謝小凱

(廣汽新能源汽車有限公司，廣東廣州 511400)

0 引言

白車身是支撐整車的主體，白車體尺寸精度的好壞，將直接影響汽車的裝配質(zhì)量。隨著市場競爭的日趨激烈，怎樣快速地提升白車身精度成了勢在必行的要務(wù)之一。然而白車身質(zhì)量的控制是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及知識面廣、部門多，在實際調(diào)試提升過程中往往由于思路不清、方式方法不對使得精度提升工作量成倍增加，工作效率大打折扣。所以學(xué)會綜合運用各類資源，掌握好白車身質(zhì)量控制調(diào)制中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的方式方法，便成了現(xiàn)場調(diào)試最主要的工作。為此，本文作者將通過過往車型質(zhì)量控制調(diào)試的經(jīng)驗與技巧的分析和總結(jié)，簡述汽車白車身匹配調(diào)試的方式方法。

1 汽車白車身匹配調(diào)試流程

圖1為汽車白車身匹配調(diào)試的一般思路，總的來說就是在表象問題被發(fā)現(xiàn)后復(fù)“要素搜集”、“要素分析”、“對策驗證”、“對策效果跟進(jìn)”等4項工作，最終實現(xiàn)問題的關(guān)閉。

圖1 白車身匹配調(diào)試流程

1.1 發(fā)現(xiàn)問題

通過零部件確認(rèn)過程中的提前預(yù)判、生產(chǎn)跟進(jìn)過程中的自檢、過線之后的后線指摘、投入市場后的市場反饋及白車身精度達(dá)成情況等途徑會輸入很多關(guān)于白車身的問題。這些問題必然是生產(chǎn)過程中經(jīng)過復(fù)雜的藕合、傳播和累積，最后形成的車身裝配綜合偏差。

1.2 要素搜集

數(shù)據(jù)測量圍繞問題主體的構(gòu)成主要包括白車身精度測量、零部件精度測量、工裝精度測量、工序變化量測量等。

1.2.1 白車身總成精度測量

圍繞所調(diào)查的問題，首先對問題相關(guān)的白車身點進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在做白車身精度數(shù)據(jù)采集時，主要的采集對象包括：主要基準(zhǔn)點(基準(zhǔn)孔、面)、關(guān)鍵功能點(安裝孔、面)、關(guān)鍵配合點(斷面)、局部環(huán)境點(見圖2)、相對距離尺寸等。

圖2 背門裝飾條局部環(huán)境測量

目前白車身測量主要有兩種基準(zhǔn)建立測量方式：

(1)以基準(zhǔn)一建立坐標(biāo)測量，即測量支架定位車身RPS點，支架安裝好后用支架點建立坐標(biāo)擬合后，將白車身架設(shè)測量；

(2)以基準(zhǔn)二建立坐標(biāo)測量，即測量支架定位不阻擋車身RPS孔，定位后架設(shè)白車身，以白車身本身RPS點建立坐標(biāo)擬合，再進(jìn)行測量。

1.2.2 零部件精度測量

依據(jù)車身不良點確定可能的導(dǎo)致不良的零部件。零部件是組成車身的基礎(chǔ)，所以要求要對所調(diào)查問題相關(guān)的所有零部件全面地進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。(開展零部件精度數(shù)據(jù)采集必須要在內(nèi)外做基準(zhǔn)統(tǒng)一的前提進(jìn)行)。零部件數(shù)據(jù)的采集途徑主要有單品檢具、專用測量設(shè)備、Cubing匹配、Meisterbock匹配等：

(1)用檢具測量時一定要確保在夾頭不夾緊的情況下零部件與檢具基準(zhǔn)完全貼合，如圖3所示。

圖3 專用檢具

(2)用專用設(shè)備測量時，較大的焊接配合面建議采用掃描的形式搜集零部件精度數(shù)據(jù)，如圖4所示。

圖4 測量設(shè)備

(3)Meisterbock主要作用是可以在規(guī)避掉工序變量的前提下進(jìn)行驗證并測量零部件搭接精度和配合狀況，同時間接驗證夾具的精度及生產(chǎn)線工序變量情況，如圖5所示。

圖5 Cubing

(4)Cubing是基于圖紙規(guī)范對部件、整車車身進(jìn)行檢查的一種量具，可以測量零部件的特性、外觀以及外覆蓋件和內(nèi)外飾件的匹配和評價，如圖6所示。

此外，零部件精度的確認(rèn)還可通過堆疊零部件、線外零部件手工配合(不上夾具)，零部件特征點、線、面匹配尺寸與實際總成零部件特征點、線、面匹配尺寸對比等方式在線邊快速粗略的確認(rèn)。

