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——第十五屆全國汽車檢測技術(shù)年會側(cè)記
于2011年7月底召開的“第十五屆全國汽車檢測技術(shù)年會”首次將會議地點移至一個較邊遠的新興工業(yè)城市——柳州，但會場的人氣之高頗有些出乎主辦方的意料，尤其是來自廣西、四川等西南地區(qū)的代表人數(shù)占了1/4強，很多企業(yè)都是首次派人與會。而在全體代表中，來自汽車行業(yè)的企業(yè)代表占了近2/3。另一方面，本屆年會征集到的論文數(shù)量達到66篇，在會上宣講技術(shù)和產(chǎn)品的設(shè)備廠商達18家之多，都創(chuàng)下了歷屆年會之最，以至于在兩天會期的次日，只能分成兩個分會場（整車和動力總成、零部件）分別開會。
綜觀這次年會，一個突出的印象是驗證了一個事實：檢測領(lǐng)域中的新技術(shù)、新產(chǎn)品和各種創(chuàng)新思維，其生命力只能源于生產(chǎn)實踐。
生產(chǎn)實踐的檢驗提升了檢測新技術(shù)的價值
（1）“發(fā)動機制造2微米工程”應(yīng)用實踐的啟示
利用光學(xué)干涉3D成像原理對被測表面進行精密檢測（又稱為“全息攝影測量”）是一項問世不久的新技術(shù)，但在國外汽車工業(yè)已有成功應(yīng)用。推出這項技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的美國科惠力公司近年來曾在我國作過數(shù)次宣講，還為某高校提供了一臺樣機，但其影響力有限。自去年年初起，在地方政府主管部門的大力支持下，位于廣西柳州的上汽通用五菱、上海交通大學(xué)和科惠力公司聯(lián)合組成了“產(chǎn)學(xué)研”工作團隊，確立了“發(fā)動機制造2微米工程”項目，探索研究發(fā)動機生產(chǎn)過程中關(guān)鍵尺寸、形位公差對產(chǎn)品的影響，以及零部件制造精度與性能匹配的關(guān)系，而上述采用光學(xué)干涉3D成像原理的高精度平面測量技術(shù)（稱為ShaPix技術(shù)）成為該項目采用的主要檢測手段。上汽通用五菱公司的代表在第一天的大會發(fā)言中簡要介紹了這種測量新技術(shù)，并匯報了一年半以來該項目取得的一些階段性成果。
ShaPix技術(shù)利用激光反射后攜帶有被測表面高度信息的感受波，將干涉圖像轉(zhuǎn)換為3D高度圖，用于表示被測零件的表面狀態(tài)。與人們熟悉的坐標測量機（CMM）測量方法相比，在分辨力相同（均為0.1微米）的情況下，ShaPix能更準確、直觀、快速地表達實時檢測結(jié)果。
上汽通用五菱的代表通過幾個成功的應(yīng)用實例，反映出開展“2微米工程”項目以來所取得的實際效果，如針對工藝要求較高（平面度＜0.05，表面粗糙度Ra0.8）的缸蓋底面因接刀等原因?qū)е鹿ぜ砻嫱蛊?、部分區(qū)域粗糙度超差等問題， 利用ShaPix檢測技術(shù)，較快速、直觀地找出了相關(guān)影響因素，通過有針對性地改進加工工藝，取得了明顯的效果。上汽通用五菱的項目實踐和ShaPix技術(shù)的應(yīng)用價值給與會代表留下了深刻印象。
（2）工業(yè)CT技術(shù)已更多應(yīng)用于實際生產(chǎn)
工業(yè)CT是工業(yè)用計算機斷層成像技術(shù)的簡稱，是目前最先進的一種無損檢測技術(shù)。工業(yè)CT的基本結(jié)構(gòu)包括射線源、前后準直器、探測器、機械掃描裝置、電子學(xué)系統(tǒng)與接口、計算機及外圍設(shè)備、射線防護措施等。它能在不損傷被測物體的前提下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，快速、清晰、準確、直觀地對工件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、組成、材質(zhì)、缺損狀況及內(nèi)部尺寸進行檢測。
