現(xiàn)代化的動(dòng)力總成加工車間將配備高速、高精度的加工制造設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的控制平臺(tái)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)提出了更新、更高的技術(shù)要求。本文通過描述動(dòng)力總成企業(yè)對(duì)檢測(cè)規(guī)劃、設(shè)備選型到測(cè)量系統(tǒng)的驗(yàn)收，再到動(dòng)力總成生產(chǎn)線設(shè)備調(diào)試、設(shè)備驗(yàn)收至批量生產(chǎn)的幾大工作步驟，得出了車間型測(cè)量機(jī)系統(tǒng)作為生產(chǎn)線規(guī)劃布局中重要質(zhì)量控制組成單元的必要性和優(yōu)越性。

在整個(gè)動(dòng)力總成加工制造環(huán)節(jié)，零件加工的節(jié)拍將精確到“秒”， 如此快節(jié)奏的生產(chǎn)過程要求快速、準(zhǔn)確的提供檢測(cè)報(bào)告。測(cè)量報(bào)告的快速呈現(xiàn)，可以有效控制產(chǎn)品的質(zhì)量和防止制造產(chǎn)品的批量報(bào)廢。同時(shí)，通過現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使車間型測(cè)量機(jī)成為生產(chǎn)過程的一部分，車間型測(cè)量機(jī)在完成工件測(cè)量后將在軟件窗口通過圖形化的標(biāo)識(shí)和數(shù)字化報(bào)告快速呈現(xiàn)被檢測(cè)零件合格與否，同時(shí)將通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至用戶的數(shù)據(jù)庫管理中心，如： 目前在全球動(dòng)力總成方面應(yīng)用廣泛的Q-DAS 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

本文將介紹來自?？怂箍涤?jì)量的Global Silver SF 測(cè)量系統(tǒng)在先進(jìn)動(dòng)力總成生產(chǎn)線中的配備過程及在制造工程中有效應(yīng)用。

動(dòng)力總成檢測(cè)規(guī)劃階段

項(xiàng)目規(guī)劃人員將確定在線CMM 設(shè)備的數(shù)量，以確保測(cè)量效率與加工、抽檢頻次有效配合，主要考慮測(cè)量設(shè)備的動(dòng)態(tài)性能，如空間運(yùn)動(dòng)速度與空間運(yùn)動(dòng)加速度、探頭的掃描速度和加速度等。根據(jù)工件的制造精度和加工環(huán)境確定測(cè)量設(shè)備的精度及設(shè)備類型，主要考慮測(cè)量設(shè)備MPEE, MPEP， MPETHP/t 等ISO-10360 指標(biāo)以及探測(cè)系統(tǒng)的承載能力( 懸掛加長(zhǎng)桿和探針的重量及長(zhǎng)度)。

同時(shí)，根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)的需求配備相關(guān)輔助系統(tǒng)，如：用于車間環(huán)境下穩(wěn)定電壓、氣壓的PUP 系統(tǒng)，用于用戶進(jìn)行快速、安全更換工件的上下料系統(tǒng)，用于確保工件測(cè)量狀態(tài)和穩(wěn)定性的夾具系統(tǒng)和用于適應(yīng)車間環(huán)境防塵等。

Global Silver SF 機(jī)型擁有866mm/s 的空間移動(dòng)速度和2600mm/s2 的空間加速度，與加工效率完美匹配。所配備的Leitz LSP-X5 系列探頭，支持最大負(fù)重500 克，最大加長(zhǎng)長(zhǎng)度500 mm，將確保動(dòng)力總成部件在高精度條件下一次性完成接觸掃描測(cè)量。

車間型測(cè)量系統(tǒng)的驗(yàn)收

不是任意一款測(cè)量系統(tǒng)都適應(yīng)生產(chǎn)車間的環(huán)境的。按照車間規(guī)劃及成本考慮，生產(chǎn)車間對(duì)溫度控制一般在15℃ 至30℃之間。測(cè)量系統(tǒng)在生產(chǎn)車間安裝后，將根據(jù)控制計(jì)劃的要求編輯完成測(cè)量程序，按照前期規(guī)劃的要求控制檢測(cè)的節(jié)拍。

在車間環(huán)境下完成機(jī)器精度及測(cè)量程序驗(yàn)證，其中最重要的驗(yàn)證是按MSA 要求完成測(cè)量設(shè)備的GR&R。GR&R 指標(biāo)由重復(fù)性和再現(xiàn)性兩項(xiàng)指標(biāo)組成，廣義上可理解為這兩項(xiàng)指標(biāo)的誤差值占尺寸總公差的10%，就可視為測(cè)量系統(tǒng)通過。

GR&R 的通過，確定了測(cè)量系統(tǒng)可以用于生產(chǎn)線的驗(yàn)收及生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。由于GR&R 測(cè)試使用加工工件并涵蓋整個(gè)零件尺寸，整個(gè)測(cè)試過程一般會(huì)超過48 小時(shí)。在寬溫度環(huán)境下，測(cè)量系統(tǒng)的寬溫帶設(shè)計(jì)及溫度補(bǔ)償功能，在整改測(cè)試環(huán)節(jié)中會(huì)起到至關(guān)重要的作用。Global Silver SF 機(jī)型配備結(jié)構(gòu)性溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，是針對(duì)時(shí)間/ 空間溫度波動(dòng)進(jìn)行測(cè)量結(jié)果補(bǔ)償?shù)男录夹g(shù)。

