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“2mm工程”实现高精度车身制造 |
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作者：广州本田汽车有限公司焊装一科 高勇 来源：汽车制造业 |
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现代汽车制造中，普遍采用车身制造综合误差指数CII（Continuous Improvement Indicator）来控制车身制造质量，即“2mm工程”。这一误差指数不是车身制造质量测量数据的实际偏差，而是对车身制造尺寸稳定性指标的综合评价，不但可以应用于整车制造，而且可以应用于零部件制造。“2mm工程”应用于汽车工业不仅可以实现经济的汽车制造，同时也是一个国家制造技术水平的综合反映。
“2mm工程”的本质是建立以数据为基础的制造质量控制体系，通过对制造数据建模分析来识别车身制造尺寸偏差源，保证车身制造工艺的稳定性，最终提高整车的配合精度。其核心是采用先进的车身测量技术，建立从冲压工艺、加工装备到装配过程协调、一致、高效的测量系统，通过数据分析和积累，将人为的经验管理上升到科学管理水平。
车身精度的影响因素及控制措施
汽车制造企业在实施“2mm工程”过程中，汽车车身的匹配一直是主要影响因素，如果车身匹配精度超过规定值，就会影响汽车制造质量、生产节拍和产品成本。汽车车身匹配误差主要涉及4方面原因（图1），必须采取相应措施进行有效控制。
1、车身设计质量
一个产品在从无到有的过程中，最初的设计质量优劣将对产品的固有质量产生决定性的影响，因此，必须采取以下几方面措施：
□ 确保车身设计基准与工艺基准的一致性。
设计基准应与装配基准和加工基准一致，这样有利于实现车身匹配焊接质量的稳定性。
□ 多采用整体冲压件。
对不容易保证结构尺寸或尺寸要求较高的结构零件要尽量采用整体冲压件，以减少车身匹配时的装配误差和焊接变形。
□ 合理考虑车身匹配焊接方法。
焊接的接头设计尽量采用电阻焊方法，以减少焊接变形。
□ 定位焊点具有合理的位置和数量。
定位焊点的位置和数量影响到本工序的车身刚度能否保证后续工序的车身品质。特别是在生产线改造时，要注意焊点迁移对车身精度的影响。
2、焊接夹具的影响
图2、图3所示分别为车身侧围总成夹具和顶蓬总成夹具。
图2 侧围总成夹具
图3 顶蓬总成夹具
□ 焊接夹具的定位基准与产品设计基准和装配基准应重合，这样可以消除由于基准不同而产生的尺寸误差，简化装配协调关系，提高焊接夹具的装配精度。
□ 夹具制造精度应达到设计要求。在车身试生产前要对夹具进行调试，检验夹具能否保证焊接精度，夹具与零件的协调性以及对零件匹配质量进行考核。
□ 与车身匹配相关的零件尺寸应保证，特别是装配孔、装配面和工艺孔的尺寸必须严格控制，因为车身焊接时的变形往往造成这些部位的尺寸偏差。
□ 在夹具制造精度得到保证的前提下，还需要考虑对重要定位销、面的热处理和生产维护。
3、控制焊接变形量
□ 采用电阻焊可以减小车身焊接变形。由于电阻焊为内部热源，加热集中、热影响区小、容易获得优质接头。
□ 采用先进焊接设备减小车身焊接变形。机器人焊接不仅能使车身焊接时焊点均匀、点焊顺序稳定，而且能提高焊接速度。
□ 严格按照焊接工艺控制车身焊接变形。在产品生产的一系列过程中都必须制定明确的焊接工艺文件，并严格按照焊接工艺文件的要求进行控制。
□ 随着车身向“轻量化”方向发展，高强度钢板得到广泛应用，这种材料对制造精度非常敏感，零件精度的偏差，不仅影响白车身的精度，而且对车身的强度也会造成很大地影响。
4、零部件精度及操作过程的影响
□ 提高零部件的制造品质。由于整车所包含的零部件中，有很多是由不同的供应商提供的，因而存在技术水平上的差异，从而会在焊装过程中产生累计误差，影响车身精度及整车品质。另外，冲压车间生产的零件，因工艺或模具等原因，会产生较大的回弹量，给车身精度带来不良影响。因此，控制零部件的精度是提高车身精度的首要课题。
□ 改善各配套厂的零部件包装及物流方式。将物流过程中的零部件状态变化纳入质量管理范畴，防止运输过程中零部件之间的碰撞变形。
□ 操作过程的影响既包括零部件在生产过程中在夹具间的传递，也包括人工操作，如果操作不当，会使定位孔、面产生变形，从而影响后工序的定位和零件之间的配合精度。