雖然工業(yè)CT的優(yōu)越性已眾所周知，但由于系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備昂貴、應(yīng)用成本高，導(dǎo)致“高處不勝寒”，制約了其在國內(nèi)的推廣應(yīng)用。不過，這種情況在近幾年已有明顯改觀。在本次年會上，先后有美國北極星成像公司和德國依科視朗射線公司介紹了這項技術(shù)和產(chǎn)品，尤其是向大家展現(xiàn)了該技術(shù)已在越來越多的企業(yè)中獲得成功應(yīng)用這一事實。
隨著用戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，國內(nèi)外企業(yè)界對X射線檢測及計算機斷層掃描的需求日益增長。為了克服“高處不勝寒”的缺點，工業(yè)CT生產(chǎn)商開發(fā)出了性價比更高、針對性更強的經(jīng)濟型（又稱為“緊湊型”）工業(yè)CT檢測設(shè)備。與價格昂貴的全功能型CT機相比，緊湊型CT機采用集成式鉛房設(shè)計概念，縮小了設(shè)備占地面積，并根據(jù)被測工件的實際情況，選用450kV的小焦點X射線源和線陣列探測器，從而為中小型企業(yè)提供了既能快速獲得準確、全面的檢測數(shù)據(jù)，又具有高性價比的最佳測量手段。事實上，與少數(shù)大型企業(yè)（如一汽大眾、上海大眾等）配備的全功能型工業(yè)CT測量機相比，緊湊型CT測量機的花費僅為其40%左右，特別適合檢測中小型尺寸的各種鑄件。
作為汽車工業(yè)的重要組成部分，輪轂、輪胎生產(chǎn)企業(yè)對嚴格控制其產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量極為重視，但出于經(jīng)濟性的考慮，目前采用工業(yè)CT作為檢測手段的國內(nèi)企業(yè)還很少。在本次年會上，南京戴卡華舜輪轂公司介紹了一種經(jīng)濟性較好的X射線實時成像全自動缺陷識別新方法。該方法通過X射線連鎖檢測和多級修正中值過濾，進行缺陷預(yù)防和鑄造過程修正。
（3）光學(xué)測量的應(yīng)用水平不斷提升，覆蓋面日益擴大
在本次年會上，不僅有一些知名量儀制造商（如?？怂箍?、蔡司、形創(chuàng)等）通過撰文或宣講介紹了自己先進的光學(xué)測量技術(shù)與產(chǎn)品，更令人關(guān)注的是，有不少用戶通過自身的生產(chǎn)實踐，折射出光學(xué)測量技術(shù)應(yīng)用水平在不斷提高，應(yīng)用范圍在日益擴大，以及在促進生產(chǎn)、改善質(zhì)量方面顯示出的巨大價值。首次參加年會的柳州五菱柳機動力公司在會上介紹了如何在工件質(zhì)量檢驗中應(yīng)用激光掃描技術(shù)提高檢測質(zhì)量。他們在三坐標測量機的PH10測座上連接了激光測頭，克服了以前采用接觸式測量時存在測量死角、多片測量數(shù)據(jù)拼合復(fù)雜、拼合精度低的缺點。而通過點云數(shù)據(jù)采集和處理，采用自動最佳擬合對齊等四種方法，以及利用圖形化的參考、偏差色譜圖等手段，更可以直觀地看出被測工件與數(shù)模尺寸、形位存在的差異。
