机械检具应用的特点及精度保持措施

机械检具应用的特点及精度保持措施

莫翔宇

（广东省万和电气有限公司广东省佛山市528522）

摘要：检具作为在生产制造企业进行测量和监控产品各种尺寸的快捷简便性工具，在检测零件的孔径尺寸、位置度、轮廓度、间隙和面差等方面，具有操作方便、稳定耐用、数据直观的特点，广泛应用于汽车制造行业。

关键词：机械检具；应用；精度保持措施

前言

常见的汽车检具主要针对整车白车身、内外饰零部件，应用于新项目开发过程和批量生产管理中，在生产准备阶段的模具调试、生产工艺设计优化、批量产品的质量监控方面发挥重要作用。汽车检具对于缩短项目周期、提高生产效率和产品质量方面有重要意义，是汽车工业的基础工艺检测装备。

1汽车零部件检具的发展现状

欧美和日本等发达国家得益于其汽车制造业的发展，在汽车检具方面的研究起步早，现已达到较为领先的水平，其检具在汽车制造业的应用已经非常完备，检具的自动化程度很高，如西班牙Tecnomatrix公司生产的仪表板总成检具，引入了Merlin运动传感器代替手动百分表检测，检测效率较高；意大利Marposs公司生产的检具采用CAPTOR数据系统，能无线采集百分表测量的数据，这些数据被传送到PDA上以供技术人员分析。现在国外汽车生产已经使用自动化程度很高的实时在线检测装备，能及时体现整车和零部件生产过程中的质量。

2检具的具体测量方法

2.1使用检具数模进行测量

使用检具数模进行测量比较简单，只需要导入检具数模，按要求选择测量命令，选择具体测量的元素形式，例如点、圆、边缘点等，在图形显示窗口中，选择要测量的元素，点击确定命令，机器将自动对该元素进行测量。

2.2使用冲压件数模进行测量

使用冲压件数模进行测量时，原理与使用检具数模进行测量一致，但是较使用检具数模进行测量在操作方面要复杂一些。例如在测量点时，要考虑数模的料后，在测量圆时，要考虑支撑块的厚度与料后，在深度选项中最少给支撑块厚度与料后之和。在测量检具本体时，有时候冲压件与检具的矢量方向相反，用冲压件数模测量检具时，在矢量命令中要选择反转。

2.3检具数模测量与冲压件数模测量对比

用检具数模测量时，过程简单，但是一旦检具数模设计出错，在使用这种方法测量用错误数模加工出来的检具时，是测不出来的，在选取这种方法测量检具时，一定要注意这个问题。用冲压件数模测量时，过程复杂，需要考虑的要素很多，但在所有的要素都考虑的情况下，测量结果一定是正确的。

3检具的几何特征测量

3.1孔的测量

孔包括定位孔和安装孔两种，两种孔的测量方法一样，都是选择测孔命令，在数模上选择要测的孔，点击测量，测量机将自动进行测量。定位孔和安装孔的唯一区别就是精度要求，定位孔公差要求是±0.05mm，安装孔公差要求是±0.1mm。

3.2型面点的测量

支撑面一般选择型面点测量。型面点的测量主要有两种，第一种是选择点命令，在数模上选择要测的点点击测量，测量机将自动进行测量。第二种是选择F5命令，在弹出的命令中勾选查找理论值选项，确认该选项被勾选后，直接手动进行打点。

