淺談白車身精度管理及提升

周金量　林世聰　孫定偉

摘要：通過日常測(cè)量模塊化、過程管理體系化、問題解析標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)車身精度進(jìn)行閉環(huán)管理，通過通過車身精度有效管理、提升零件精度和夾具標(biāo)準(zhǔn)化管理以及優(yōu)化焊接工藝，達(dá)到白車身精度的提升。

關(guān)鍵詞：白車身；精度管理；精度提升；模塊；夾具

1前言

汽車工業(yè)發(fā)展到今天已經(jīng)成為國(guó)家重要的支柱產(chǎn)業(yè)，而一輛整車的制造和裝配保證就是高精度的白車身，為此美國(guó)通用公司還提出了2mm工程，為了實(shí)現(xiàn)2mm工程，就必須對(duì)白車身精度進(jìn)行嚴(yán)格的管理和控制，以及在設(shè)計(jì)和制造過程不斷完善和提高白車身精度。綜合運(yùn)用尺寸工程知識(shí)、焊接工藝知識(shí)和檢測(cè)技術(shù)，確實(shí)做好白車身在開發(fā)和制造過程的有效管理和控制，能夠?qū)崿F(xiàn)白車身精度的提升和穩(wěn)定。

2管理提升基本思路

將車身精度管理和復(fù)合課題解析聯(lián)動(dòng)起來，車身精度管理模塊化和體系化，問題解析標(biāo)準(zhǔn)化，通過車身精度和復(fù)合課題解析閉環(huán)管理，提升零件精度和夾具標(biāo)準(zhǔn)化管理以及優(yōu)化焊接工藝，達(dá)到車身精度提升和高精度保持（如圖1所示）。

3日常測(cè)量管理

日常測(cè)量進(jìn)行模塊化管理，根據(jù)焊接和裝配要求主要分為工序模塊和功能模塊，這種分配方法便于對(duì)制造過程中工序保證能力進(jìn)行監(jiān)控和分析車身精度可能對(duì)裝配產(chǎn)生的影響。工序模塊測(cè)量點(diǎn)為焊接工序夾具定位點(diǎn)，用于監(jiān)控焊接工序保證能力；功能模塊為總裝零件裝配使用孔的精度，用于監(jiān)控分析總裝件裝配穩(wěn)定性。因各個(gè)功能模塊相對(duì)獨(dú)立，為了更有效更精準(zhǔn)地管理白車身精度，日常測(cè)量在整車坐標(biāo)系的基礎(chǔ)下引入局部坐標(biāo)系。

3.1工序模塊

工序模塊根據(jù)焊接工序分為機(jī)艙、前地板、后地板、左側(cè)圍、右側(cè)圍、頂蓋共六大模塊：機(jī)艙模塊測(cè)量孔用于監(jiān)控機(jī)艙總成定位RPs點(diǎn)的精度和機(jī)艙線、地板總成線等線體的工序保證能力，前地板模塊測(cè)量孔用于監(jiān)控前地板總成定位RPS點(diǎn)的精度和前地板線、地板總成線等線體的工序保證能力，后地板模塊用于監(jiān)控后地板總成定位RPS點(diǎn)的精度和后地板線、地板總成線等線體的工序保證能力，左右側(cè)圍模塊分別用于監(jiān)控左右側(cè)圍總成定位RPS的精度和左右側(cè)圍、總拼等線體的工序保證能力，頂蓋模塊用于監(jiān)控頂蓋總成RPs點(diǎn)的精度和頂蓋生產(chǎn)線、頂蓋安裝工位的工序保證能力。

3.2功能模塊

功能模塊根據(jù)總裝裝配分為前圍、后圍、底盤、四門、車內(nèi)、車頂共六大模塊；前圍模塊用于左右前大燈、發(fā)罩、翼子板、前保險(xiǎn)杠、雨刮、雨刮蓋板、發(fā)動(dòng)機(jī)等安裝環(huán)境精度的監(jiān)控，后圍模塊用于左右后尾燈、尾門、后保險(xiǎn)杠、油箱蓋、后輪罩擋泥板等安裝環(huán)境精度的監(jiān)控，底盤模塊用于前懸架、前副車架、后副車架、后懸置等安裝環(huán)境精度的監(jiān)控，四門模塊用于四門安裝環(huán)境精度的監(jiān)控，車內(nèi)模塊用于座椅、儀表、車內(nèi)飾件、手剎、換擋器等安裝環(huán)境精度的監(jiān)控，車頂模塊用于頂棚、天窗、遮陽板、閱讀燈、拉手、車頂飾條、前后擋風(fēng)玻璃等安裝環(huán)境精度的監(jiān)控。

3.3局部坐標(biāo)

每個(gè)對(duì)象都擁有其自己的局部坐標(biāo)系統(tǒng)和坐標(biāo)系，所謂的局部坐標(biāo)系就是以對(duì)象的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，對(duì)象的旋轉(zhuǎn)或平移等操作都是圍繞局部坐標(biāo)系進(jìn)行的，這時(shí)，當(dāng)物體模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或平移等操作時(shí)，局部坐標(biāo)系也執(zhí)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)或平移操作。以下，以白車身尾燈環(huán)境作為一個(gè)例子，說明如何進(jìn)行局部坐標(biāo)系測(cè)量。