上汽通用五菱公司除了在大會上做了關(guān)于“發(fā)動機制造2微米工程”的報告外，還向來自全國各地的代表們介紹了在整車生產(chǎn)中應(yīng)用?？怂箍担℉exagon）白光測量系統(tǒng)的案例。他們指出，傳統(tǒng)的坐標測量機雖然成熟，也有不少優(yōu)點，但卻存在一些明顯不足，如工件檢測時需要依賴專用的固定測量支架、單個零件的狀態(tài)并不代表裝配狀態(tài)、發(fā)生問題時如何從上往下查找原因等等。而通過引入白光測量技術(shù)，在很大程度上彌補了上述不足。由于白光測量精度高、覆蓋面大、可生成更多檢測數(shù)據(jù)、便攜性好、適應(yīng)車間環(huán)境、具有更強大的動態(tài)、快速尺寸分析能力，因此在應(yīng)對一些棘手的質(zhì)量分析和測試問題時顯示出很大的優(yōu)勢。該公司通過如何尋找轎車關(guān)門力過大的根源這一相當復(fù)雜、涉及眾多部件和環(huán)節(jié)的案例，給大家留下了深刻印象。
機械工業(yè)第九設(shè)計研究院介紹了已在國內(nèi)汽車制造業(yè)獲得越來越多應(yīng)用的激光在線檢測技術(shù)，并指出，隨著這項技術(shù)的國產(chǎn)化，工藝投資降低，而其對白車身生產(chǎn)過程的質(zhì)量監(jiān)控效果又相當明顯，因此有著廣闊的發(fā)展前景。在為年會提供的報告中，該院列舉了近十年來先后建成的華晨中華轎車、一汽捷達轎車、一汽解放卡車等幾條具有代表性的生產(chǎn)線，它們均采用了固定式激光視覺（CCD）傳感器結(jié)合圖像處理軟件和計算機控制系統(tǒng)對白車身進行100%檢測。
此外，加拿大的形創(chuàng)（Creaform）公司在本次年會上介紹了第三代手持式光學(xué)測量儀“Handy PROBE”，這種被稱為“便攜式光學(xué)CMM”的儀器具有很高的測量精度（測量不確定度在22μm以內(nèi)）和檢測效率，采用無臂式裝置及無線數(shù)據(jù)傳輸，具有自動對齊功能。它通過一個稱為“C-Track”的雙CCD跟蹤器來實現(xiàn)三維測量，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)實時、自動坐標對齊的工作方式。從Handy PROBE的工作實例可以看出，操作者手持儀器的下端有一個與被測部位接觸的探頭，其左后方即為C-Track。由于手持儀器的重量僅為450克，因此操作極為輕便。
立足于用戶，國內(nèi)檢測設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)與創(chuàng)新不斷取得進展
筆者在兩年前對第十三屆檢測技術(shù)年會的回顧中曾著重談到，國內(nèi)量儀生產(chǎn)企業(yè)已逐漸擺脫十年前那種僅在低端運行的態(tài)勢，逐漸躋身主流行列。今天，我們欣喜地看到，這種趨勢仍在持續(xù)，國內(nèi)量儀廠商立足于用戶需求，在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)方面不斷取得進展。
（1）創(chuàng)新的汽車ABS防抱死試驗臺
由煙臺光宇汽車設(shè)備科技有限公司研制的“汽車ABS防抱死及通過型全自動四輪定位綜合試驗臺”不僅是一項已獲得國家專利的新技術(shù)，而且已成為一種可直接用于汽車廠整車生產(chǎn)線的高效專用設(shè)備和定型產(chǎn)品。在本屆年會上，該公司不僅就此專題提交了論文，并且在大會上介紹了該項技術(shù)及設(shè)備，得到與會代表的普遍好評。
