車身制造過程質量控制

1、中國汽車工程論壇( )整理發(fā)布，轉載請注明來源車身制造過程控制方法車身是汽車的主要部分， 其質量對汽車整體功能有很大的影響。本文介紹控制白車身制造質量的一些方法，并期望透過與其它汽車制造商分享經驗，能夠提高中國車身制造的水平。車身制造偏差的來源汽車車身的制造工藝是一個非常復雜的過程，通常由 300500多個具有復雜空間曲面的薄 板沖壓零件，在有近 100個裝配工位的生產線上大批量、快節(jié)奏地焊裝而成；同時車體裝 配又為一種多層次體系結構，若干零件經焊裝成為分總成，分總成又變成下一層裝配中的零件。因此中間環(huán)節(jié)眾多，制造偏差難以控制。其尺寸偏差主要源于以下幾個方面(如圖1):零件本身的偏差、工夾具定

2、位的不穩(wěn)定性、焊裝變形、操作及工藝的影響。另外，對于一個 新產品而言，車身的制造過程又可分為試生產、生產啟動、單班生產及翻班生產四個典型的生產階段。由于不同階段生產的不同特點，在這四個階段影響制造穩(wěn)定性的原因也有所不同。中國汽車工程論壇( )整理發(fā)布，轉載請注明來源中國汽車工程論壇( )整理發(fā)布，轉載請注明來源團1押舞件尺寸館差診B因素車身制造過程控制方法但是如果采用科學的檢測及分析方由上述分析可知車身制造過程的尺寸偏差是不可避免的, 法，尺寸的偏差可以得到有效控制，并且不斷減少。典型的過程控制方法對于任何一個工藝過程(可以是機械、電子、化工各個領域)一般可以用兩種典型的方法對 過程進行有效的

3、監(jiān)控，即工程過程控制(Engin eeri ng Process Control)和統(tǒng)計過程控制(Statistical Process Control )。所謂工程過程控制 (EPC)，是指對于一個系統(tǒng)檢測量，它 有一個明確并且恒定的控制界限，當檢測量超出該控制界限時系統(tǒng)即可報警。例如，車身上的每個測點都有明確的理論值及公差帶，當測點的測量結果超出公差范圍時系統(tǒng)即產生報 警。統(tǒng)計過程控制(SPC)是指系統(tǒng)檢測量沒有恒定的控制界限，需要從檢測量的歷史測量數(shù) 據(jù)中計算出當前的控制界限來判斷系統(tǒng)是否失控。例如，對于車身上的每個測點都可以根據(jù)歷史測量數(shù)據(jù)繪制控制圖來產生報警。這兩種典型的過程控制方法

4、雖然都很有效，但是由于車身制造工藝的復雜性使得車身上的產品過程監(jiān)控測點數(shù)多達幾百個，這就給判斷制造過程的穩(wěn)定性帶來了一定難度。通過與上海交通大學車身制造技術中心的合作以及生產實踐中的經驗總結，上海通用汲取上述兩種方法的優(yōu)勢并結合車身制造的特點，建立了適用于車身的尺寸過程控制方法，即2mm工程，經過實踐取得了顯著效果。車身尺寸質量評價指標2mm工程所謂的“2mr”指的是所有白車身的關鍵測點的波動(6 b)值小于2mm。該技術對白車身尺寸質量的評定是以關鍵測點的6 b表示，包括單個測點的6 b以及整車的6叭并以CII指數(shù)(持續(xù)質量改進指數(shù))反映尺寸質量的長期變化趨勢。由于車身的測點數(shù)據(jù)主要是由三坐

5、標測量機采集的，受硬件條件的限制，采樣頻次較低，故不適合用SPC的方法評價尺寸質量的穩(wěn)定性。目前車身車間采用“ 2mm工程”作為車身尺寸質量評價的主要指標。6 b,是對一定數(shù)量的樣本數(shù)據(jù)波動狀況進行評價的階段評價指標。樣本一般為2030臺。對于小樣本離線檢測，通常要求通過數(shù)據(jù)分離提取出數(shù)據(jù)的波動項。須使數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的統(tǒng)計特性(近似正態(tài)分布) 才可以進行6 b的計算。單點6 b計算每個點波動標準差b的6倍。從統(tǒng)計意義上講，代表該點的實際尺寸有99.73%的可能落在名義值的 ±3b以內，因此可以認為表明了該點數(shù)據(jù)的變動范圍。整車6 b將全部測點的6 b從大到小進行排序，取95百分位的點的

6、6 b值作為該白車身的 6 b值(如圖2)。£2整車幣國CII曲線(如圖3)，一般是按一定的時間間隔計算 6 b值，然后以時間為橫坐標繪出的曲線。 用來直觀顯示白車身尺寸質量的變化狀況。g| J CD Mt整車6 b給出了一定時間內白車身尺寸波動水平的度量，并明確了尺寸波動控制的對象，經 過一輪改進后，會得到較低的6 b；然后確定出新的波動控制點，再進行控制，如此不斷改進，車身的整體尺寸質量就會達到很高的水平。因此，“ 2mm充分體現(xiàn)了波動，即質量的損失和不斷改善的思想。尺寸通過率是指在EPC的指導下對單臺白車身的質量進行評價的即時評價指標。計算方法是以各點測量數(shù)據(jù)與設計數(shù)模上該點的