3.3边界点的测量

检具本体一般选择边界点测量的方法。边界点测量的方法比较单一，直接选择测边界点命令，在数模上选择要测的边界，点击测量即可。

4传统检具的测量效率、精度偏低和汽车零件尺寸精度要求不断提升的问题

车身尺寸精度控制是汽车整车厂的一项关键技术，不管是“2mm工程”还是“6sigma管理”，其本质都离不开以数据为基础的检测监控体系，通过对制造过程检测数据建模分析控制车身和零部件制造尺寸偏差源，保证制造的稳定性，最终提高整车的装配精度。但当前一般采用人工量具检测，测量效率较低、人工测量误差较大，还有采用“通止规”测量导致无法获得具体数值，在测量效率和人工检测的误差导致系统的数据统计分析困难，影响整车质量提升。检具制造精度普遍偏低与整车精度不断提升的矛盾越来越突出，当前检具制造精度还停留在定位孔的制造精度为-0.1~+0.05mm，检测模块制造精度±0.1mm，检测模块制造精度尺寸±0.15mm的尺寸精度水平。与此对应的是，整车的质量精度要求越来越高，大型内饰件总成精度要求≤1mm，结构注射件尺寸精度要求已达到0.5mm，重点匹配要求可达到0.3mm，当前我国传统检具如果大幅提升制造精度，在目前的制造工艺水平下会带来较高的加工难度，加工成本也很大。

5智能化检具提升检测的工作效率和测量精度

传统的汽车零件检具一般通过对零件尺寸进行抽样的数据检测、分析和处理，判定是否合格。但是随着汽车制造水平不断提高，整车厂对零件检具的功能要求已经从判定是否合格转向在线尺寸全数字测量，并通过数据统计与分析，判定监控生产制造系统是否稳定。而当前整车生产线和零部件生产线的节拍一般在几十秒，人工操作已无法实现，检具需要向智能化、自动化方向发展。智能化检具在传统检具的基础上，增加自动测量机构，结合信息处理系统自动生成零件检测报告和数据分析报告，提高了测量效率、降低了人工测量误差、避免数据处理分析的错误，提高了检验报告的准确性与测量效率。在线加工产品检测数据的自动统计分析和对比，可以识别测量数据尺寸的符合性、稳定性、一致性。在程序中设计尺寸波动异常、变化趋势异常的警报规则，实现生产线的预防性警报，避免不合格产品、批量制造和生产线继续恶化，将检具质量损失降低到最低限度。智能化检具功能需要对零件的质量状态和趋势进行有效评判，检具设计时充分应用行业的光电技术与机械加工技术，使汽车检具有更高的柔性化与智能化水平，提高检具企业的技术和成本竞争力。目前，激光测量技术也作为汽车检具技术发展的重要内容，正开始逐步使用，激光测量技术在汽车生产制造中的应用对汽车质量的提升具有重要意义。汽车白车身冲压覆盖件如四门两盖产品形状为自由曲面，检测要求是形面轮廓，包括测量点的选择、检测精度的保证和测量效率，传统的三坐标测量机和专用零件检具都存在效率低和精度低的问题。激光扫描测量仪通过对曲面零件表面和轮廓进行数据扫描采集，结合数据处理、三维重构和数模对比，分析对比被测零件的数据与CATIA/UG3D数模，得出零件尺寸和数模的符合点和差异点，输出最终的检测报告。基于计算机视觉和图像处理技术的汽车零件检测系统在智能化、快速测量等方面较传统接触式检测系统具有更大的优越性，主要是利用CCD摄像机实时拍摄汽车零件获取数字影像，然后通过计算机视觉检测技术确定待检测汽车零件的质量信息，与标准模板或设计参数比较，监控产品尺寸加工质量。激光测量技术与计算机视觉技术在提高测量精度、提高测量系统的柔性化方面具有一定优势，但其设备成本较高，检测定位一般需要结合传统检具定位，未来在汽车制造业能够得到一定的应用。目前智能化检具在检具行业所占的比重不多，但却代表汽车零件检具产业技术新的发展方向，在未来人力资源不断紧张的情况下，将会起到越来越重要的作用。

结束语

从检具设计开始，应秉持有效性的原则，对结构方案的设计，定位点的选择保证有效性，适用性的。同时在检具制造完毕交付之前，须对其进行评价，并进行实际操作验证，确认其是否能充分体现测量装置的功能，得到检具监查产品不合格状态的有效性。

参考文献：

[1]李燕.汽车检具技术[J].汽车与配件，2014（45）：71-73.

[2]朱秀娟.汽车关键零部件精密检测技术研究与应用[J].机械工程师，2015（8）：74-75.

作者简介：莫翔宇，身份证号码：36210119740516XXXX