汽车检测线设计与研究

$%" 统计过程控制应用原理
统计过程控 制 $&’(’)*’)+(, -./+0** 1/2’./, 简称
&-1 %分析模块的设计依据是产品质量的统计观点 !
它是现代质量管理的一个基本观点 !它包含如下基 本要点 &3% 产品质量存在变异性 " #% 产品质量的 变异性具有统计规律性 " $% 产品质量的统计规律 性是可以认识的 " 4 % 利用产品质量的统计规律识 别生产过程的稳态与非稳态 ! 从而达到控制 # 改善 产品质量的目的 " 即产品质量的波动是必然的 !重 要的是让产品的质量波动受异常因素的影响尽可 能小 ! 当异常因素出现时 ! 能及时发现并经过调整 获得纠正 " 控制图是一种对过程质量加以测定 # 记录从而 进行控制管理的有效方法 " 图中有中心线 15#上控 制界线 615 和下控制界限 515!并有按时间顺序抽 取样本数值的描点序列 !如图 $ 所示 " 控制图的作图 原理是基于产品的质量特征值 !服从正态分布 !即特 征值波动是由多种随机因素共同作用形成的 "
系统功能软件设计的另一重要任务是人机界 面的设计 " 良好的人机界面设计可以简化操作 " 降 低操作差错率 "提高效率和工作兴趣 # 人机界面由 检测登录界面 $ 数据采集界面 $ 标定界面以及制动 性能分析界面等组成 # 系统功能的所有设置和调 整均能在上述界面菜单提示下完成 "系统的维护和 管理不需要专业计算机人员 #
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湖北汽车工业学院学报
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程的中间数据 ! 不需要增加采集数据的成本 " 经过 处理的数据还可以提供给零部件生产企业 ! 做到 信息资源共享 " 下面以汽车的制动性能检测过程 数据为例 ! 分析该模块工作原理 # 可行性和以及介 绍实际应用情况 "
差范围之内 ! 且没有制动轴锈蚀卡滞 # 摩擦片铆钉 外 露 #摩 擦 片 含 有 油 污 和 水 湿 #油 管 $气 管 %漏 油 $气 %或瘪凹等异常因素存在时 !制动力波动范围和 上述各因素的实际制造装配精度有一致性 " 假定无 异常因素和公差失控发生 ! 即制动器的生产过程处 于完全受控情况下 ! 根据统计学原理 ! 制动力分布 应符合正态分布规律 !制动力的分布范围用标准差
图$ 程序结构框图
制提供原始分析数据 # 统计过程控制分析模块主 要用于汽车零部件整体质量的评价和控制 " 它不 同于对单台车辆某个性能指标合格与否的判定" 而是通过零部件的关键技术指标数据对零部件生 产过程能力进行整体评价 # 利用该模块可以对不 同零部件生产商的生产过程能力 做定量评价"还 可以定量指出质量改进空间 # 体现现代质量管理 预防为主和持续改善的先进理念 # 它利用检车过
$%$ &-1 技术的应用
图 $ 所示为均值基本相同的 # 批次制动器 $ 来 自不同生产厂家 % 的制动力控制图 " # 批次产品规 格相同 !即产品的结构尺寸参数都相同 " 但从图 $8 中看到图 8 所示产品波动幅度明显大于图 ( 所示 产品 !# 批次的产品质量都处于统计稳态 ! 制动力 波动的差距 $! 值 % 主要缘于制 造和装配 公差的控 制 " 依据国家标准对制动性能的检测显示 ! 图 ( 所 示产品初检不合格率 $包含制动差和制动和 # 个指 标 % 为 9: 左 右 ! 而 图 8 所 示 产 品 初 检 不 合 格 率 高 达 3!: " 可见应用 &-1 控制图可以定量评价制动 器制造过程的工艺能力和生产过程的受控程度 " 在汽车检测线现场 ! 常常看到制动性能不合格
Байду номын сангаас
