基于Best-Fit技术的...自动尺寸调整功能研究与应用_张宝东 (1).pdf

AUTO TIME 155 MANUFACTURING AND PROCESS|制造与工艺 时代汽车 1引言随着工业 4.0 与智能制造 2025 概念的全面开展，消费者感受到的汽车功能越来越富有科技感，其实在消费者感受不到的生产制造过程中，汽车制造业也逐渐摆脱了传统的人工生产制造模式，更加机械化自动化的先进生产线被越来越多的应用到车身制造中，北京奔驰汽车制造生产线也越来越数字化、智能化，目前北京奔驰汽车的白车身四门两盖装配已经从人工装配逐步转换成使用 Best fit 技术自动装配，新技术的应用不仅是使白车身的科技含量更高，同时也使整车的尺寸更加稳定，质量更好。2Best fit 自动装配技术原理Best fit 技术是戴姆勒公司独立开发使用的一项汽车智能装配技术，直译过来为“最佳匹配”，主要应用于白车身四门两盖到车身骨架的装配，该技术通过机器人抓手携带多个传感器（包括线传感器和点传感器）对待装配的覆盖件与白车身骨架的相对尺寸位置关系进行实时扫描测量，通过实时反馈与精密计算，继而拟合出车身覆盖件与白车身骨架间的最佳匹配位置，达到最终装配结果趋近于设置的理论值的状态，实现覆盖件的全自动装配。1Best fit 技术的实现主要通过 training功能。在系统中设定 training position,首先选择一个接近最终装配位置安全位置，设置车门与白车身的各处相对距离为理论标称值，当机器人抓手携带车门到达training 位置后，各激光传感器不断测量车门到白车身的距离实际值，反馈给系统，同时不断调整机器人抓手姿态，修正车门姿态位置，使最终实际测量值达到或接近设定的理论标称值。如图 1车门白车身车门白车身图1Best fit training 基本原理3Best fit 数据准确性为确保测量结果真实准确，需要定期对 best fit 测量结果与 CMM 测量结果进行数据校正，称之为 correlation。在 做 correlation 之 前，首 先 要 完 成best fit 测量点与 CMM 报告中对应点的数据关联，确保数据校正时对比的点位正确。在 IQ-VIS 软件中选择 configurator edit topology measurement points,找到具体的点位就可以与 CMM 报告数据进行数据基于 Best-Fit 技术的白车身自动尺寸调整功能研究与应用张宝东赵洪生季良北京奔驰汽车有限公司北京市100176摘 要：随着 Best fi t 技术在北京奔驰的使用，传统的人工装配白车身四门两盖工作已经逐步被更加机械化、自动化、智能化的机器人装配所取代，本文通过 Best fi t 技术在北京奔驰汽车装配制造过程的应用实践，结合 Best fi t 技术的基本原理，在此基础上，介绍了车门尺寸在装配过程中的自动调整功能，该功能使车门装配尺寸结果更接近设置的理论目标值，同时使 Best fi t 装配的稳定性进一步提升，提高生产效率。关键词：Best-fi t白车身自动调整尺寸Research and Application of Body-in-white Automatic Sizing Function based on Best-Fit TechnologyZhang BaodongZhao HongshengJi LiangAbstract：With the use of Best fi t technology in Beijing Benz,the traditional manual assembly of body-in-white four-door and two-cover work has been gradually replaced by more mechanized,automated,intelligent robot assembly.Through the application practice of Best fi t technology in Beijing Benz automobile assembly and manufacturing process,combined with the basic principle of Best fi t technology,the automatic adjustment function of door size in the assembly process is introduced,which makes the door assembly size result closer to the theoretical target value of the setting.At the same time,the stability of Best fi t assembly is further improved and production effi ciency is improved.Key words：Best-fi t,body-in-white,auto-tuning,size156 AUTO TIMEMANUFACTURING AND PROCESS|制造与工艺关联。