提高车身精度的思路和方法
1、强化设备管理
□ 加强对焊装夹具、检具、模具、三坐标测量机及机器人等设备的管理，在机器人示教过程中，焊接姿态不好会直接导致零件在焊点附近变形。
□ 焊装车间每个车型都有近60～80套夹具，因而，高精度且稳定的夹具是实现高精度车身的基本保证。在夹具管理过程中，应建立夹具管理数据库，以便于对每套夹具的状态有一个良好的把握，另外要特别注意做好夹具各定位销的相关性管理，有些夹具仅分析单个定位销的位置精度及磨损量是不够的，必须从相关性角度考虑，否则将无法保证高精度的白车身。另外，应加强对夹具的维护保养，及时清理在焊接过程中，飞溅落在定位销和定位面上的金属残余。
□ “夹具检具化”的合理运用。“夹具检具”化的目的是通过高精度的夹具来替代部分检具的功能，从而真正实现在生产过程中对零部件的品质起到监控的作用。“夹具检具化”的前提是高精度的夹具，它可以让生产员工及时了解流入本工序的零件品质情况，是一种既节约成本、又充分让全员参与品质管理的新思路。
2、抓好过程控制
工序质量控制是质量管理的重要内容，工序控制的主要任务是把质量特性值控制在规定的波动范围内，使工序处于受控状态。统计质量控制（SPC）是工序质量控制的重要方法，SPC是对生产过程中质量特性值总体进行随机抽样，对总体做出统计推断，它通过运用控制图对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统问题，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。
SPC以图形或数值为基础建立一个以过程为核心的质量管理体系，其中数据的质量是非常重要的，数据的准确度、可信度直接影响到我们是否在适当的时候采取合适的行动。主要有两方面的影响因素：
□ 测量系统的影响；
□ 记录数据、计算等人为的影响。
工序质量控制的关键在于找到控制点，控制点的质量信息是生产现场质量信息的重要组成部分，由车间质量工程师集中管理。在各控制点的控制图和数据记录中，包含着许多宝贵的质量信息，车间质量工程师及时收集、汇总，会同工艺人员进行统计分析，作为指导这些工序的重要依据。
3、系统、科学地分析车身数据
通过三坐标测量得到的车身数据必须系统、科学地进行分析，采用左右差管理、相关性管理的方式找出这些数据间存在的规律。例如：假设偏差按±1.0mm管理，如图4所示，当左侧围在X方向上偏差-0.8mm，右侧围在X方向上偏差0.8mm时，从理论上说左右侧围的偏差均在合格范围内，但从侧围左右差来看有1.6mm的变化，这必然会导致发动机罩和前翼子板的前端不能密切结合。
4、TQM强化实施
TQM（Total Quality Management）是一种顾客导向的管理方法，它强调有效运用人力资源及计量方法，通过持续改进，以提升产品与服务品质（图5）。TQM是一种思想观念，一套方法、手段和技巧，通过全体员工的参与、改进流程、产品、服务和公司文化，达到在百分之百时间内生产百分之百的合格产品，以满足顾客需求。全面质量管理的基本原理与其他概念的基本差别在于，它强调管理必须始于识别顾客对产品的质量要求，终于顾客对产品质量感到满意。全面质量管理就是为了实现这一目标而指导人、机器、信息的协调活动。全面质量管理工作的一个重要特征是，从根源处控制质量。例如，通过由操作者自己衡量成绩来促进和树立他对产品质量的责任感。
图5 全面质量管理强调以持续改进，提升产品质量和服务品质
同样，车身精度的提高仅仅靠品质管理人员的努力是远远不够的，这是一个系统工程，它必须依靠全体员工的一致努力：从设计阶段到生产阶段，从零部件供应商到整车厂四大车间，从零件单品品质到车身零件配合精度，从各工序的过程控制到总成件的综合分析，需要全员参与才能达到最终的目标。
结束语
“2mm工程”并不是一个单一的产品质量评价体系，而是通过对企业“2mm工程”的有效性评价来推进企业适应全球市场竞争。由于车身匹配与整车安全性和可靠性关系密切，而且车身又是汽车零部件的匹配载体，其制造质量的优劣对整车质量的影响极大。(end)
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(5/1/2008) |
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