該設(shè)備在兩個方面有所創(chuàng)新，一是具有高速動態(tài)檢測ABS制動、滑行距離、車速表檢驗、稱重（輪、軸）等功能；二是采用了通過型自適應(yīng)軸距全自動四輪定位檢測新技術(shù)。通過以高速（30km/h 或50km/h以上）檢測方式取代傳統(tǒng)的低速（2.5km/h）檢測或靜態(tài)檢測方式，實現(xiàn)了檢測狀態(tài)與汽車實際行駛狀態(tài)的一致性，從而能真實反映汽車高速行駛時的制動性能。該設(shè)備的基本工作原理為：汽車停在檢驗臺架上，電動機驅(qū)動滾筒帶動車輪轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的滾筒相當于移動的路面，用于模擬汽車在道路上的行駛狀態(tài)，由于采用了獨特的專利技術(shù)，即根據(jù)汽車軸重等量值加載電慣量，模擬汽車在道路上的行駛動能，因此制動過程與汽車在道路上的制動過程是一致的，能夠真實反映汽車在道路上的制動性能。通過臺架試驗替代路試，可檢驗汽車的ABS制動主動工作效能，其檢測方法和判定標準都依據(jù)國標GB7258-2004。由于這種先進的檢測方式更接近汽車的實際行駛狀況，故能較好適應(yīng)汽車采用高新技術(shù)的需求，如滿足全時四驅(qū)車檢測的特殊性及配備ASR或ESP防驅(qū)動輪打滑智能控制系統(tǒng)車輛的檢驗需求，從而改變了傳統(tǒng)的反力制動臺和車速臺無法檢測新型汽車的現(xiàn)狀。
以“不斷進取，力創(chuàng)領(lǐng)先品牌，為各行各業(yè)做出貢獻”為宗旨的民營高科技企業(yè)天準科技公司也在本屆年會上展示了近年開發(fā)的一些新產(chǎn)品，其中給人印象最深的是非接觸式影像檢測技術(shù)。該公司在原有基礎(chǔ)上，又拓展了單次或批量檢測線距、復(fù)制測量重復(fù)性幾何量、坐標擺正、圖形比對和全景掃描等諸多功能。由于該企業(yè)堅持從用戶的實際需求出發(fā)，甚至為用戶量身定制檢測方案（稱為“定制化測量”），因此近年來在技術(shù)不斷進步的同時，客戶也在不斷增加。該公司用戶需要檢測零件的一個典型例子是精密模壓鋁制件，需要檢測各端圓弧半徑（測量精度為10μm）。檢測要求包括對模具、首件和作為主體工作內(nèi)容的過程進行測量，要求具備基本尺寸的測量、批量任務(wù)的設(shè)定，以及對測量結(jié)果進行SPC分析處理等多項功能。對這種中小企業(yè)提出的要求較為嚴苛的檢測項目，天準科技公司都能不遺余力地很好完成。
（2）高性價比的量儀新產(chǎn)品填補了用戶需求空白
在國內(nèi)量儀行業(yè)比較有影響的兩家企業(yè)——無錫福瑞德和無錫邁日機器公司在本次年會上介紹了近一兩年推出的可替代國外產(chǎn)品、填補了國內(nèi)用戶需求空白的高性價比檢測設(shè)備和量儀。這既展示了國內(nèi)企業(yè)的技術(shù)實力，也表明了它們立足于用戶實際需求研發(fā)新產(chǎn)品的正確理念。
無錫福瑞德公司研制的連桿自動測量稱重分選打標機用于上海通用汽車公司的一級供應(yīng)商——上海交運動力公司的一條可同時加工四種規(guī)格連桿的柔性生產(chǎn)線。該檢驗機采用全自動操作方式，流程為：加工清洗完畢的連桿通過自動輸送線進入檢測區(qū)后，依次通過翻轉(zhuǎn)、預(yù)判、稱重、尺寸檢測、打標和分選等多個工位，最終實現(xiàn)連桿所有尺寸、重量的檢測及分選打標。長期以來，這種復(fù)雜系統(tǒng)的綜合檢驗機基本上被國外一些公司所壟斷，由于售價昂貴，致使國內(nèi)一些有檢測需求的發(fā)動機廠或?qū)I(yè)連桿生產(chǎn)企業(yè)只能選擇手工測量、稱重及分組打標裝置。福瑞德公司自主研發(fā)的這種設(shè)備經(jīng)過兩年來的不斷改進，已經(jīng)達到較高水平，通過合理的機械設(shè)計和調(diào)整方案，可以實現(xiàn)四種不同規(guī)格連桿的測量，其大頭孔徑最大相差可達4mm，小頭孔徑相差為1mm，而中心距相差為8mm。在對連桿進行100%全檢時，測量節(jié)拍能夠達到12秒，與連續(xù)生產(chǎn)時兩工件的間隔時間相同。此外，該機還具備SPC統(tǒng)計分析功能，能對每種工件單獨進行統(tǒng)計分析。根據(jù)用戶需求，該機還可選配環(huán)境溫度補償裝置，以確保能在5℃－40℃的環(huán)境溫度下正常工作。