主控制程序界面是主控系统的窗口界面 # 由车 辆队列窗口 $检测项目窗口 $检测结果窗口 $状态栏 等组成 # 状态栏给出了当前检测状态和设备状态 " 车辆队列窗口显示正在检测车辆的流水号 $底盘号 和当前所在的工位 "检测结果窗口显示检测数据以 及合格判定结果 # 检测线工作人员通过主控制程序 界面就可以监控检测线运行 " 线上全部在检车辆的 工作情况一目了然 # 在设计主控制程序界面时 " 采 用模拟仪表技术 " 使检测流程与结果更加醒目和直 观 " 主控制程序界面如图 # 所示 #
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要 ! 介绍了汽车检测线工艺布局和控制软件的 设 计 " 探 讨 了 基 于 ’() 技 术 利 用 检 测 数 据 对 汽 车 零 部 件 生 产
过程能力进行评价控制的原理 % 可行性及其应用 # 关键词 ! 汽车综合性能 ) 检测线 ) 质量控制 ) ’() 技术 中图分类号 ! *(%+$,- ) *(#.",+# 文献标识码 ! / 文章编号 ! "&&0!-$0# ’%&&- (&$1&&%$2&$
#
控制软件设计
汽车综合性能检测线由工位设备 $ 显示单元 $
登录计算机 $ 数据采集计算机 $ 主控计算机以及系 统控制软件组成 # 控制软件的作用是实现流程控 制 $ 数据采集和数据处理 " 是整条检测线设计的核 心 # 控制软件的基本要求是具有良好的人机界面 " 运行稳定 " 在启动 $ 停止工位设备和引导车辆运动 时安全可靠 "还要满足国家相关标准要求 # 如果把 控制软件作为一个商品进行开发 " 除了上述基本要 求外 " 还应具有一定程度的通用性 " 以缩短新线的 开发周期 # 该要求的主要制约因素是不同的用户 工位设备配置不同 " 工艺布局和工艺流程也不一 样 " 系统控制软件基本属于专用软件 " 一般不具有 通用性 # 本文介绍采用功能细分 " 模块化结构设计 的解决方案 " 让专用软件具有尽可能多的通用要 素 " 设计新线时 " 根据不同的工位设备配置和工艺 流程安排 " 重组模块结构 " 可使新线的开发设计周 期大大缩短 # 在局域网络系统模式下 "不同的模块 可以放置在不同的计算机中 # 工作任务的分解和 典型的配置结构如图 $ 所示 #
! 表示 ! 稳态条件下的 ! 值反映了制造过程的工艺
能力 " 显然 !用控制图可以直观的揭示产品的过程 工艺能力和综合质量 " 从控制图可以看出制动器的 生产过程是否稳定 !生产是否完全在受控的情况下 进行 " 以及生产过程的工艺能力如何 ! 产品是否满 足批量装车条件的最低质量要求 " 实际的应用情况 显示 !! 值超过一定的限制以后 ! 首检制动性能不 合格率明显上升 "
图#
主控制程序界面图
%
生产过程能力评价与控制的研究
比较目前市场上常见的汽车综合性能检测线
系统控制软件 " 本文介绍的控制软件在功能模块 中增加了制动性能分析模块和统计过程控制分析 模块 # 前者用于纪录车辆每一个车轮的制动力曲 线特征值 " 在任意时刻可以对某一台车辆制动力 曲线进行复原供作深入分析用 # 分析内容包含行 车制动性能 $ 制动力平衡条件 $ 制动协调时间等国 家法规要求的内容 " 也可以分析车辆前 $ 后轴制动 力分配情况 # 从而评价汽车制动时的方向稳定性 " 为车辆制动系统的进一步改进设计 $ 装配质量控
"
检测线的工艺布局
收稿日期 ! %&&-!"&!"" 作者简介 ! 王维志 ’".-#2 (" 男 " 河北清苑人 " 副教授 " 从事数控加工技术 % 机电一体化研究 #
第 !! 卷 第 " 期
王维志等 % 汽车检测线设计与研究
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间入口 ! 排污较大的检测项目靠近大门 " 并在主风 向的下风位 " 以减少车间内部污染 ! 前照灯检测应 位于车间中央 "避免阳光照射引起检测误差 #
