汽車行業檢具數字化的探索與應用

劉婧

摘 要：通過對汽車行業的檢具智能化、數字化的探索和實踐，不斷提升產品的整體質量，降低制造成本，拓展應用領域，加速技術更新迭代，使檢具這個傳統行業與時代接軌，與最新技術接軌，煥發出新的蓬勃生機。

關鍵詞：檢具;自動化;數字化

1.檢具介紹

檢具是一種用來測量和評價零件尺寸質量的專用檢驗設備，借助于三坐標測量機對檢具進行校驗和鑒定。檢具能夠根據有效的產品圖紙和CAD數據來合理地測量零件的尺寸參數，在應用于大批批量生產時可以快速判斷產品的關鍵幾何尺寸是否達到公差要求，這樣就可以及時發現產品生產過程中的問題，避免生產出大量不合格的產品。

對于汽車行業，車身尺寸一直是各主機廠質量控制的要點與核心競爭力。一臺車的尺寸控制水平會從漏水、車門關閉力、噪音、外觀等方面直接影響用戶體驗。因此車身尺寸的測量監控就成為我們尺寸工程工作中的重要一環。無論是內外飾件還是鈑金件，沖壓單件及大型焊接總成件，在快速定性功能方面，檢具已經成為在生產過程中控制質量的關鍵設備之一。

2.檢具的發展

市場對產品質量越來越高的要求延伸到檢具領域即對檢具的效率，數據統計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），也要對測量的結果不只是停留在合格與否的簡單判斷，而是將測量結果進行快速的記錄和分析，用數據做預警和預判。

隨著加工設備，新材料新技術的發展，國內的檢具行業經過近20年的發展，已經在理念上，技術上有了長足的進步。從精度精準化，到檢具輕量化，再到數字化及智能化，是一步一個腳印的成長，也是技術的快速迭代。從三軸五軸加工中心的普及，碳纖維材料，3D打印技術已經越來越多地應用到檢具行業，國內也涌現出一批具有一定規模的專業檢具生產研發企業，陸續地攻克了一批批的技術難關。但是市場也對檢具行業提出了越來越高的要求。就我們熟悉的汽車行業來說，每年2000多萬的汽車產量以及消費者對產品質量的更高期待就要求在不斷提高檢具精度和效率的同時要求檢具更具數字化、智能化。不僅要求檢具能夠檢驗產品的合格與否，還要求檢具能對產品進行量化的大數據記錄和分析，配套相應的智能系統，對數據的有效處理，更可以給出預判及預警。

3.檢具數字化

傳統的四門兩蓋總成檢具會根據檢測方案在檢具一圈仿型面上刻線，車間進行常規測量時，操作人員通過手持百分表在刻線處進行測量，并將測量數據記錄在對應的記錄表單上。

在階段一對手持百分表進行升級，使其可以自動記錄測量數據，并通過藍牙，將數據傳輸到手機上的excel軟件表格中。但該系統依然存在幾個不足：1、無法自動識別測量點位;2、無法查看歷史測量記錄;3、無法對測量結果進行自動評判與統計

針對這些不足，在第二個階段對門蓋檢具項目上提出完善該系統，使新系統可以自動識別測量點位，所有配件可再利用。將數據傳輸至設備軟件，并記錄在軟件中對應測量點的位置。軟件可實現測量結果評價、統計、歷史記錄查詢，結果可導出為excel表格文件。

方案之一介紹：

新系統要求可以同時實現兩個信號的識別讀取：平整度測量數值與測量點位信息。平整度測量數值可以通過百分表讀取，已在現有系統上實現。測量點位信息可以通過NFC識別器實現。通過定制化App實現數據記錄、統計、導。測量結果可以被通過無線的方式傳輸到接收器上，定制開發的數據處理系統可以接收測量結果。為了保證每次測量位置一致，在每個打表點的位置都設置一個定位銷，與安裝在百分表上的定位孔機構對應，每次只有當百分表上的定位孔插入打表點裝置上的定位銷，操作者再按動百分表上的按鈕，將測量結果傳輸出去。我們也在電腦或I Pad 上安裝定制化APP數據分析軟件，可以接受無線百分表發出的測量結果。檢具上同時配備百分表的校準器，以便測量前對百分表進行校準。1、通過NFC芯片，消除對檢具型面的影響，不會對原有功能造成影響。2、NFC芯片抗干擾能力強，避免其它無線信號的影響。3、檢具本身不需要配置電力系統，只在手持百分表基座上增加NFC識別器與發射器，通過紐扣電池即可實現。如果車型EOP，NFC電子標簽報廢，其余都可以重復利用在后續的項目上。

操作步驟：1、百分表放在刻線附近10mm以內。2、按一下發射器上的數據讀取按鈕。

3、通過接收器發送百分表測量值數據與NFC識別器數據，軟件接收數據并顯示在對應位置。4、軟件對測量結果進行評判，導出規范格式的報告。

方案二介紹：

檢具上的所有測量點位置布置打表點固定座（如下圖所示），在每個測點位置設定序號識別功能，并利用帶無線傳輸功能的感應式千分表，測量所得的數據自動傳輸到軟件系統。訊號觸發及接收裝置、百分表、顯示屏等硬件若無損壞，將來都可以回收重復使用。數據接收：開啟電子設備及專用軟件，導入被測產品的理論數據，并打開無線藍牙功能，電子設備及軟件自動與帶無線傳輸功能的感應式百分表進行連接，提示連接成功即可開始使用。

將無線傳輸功能的感應式百分表插入打表點固定座即可自動識別產品十五與理論數據之間的偏差值。測量的數據偏差可以直接在電子設備上顯示結果，并可以根據設定的公差范圍，識別出合格或超差。測量數據除了和圖紙對應公差比較，還可以與以往測量的數據進行對比。判斷趨勢并預警。

定制開發的APP示例：

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

隨著整個行業向工業4.0、智能制造轉型的不斷推進，零件質量管理以及對應的測量領域的技術轉型需求也越發迫切。打通整合以往各個獨立的信息系統、將更多的離線設備接入云端已然成為制造行業轉型突破的關鍵所在。

（上汽大眾汽車有限公司，上海 201805）