無錫邁日機器公司研制的兩種（數(shù)顯式和微分筒式）高效讀數(shù)式深度螺紋止通量規(guī)的最大特點是能方便地讀出螺孔深度的實測值，且能用同一個量規(guī)檢測不同深度的螺孔（只要螺紋相同）。該系列產(chǎn)品也能方便地拓展用于一般的光孔測量，最常見的是檢測工件的螺紋底孔，以配合螺孔測量。此外，該產(chǎn)品具有組合式特點，量規(guī)本體與螺紋測頭采用分體結(jié)構(gòu)，通過更換測頭，可以方便地實現(xiàn)量規(guī)換型或更新。多年前，丹麥Leitech公司首先推出了此類專利產(chǎn)品，受到以汽車行業(yè)為代表的許多制造商的歡迎。之后，又有幾家歐美量儀生產(chǎn)商自行開發(fā)了理念類似、但結(jié)構(gòu)不同的產(chǎn)品。不過，對于國內(nèi)汽車生產(chǎn)廠而言，價格偏高始終是個問題。無錫邁日自行研制的這種柔性深度量規(guī)吸取了各家所長，具有很高的性價比，受到用戶的普遍歡迎。
現(xiàn)場、實時、在線/在機測量和過程監(jiān)控仍然是檢測技術(shù)的熱點
隨著“產(chǎn)品質(zhì)量是制造出來的，而不是檢測出來的”這一現(xiàn)代質(zhì)量理念日益為廣大企業(yè)所認識和接受，對直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)手段之一——檢測及其相關(guān)技術(shù)的重視程度也在不斷提高。如今，“現(xiàn)場、實時、在線/在機測量和過程監(jiān)控”這些要素與企業(yè)質(zhì)量戰(zhàn)略的聯(lián)系越來越緊密，這一點在本屆年會上也得到了充分驗證。
（1）用于生產(chǎn)現(xiàn)場的新一代便攜式粗糙度測量儀
日本東京精密是一家知名的檢測儀器制造商，其產(chǎn)品覆蓋范圍很廣，除了主動測量、線外檢具等系列產(chǎn)品外，也是三坐標測量機、表面形狀輪廓測量儀在日本的主要供應(yīng)商（在日本市場的份額前者達50.3%，后者達60.4%）。在本次年會上，東京精密重點推介的是一款看來雖小，卻深受用戶青睞的新一代便攜式表面粗糙度形狀測量儀——SURFCOM FLEX。眾所周知，長期以來，表面粗糙度測量儀是作為精密儀器在精測室內(nèi)使用的，但隨著質(zhì)量意識的轉(zhuǎn)變，一些量儀制造商開發(fā)了適用于車間環(huán)境的粗糙度測量儀?？墒?，真正適合生產(chǎn)現(xiàn)場的便攜式粗糙度測量儀并不簡單，它必須具備適應(yīng)性強（能應(yīng)對較惡劣的不同環(huán)境條件）、易于操作（快捷、簡便、容易掌握）、功能豐富等特點，并具有選用不同驅(qū)動部的可變性。這種便攜式粗糙度測量儀的最大量程達50mm；有三種驅(qū)動部：標準型、退避型和橫向測量型；儀器的控制器結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔，采用大尺寸顯示屏和易于操作的控制按鈕，測量數(shù)據(jù)可通過USB接口進行傳輸，也可以用U盤保存數(shù)據(jù)。
（2）在機測量/監(jiān)控系列產(chǎn)品
