眾所周知，在汽車設(shè)計制造領(lǐng)域，計算機(jī)、機(jī)器人和3D打印技術(shù)的應(yīng)用越來越普及。福特虱子公司甚至還建立了沉浸式虛擬現(xiàn)實實驗室，讓設(shè)計師戴上耳機(jī)，可視化設(shè)計未來汽車的內(nèi)部和外觀。
雖然先進(jìn)的技術(shù)給汽車制造帶來了很多創(chuàng)新，但傳統(tǒng)的手工操作和測量方法仍然非常重要。在福特汽車公司南京在工程研發(fā)中心，PCF實驗室的工程師們將計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)的虛擬模型變成了現(xiàn)實——根據(jù)設(shè)計圖紙沖壓而成的鈑金零件被送到這里進(jìn)行精確的測量和對比，然后他們像搭積木一樣小心翼翼地將這些鈑金零件組裝成一個完整的車身，以驗證零件的偏差對整個車身尺寸精度的影響。
“制造汽車就像玩3D拼圖。無論大小，每一部分都非常重要。在虛擬世界中，有絕對的完美，但在現(xiàn)實中，我們的工作是盡可能地將虛擬世界的模型還原到實物中，”福特亞太區(qū)PCF負(fù)責(zé)人Eric Childers表示。“手工打造白車身需要相當(dāng)長的時間，但這項工作是工業(yè)流水線的基礎(chǔ)。”
平均每輛車上大約有700個鈑金零件，這些零件可能來自不同的供應(yīng)商。工程師要對這些零件逐一進(jìn)行測量，手工搭建白車身，驗證每個零件不僅尺寸準(zhǔn)確，而且零件之間的匹配近乎完美，才能準(zhǔn)確實現(xiàn)虛擬設(shè)計模型。這是一個非常耗時耗力的過程，但對保證產(chǎn)品質(zhì)量意義重大。PCF工程師通過實測和與設(shè)計圖紙的對比，找出了誤差的原因，供應(yīng)商據(jù)此修改了零件的模具。然后，工程師會再次重復(fù)這一過程，以驗證整個白車身的精度符合要求，從而避免在生產(chǎn)線上批量生產(chǎn)車身時可能出現(xiàn)的尺寸精度問題。
紅寶石探測機(jī)器人
雖然PCF實驗室的大部分工作都是由工程師完成的，但也離不開自動化儀器的幫助，包括這個他們稱之為Ruby的高精度機(jī)器人。它其實是一個三坐標(biāo)測量儀，紅寶石這個名字來源于測量儀“手臂”頂端的紅寶石探頭。工程師在CAD模型上選取近千個測量點，編輯測量程序，輸入電腦。Ruby會根據(jù)程序自動找到實際車身上的這些測量點，用探針以“輕”的方式接觸白車身表面，記錄下這些點的實際坐標(biāo)值，并與CAD模型中的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，記錄下誤差值。
三坐標(biāo)測量儀的測量精度可以達(dá)到0.03 mm，探頭有一顆經(jīng)過精細(xì)打磨的紅寶石，不會隨著空氣溫度、濕度等環(huán)境條件的變化而膨脹或收縮，保證了測量的精度。
BIW高級制造工程師Childers說:“我們制造、測量、再制造、再測量，直到偏差幾乎為零。Ruby的‘智慧’可以給工廠帶來巨大的收益。它確保了裝配線上使用的零件與設(shè)計模型高度一致，并能生產(chǎn)出高質(zhì)量的車身。”
追求高精度
福特虱子南京工程研發(fā)中心的PCF實驗室也有幾臺3D藍(lán)光掃描儀，可以拍攝汽車每個部位甚至整個車身的白色3D照片。這些照片輸入電腦后與虛擬模型進(jìn)行對比，每個誤差都可以用不同的顏色表示出來，這樣就可以非常直觀的找到誤差的來源和大小。
誤差過大會影響車身美觀、車門密封條等部件的使用效果，還會帶來更大的噪音和振動。為了給消費者帶來更舒適的駕駛體驗，每一個細(xì)節(jié)都不容小覷。
“我們將單獨測量和評估每個零件，然后將它們組裝成一輛汽車，然后作為一個整體進(jìn)行測量和評估，”Childers說。“這就像玩一個復(fù)雜的3D拼圖。我們按照正確的順序一個接一個地組裝它們，從而為我們的客戶打造出優(yōu)秀而漂亮的車輛。”