7、標準值和公差帶進行比較， 如果差值落在公差范圍內， 則該測點 及格，否則為不及格。一臺白車身上所有測點中及格點數(shù)與測點總數(shù)的比值即為通過率。 通 過率也是一個直接利用原始測量值進行評定的方法。 由于導致通過率變化的原因很多， 如均 值漂移和波動過大等，因此通過率是一個總體的評價， 可以作為質量的一個即時監(jiān)控， 即時報警。車間尺寸質量問題解決流程車身車間在以先進的 2mm工程所提出的6 和CII指數(shù)作為主要指標的同時，結合尺寸通過率對白車身尺寸整體水平進行即時的評估，并在此基礎上建立了相應的尺寸控制流程。國4白車身尺寸控般程當通過上述兩種質量評價指標 （尺寸通過率與2mm工程）發(fā)現(xiàn)尺寸質量問題后

8、，應根據(jù)車間 尺寸控制流程（圖4）開展工作。通常由車間的尺寸控制工程師為主實施白車身尺寸質量不斷 改進的活動，根據(jù)每日的 CMM數(shù)據(jù)檢測報告計算出通過率，出具檢測點超差的分析報告。 在分析過程中，對兩種典型的超差原因， 即均值漂移與波動過大進行了區(qū)分，對于波動大造成超差的情況，納入 2mm工程進行波動控制，出具 2mm工程報告，召開定期會議，對此進行分析跟蹤；對于均值的漂移，進行相應的故障查詢，由工裝工程師對工裝進行調整，并進行調整后的數(shù)據(jù)跟蹤及效果評估。根據(jù)總裝匹配的原則，其中極少數(shù)長期穩(wěn)定的均值漂移對后續(xù)裝配沒有影響， 可進行名義值的經驗修正； 對于既有波動又有均值漂移的現(xiàn)象，則采取先控制

9、波動，再進行均值控制原則進行處理。在問題解決的過程中，建立在統(tǒng)計學理論基礎上科學的數(shù)據(jù)分析方法與生產現(xiàn)場的工藝知識 經驗兩者缺一不可。重要的是應以2mm工程指標作為衡量，遵循質量為本、持續(xù)改進的思想。在具體的運用中可以首先將6 b值較高的測點選出(通常是處于最高5%之內的測點).觀察這些不同區(qū)域的測點波動之間是否存在一定的數(shù)據(jù)關聯(lián)性，相關性強的測點的波動往往是由同一個原因引起的。 對于問題的解決可采用建立一個個案例的形式進行分析研究。工藝知識和經驗可以幫助解釋數(shù)據(jù)分析的結果，并采取有效的措施改進工藝穩(wěn)定性，提高產品質量。案例分析以一個對車頂尺寸質量不斷改進為例。圖5為小車 Wagon車型車頂上

10、定位點及進出測點的示意圖。在計算 CII指數(shù)時發(fā)現(xiàn)這些測點的波動很大，其6 b經常處于最高的5%之內。這種波動對后舉門的配合尺寸的穩(wěn)定造成了相當大的影響。直接影響后舉門與白車身相關部位C2LC2 艮的匹配，引起總裝客戶的抱怨。C2Y6定位夾頭 #1宀#3檢測點P3L、P3R走位孔首先對車頂后部的定位孔的數(shù)據(jù)進行相關性分析。計算測點各方向之間的相關系數(shù)如表通過綜合分析發(fā)現(xiàn)了車頂原有的定位方式存在著以下兩個主要問題:車頂后部定位銷 P3L、P3R為圓形定位銷，而車頂上的定位孔為方形，兩者接觸面積太小， 定位銷不能對車頂起到預期的定位作用，而是經常將定位孔的邊緣損壞；車頂定位夾頭的壓緊及定位動作順序不當。主要是用于定位車頂左右方向的夾頭C3、C4、C5不能先于定位前后、高低的夾頭C2，C6起作用而是與前后定位的 C2、C6同時作用，造成車頂左右方向的定位不穩(wěn)定。針對上述兩個工裝定位問題，首先將車頂尾部定位銷由圓形改為方形，利用改善定位銷接觸面的方法增強定位的穩(wěn)定性，同時通過更改控制程序改變了定位夾頭的加緊順序。數(shù)據(jù)分析顯示改進工作取得了明顯的效果，見表2。叢2車頂定位改進前融點的6 a值6ctLH#1LH#3RH#1RH#2RH#3觀前2.4782.4684 16275963.3124.625I 8582.0031.4523.0fi62.438在