浅谈白车身精度管理及提升

周金量　林世聪　孙定伟

摘要：通过日常测量模块化、过程管理体系化、问题解析标准化对车身精度进行闭环管理，通过通过车身精度有效管理、提升零件精度和夹具标准化管理以及优化焊接工艺，达到白车身精度的提升。

关键词：白车身；精度管理；精度提升；模块；夹具

1前言

汽车工业发展到今天已经成为国家重要的支柱产业，而一辆整车的制造和装配保证就是高精度的白车身，为此美国通用公司还提出了2mm工程，为了实现2mm工程，就必须对白车身精度进行严格的管理和控制，以及在设计和制造过程不断完善和提高白车身精度。综合运用尺寸工程知识、焊接工艺知识和检测技术，确实做好白车身在开发和制造过程的有效管理和控制，能够实现白车身精度的提升和稳定。

2管理提升基本思路

将车身精度管理和复合课题解析联动起来，车身精度管理模块化和体系化，问题解析标准化，通过车身精度和复合课题解析闭环管理，提升零件精度和夹具标准化管理以及优化焊接工艺，达到车身精度提升和高精度保持（如图1所示）。

3日常测量管理

日常测量进行模块化管理，根据焊接和装配要求主要分为工序模块和功能模块，这种分配方法便于对制造过程中工序保证能力进行监控和分析车身精度可能对装配产生的影响。工序模块测量点为焊接工序夹具定位点，用于监控焊接工序保证能力；功能模块为总装零件装配使用孔的精度，用于监控分析总装件装配稳定性。因各个功能模块相对独立，为了更有效更精准地管理白车身精度，日常测量在整车坐标系的基础下引入局部坐标系。

3.1工序模块

工序模块根据焊接工序分为机舱、前地板、后地板、左侧围、右侧围、顶盖共六大模块：机舱模块测量孔用于监控机舱总成定位RPs点的精度和机舱线、地板总成线等线体的工序保证能力，前地板模块测量孔用于监控前地板总成定位RPS点的精度和前地板线、地板总成线等线体的工序保证能力，后地板模块用于监控后地板总成定位RPS点的精度和后地板线、地板总成线等线体的工序保证能力，左右侧围模块分别用于监控左右侧围总成定位RPS的精度和左右侧围、总拼等线体的工序保证能力，顶盖模块用于监控顶盖总成RPs点的精度和顶盖生产线、顶盖安装工位的工序保证能力。

3.2功能模块

功能模块根据总装装配分为前围、后围、底盘、四门、车内、车顶共六大模块；前围模块用于左右前大灯、发罩、翼子板、前保险杠、雨刮、雨刮盖板、发动机等安装环境精度的监控，后围模块用于左右后尾灯、尾门、后保险杠、油箱盖、后轮罩挡泥板等安装环境精度的监控，底盘模块用于前悬架、前副车架、后副车架、后悬置等安装环境精度的监控，四门模块用于四门安装环境精度的监控，车内模块用于座椅、仪表、车内饰件、手刹、换挡器等安装环境精度的监控，车顶模块用于顶棚、天窗、遮阳板、阅读灯、拉手、车顶饰条、前后挡风玻璃等安装环境精度的监控。

3.3局部坐标

每个对象都拥有其自己的局部坐标系统和坐标系，所谓的局部坐标系就是以对象的中心为坐标原点，对象的旋转或平移等操作都是围绕局部坐标系进行的，这时，当物体模型进行旋转或平移等操作时，局部坐标系也执行相应的旋转或平移操作。以下，以白车身尾灯环境作为一个例子，说明如何进行局部坐标系测量。

第一步：确认侧围总成RPS以及现场尾灯环境夹具定位系统；

第二步：确立白车身测量支架基准，与整车RPS保持一致；

第三步：根据尾灯环境RPS以及现场夹具定位系统，选择局部坐标测量基准，三者保持一致。

4过程管理体系化

4.1体系化

以功能模块为单位，落实责任人针对白车身、分总成、外购件的工序孔、功能孔做CPK统计，把握精度变化趋势，过程管理体系化；

1.将白车身、分总成、对应零件测量点以模块为单位，进行精度过程分析，输出CP/CPK；

2.对超差部位，与分总成、零件精度作联动分析，确定不良问题点和不良原因，分为零件精度不良、焊装精度不良；

3.针对精度不良制定不良调查和对策改善推进计。

以前围模块为例，具体过程管理如下：

层级分析，提取精度课题，如图2所示。

4.2测量系统分析

1.测量系统是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。根据此定义，可以把测量过程看成制造过程，这个过程输出的不是产品而是数据，仅此差别而已，这样我们就可以利用在SPC中学到的研究制造过程的方法来研究分析测量过程。

2.测量系统分析分为两步，第一步判断测量系统是否在测量正确的变量，若适用，还要验证夹紧和锁紧。因为如果测量的是错误的变量，则无论测量系统多么准确或多么精密，仅是消耗资源而不能提供收益。第二步确定测量系统需要具有何种统计特性才是可接受的，为此，要了解测量数据做何用处。第二步又分为两个阶段。