第一步：確認(rèn)側(cè)圍總成RPS以及現(xiàn)場(chǎng)尾燈環(huán)境夾具定位系統(tǒng)；

第二步：確立白車身測(cè)量支架基準(zhǔn)，與整車RPS保持一致；

第三步：根據(jù)尾燈環(huán)境RPS以及現(xiàn)場(chǎng)夾具定位系統(tǒng)，選擇局部坐標(biāo)測(cè)量基準(zhǔn)，三者保持一致。

4過程管理體系化

4.1體系化

以功能模塊為單位，落實(shí)責(zé)任人針對(duì)白車身、分總成、外購件的工序孔、功能孔做CPK統(tǒng)計(jì)，把握精度變化趨勢(shì)，過程管理體系化；

1.將白車身、分總成、對(duì)應(yīng)零件測(cè)量點(diǎn)以模塊為單位，進(jìn)行精度過程分析，輸出CP/CPK；

2.對(duì)超差部位，與分總成、零件精度作聯(lián)動(dòng)分析，確定不良問題點(diǎn)和不良原因，分為零件精度不良、焊裝精度不良；

3.針對(duì)精度不良制定不良調(diào)查和對(duì)策改善推進(jìn)計(jì)。

以前圍模塊為例，具體過程管理如下：

層級(jí)分析，提取精度課題，如圖2所示。

4.2測(cè)量系統(tǒng)分析

1.測(cè)量系統(tǒng)是用來對(duì)被測(cè)特性定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境和假設(shè)的集合；用來獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過程。根據(jù)此定義，可以把測(cè)量過程看成制造過程，這個(gè)過程輸出的不是產(chǎn)品而是數(shù)據(jù)，僅此差別而已，這樣我們就可以利用在SPC中學(xué)到的研究制造過程的方法來研究分析測(cè)量過程。

2.測(cè)量系統(tǒng)分析分為兩步，第一步判斷測(cè)量系統(tǒng)是否在測(cè)量正確的變量，若適用，還要驗(yàn)證夾緊和鎖緊。因?yàn)槿绻麥y(cè)量的是錯(cuò)誤的變量，則無論測(cè)量系統(tǒng)多么準(zhǔn)確或多么精密，僅是消耗資源而不能提供收益。第二步確定測(cè)量系統(tǒng)需要具有何種統(tǒng)計(jì)特性才是可接受的，為此，要了解測(cè)量數(shù)據(jù)做何用處。第二步又分為兩個(gè)階段。

第一階段（實(shí)際使用前）

（1）確定測(cè)量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性；

（2）確認(rèn)環(huán)境因素是否對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有顯著影響。

第二階段（使用過程中）

（1）確定是否持續(xù)地具備恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)特性；

（2）作為正常校準(zhǔn)程序、維護(hù)程序和計(jì)量程序的一部分日程工作。

兩個(gè)階段的間隔要視量具固有特性及使用的頻繁程度而定。測(cè)量時(shí)，應(yīng)采用盲測(cè)，以排除人為的干擾。

盲測(cè)法：1、在實(shí)際測(cè)量環(huán)境下，在操作者事先不知正在對(duì)該測(cè)量系統(tǒng)評(píng)價(jià)的條件下，獲得測(cè)量結(jié)果；2、通過適當(dāng)?shù)墓芾恚y(cè)的試驗(yàn)結(jié)果通常不受霍桑效應(yīng)（Hawthome effect）所干擾。

5問題解析標(biāo)準(zhǔn)化

應(yīng)用尺寸鏈分析，結(jié)合車身、零件過程管理數(shù)據(jù)，形成標(biāo)準(zhǔn)化解析表，對(duì)異常點(diǎn)作過程監(jiān)控，防止問題再發(fā)；

5.1運(yùn)用尺寸鏈進(jìn)行問題解析：

1.現(xiàn)場(chǎng)問題點(diǎn)反饋，或者VQ指摘；

2.現(xiàn)場(chǎng)實(shí)車確認(rèn)問題點(diǎn)，列出尺寸鏈；

3.使用檢具、三座標(biāo)測(cè)量等方法測(cè)量各組成環(huán)的偏差值并進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算，找出超差的尺寸環(huán)；

4.根據(jù)尺寸鏈分析計(jì)算結(jié)果制定改善對(duì)策，原則上是通過將超差的尺寸環(huán)改善到合格范圍內(nèi)，來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)尺寸環(huán)合格；在超差尺寸鏈難以修改時(shí)，在保證不引發(fā)二次不良的前提下允許通過修改其他尺寸環(huán)達(dá)到目標(biāo)尺寸合格。

