,见证了上海大众的发展史,更作为车身尺寸精密测量的典范和主力军,验证着大众汽车的卓越品质。

工欲善其事,必先利其器

秉承德国大众对产品质量精益求精的精神,上海大众坚持采用世界一流的设备和工艺。从建厂至今,始终与海克斯康制造智能保持紧密合作;目前,海克斯康制造智能已经成为上海大众核心的测量方案供应商。

上海大众检测技术规划经理黄翠薇女士介绍说:“三坐标一直是车身零部件尺寸测量领域的主要设备,早在1996年汽车二厂成立之初,我们引进了第一套自动DEA Bravo双臂测量机,同期,还引进一台自动DEA DELTA龙门测量机,并且为龙门测量机配置了全自动FIvE定位系统。那是从手动测量切换到自动测量的时代起点,自动测量技术排除了手动测量的人为误差, 而FIvE定位系统,帮我们解决很多零件的定位问题。”

在安亭的三个工厂拥有三个车身车间和两个冲压中心,所有的冲压件、焊接总成的测量都交由不到80人的车身测量团队完成,而这个团队不仅负责既定的常规测量、外部门的委托测量,还要负责新型测量技术的研究和实施。现在,安亭生产基地的三个整车厂,已经拥有隶属于海克斯康集团的20多套测量系统,包括悬臂测量机、激光跟踪仪、白光自动化测量设备、关节臂等各类精密测量方案,分布在车身质量控制的各个环节。

其中,DEA Bravo双(或四)悬臂测量系统就有十几套,作为车身自动化测量典型方案,该设备具有开敞的测量结构,上下料方便,且易于探测车身内外的复杂结构,灵活无死角;其配置的PC-DMIS测量软件,为大型车身单件、分总成及整车提供了业界领先的薄壁件模块,为薄壁件复杂的容错性测量和曲面点精确检测提供了高效集成的算法,确保车身曲面零部件上数百个特征快速而精确的自动探测,并能给出直观的CAD检测报告。上海大众车身测量负责人潘祎经理解释说:“我们通常按照既定的PNP测量点方案来进行测量,这些PNP由单个点构成,包括型面点、装 配孔、安装销钉等,能够控制外覆总成的平整度、间隙等,而点与点之间构成的功能尺寸能够控制车型的外形尺寸,如左右的间距、前后的开档或对中度。对于大规模生产而言,产品的稳定性非常重要,我们每天都要从现场生产的车型中,随机抽检一定比例的单件、焊接总成以及整车骨架,以监控产品的稳定性。”

除了结构优势,DAE Bravo悬臂测量系统,以稳定、可靠和高精度著称。“1996年首次引进上海大众的DEA Bravo 4308型设备,依然在二厂车身测量室里服役。这20年期间,这套测量系统见证了桑塔纳、vISTA直至现在新朗逸的诞生。” 黄经理说。显然,在大众人心里,DEA Bravo 308俨然是一代功臣。

车身测量技术的过去,今天与未来

车身检测的范围很广,从车头到车尾、车顶到底部,几乎每一个与装配相关的尺寸都在常规的监控范围之内,所以测量效率的提升始终是车身测量追求的目标。

说起车身测量技术的发展,在车身测量领域从业近二十年的黄经理非常熟悉。“从最初的手动测量机发展到自动测量机,我们大幅度的采用了新型的无极旋转测座,保证车身上不同方位的特征都可以探测到;从设备本体角度上看,Bravo测量机越来越瘦身了,越来越精益了;整个设备的安装周期跟以往比也大大缩短了。”黄经理这样评价Bravo悬臂测量系统硬件的变化。“最开始的测量软件使用DoS系统下纯文字命令,而现在,PC-DMIS软件与我们每天都用的Windows of-fice软件系统的风格类似,更容易上手,其自学习功能可以自动记录编程,不再依靠记忆命令编程。同时,基于CAD技术规划测量点并脱机编程,这点对我们来说很重要,缩短联机调试时间能够提升测量机的产能。” 黄经理说。

不仅是效率,对品质在细节和测量范围方面的追求,使得大众的车身测量转件将目光转向效率更高的光学传感器。黄经理解释说:“除了设备的效率要求,我们对于细节有更多的关注,以前我们测量的尺寸大都是定位尺寸,现在我们扩大了测量范围,如r角、特征线;所以我们开始从接触式传感器技术转换到光学非接触传感器技术。”

“CMS106扫描传感器,跟以往的接触式测头相比效率有很大的提升, 比如,螺栓的接触式测量需要一些辅助装置,设置很繁琐,而CMS106 能够一步就扫描出结果;同时,CMS106也能高效提供其他特征线、R角、孔位等细节结果。” 黄经理补充说。CMS106在业界首次实现动态变焦功能,提供6个分辨率,能自动调节复杂曲面不同部位采点密度,精确高效,因而可提升车身轮廓线、定位螺栓乃至r角等细节测量;其中,定位螺栓测量效率提升了近10倍

 

后记:我们追求“客户感知质量”

可能对于普通消费者来说,能够看到的只是汽车的形象和一些体现使用价值的功能,而基本不太会想到车身尺寸,更遑论这背后的质量控制方面高大上(实际可以称之为高冷)而又严谨(实际上是及其繁琐和枯燥)的精密计量技术。基于此,我们采访了黄翠薇和潘祎两位车身测量领域的专家。他们无一例外的给出的答案是——这些外观和功能基本都是由车身尺寸进行保证的。

潘经理为我们举了一个例子:“我们对车门关闭力有很普遍的认识,大家都不希望车门关闭力太重,大家可能不知道,在实际的测量工作中,关闭力大小是由门跟侧围的相对位置来保证的,这是我们为什么要控制车身尺寸的意义之一。我们通过控制车身尺寸确保装配精度,最终为消费者提供完美的整车使用体验。”

“我们现在经常提到‘用户感知质量’这个概念。对于消费者来说,他首先感知到的就是一个车型的外观,就好像是我们买衣服或者是选购一个普通的商品一样,这个第一印象非常重要。对于上海大众的车身而言,我们对整个车身外观上的缝隙、平整度有非常严格的要求,我们要求从第一眼上就给用户传达一个理念——大众的车是精雕细琢的,不会放过任何一个细节。实际上讲,我们平时用户所感知到的一些车内的噪音,包括我们车内电器使用的一些稳定性,摇升机的玻璃的升降等等之类,都是与我们的尺寸息息相关的,任何一个尺寸上的偏差,就有可能会带来某一项电器上的功能缺失。“黄经理补充说。


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