螺釘車退出白車身尺寸評估之趨勢分析.docx

1、技術(shù)ITECHNOLOGYIRESEARCH研究螺釘車退出白車身尺寸評估之趨勢分析文/田克平胡敏（泛亞汽車技術(shù)中心有限公司）王鵬（上汽通用汽車有限公司）本文從螺釘車的本來作用出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)在的設計、驗證、測、制造技術(shù)和螺釘車的固有缺點，詳細論述螺釘車在當今的非必要性和未來趨勢。螺釘車是指正式工裝生產(chǎn)的零件或總成（簡稱工裝樣件），使用螺釘車工裝（注：叫法不同，或叫MatchingTooling,或叫MeisterBock,或叫PartCoordinateFixture）,根據(jù)焊裝步騾，用訓釘或螺釘代替焊點，把扳金零件逐級拼裝成白車身的過程。這個過程旨在評估零件及白車身的尺寸，分析問題，落實對策，避

2、免將問題帶入試生產(chǎn)和正常生產(chǎn)。介紹螺釘車的很多文章，歸納其作用有：發(fā)現(xiàn)零件問題并修模；實物驗證設計數(shù)模井整改；評估尺寸公差并調(diào)整；評估圖紙、檢具、工裝的基準一致性并落實；制作工裝調(diào)整件并調(diào)整工裝。由于以上工作與生產(chǎn)工裝的安裝、調(diào)整同時進行，能夠及早發(fā)現(xiàn)問題整改，有利于編短開發(fā)周期，節(jié)省費用，快速提升白車身質(zhì)量。但是，以上優(yōu)點是基于歷史上的技術(shù)條件而言。現(xiàn)在條件發(fā)生了變化，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)不是問題，螺釘車是否還有必要）另外螺釘車的自身局限性，也要求重新評估其"作用”。驗證零件尺寸螺釘車的原始作用是通過匹配評估零件尺寸，根據(jù)問題提供修改方案，用于修模。在設計正確的前提下，匹配問題的主要原因是

3、零件尺寸超差，而這可以通過檢具檢查發(fā)現(xiàn)，無需匹配評估。那么，為什么需要匹配評估呢？原因有3個方面：件無求，殷以。碰他；2. 雖然符合公差，但與名義值相比仍有偏差，當2個或多個零件的偏差積累時，導致整車發(fā)生如間隙太大或干涉等匹配問題；3. 檢具無法測的區(qū)域尺寸超差。檢具僅限周邊和局部卡板檢測，無法測全型面，如經(jīng)常發(fā)生匹配問題的圓角、凹槽、筋等很難測，需要通過實物匹配才能發(fā)現(xiàn)。第1、2種情況與制造技術(shù)有關(guān)。在成型分析軟件和模具技術(shù)不成熟時，零件尺寸及其穩(wěn)定性很難控制。即時發(fā)現(xiàn)尺寸超差，受技術(shù)的局限，也很難整改，為使整體質(zhì)、進度和費用不受影響，必須經(jīng)過匹配評估來決定零件的修改方案。以那個零件修改簡單

4、、時間短、費用少為原則，因此爆釘車成為必需。第3種情況檢具測不到的尺寸，也已解決。檢具已經(jīng)不再是必需的測裝置，各種光學測設備，如映像測量系統(tǒng)或激光掃描儀，已經(jīng)廣泛應用于零部件測,獲得全型面數(shù)據(jù)，不留死角，不存在測不到的尺寸。因此，驗證零件尺寸無需螺釘車。實物驗證設計數(shù)模通過螺釘車實物拼裝發(fā)現(xiàn)的問題，反查設計數(shù)模的正確性，驗證結(jié)構(gòu)的合理性，如定位、公差及強度等。從流程上看，驗證設計不是嫁釘車的初衷和根本目的。此階段，模具、工裝已經(jīng)制造完成，如有問題，修改時間長、費用高。過去蛾釘車階段發(fā)現(xiàn)不少數(shù)模缺陷，自然地把驗證設計當作其主要作用。根據(jù)以前經(jīng)歷，2000年前的項目，設計問題約占20%o流程上，設

5、計驗證應在虛擬評估（VirtualAssessment）和工程樣車（Prototype）階段完成，以保證用于模具制造的數(shù)模正確。導致設計問題遺留至螺釘車階段的原因包括：設計基礎(chǔ)差、設計手段不成熟、設計與工藝不同步、虛擬評估不完整、工程樣車驗證不系統(tǒng)和零件更改不徹底等。設計基礎(chǔ)差表現(xiàn)為缺乏工程經(jīng)驗，設計文件不完善。如零件轉(zhuǎn)角處的"0”間隙設計如圖1,實際零件稍有偏差就干涉；另外，如沒有考慮焊接的誤差積家也會造成干涉。設計方法的不成熟表現(xiàn)在手工畫圖或設計軟件的局限導致的設計錯誤。二維設計對于復雜的車身很難防錯，早期設計軟件的片體數(shù)模實體生成方向經(jīng)常搞錯。虛擬評估走過場，無法全面發(fā)現(xiàn)問題。

