基于Best-Fit技術(shù)的白車身自動尺寸調(diào)整功能研究與應(yīng)用

張寶東　趙洪生　季良

摘 要：隨著Best fit技術(shù)在北京奔馳的使用，傳統(tǒng)的人工裝配白車身四門兩蓋工作已經(jīng)逐步被更加機械化、自動化、智能化的機器人裝配所取代，本文通過Best fit技術(shù)在北京奔馳汽車裝配制造過程的應(yīng)用實踐，結(jié)合Best fit技術(shù)的基本原理，在此基礎(chǔ)上，介紹了車門尺寸在裝配過程中的自動調(diào)整功能，該功能使車門裝配尺寸結(jié)果更接近設(shè)置的理論目標(biāo)值，同時使Best fit裝配的穩(wěn)定性進一步提升，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：Best-fit 白車身 自動調(diào)整 尺寸

1 引言

隨著工業(yè)4.0與智能制造2025概念的全面開展，消費者感受到的汽車功能越來越富有科技感，其實在消費者感受不到的生產(chǎn)制造過程中，汽車制造業(yè)也逐漸擺脫了傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)制造模式，更加機械化自動化的先進生產(chǎn)線被越來越多的應(yīng)用到車身制造中，北京奔馳汽車制造生產(chǎn)線也越來越數(shù)字化、智能化，目前北京奔馳汽車的白車身四門兩蓋裝配已經(jīng)從人工裝配逐步轉(zhuǎn)換成使用Best fit技術(shù)自動裝配，新技術(shù)的應(yīng)用不僅是使白車身的科技含量更高，同時也使整車的尺寸更加穩(wěn)定，質(zhì)量更好。

2 Best fit自動裝配技術(shù)原理

Best fit技術(shù)是戴姆勒公司獨立開發(fā)使用的一項汽車智能裝配技術(shù)，直譯過來為“最佳匹配”，主要應(yīng)用于白車身四門兩蓋到車身骨架的裝配，該技術(shù)通過機器人抓手?jǐn)y帶多個傳感器（包括線傳感器和點傳感器）對待裝配的覆蓋件與白車身骨架的相對尺寸位置關(guān)系進行實時掃描測量，通過實時反饋與精密計算，繼而擬合出車身覆蓋件與白車身骨架間的最佳匹配位置，達(dá)到最終裝配結(jié)果趨近于設(shè)置的理論值的狀態(tài)，實現(xiàn)覆蓋件的全自動裝配。[1]

Best fit技術(shù)的實現(xiàn)主要通過training功能。在系統(tǒng)中設(shè)定training position，首先選擇一個接近最終裝配位置安全位置，設(shè)置車門與白車身的各處相對距離為理論標(biāo)稱值，當(dāng)機器人抓手?jǐn)y帶車門到達(dá)training位置后，各激光傳感器不斷測量車門到白車身的距離實際值，反饋給系統(tǒng)，同時不斷調(diào)整機器人抓手姿態(tài)，修正車門姿態(tài)位置，使最終實際測量值達(dá)到或接近設(shè)定的理論標(biāo)稱值。如圖1

3 Best fit數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

為確保測量結(jié)果真實準(zhǔn)確，需要定期對best fit測量結(jié)果與CMM測量結(jié)果進行數(shù)據(jù)校正，稱之為correlation。

在做correlation之前，首先要完成best fit測量點與CMM報告中對應(yīng)點的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，確保數(shù)據(jù)校正時對比的點位正確。在IQ-VIS軟件中選擇configurator→edit topology→measurement points，找到具體的點位就可以與CMM報告數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

完成數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)后，在IQ-VIS軟件中選擇analysis→correlation analysis，開始數(shù)據(jù)校正。將CMM數(shù)據(jù)導(dǎo)入IQ-VIS軟件中，開始軟件計算后，得到如圖4結(jié)果，然后將新的offset值更新到生產(chǎn)現(xiàn)場的VMT電腦中，保證best fit測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 Best fit車門裝配的一般過程

在實際生產(chǎn)過程中，由于單件尺寸偏差波動或總裝尺寸變動需求等因素，training過程之后往往需要增加一個補償值，才能使最終測量結(jié)果達(dá)到目標(biāo)值。在Best fit車門裝配的一般過程中，補償值需要工裝組人員根據(jù)生產(chǎn)實際情況適時調(diào)整。