图2IQ-VIS软件中点关联图3CMM数据导入完成数据关联后，在 IQ-VIS 软件中选择 analysis correlation analysis,开 始 数据校正。将 CMM 数据导入 IQ-VIS 软件中，开始软件计算后，得到如图 4 结果，然后将新的 offset 值更新到生产现场的 VMT 电脑中，保证 best fit 测量结果的准确性。数据校正后新的 offset 值图4Correlation结果4Best fit 车门装配的一般过程在实际生产过程中，由于单件尺寸偏差波动或总装尺寸变动需求等因素，training过程之后往往需要增加一个补偿值，才能使最终测量结果达到目标值。在 Best fit 车门装配的一般过程中，补偿值需要工装组人员根据生产实际情况适时调整。Best fit 车门的全部装配过程为：首先由工人将车门正确放置到上件工装胎，机器人抓件到 training position，抓手带件完成 regulation 后，到达打钉位置并完成螺栓打紧，然后抓手将车门拉到零位，完成最终尺寸测量，工装组人员根据实际测量结果修改装配补偿值，等待后续车辆验证装配结果。如图 5。过程并不复杂，但由于现场一人负责四门两盖所有工位的装配尺寸调整，人工调整反应慢，且有补偿值不准确造成调整过量的风险，并不能达到 Best fit 自动装配最理想的智能装配效果。5自动尺寸调整功能5.1自动尺寸调整装配过程自动尺寸装配的过程与一般装配过程基本一致，不同的地方或者说体现自动调整功能的地方在于，不需要工装人员根据最终尺寸测量结果手动修改补偿值，而是会根据工装组前期设定的目标值与前车实际值的结果，自动修改补偿值，使整个装配过程真正的闭环实现自动调整功能，达到理想的 Best fit 装配调整过程。如图。5.2自动尺寸调整功能系统设置步骤 1，首先在程序中创建一个新的Local 点；步骤 2，设置调整参数，MAX 和 Min做成+/-15 即可；步骤 3，输入 station name,注意需要跟 best fit Audit setting 名字一致；步 骤 4，输 入 Type name 和 Subtype name,跟 best fit Visu 名字一致；步骤 5，输入 Value name 和 Meas.Pos name，需要跟 best fit Value settings 名字一致；步 骤 6，验 证 适 配 是 否 成 功，每 个Local 点适配完成之后，输入已经装配完成的适配车型的 Body Number，验证是否适配成功，绿色成功！红色失败！设置完成后，可以根据现场实际需求，在 Best Fit Type setting 里 的 Final Offset 开启本工位需要开启的方向，会有三个选项：1.Signal Value、2.Average Value、3.Correction,选择 Correction 在此设置下适配自动调整补偿值的调整量参数。具体图5一般装配过程流程图上件位置抓件位置调整位置打钉位置拉零位置最终测量位置Training位置Regulation位置Mounting位置工装组按照测量结果手动调整姿态图6自动尺寸调整装配过程上件位置抓件位置调整位置打钉位置拉零位置最终测量位置Training位置Regulation位置Mounting位置根据之前车辆的测量结果和工装组设定的目标值进行自动偏移调整AUTO TIME 157 MANUFACTURING AND PROCESS|制造与工艺 时代汽车 可调整参数可参考图 8。5.3自动尺寸调整功能应用效果自动尺寸调整功能设置完成并开启应用后，只需在系统中设置好目标值和预设好自动调整量，在实际装配过程中，机器人抓手就会根据实际状态进行补偿值的自动修正。从实际应用结果来看，车门装配稳定性明显提升，没开启之前的波动量大约是 1.2mm，开启运行后，波动量明显变小，大约是 0.7mm，装配质量和尺寸稳定性都明显好转。如图 9。5.4自动尺寸调整功能优点容错率高：自动尺寸调整功能的应用，能够有效减少车门或白车身尺寸偏差带来的影响，提高装配系统的容错率；效率高：减少了人工调整和时间，提升了装配尺寸优化的效率；稳定性高：能有效的提升车门尺寸装配的稳定性，提升一次装配合格率；返修少：随着稳定性与一次下线合格率的提升，后续的返修量减少，返修时间减少，整车质量得到提升和保障。6总结本文基于 Best fit 工作原理，通过对比Best fit 一般装配过程和自动尺寸调整装配过程，阐述了 Best fit 自动尺寸调整功能的各项优势。Best fit 自动调整功能的成功应用，使 Best fit 技术在白车身整车制造中的作用得到更加全面的提高，同时也为提升整车制造的质量和品质提供了坚实的基础和技术保障。参考文献：1基于VMT BESTFIT的STF&P技术应用J.郑星汇.汽车工艺师.2018(04).图9best fit自动调整功能开启结果前后对比图8参数配置界面报错设置调整算法公式日常调整量系数超差调整量系数超差量调整正负方向调整目标值调整方向适配点报错设置参考车辆数图7步骤 1步骤步骤步骤步骤步骤