第一阶段（实际使用前）

（1）确定测量系统是否具有所需要的统计特性；

（2）确认环境因素是否对测量系统有显著影响。

第二阶段（使用过程中）

（1）确定是否持续地具备恰当的统计特性；

（2）作为正常校准程序、维护程序和计量程序的一部分日程工作。

两个阶段的间隔要视量具固有特性及使用的频繁程度而定。测量时，应采用盲测，以排除人为的干扰。

盲测法：1、在实际测量环境下，在操作者事先不知正在对该测量系统评价的条件下，获得测量结果；2、通过适当的管理，盲测的试验结果通常不受霍桑效应（Hawthome effect）所干扰。

5问题解析标准化

应用尺寸链分析，结合车身、零件过程管理数据，形成标准化解析表，对异常点作过程监控，防止问题再发；

5.1运用尺寸链进行问题解析：

1.现场问题点反馈，或者VQ指摘；

2.现场实车确认问题点，列出尺寸链；

3.使用检具、三座标测量等方法测量各组成环的偏差值并进行尺寸链计算，找出超差的尺寸环；

4.根据尺寸链分析计算结果制定改善对策，原则上是通过将超差的尺寸环改善到合格范围内，来实现目标尺寸环合格；在超差尺寸链难以修改时，在保证不引发二次不良的前提下允许通过修改其他尺寸环达到目标尺寸合格。

5.2运用尺寸链进行精度监察：

1.列出需要监控模块装配尺寸链，制作监察表；

2.定期将各尺寸环实际测量精度输入到监察表，计算出封闭环精度；

3.当计算得出的封闭环超出公差时，提前进行分析预判是否会导致相关装配外观不良并进行实车仪装确认；

4.根据实车仪装状态确定超差点是否需要改善。若实车装配OK，列为风险点，持续跟踪变化趋势，如无恶化，可暂时不做改善；若实车装配NG，则应该马上调查原因，并进行对策改善。

6焊装夹具管理

6.1工装夹具

在汽车制造中需要用到多种零部件，其中加工时用来迅速紧固零部件的工装就是工装夹具，它能使零部件保持正确相对位置。因此，工装夹具的精度以及稳定性直接影响了车身精度以及稳定性。

6.2夹具导入

夹具导入时需要全部进行精度验收及稳定性验证：

①夹具精度验收

夹具制造完成时，尺寸技术员需要对夹具进行验收。首先需检查夹具各定位销、夹块、定位块等部件的完整度；然后将零部件置于夹具上加紧，检查各定位销、夹块、定位块等部件与车身零部件是否配合。

②夹具重复定位检查

将夹具空置加紧，使用测量仪检测各定位销、夹块、定位块，并记录数据；然后将夹具打开再夹紧，重复测量并记录多组数据，保证精度在0.2mm以内；

③零件共孔试验

将零部件放置于夹具上夹紧，在零部件搭接部位打孔，将夹具松开再夹紧，测量两孔之间的偏移量并记录数据；然后将夹具打开再夹紧，重复测量并记录多组数据，偏移量在0.2mm以内。

6.8日常夹具精度管理

夹具按照重要度分成A、B两类进行管理

①A类夹具精度每月测量一次，B类夹具精度每半年测量一次；

②对夹具精度超差部分、精度变化部分进行分析，最终通过夹具调整、零件精度提升等方式将夹具精度调整至标定状态，并保持；

③将夹具调整记录形成体系文件，方便查阅夹具状态及夹具精度管理。

夹具定位销管理

①新夹具导入后，由精度组制作夹具定位销清单，班组按照清单采购定位销备件，并保管；

②班组每个季度对所有夹具定位销尺寸进行测量，由精度组检查测量结果；

③班组对磨损、断裂的定位销进行更换，由精度组进行确认。

夹具日常维护

夹具日常维护由使用班组完成。

②始作业前，确定夹具定位销是否有松动、磨损；

②作业完成后，对夹具进行5s管理：清洁夹具BASE板、组件上残留的焊渣、黑胶、油污等，并检查夹具是否松动。

7白车身精度控制的思路与方法

白车身精度在日常管控中通过白车身的日常测量，夹具精度管理，零件单品精度管理等手法进行管控。在生产过程中，针对某些具体问题的解析，采用并行的工作方式。出现车身问题时，相关的零件单品应及时检证，焊接夹具精度及时测量。结合零件精度，夹具精度以及焊接总成的测量报告，进行分析确认，及时提出切实的改进方案进行改进，保证白车身质量得到有效的控制。

8结束语

汽车白车身的精度直接影响到最终产品的质量，如密封、噪音、寿命和外观等。随着世界汽车市场市场竞争的加剧和客户对产品的要求越来越严格，汽车车身制造精度的控制逐渐成为国际汽车工业界与学术界关注的重要课题。此文主要是通过研究白车身测量方法、建立过程管理体系化、解析问题标准化，并对夹具管理和零件管理等方法对车身精度进行管控。并结合实际制造情况，对车身精度实施有效的管理。