图$
制动力控制图
的车辆被迫重新调整后进行复检 !车辆制动性能经 多次反复检测仍不能通过的情况也时有发生 " 提高 汽车车辆的初检合格率 ! 可以降低检验成本 ! 提高 车辆零部件的内在质量 " 应用 &-1 方法可以及时发现批次不合格的产 品 ! 防止批次不合格的产品大量装车 ! 图 4 所示为 某一个时段的制动力均值 ; 极差控制图 ! 控制图显 示制动力频频超出控制界 ! 说明产品质量极不稳 定 ! 生产过程处于非稳态 " 致使综合性能检测过程 中出现反复调试反复复检的情况 "
汽车综合性能检测线是综合运用现代检测技 术 !电子信息技术 ! 计算机网络技术 "对汽车实施不 解体检测 ! 诊断的检测系统 # 它具有模拟车辆路面 行驶状况 ! 实现在室内检测诊断出车辆的各种性能 参数 !查出可能出现故障的状况 "为全面 ! 准确评价 汽车的使用性能和技术状况提供可靠依据 $ 车辆 检测过程中 " 产生大量有用的数据信息 $ 这些数据 信息一方面用于汽车综合性能评价 $ 另一方面 ! 经 过处理的数据信息还可以对汽车零部件的生产过 程能力进行评价和控制 " 也可以返回到生产装配 % 采购等生产环节用于生产过程产品质量的改善和 控制 !实现信息资源共享 $ 方案结合现场情况进行设计 $ 双线综合式布局将安全环保检测项目和动力 性 ! 经济性以及可靠性检测项目分开布局 $ 两线并 列的检测线工艺布局特点是 & 各工位的连接及工艺 节拍性好 "有较好的工艺调整和组合能力 $ 单线综合式布局将所有项目及设备均布局在 一条直线的各个工位上 $ 各个工位的检测项目与设 备布局的组合是多种形式的 $ 因检测项目的不同或 设备功能的不同 " 工位停留时间长短不一 " 这是单 线综合式工艺布局的一大困难 $ 工位综合式是把各检测项目及设备按几个组 合工位进行排列的工艺布局方式 $ 汽车综合性能检 测线的工艺布局主要考虑企业的生产规模 "检验节 拍要和生产节拍一致 "同时应考虑每个工位的检测 节拍 " 即各工位检测时间大体上相等 " 后面工位比 汽车综合性能检测的内容包含了汽车的安全 性 ! 动力性 ! 经济性和可靠性等 $ 检测线的内容确 定以后 " 首先考虑工艺布局的设计 $ 检测线工艺布 局可按双线综合式 ! 单线综合式和工位综合式 # 种 前面工位检测的时间短一些 " 以保证线上检测车辆 顺畅 $ 生产企业规模较大时应考虑多条检测线来满 足要求 $ 在检测工艺设备平面布置设计上 "首先尽 可能采用直接顺序检测方式 $ 车辆登陆放在检测车
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制动性能和制动器质量相关分析 评价汽车制动性能的主要技术指标有 & 制动
力 #制动距离 # 制动减速度 #制动协调时间和制动时 的方向稳定性 " 从制动过程的实质进行分析 ! 制动 力的大小和匹配是影响制动性能的最本质的因素 " 因此控制好制动力的大小和匹配是改善制动性能 的关键 " 理论制动力主要取决于制动器结构形式 和结构参数 !大批量生产条件下不同制动器各零件 的形状 # 尺寸 # 表面质量以及相互装配位置关系存 在非一致性 !制动器实际输出的制动力值会偏离理 论值 !在一定的范围内波动 " 当单个制动器制动力 波动范围过大时 ! 尽管制动力足够大 ! 还是难以满 足匹配的要求 " 当制动器各零件的形状 # 尺寸 #表 面质量以及相互位置等各要素均控制在一定的公
788- 年 "% 月
第 9. 卷 第 $ 期
湖北汽车工业学院学报
Q7?, ". R7, $ 34:, :88-
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汽车检测线设计与研究
王维志 ! 陈
摘
勇
’ 湖北汽车工业学院 机械工程系 " 湖北 十堰 $$%&&% (