圖6 Meisterbock

1.2.3 工裝精度測量

在掌握了零部件精度情況后，還需對對應(yīng)的工裝進(jìn)行精度確認(rèn)(一般情況下默認(rèn)工裝精度OK)。工裝是組成車身的橋梁，它是白車身品質(zhì)培育最原始的基礎(chǔ)，對工裝進(jìn)行精度測量時最好以白車身數(shù)據(jù)為參考測量工裝，以工裝基準(zhǔn)孔或曹建坐標(biāo)，工裝上定位銷必須全側(cè)，相關(guān)問題點對應(yīng)的基準(zhǔn)塊，夾緊塊必須全側(cè)，其余塊視情況進(jìn)行測量。其目的是在零部件精度OK的情況下尋找下一個可能的問題出處。測量過程中最好還要確認(rèn)工裝活動基準(zhǔn)單元的重復(fù)穩(wěn)定性。

另外，對如上件抓手等類似的活動工裝進(jìn)行測量時，可先以抓手上基準(zhǔn)建坐標(biāo)測量抓手相關(guān)單元基準(zhǔn)，其目的是單純的確認(rèn)抓手本身的精度情況。然后以對應(yīng)的點定夾具為基準(zhǔn)建坐標(biāo)，將抓手走至工作位進(jìn)行測量。其目的是確保抓手工作位與點定夾具相對位置的絕對準(zhǔn)確。比如某車企主線頂蓋上件點定工位(如圖7)：以定位白車身的NC四個定位銷擬合建坐標(biāo)，將頂蓋抓手走至上件位對抓手定位銷及基準(zhǔn)塊進(jìn)行標(biāo)定。

圖7 抓手的標(biāo)定

1.2.4 工序變量的測量

在對具體的零部件和工裝確認(rèn)完成后，便需要對較為抽象的過程變量——工序變量進(jìn)行確認(rèn)。工序變量主要是針對問題發(fā)生主體的成型過程進(jìn)行的過程數(shù)據(jù)變化的一個確認(rèn)。該項工作的開展可以將問題的發(fā)生源有效地鎖定到某一序或某一個工位，以便準(zhǔn)確地對問題源做進(jìn)一步的解析和制定整改對策。

1.3 要素分析

影響要素搜集完之后，便需要對搜集的要素進(jìn)行系統(tǒng)的整體性的分析，包括所取得的車身數(shù)據(jù)、零部件數(shù)據(jù)、夾具數(shù)據(jù)及“人”、“機”、“料”、“法”、“環(huán)”等各方面的因素。

1.3.1 白車身數(shù)據(jù)分析

通常，在分析車身精度前首先要排除客觀因素的影響，如測量設(shè)備的精度、測點的實際測量位置、零部件有無局部變形、測點是否有毛刺或焊點等，其次白車身精度可通過系統(tǒng)偏差、整體偏差、定位偏差、重點偏差、一般偏差等五方面進(jìn)行分析：

(1)系統(tǒng)偏差：因為車身主基準(zhǔn)偏差或測量基準(zhǔn)錯誤導(dǎo)致的偏差。

(2)整體偏差：側(cè)圍等一級總成和輪罩、縱梁等二級總成白車身測量數(shù)據(jù)中的整體偏差，一般10個測量點以上系統(tǒng)偏離。

(3)定位偏差：部分二級總成和三級總成定位孔或定位面偏差；一般安裝功能孔或功能面偏差。

(4)重點偏差：一級總成和二級重點定位孔偏差；重點安裝功能尺寸偏差。

(5)一般偏差：上述4種偏差以外的測量點精度偏差。

1.3.2 零部件、夾具數(shù)據(jù)分析

零部件數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)性依據(jù)是零部件GD&T圖紙，其次是相關(guān)的零部件管理部門的“零部件質(zhì)量管理要求”(該要求因為不同企業(yè)各自質(zhì)量管理體系的不同會有所不同)，如階段性精度合格率及CP/CPK等，但所有的零部件數(shù)據(jù)分析的初衷不能離開所解析的問題本身，圍繞問題判斷數(shù)據(jù)有利還是不利及對該問題的不良貢獻(xiàn)量。零部件精度不良主要在于模具磨損引起的偏差、沖壓參數(shù)不合理引起的偏差、沖壓回彈引起的偏差、沖壓定位不準(zhǔn)引起的偏差以及沖壓后的零部件在運輸過程中產(chǎn)生的偏差等等。

夾具數(shù)據(jù)分析行業(yè)里的普遍要求定位面的裝配精度控制在±0.2 mm以內(nèi)；定位銷的裝配精度控制在±0.2 mm以內(nèi)；翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的重復(fù)到位精度為土0.1；夾緊塊的夾緊面與工件必須保持一定的距離A(A=t×6% mm，公差為0～+0.1 mm，其中t為夾緊工件的厚度，如圖8所示)。夾具精度不良主要是由定位元件磨損、定位元件失效、夾具設(shè)計不合理、夾具零部件加工裝配偏差等造成，根據(jù)夾具偏差的性質(zhì)，可以將夾具偏差分為夾塊偏差和定位偏差兩大類。此外，定位銷在設(shè)計過程中為了防止裝件卡件，會對定位銷做0.1～0.2 mm的減徑，所以要對銷徑也要進(jìn)行確認(rèn)。

