汽车设计与制造-柔性测量检具
我国汽车制造业已经发展为全球第一大市场,车型式样多,更新速度快,整车和零部件广泛采用多品种混线生产模式智能检具,传统的专用检具通用性不高,工作效率低,不能循环利用等问题已经制约其现代化的生产模式,这些问题在检具生产厂家通过大量资金的投入情况下,目前已经取得成效,很多已经取得具有自主知识产权的技术专利,但是还需进一步加强企业创新能力,提高国产检具的精确度和稳定性,提高检具机构中传统机械零部件的加工装配精度,提高检具的测量数据处理能力和智能化水平。在加大生产规模的同时,改进和提高加工工艺水平来降低成本,从而整体提升检具的市场竞争力。
在多品种,小批量生产中,由于每种产品的持续生产周期短,测量检具更换比较频繁,为了减少测量检具的设计和制造的成本,缩短生产技术的准备时间,要求一个测量检具不能只用于一种产品,而要能适应结构形状相似的若干种类的工件的测量,即对于不同尺寸或种类类似的产品,只需要调整或更换个别定位元件或夹紧原件即可使用,这种测量检具称之为柔性测量检具。随着“零缺陷”理论在汽车制造业中的推广,100%检测零部件成为必须的要求,同时伴随着汽车柔性化生产的要求,专用测量检具越来越难以满足现场使用要求,传感器技术和软件处理技术的发展,也为专用测量检具的发展提供了更多的选择,柔性化测量检具自然成为了众多汽车制造厂的首选。国内某些汽车总装厂已开始使用可以自由组合万能夹紧系统-柔性测量检具系统,以适应不同的零件测量任务,较少的几套检具就可以代替传统的高成本专用检具。对于多品种,小批量个性化制造型主机厂,它的经济性和适用性尤为突出,使检具生产厂家缩短大量的设计,制造时间,并且可以反复使用,节约研发和生产成本。
柔性测量检具是一种标准化,系列化,柔性化程度很高的测量检具。它由一套预先制造好的具有不同几何形状,不同尺寸的高精度元件与组合件组成,包括铝合金框架,活动可拆卸式定位机构,螺纹孔矩阵底板等,使用时根据产品的测量要求,采用组合的方式组装成所需的测量检具。这种测量检具的具有刚度高,结构紧凑的特点。
柔性测量检具是传统测量检具的重要补充,由于受到一些因素的制约,短时间内,柔性检具还无法完全替代传统检具,比如使用场地空间受限,测量头无法安装的时候只能使用传统检具。早期的柔性测量检具具有可自由组合,重复使用等特点。第二代柔性检具是指基于三坐标测量头的检具,具有可调节,量化测量等特点。第三代柔性测量检具指的是新一代的现场误差检测系统,其测量头位置,角度可以根据用户的需要任意设置,具有个性化,实用强的特点,其所用的测量工装也可以根据产品的需要而调节,测量过程中自动将检测数据录入数据库中,更高端先进的柔性检具还具有基于大数据进行误差分析的功能,不再需要人工进行筛选数据,从而使得到数据更为精准的运用于产品统计过程控制(SPC)。另外柔性检具具有一些传统检具没有的特殊优势,主要包括以下几个特点:1.一款柔性检具稍作简单调整就可以测量不同的产品(一对多)、不仅节约存储空间、而且部件均可以重复使用2.测量程序完成后,测量针按程序自动测量,不被外界因素干扰,而且原始数据自动记录保存。3.测量精度高、不怕变形(维护成本低)、开发周期短。
柔性测量检具的特点:
1) 柔性测量检具可以多次使用,在变换产品对象时,可以全部拆装,重新组装成新的夹具结构,已满足新产品的使用要求,但一旦组装成某个测量检具,则该测量检具便成为专用测量检具。
2) 和专用的测量检具一样,组合测量检具的最终精度是组成元件的精度直接保证的,不允许进行任何改装,否则将无法保证元件的互换性,因此柔性测量检具本身的尺寸,形状和位置精度以及表面质量要求高,因为柔性检具需要多次装拆,重复使用,故要求有较高的耐磨性。
3) 这种测量检具不受产品类型的限制,可以随时组装,可以适应新产品试制的改制变化等
4) 由于组合测量检具由各标准件组合的智能检具,因此刚性差,尤其是元件连接的接合面接触刚度对测量精度影响较大
5) 一般组合测量检具的外形尺寸较大,不及专用测量检具那样紧凑。
柔性测量检具的特性
1) 经济性 每次产品变化而投入的专用工装几乎可以不再投入资金。装置操作不仅简便,而且实用安全。用户可根据实际需要快速拼接出不同要求的工装,这种搭积木式的连接方式通用性强,拆卸方便。
2) 柔性化 柔性测量检具平台的承载能力高,刚性稳定,他的五个面均要加工有规则的孔,并刻有网线。检测平台可方便地延伸和扩展,组合。经扩展的标准台面可模块化的定位和夹紧直接连接在一起。在安装,调整和定位工件过程将柔性测量检具系统的通用功能展示的淋漓尽致,尤其在大型工件方面的应用上。
拼接方式多样,用户只要充分发挥想象力,几乎可达到任何专用夹具同样的定位和夹紧功能,拼装快速,装拆方便。工作台面可以根据工件形状,大小进行拼装组合。台面上的刻度和模块尺寸的设计,使操作工人不用量具就可以根据工件的尺寸迅速搭出所需的工装
3) 精确性 柔性测量检具平台在1吨左右集中载荷的作用下,其变形量只有0.553 mm,而在均匀载荷的作用下,其变形量只有0.024 MM 完全可以满足绝大多数的安装和检测,其组建的精度高,工作平台定位孔中心公差保证在0.05MM 以内,这种高精度将会反映在用户所加工的产品中。柔性测量检具的精度是由测量头精度来保证的。测量头可以重置归零,即使工装精度低或变形,只要重新将测量头归零,系统可以自动完成补偿,基本不会影响使用。
4) 重复性 柔性测量检具的台面由铸铁,钢结构件,精密加工件,模块化组件组合而成,其性能非常稳定,使用不当造成部件损坏时,也不用报废整张台,只要非常少的成本就可以更换单个部件,
5) 模块化 所有组件分门别类,进行了标准化和系列化,向后匹配,选用最少的模块,就可以实现各种快速定位和夹紧功能。
专用检具与柔性测量检具的比较