螺钉车退出白车身尺寸评估之趋势分析.docx

1、技术ITECHNOLOGYIRESEARCH研究螺钉车退出白车身尺寸评估之趋势分析文/田克平胡敏（泛亚汽车技术中心有限公司）王鹏（上汽通用汽车有限公司）本文从螺钉车的本来作用出发，结合现在的设计、验证、测、制造技术和螺钉车的固有缺点，详细论述螺钉车在当今的非必要性和未来趋势。螺钉车是指正式工装生产的零件或总成（简称工装样件），使用螺钉车工装（注：叫法不同，或叫MatchingTooling,或叫MeisterBock,或叫PartCoordinateFixture）,根据焊装步骡，用训钉或螺钉代替焊点，把扳金零件逐级拼装成白车身的过程。这个过程旨在评估零件及白车身的尺寸，分析问题，落实对策，避

2、免将问题带入试生产和正常生产。介绍螺钉车的很多文章，归纳其作用有：发现零件问题并修模；实物验证设计数模井整改；评估尺寸公差并调整；评估图纸、检具、工装的基准一致性并落实；制作工装调整件并调整工装。由于以上工作与生产工装的安装、调整同时进行，能够及早发现问题整改，有利于编短开发周期，节省费用，快速提升白车身质量。但是，以上优点是基于历史上的技术条件而言。现在条件发生了变化，相关技术已经不是问题，螺钉车是否还有必要）另外螺钉车的自身局限性，也要求重新评估其"作用”。验证零件尺寸螺钉车的原始作用是通过匹配评估零件尺寸，根据问题提供修改方案，用于修模。在设计正确的前提下，匹配问题的主要原因是

3、零件尺寸超差，而这可以通过检具检查发现，无需匹配评估。那么，为什么需要匹配评估呢？原因有3个方面：件无求，殷以。碰他；2. 虽然符合公差，但与名义值相比仍有偏差，当2个或多个零件的偏差积累时，导致整车发生如间隙太大或干涉等匹配问题；3. 检具无法测的区域尺寸超差。检具仅限周边和局部卡板检测，无法测全型面，如经常发生匹配问题的圆角、凹槽、筋等很难测，需要通过实物匹配才能发现。第1、2种情况与制造技术有关。在成型分析软件和模具技术不成熟时，零件尺寸及其稳定性很难控制。即时发现尺寸超差，受技术的局限，也很难整改，为使整体质、进度和费用不受影响，必须经过匹配评估来决定零件的修改方案。以那个零件修改简单

4、、时间短、费用少为原则，因此爆钉车成为必需。第3种情况检具测不到的尺寸，也已解决。检具已经不再是必需的测装置，各种光学测设备，如映像测量系统或激光扫描仪，已经广泛应用于零部件测,获得全型面数据，不留死角，不存在测不到的尺寸。因此，验证零件尺寸无需螺钉车。实物验证设计数模通过螺钉车实物拼装发现的问题，反查设计数模的正确性，验证结构的合理性，如定位、公差及强度等。从流程上看，验证设计不是嫁钉车的初衷和根本目的。此阶段，模具、工装已经制造完成，如有问题，修改时间长、费用高。过去蛾钉车阶段发现不少数模缺陷，自然地把验证设计当作其主要作用。根据以前经历，2000年前的项目，设计问题约占20%o流程上，设

5、计验证应在虚拟评估（VirtualAssessment）和工程样车（Prototype）阶段完成，以保证用于模具制造的数模正确。导致设计问题遗留至螺钉车阶段的原因包括：设计基础差、设计手段不成熟、设计与工艺不同步、虚拟评估不完整、工程样车验证不系统和零件更改不彻底等。设计基础差表现为缺乏工程经验，设计文件不完善。如零件转角处的"0”间隙设计如图1,实际零件稍有偏差就干涉；另外，如没有考虑焊接的误差积家也会造成干涉。设计方法的不成熟表现在手工画图或设计软件的局限导致的设计错误。二维设计对于复杂的车身很难防错，早期设计软件的片体数模实体生成方向经常搞错。虚拟评估走过场，无法全面发现问题。

6、设计基础差，缺乏基本判别原则，无法判别问题，如设计中不干涉就不是问题。设计与工艺不同步，设计完成后需要根据工艺要求再次更改，这些未能全部落实到数模中。工程样车未能全面验证尺寸。一方面，以前这个阶段工装没有按正常工艺的基准设计制造，基准不一致；另一方面，此时零件尺寸质差，或状态不清，缺乏必要的数据报告，分析问题困难，笼统地归结为零件质量，无法有效评估设计问题。零件更改不彻底，一个零件发生设计更改时，相关匹配零件没有同步更改，如尾灯增加一个定位销，但尾灯板上没有增加对应的定位孔。因为存在以上缺陷，为避免问题带入试生产阶段，螺钉车成了验证设计的必需步骤。现在的情况发生了根本变化。设计基础已经大大改进

7、，设计能力大大提升，开发系统、流程、标准的完善，从系统上保证设计不出错、少出错。设计软件彻底改变，三维软件大大改善了设计环境，基于知识的自动设计、自动检查也能够实现，降低了人为失误的风险。三雄偏差分析软件（VariationAnalysis）,如3DCS、VSA等，为早期提高结构稔健性和定位、公差的合理性提供了机会，避免后期更改。虚拟现实（VR）评审（见图2）模拟H实状态，为早期发现外观配合问题提供技术基础，无需等待实际零件匹配结果。持续不断的虚拟设计评审，有效评审设计以及设计与工艺，可发现问题，及时解决。工艺与设计同步开发，避免了因工艺无法满足设计发生的设计更改。制造要求（MR）在设计开始前

