机械网--激光扫描仪加快汽车座椅的设计和制造进程

通过把基于模板的汽车座位检查系统替换为电子激光扫描方法，Johnson Controls节省了6万美元的模板本钱，并把PT Cruiser设计的验证时间从4个月缩短为3周。 如果要测试车辆的所有可能的座位配置，那就要构建24组模板，得花费3个月的时间。测试DaimlerChrysler所要的360个座位，又花3个星期时间。如果品质部选择用NVision激光扫描仪来捕获座位的轮廓，取而代之的的是构建模板所需要的本钱和3个月的延迟就可以够免了，扫描仪捕获所有360个座位的3D坐标数据只花了3个星期时间。 “采取NVision激光扫描仪的主要好处是节省时间，由于我们要完成测试才能开始生产，” Johnson Controls公司位于Toluca从事舒适坐椅运营的部门品质经理Rosa Leyva说，“但是，扫描仪也给出了更加精确的信息，我们利用它来建立制造公差。” Johnson Controls公司自从1985年成立至今，已成了年产值几10亿美元的公司，具有汽车系统和建筑控制的全球业务。在汽车市场，公司提供座位和轻型车车内系统，包括乘用车和轻型卡车。所供应的系统包括：座位、头顶装置、车门、仪表盘、蕴藏箱、电子系统和电池。除电池之外，所有系统都销往原始设备汽车市场，包括：DaimlerChrysler、Ford、General Motors、Honda、Nissan、Toyota和Volkswagen。 位于密歇根州的Johnson Controls的普利茅斯汽车运营部门每年为2000多万辆车提供车内产品。 为PPAP进行测试 Johnson Control公司的Comfortseat工厂被授予合同，为DaimlerChrysler公司畅销的PT Cruiser型车设计和制造坐椅。该车在DaimlerChrysler1样位于Mexican城的工厂装配。PT Cruiser有4个座位：驾驶员座位、前乘客座位和两个备选后座。这4个座位中的每一个都有3种结构，总共有12种独特的座位型号。Johnson应邀依照零件生产批准工艺(part production approval process, PPAP)来测试每种座位型号的30个拷贝，或总共360个拷贝。 过去，他们的做法是把每一个座位与1系列轮廓相同的塑料模板比较。每一个座位需要两组模板，1组座垫和1组座背。模板要安排在检查支架上，以格型排列来表示座椅的关键轮廓线。如果1个座椅紧挨着模板的格框放置，就要排列整齐以到达OEM需要的公差之内。在PT Cruiser的情形下，公差是±12mm。对该车来说，总共需要24组模板以测试12个不同座椅型号中的每一个。每组的本钱大约是2,500美元，总本钱大约为6万美元。 除本钱之外，该方法的另外1个缺点是测试时间长。制做模板大约要花费3个月时间，测试360个座椅要再花3周时间，这就延迟了PPAP批准的日期。 为了降落座椅测试的本钱并把座椅尽快投入生产拆迁房子测量是测量地基吗，工厂管理人员研究了其它几种检查技术，其中包括用来捕获形状的激光或白光扫描技术。白光系统对工厂环境不够稳定，可是，还需要高技能的操作员，价格也昂贵违约强拆承担什么法律费任。小型和便宜的激光系统也被排除在外，由于它们在扫描暗物体时所产生的激光功率不够大，在工厂环境中也不够耐用。 满足Johnson Control公司要求的唯1系统就是NVision激光扫描仪。NVision激光扫描系统的主要组件是3D激光传感器、1个安装传感器的机械臂或定位传感装置、1台PC和提取、显示和处理数据的软件包。扫描仪的传感器是1个单视点激光条纹传感器，其中集成了照明和捕获3D数据的传感手段。 激光条纹传感器比简单的激光点传感器的扫描速度要快很多。工作进程中，它们把1束激光线投射到物体表面，与此同时，小型CCD摄像机记录这些扫过表面的光线。专用接口卡把光线的视频图像转换为400个3D坐标，容许的每秒最大数据捕获率为1万点。得到的结果是密集的3D数据云团，它精确地描述了物体的表面。NVision激光扫描仪可以被配置为采取若干商用定位传感机械装置。 Comfortseat工厂在PT Cruiser车型的座椅检查设备中，首次采取了NVision激光扫描仪。在新的检查工艺中，第1步是锁住座椅背或跟之前1样往检查支架中加衬垫。经过两星期培训的技术员操作扫描仪，然后，手持激光传感器以便把激光射线投射到座椅上。当他把传感器在座椅表面移动的时候，坐标数据被提取并实时显示在PC的屏幕上。该进程要对所有360个座椅重复1次，大概需要1周时间。与采取模板方法相比，Johnson Controls提早3个半月把PT Cruiser车型的座椅投入生产。 除加速验证这些座椅之外，新的检查工艺还被用于正在设计的座椅测试当中。对12个座椅型号中的每一个，品质部要辨认25个关键点。这些点的x、y和z坐标由扫描仪获得，然后输入到Excel电子数据表中，对所做的30个座椅的测试取平均。 “这样，如果1个座椅上的尺寸超出限定拆迁协议已签字还能反悔吗，从其它座椅的读数就把它带回内线，”Comfortseat工厂测试实验室的主管Leonardo Quintanar说。这些数值然后被用于设置制造公差，创建1个开始正常生产时做对比测试的主模型。 与过去仅仅由模板提供的“合格”或“不合格”评价相比，采取扫描数据来创建主模型，赋予Johnson Controls1种更加精确的生产测试方法。利用度量软件，Johnson Controls的品质工程师在主模型的数值和被测座椅的坐标之间实行量化比较，如果某1个区域超出公差，制造进程就可以够看到超出部分有多少？虽然有可能手工丈量座椅和模板之间的距离，可是，这样的丈量的精度太低，没有什么价值。 采取扫描数据，可以对任何差异进行高精度的丈量，有助于制造商肯定问题的成因。例如，激光丈量可能显示座椅的安置对1边或另外1边太远。利用该信息，制造商了解在何处调解工艺以解决问题。Johnson用这类方法每一个季度从12种座椅型号当选取10个座椅来测试。 其它好处 新型检查系统的另外1个利用是验证工程变更。“任甚么时候候工程变更影响到座椅的时候，我们都要对其进行测试，”Leyva说，“过去，那意味着要修改模板或再造新模板，所以总会延迟最少两个月。现在，人们适应工程变更的速度更快，由于1旦座椅生产出来，就可以够立即被扫描出来。” 采取激光扫描仪的另外1个好处是节省空间。“采取模板，你需要大量的生产和装配空间，”Leyva说，“模板占据了底盘实验室的大部分空间。由于以扫描仪取而代之，我们已把那些空间安排给其它用途。” 正如PT Cruiser项目所证明的那样，激光扫描仪座椅检查系统比模板的优越性体现在以下4个方面： —完全消除模板的本钱； —让新型座椅的设计尽快投产； —产生更加精确的丈量结果； —容许对工程变更作出快速反应； 正是由于这些优点，Johnson Controls正在全球其它几家工厂推行利用NVision激光扫描仪。 (end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章