知名的意大利馬坡斯（Marposs）公司的測量產(chǎn)品也非常豐富。在本次年會上，該公司重點推介了其富有特色的在機測量/監(jiān)控系列產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的功能除了對工件的內(nèi)、外尺寸/位置進行在機測量外，還包括對數(shù)控機床的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，以及進行機內(nèi)對刀等。這些測量裝置具有鮮明的特色，如采用無線信號傳輸系統(tǒng)，可快速、簡便地無線發(fā)送檢測結(jié)果；采用紅外測頭、超小型紅外測頭和無線電測頭等；藉助雙測頭光學(xué)系統(tǒng)，分別用于對刀和測量的兩種測頭可共用一套接收器和接口。MMS機床監(jiān)控系統(tǒng)配備了溫度、位移、力等多種傳感器，或可對機床狀態(tài)（振動、功率等）進行監(jiān)測，大大提高了機床運行的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。
（3）坐標測量機進入生產(chǎn)現(xiàn)場漸成趨勢
德國蔡司（Zeiss）公司的坐標測量機產(chǎn)品馳名世界，但在本次年會上，該公司卻一改過去介紹時的側(cè)重點——精度和穩(wěn)定性，重點推介了適用于車間現(xiàn)場使用的機型及相關(guān)應(yīng)用案例。如專門為在車間使用而研制的DuraMax坐標測量機，其主要特點為：①結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間??；②能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場溫度變化較大的工作環(huán)境；③可以從上、左、中、右四個方向裝卸被測工件，操作十分便利；④可以很好地與生產(chǎn)工序集成與配合；⑤具有相當高的測量精度（中等規(guī)格測量機的MPEEmax=2.4μm+L/300）。該測量機已在不少企業(yè)獲得了成功應(yīng)用。在上海通用汽車的缸體生產(chǎn)線上使用三坐標測量機的一個實際案例采用了另一種適應(yīng)車間環(huán)境的方式——將測量機置于一個與外界相對隔絕的小屋（機罩）內(nèi)，形成一個可控的小環(huán)境。在這種情況下，就可以選用通用機型的測量機了。
（4）生產(chǎn)過程監(jiān)控仍為企業(yè)所重視，但更注重實用性
在本屆年會收到的應(yīng)征論文和大會宣讀報告中，生產(chǎn)過程監(jiān)控仍然是一個熱門話題，相關(guān)論文多達6篇，且除了1篇出自高校外，其余5篇均來自企業(yè)。顯然，更注重生產(chǎn)過程監(jiān)控技術(shù)的實用性，而不是簡單套用“經(jīng)典SPC”已成為一種趨勢。神龍汽車公司介紹的檢查記錄卡就是很有代表性的一種實用SPC方式。已被該公司襄陽工廠廣泛用于現(xiàn)場生產(chǎn)過程質(zhì)量控制的記錄卡有三種：單值檢查（V卡）、屬性檢查（A卡）和符合性檢查（F卡）。前兩種卡用于單參數(shù)分析，其中V卡跟蹤量值（即計量特性），A卡則用于定性分析。F卡適合同時監(jiān)控多項參數(shù)，跟蹤這些參數(shù)公差定義的符合性。從卡的特點來看，單值卡具備報警功能，屬性卡只能在事后發(fā)現(xiàn)好/壞類型，而符合性卡本質(zhì)上也是一種A卡，但適用于多參數(shù)監(jiān)控。神龍汽車襄陽工廠的代表指出，在生產(chǎn)現(xiàn)場的實際應(yīng)用中，很少單獨使用一種卡，而大多采用“V卡+A卡”或“V卡+F卡”的組合模式。不可否認，從理論上講，上述模式與SPC的規(guī)范做法似乎不太一致，但生產(chǎn)實踐表明，這種方法基本上已能滿足企業(yè)對生產(chǎn)過程的監(jiān)控要求，而且由于簡單易行，受到生產(chǎn)車間的普遍認可，并希望擴大應(yīng)用范圍。客觀地講，上述模式體現(xiàn)了通過單值卡實現(xiàn)生產(chǎn)過程監(jiān)控，并通過屬性卡、符合性卡控制產(chǎn)品實物質(zhì)量的一種理念。
（作者：大眾動力總成（上海）有限公司 朱正德）
刀具信息網(wǎng) 責任編輯：小山
文章來源：中國刀具信息網(wǎng)