8、输入，作为设计条件，任何设计更改同步通知工艺并落实对策，工艺与产品设计基本上可以同步。工程样车工装与生产工装基准一致，增加了尺寸验证的有效性。并且，重视工程样车过程的尺寸验证，尺寸工程师制定详细计划，全程参与，系统发现并分析尺寸问题，落实解决，反馈数模更改。图1“0”间隙设计问题图2虚拟现实评审这样，尺寸匹配验证阶段只要验证工程样车阶段的更改落实情况，设计问题大为减少。经过以上流程和技术上的改进，99%设计问题不再出现在螺钉车阶段。这10年来的经历说明，设计问题已经很少，且很小。因此，设计已经无需螺钉车来验证。评估基准一致性嫁钉车评估基准一致性的方法是零件对照图纸在检具上画出基准，在螺钉车工装

9、上校合，再在生产工装上校合。从实际需要看，校对螺钉车基准的过程纯属多余。爆钉车用的是临时工装，完成评估后就报废，评估其一致性只是爆钉车本身的需要，与实际生产无关。真正重要的是零件图纸、检具和生产工装的基准一致性，无需螺钉车就可以实现。由于嫁钉车工装与生产工装的工位差异及布置需要，基准位置可能会改变。另外，螺钉车工装制造较早，后期基准更改较大。因此，花时间去校对覆钉车工装的基准一致性，没有太大意义。因此，基准一致性没有必要用螺钉车来验证。取消螺钉车，在工程样车工装上评估是一种替代方法。如果生产工装无法满足螺钉车时间，又不放心零件直接进入试生产,可以在工程样车工装上进行一轮类似的评估活动，减少风险

10、。制作工装调整样件制作工装调整样件（WitnessPanel,有的叫DrillPanel）是工装精调和重新校正稳定性的标准样件。螺钉车结束后，使用评估后合格的零件及拼装的各这是由尺寸策略和测技术决定的。功能性评估策略下，螺钉车评估"合格”的零件已经偏离了名义值",只有这样的零件才能够拼装合格的白车身，所以工装必须根据实际零件调整。这些零件同样作为今后工装校正的依据。测设备的局限是另一原因，如固定式测机很难在现场对复杂的工装进行测屋，工装调整样件成了必要的手段。随着技术的进步，“名义值驱动策略已经普遍推广，零件、工装按照名义值制造。如前所述，零件能够保证按照技术要求制造。测量

11、设备已经能够保证现场测工装，使之按要求调整，如关节智测机、激光跟踪仪等可以对任何大小、复杂的工装实施测标定。有些测宣设备还可以对工装进行动态重复性分析。工装调整样件已经失去意义，以工装调整样件为目的的螺钉车也不再需要了。螺钉车的缺点端钉车的主要缺点是其评估状态与实际生产不一致，作剧1得怀威on车工装、工位、联朝生产差异，关联性差；评估零件数星少，不具有广泛彳弋表性。询、工艺的差异导致评估结果的差异。零件放置方向差异如横放与竖放，夹紧差异如手动与气动，工位差异如工位集成与分步拼接，联结差异如蛾钉或雌j与接差异，这些都会影响总成r寸，结剿姓相关性。嫌了车发购I观，实p衽产秘发生，昧也然。另外，螺n

12、车评估只有i2#零件，个别零件的局部尺寸峪雕可能以全，牛鼬误导。ts钉车也无法验证产稳定性和可靠性，这在生产中非常重要。生产工装上的批验证，提高生产车身的尺寸质量才是尺寸评估的根本目的。其次，用作调整工装样件也不够谨慎。由于用作样件的零件本身有偏差，未必能够代表实际波动的一批”零件；再者，零件在调整、搬运和储存中会变形，用作"标准件"不够严谨。再进一步，车身焊接的研究证明，柔性薄板的总成尺寸很大部分是由焊接夹具决定的。端钉车过程中发现的零件尺寸偏差，未必会影响总成尺寸，没有必要根据1、2辆车拼装中发现的问题就去修改零件。未来趋势总结以上分析，现今螺钉车确实没有存在的必要。但

13、真正取消尊钉车，需要在产品设计、开发、验证、制造的各个环节明确要求，加强落实；需要落实虚拟评估和工程样车制造的尺寸评估；需要严格按要求测量零件；需要加强在生产工装上评估零件尺寸；需要有先进的测量设备。取消尊钉车，实物尺寸评估上需要加强两方面工作：一方面，集中力提高零件质,首先加强供应商现场交流，使其充分掌握零件要求，有重点控制；另一方面，加强现场尺寸评估，有的放矢修改零件或工装。只有这样，零件与工装的改进同步最终提升白车身尺寸，更加符合实际。取消实物螺钉车，研究数字化螺钉车"。零件用光学测设备整体扫描，数据录入电脑，在电脑中模拟白车身拼装分析，类似数字化螺钉车。优点是可以在数字状态下调整零件或基准，模拟改诳匹配状态，提出修改方向。但这项研究目前进展有限，原因如前所述，白车身拼装是一个复杂的过程，影响白车身尺寸的除了零件尺寸外，工装基准、拼装方法、焊接顺序、设备影响都很大。取消爆钉车，在工程样车工装上评估是一种替代方法。如果生产工装无法满足爆钉车时间，又不放心零件直接进入试生产，可以在工程样车工装上进行一轮类似的评估活动，减少风险