6、設計基礎(chǔ)差，缺乏基本判別原則，無法判別問題，如設計中不干涉就不是問題。設計與工藝不同步，設計完成后需要根據(jù)工藝要求再次更改，這些未能全部落實到數(shù)模中。工程樣車未能全面驗證尺寸。一方面，以前這個階段工裝沒有按正常工藝的基準設計制造，基準不一致；另一方面，此時零件尺寸質(zhì)差，或狀態(tài)不清，缺乏必要的數(shù)據(jù)報告，分析問題困難，籠統(tǒng)地歸結(jié)為零件質(zhì)量，無法有效評估設計問題。零件更改不徹底，一個零件發(fā)生設計更改時，相關(guān)匹配零件沒有同步更改，如尾燈增加一個定位銷，但尾燈板上沒有增加對應的定位孔。因為存在以上缺陷，為避免問題帶入試生產(chǎn)階段，螺釘車成了驗證設計的必需步驟。現(xiàn)在的情況發(fā)生了根本變化。設計基礎(chǔ)已經(jīng)大大改進

7、，設計能力大大提升，開發(fā)系統(tǒng)、流程、標準的完善，從系統(tǒng)上保證設計不出錯、少出錯。設計軟件徹底改變，三維軟件大大改善了設計環(huán)境，基于知識的自動設計、自動檢查也能夠?qū)崿F(xiàn)，降低了人為失誤的風險。三雄偏差分析軟件（VariationAnalysis）,如3DCS、VSA等，為早期提高結(jié)構(gòu)稔健性和定位、公差的合理性提供了機會，避免后期更改。虛擬現(xiàn)實（VR）評審（見圖2）模擬H實狀態(tài)，為早期發(fā)現(xiàn)外觀配合問題提供技術(shù)基礎(chǔ)，無需等待實際零件匹配結(jié)果。持續(xù)不斷的虛擬設計評審，有效評審設計以及設計與工藝，可發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。工藝與設計同步開發(fā)，避免了因工藝無法滿足設計發(fā)生的設計更改。制造要求（MR）在設計開始前

8、輸入，作為設計條件，任何設計更改同步通知工藝并落實對策，工藝與產(chǎn)品設計基本上可以同步。工程樣車工裝與生產(chǎn)工裝基準一致，增加了尺寸驗證的有效性。并且，重視工程樣車過程的尺寸驗證，尺寸工程師制定詳細計劃，全程參與，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并分析尺寸問題，落實解決，反饋數(shù)模更改。圖1“0”間隙設計問題圖2虛擬現(xiàn)實評審這樣，尺寸匹配驗證階段只要驗證工程樣車階段的更改落實情況，設計問題大為減少。經(jīng)過以上流程和技術(shù)上的改進，99%設計問題不再出現(xiàn)在螺釘車階段。這10年來的經(jīng)歷說明，設計問題已經(jīng)很少，且很小。因此，設計已經(jīng)無需螺釘車來驗證。評估基準一致性嫁釘車評估基準一致性的方法是零件對照圖紙在檢具上畫出基準，在螺釘車工裝

9、上校合，再在生產(chǎn)工裝上校合。從實際需要看，校對螺釘車基準的過程純屬多余。爆釘車用的是臨時工裝，完成評估后就報廢，評估其一致性只是爆釘車本身的需要，與實際生產(chǎn)無關(guān)。真正重要的是零件圖紙、檢具和生產(chǎn)工裝的基準一致性，無需螺釘車就可以實現(xiàn)。由于嫁釘車工裝與生產(chǎn)工裝的工位差異及布置需要，基準位置可能會改變。另外，螺釘車工裝制造較早，后期基準更改較大。因此，花時間去校對覆釘車工裝的基準一致性，沒有太大意義。因此，基準一致性沒有必要用螺釘車來驗證。取消螺釘車，在工程樣車工裝上評估是一種替代方法。如果生產(chǎn)工裝無法滿足螺釘車時間，又不放心零件直接進入試生產(chǎn),可以在工程樣車工裝上進行一輪類似的評估活動，減少風險