基于15 個(gè)溫度傳感器( 測(cè)量機(jī)上14 個(gè)、工件上1 個(gè)) 所組成的網(wǎng)絡(luò)，可識(shí)別測(cè)量機(jī)和被測(cè)工件溫度的變化并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。這種技術(shù)不僅考慮了材料的自然線性擴(kuò)張，也通過測(cè)量機(jī)的數(shù)學(xué)模型， 考慮了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的變化。因此測(cè)量機(jī)可在15 - 35°C 的寬溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量；圖1 中展示在42 小時(shí)溫度漸變中結(jié)構(gòu)型溫度補(bǔ)償系統(tǒng)的表現(xiàn)。

用于生產(chǎn)線的驗(yàn)收階段

在這個(gè)過程中，車間型測(cè)量機(jī)將提供測(cè)量數(shù)據(jù)，用于生產(chǎn)制造設(shè)備供應(yīng)商調(diào)整加工設(shè)備。在此階段，測(cè)量系統(tǒng)大約需要在車間環(huán)境下連續(xù)工作60 天左右，測(cè)量系統(tǒng)的誤差將直接影響Cm、Cmk 能力指數(shù)。其中環(huán)境溫度的變化對(duì)整個(gè)測(cè)試過程的影響最大。

同時(shí)，測(cè)量軟件將提供設(shè)備驗(yàn)收支持的用戶界面及產(chǎn)生符合Q-DAS 規(guī)范的數(shù)據(jù)報(bào)告。通過車間型測(cè)量機(jī)提供的首件(1part)、5parts、50parts 數(shù)據(jù)，質(zhì)量工程師會(huì)通過在Q-DAS 軟件中按照要求進(jìn)行能力分析，以判斷生產(chǎn)制造設(shè)備是否可以通過驗(yàn)收。

通常使用能力指數(shù)Cm、Cmk表示。(PQC 尺寸能力一般要求在2.0 以上，STD 尺寸能力一般要求在1.33 以上)。

車間型CMM 用于PPAP 階段

當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備完成驗(yàn)收后，用戶將使用加工機(jī)床連續(xù)加工至少250 個(gè)工件，然后通過每2 件或5 件的方式，用車間型CMM 抽檢，一般需要得到至少125 個(gè)工件的Q-DAS 數(shù)據(jù)。

質(zhì)量工程師通過在Q-DAS 軟件中按照要求進(jìn)行能力分析。通常使用能力指數(shù)Pp、Ppk 表示。(PQC 尺寸能力一般要求在1.67 以上，STD 尺寸能力一般要求在1.33 以上)，判斷是否可以進(jìn)入SOP 階段。

評(píng)估報(bào)告的數(shù)據(jù)顯示，在這個(gè)階段， 測(cè)量系統(tǒng)將連續(xù)運(yùn)行約120 個(gè)小時(shí)左右， 測(cè)量的效率以及車間的溫度變化都將影響PPAP 階段的進(jìn)程。同時(shí)，測(cè)量設(shè)備誤差也將直接影響Pp、Ppk 的結(jié)果。換言之，測(cè)量系統(tǒng)的誤差比越小，越能真實(shí)地反映加工線的加工能力。

車間型CMM 用于SOP

完成PPAP 后，已確定生產(chǎn)線處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)。此時(shí)，車間型CMM 系統(tǒng)將用于生產(chǎn)過程的工件抽檢環(huán)節(jié)。這個(gè)測(cè)量過程是一個(gè)長(zhǎng)期恒定的檢測(cè)過程。整個(gè)檢測(cè)周期會(huì)跨越4 個(gè)季節(jié)，也就意味著測(cè)量系統(tǒng)將經(jīng)歷15℃至30℃的漸變過程，這對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求。

現(xiàn)場(chǎng)操作人員將根據(jù)質(zhì)量工程師和現(xiàn)場(chǎng)ME 的要求，對(duì)生產(chǎn)制造工件首件、中件、末件、不定期抽查件和換刀件、換型件進(jìn)行檢測(cè)。

車間型CMM 軟件操作界面將提供一切可以用于追查質(zhì)量的輔助信息交付窗口，如：為用戶提供2D matrix 掃描槍， 用戶可使用掃描槍掃描噴在零件上的2D 碼，軟件將根據(jù)2D matrix 的編碼信息自動(dòng)完成測(cè)量程序的選擇、生產(chǎn)線編號(hào)等， 提供可選擇的測(cè)量目的以及操作者的信息等等。

車間型CMM 軟件操作界面還將提供用戶選擇測(cè)量程序的交付窗口，通過該窗口用戶可以根據(jù)需求按工序測(cè)量、按刀具測(cè)量、按項(xiàng)目或尺寸測(cè)量。在提高檢測(cè)效率的同時(shí)降低操作復(fù)雜性和出錯(cuò)概率。(end)