圖8 鋼板間隙

零部件在夾具上定位夾緊后，需要對零部件與零部件、零部件與夾具匹配精度進(jìn)行分析。包括干涉點；基準(zhǔn)型面貼合情況(分清主支撐定位和輔支撐定位)，夾具夾緊塊鋼板間隙情況，夾具定位銷插入情況。

1.3.3 工序變量分析

造成工序變量產(chǎn)生的原因很多，涉及面廣，牽扯部門多，需求要全面的從“人”、“機”“料”、“法”、“環(huán)”等多方面進(jìn)行綜合的考慮：

(1)“人”：如工人的技術(shù)水平、工人的勞動態(tài)度、工人的操作手法等造成的影響。

(2)“機”：如夾具定位可靠性、夾緊力、夾緊單元剛性、夾具氣路邏輯(夾緊順序)、機器人軌跡、焊槍磨損等造成的影響。

(3)“料”：如零部件貼合間隙、零部件強干涉、零部件本身回彈、零部件材料屬性等造成的影響。

(4)“法”：如點定點布置、打點順序、焊接參數(shù)、扭力及打緊順序、工藝流程工藝方法等造成的影響。

(5)“環(huán)”：如涂裝烘烤變形、SUV背門氣彈簧造成的下沉等造成的影響。

1.4 對策驗證

經(jīng)過一系列的要素搜集和要素分析工作之后，便需要對得出的對策進(jìn)行驗證，一般而言白車身問題的最終對策主要是通過零部件、夾具及工藝三方面進(jìn)行解決的，在進(jìn)行對策驗證時要聯(lián)系問題相關(guān)各方一并到場，以便能夠及時評估對策的可實施性和成本投入。

1.4.1 零部件手修驗證

將匹配過程中懷疑有問題的點、線面、孔進(jìn)行手工修正，并重新進(jìn)行匹配，匹配過程中確認(rèn)可通過畫線，油印等方式對修正前修正后零部件特征線、孔、面、R角的貼合情況進(jìn)行確認(rèn)和測量，并確認(rèn)修正后問題點的改善情況。其目的是驗證零部件問題，確定零部件整改方向和整改量。主要包括：鈑金件與鈑金件的匹配(主要修整焊接面，R角)；總裝件與車身的匹配(主要修整總裝件安裝孔、安裝面)。

1.4.2 夾具驗證性調(diào)整

對初步判斷可通過夾具調(diào)整或增減基準(zhǔn)解決的問題，要先依據(jù)一定的順序?qū)A具進(jìn)行驗證性調(diào)整(夾具調(diào)整順序表示車身總成各相關(guān)分總成等夾具調(diào)試工藝流程和信息反饋線路)，調(diào)整驗證有效后中方才永久實施并用于批量生產(chǎn)，夾具驗證性調(diào)整組要有以下兩種方式。

(1)直接對夾具加減墊片進(jìn)行調(diào)整，并進(jìn)行生產(chǎn)、匹配驗證。優(yōu)點：焊裝狀態(tài)穩(wěn)定，驗證狀態(tài)OK后可維持現(xiàn)狀長期實施；缺點：回復(fù)原狀態(tài)時間長，不利于在線加工過程中的驗證。

(2)臨時在夾具基準(zhǔn)塊上貼紙、墊片，并進(jìn)行生產(chǎn)、匹配驗證。優(yōu)點：若驗證失效，可在短時間內(nèi)100%回復(fù)原狀態(tài)；缺點：屬于零時狀態(tài)，若驗證OK，需要重新對夾具進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后狀態(tài)與驗證時狀態(tài)多少會有出入。

1.4.3 工藝的改善和優(yōu)化

工藝的改善和優(yōu)化主要還是從“人”、“機”“料”、“法”、“環(huán)”等多方面進(jìn)行綜合的考慮，相關(guān)的改善和優(yōu)化必定是由多部門合作與配合才能完成的一個系統(tǒng)性的工作。

1.5 對策效果跟進(jìn)

在對策正式實施后，需要對所制定對策做進(jìn)一步跟進(jìn)確認(rèn)，確認(rèn)內(nèi)容主要包括“對策執(zhí)行的達(dá)成情況” 、“對策實施后的有效性”、“對策實施后的穩(wěn)定性”。最后一定要做好項目總結(jié)和經(jīng)驗積累，避免同樣或相似問題的再發(fā)。

(1)對策執(zhí)行的達(dá)成情況：如執(zhí)行是否到位，整改完成日期是否滿住項目需求。

(2)對策實施后的有效性：跟進(jìn)確認(rèn)對策后在線生產(chǎn)的白車身相關(guān)是否得到解決。

(3)對策實施后的穩(wěn)定性：對策批量實施后一定要對對策的穩(wěn)定性進(jìn)行跟進(jìn)確認(rèn)。

2 結(jié)束語

白車身匹配調(diào)試是一個系統(tǒng)性的工作，是需要經(jīng)過多輪PDCA才能完成的，往往不能一蹴而就。匹配調(diào)試過程中更需要匹配調(diào)試者敏銳的觀察力、判斷力和豐富的問題解析經(jīng)驗，但最重要的還是細(xì)心和耐心以及鉆研精神。