5.2運(yùn)用尺寸鏈進(jìn)行精度監(jiān)察：

1.列出需要監(jiān)控模塊裝配尺寸鏈，制作監(jiān)察表；

2.定期將各尺寸環(huán)實(shí)際測(cè)量精度輸入到監(jiān)察表，計(jì)算出封閉環(huán)精度；

3.當(dāng)計(jì)算得出的封閉環(huán)超出公差時(shí)，提前進(jìn)行分析預(yù)判是否會(huì)導(dǎo)致相關(guān)裝配外觀不良并進(jìn)行實(shí)車儀裝確認(rèn)；

4.根據(jù)實(shí)車儀裝狀態(tài)確定超差點(diǎn)是否需要改善。若實(shí)車裝配OK，列為風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，持續(xù)跟蹤變化趨勢(shì)，如無惡化，可暫時(shí)不做改善；若實(shí)車裝配NG，則應(yīng)該馬上調(diào)查原因，并進(jìn)行對(duì)策改善。

6焊裝夾具管理

6.1工裝夾具

在汽車制造中需要用到多種零部件，其中加工時(shí)用來迅速緊固零部件的工裝就是工裝夾具，它能使零部件保持正確相對(duì)位置。因此，工裝夾具的精度以及穩(wěn)定性直接影響了車身精度以及穩(wěn)定性。

6.2夾具導(dǎo)入

夾具導(dǎo)入時(shí)需要全部進(jìn)行精度驗(yàn)收及穩(wěn)定性驗(yàn)證：

①夾具精度驗(yàn)收

夾具制造完成時(shí)，尺寸技術(shù)員需要對(duì)夾具進(jìn)行驗(yàn)收。首先需檢查夾具各定位銷、夾塊、定位塊等部件的完整度；然后將零部件置于夾具上加緊，檢查各定位銷、夾塊、定位塊等部件與車身零部件是否配合。

②夾具重復(fù)定位檢查

將夾具空置加緊，使用測(cè)量?jī)x檢測(cè)各定位銷、夾塊、定位塊，并記錄數(shù)據(jù)；然后將夾具打開再夾緊，重復(fù)測(cè)量并記錄多組數(shù)據(jù)，保證精度在0.2mm以內(nèi)；

③零件共孔試驗(yàn)

將零部件放置于夾具上夾緊，在零部件搭接部位打孔，將夾具松開再夾緊，測(cè)量?jī)煽字g的偏移量并記錄數(shù)據(jù)；然后將夾具打開再夾緊，重復(fù)測(cè)量并記錄多組數(shù)據(jù)，偏移量在0.2mm以內(nèi)。

6.8日常夾具精度管理

夾具按照重要度分成A、B兩類進(jìn)行管理

①A類夾具精度每月測(cè)量一次，B類夾具精度每半年測(cè)量一次；

②對(duì)夾具精度超差部分、精度變化部分進(jìn)行分析，最終通過夾具調(diào)整、零件精度提升等方式將夾具精度調(diào)整至標(biāo)定狀態(tài)，并保持；

③將夾具調(diào)整記錄形成體系文件，方便查閱夾具狀態(tài)及夾具精度管理。

夾具定位銷管理

①新夾具導(dǎo)入后，由精度組制作夾具定位銷清單，班組按照清單采購定位銷備件，并保管；

②班組每個(gè)季度對(duì)所有夾具定位銷尺寸進(jìn)行測(cè)量，由精度組檢查測(cè)量結(jié)果；

③班組對(duì)磨損、斷裂的定位銷進(jìn)行更換，由精度組進(jìn)行確認(rèn)。

夾具日常維護(hù)

夾具日常維護(hù)由使用班組完成。

②始作業(yè)前，確定夾具定位銷是否有松動(dòng)、磨損；

②作業(yè)完成后，對(duì)夾具進(jìn)行5s管理：清潔夾具BASE板、組件上殘留的焊渣、黑膠、油污等，并檢查夾具是否松動(dòng)。

7白車身精度控制的思路與方法

白車身精度在日常管控中通過白車身的日常測(cè)量，夾具精度管理，零件單品精度管理等手法進(jìn)行管控。在生產(chǎn)過程中，針對(duì)某些具體問題的解析，采用并行的工作方式。出現(xiàn)車身問題時(shí)，相關(guān)的零件單品應(yīng)及時(shí)檢證，焊接夾具精度及時(shí)測(cè)量。結(jié)合零件精度，夾具精度以及焊接總成的測(cè)量報(bào)告，進(jìn)行分析確認(rèn)，及時(shí)提出切實(shí)的改進(jìn)方案進(jìn)行改進(jìn)，保證白車身質(zhì)量得到有效的控制。

8結(jié)束語

汽車白車身的精度直接影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量，如密封、噪音、壽命和外觀等。隨著世界汽車市場(chǎng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和客戶對(duì)產(chǎn)品的要求越來越嚴(yán)格，汽車車身制造精度的控制逐漸成為國(guó)際汽車工業(yè)界與學(xué)術(shù)界關(guān)注的重要課題。此文主要是通過研究白車身測(cè)量方法、建立過程管理體系化、解析問題標(biāo)準(zhǔn)化，并對(duì)夾具管理和零件管理等方法對(duì)車身精度進(jìn)行管控。并結(jié)合實(shí)際制造情況，對(duì)車身精度實(shí)施有效的管理。