10、。制作工裝調(diào)整樣件制作工裝調(diào)整樣件（WitnessPanel,有的叫DrillPanel）是工裝精調(diào)和重新校正穩(wěn)定性的標準樣件。螺釘車結(jié)束后，使用評估后合格的零件及拼裝的各這是由尺寸策略和測技術(shù)決定的。功能性評估策略下，螺釘車評估"合格”的零件已經(jīng)偏離了名義值",只有這樣的零件才能夠拼裝合格的白車身，所以工裝必須根據(jù)實際零件調(diào)整。這些零件同樣作為今后工裝校正的依據(jù)。測設備的局限是另一原因，如固定式測機很難在現(xiàn)場對復雜的工裝進行測屋，工裝調(diào)整樣件成了必要的手段。隨著技術(shù)的進步，“名義值驅(qū)動策略已經(jīng)普遍推廣，零件、工裝按照名義值制造。如前所述，零件能夠保證按照技術(shù)要求制造。測量

11、設備已經(jīng)能夠保證現(xiàn)場測工裝，使之按要求調(diào)整，如關(guān)節(jié)智測機、激光跟蹤儀等可以對任何大小、復雜的工裝實施測標定。有些測宣設備還可以對工裝進行動態(tài)重復性分析。工裝調(diào)整樣件已經(jīng)失去意義，以工裝調(diào)整樣件為目的的螺釘車也不再需要了。螺釘車的缺點端釘車的主要缺點是其評估狀態(tài)與實際生產(chǎn)不一致，作劇1得懷威on車工裝、工位、聯(lián)朝生產(chǎn)差異，關(guān)聯(lián)性差；評估零件數(shù)星少，不具有廣泛彳弋表性。詢、工藝的差異導致評估結(jié)果的差異。零件放置方向差異如橫放與豎放，夾緊差異如手動與氣動，工位差異如工位集成與分步拼接，聯(lián)結(jié)差異如蛾釘或雌j與接差異，這些都會影響總成r寸，結(jié)剿姓相關(guān)性。嫌了車發(fā)購I觀，實p衽產(chǎn)秘發(fā)生，昧也然。另外，螺n

12、車評估只有i2#零件，個別零件的局部尺寸峪雕可能以全，牛鼬誤導。ts釘車也無法驗證產(chǎn)穩(wěn)定性和可靠性，這在生產(chǎn)中非常重要。生產(chǎn)工裝上的批驗證，提高生產(chǎn)車身的尺寸質(zhì)量才是尺寸評估的根本目的。其次，用作調(diào)整工裝樣件也不夠謹慎。由于用作樣件的零件本身有偏差，未必能夠代表實際波動的一批”零件；再者，零件在調(diào)整、搬運和儲存中會變形，用作"標準件"不夠嚴謹。再進一步，車身焊接的研究證明，柔性薄板的總成尺寸很大部分是由焊接夾具決定的。端釘車過程中發(fā)現(xiàn)的零件尺寸偏差，未必會影響總成尺寸，沒有必要根據(jù)1、2輛車拼裝中發(fā)現(xiàn)的問題就去修改零件。未來趨勢總結(jié)以上分析，現(xiàn)今螺釘車確實沒有存在的必要。但

13、真正取消尊釘車，需要在產(chǎn)品設計、開發(fā)、驗證、制造的各個環(huán)節(jié)明確要求，加強落實；需要落實虛擬評估和工程樣車制造的尺寸評估；需要嚴格按要求測量零件；需要加強在生產(chǎn)工裝上評估零件尺寸；需要有先進的測量設備。取消尊釘車，實物尺寸評估上需要加強兩方面工作：一方面，集中力提高零件質(zhì),首先加強供應商現(xiàn)場交流，使其充分掌握零件要求，有重點控制；另一方面，加強現(xiàn)場尺寸評估，有的放矢修改零件或工裝。只有這樣，零件與工裝的改進同步最終提升白車身尺寸，更加符合實際。取消實物螺釘車，研究數(shù)字化螺釘車"。零件用光學測設備整體掃描，數(shù)據(jù)錄入電腦，在電腦中模擬白車身拼裝分析，類似數(shù)字化螺釘車。優(yōu)點是可以在數(shù)字狀態(tài)下調(diào)整零件或基準，模擬改誑匹配狀態(tài)，提出修改方向。但這項研究目前進展有限，原因如前所述，白車身拼裝是一個復雜的過程，影響白車身尺寸的除了零件尺寸外，工裝基準、拼裝方法、焊接順序、設備影響都很大。取消爆釘車，在工程樣車工裝上評估是一種替代方法。如果生產(chǎn)工裝無法滿足爆釘車時間，又不放心零件直接進入試生產(chǎn)，可以在工程樣車工裝上進行一輪類似的評估活動，減少風險