Best fit車門的全部裝配過程為：

首先由工人將車門正確放置到上件工裝胎，機器人抓件到training position，抓手帶件完成regulation后，到達(dá)打釘位置并完成螺栓打緊，然后抓手將車門拉到零位，完成最終尺寸測量，工裝組人員根據(jù)實際測量結(jié)果修改裝配補償值，等待后續(xù)車輛驗證裝配結(jié)果。如圖5。

過程并不復(fù)雜，但由于現(xiàn)場一人負(fù)責(zé)四門兩蓋所有工位的裝配尺寸調(diào)整，人工調(diào)整反應(yīng)慢，且有補償值不準(zhǔn)確造成調(diào)整過量的風(fēng)險，并不能達(dá)到Best fit自動裝配最理想的智能裝配效果。

5 自動尺寸調(diào)整功能

5.1 自動尺寸調(diào)整裝配過程

自動尺寸裝配的過程與一般裝配過程基本一致，不同的地方或者說體現(xiàn)自動調(diào)整功能的地方在于，不需要工裝人員根據(jù)最終尺寸測量結(jié)果手動修改補償值，而是會根據(jù)工裝組前期設(shè)定的目標(biāo)值與前車實際值的結(jié)果，自動修改補償值，使整個裝配過程真正的閉環(huán)實現(xiàn)自動調(diào)整功能，達(dá)到理想的Best fit裝配調(diào)整過程。如圖６。

5.2 自動尺寸調(diào)整功能系統(tǒng)設(shè)置

步驟1，首先在程序中創(chuàng)建一個新的Local點；

步驟2，設(shè)置調(diào)整參數(shù)，MAX和Min做成+/- 15即可；

步驟3，輸入station name，注意需要跟best fit Audit setting名字一致；

步驟4，輸入Type name和Subtype name，跟best fit Visu名字一致；

步驟5，輸入Value name和Meas.Pos name，需要跟best fit Value settings 名字一致；

步驟6，驗證適配是否成功，每個Local點適配完成之后，輸入已經(jīng)裝配完成的適配車型的Body Number，驗證是否適配成功，綠色成功！紅色失敗！

設(shè)置完成后，可以根據(jù)現(xiàn)場實際需求，在Best Fit Type setting里的Final Offset 開啟本工位需要開啟的方向，會有三個選項：1.Signal Value、2.Average Value、3.Correction，選擇Correction在此設(shè)置下適配自動調(diào)整補償值的調(diào)整量參數(shù)。具體可調(diào)整參數(shù)可參考圖8。

5.3 自動尺寸調(diào)整功能應(yīng)用效果

自動尺寸調(diào)整功能設(shè)置完成并開啟應(yīng)用后，只需在系統(tǒng)中設(shè)置好目標(biāo)值和預(yù)設(shè)好自動調(diào)整量，在實際裝配過程中，機器人抓手就會根據(jù)實際狀態(tài)進行補償值的自動修正。從實際應(yīng)用結(jié)果來看，車門裝配穩(wěn)定性明顯提升，沒開啟之前的波動量大約是1.2mm，開啟運行后，波動量明顯變小，大約是0.7mm，裝配質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性都明顯好轉(zhuǎn)。如圖9。

5.4 自動尺寸調(diào)整功能優(yōu)點

容錯率高：自動尺寸調(diào)整功能的應(yīng)用，能夠有效減少車門或白車身尺寸偏差帶來的影響，提高裝配系統(tǒng)的容錯率；

效率高：減少了人工調(diào)整和時間，提升了裝配尺寸優(yōu)化的效率；

穩(wěn)定性高：能有效的提升車門尺寸裝配的穩(wěn)定性，提升一次裝配合格率；

返修少：隨著穩(wěn)定性與一次下線合格率的提升，后續(xù)的返修量減少，返修時間減少，整車質(zhì)量得到提升和保障。

6 總結(jié)

本文基于Best fit工作原理，通過對比Best fit一般裝配過程和自動尺寸調(diào)整裝配過程，闡述了Best fit自動尺寸調(diào)整功能的各項優(yōu)勢。Best fit自動調(diào)整功能的成功應(yīng)用，使Best fit技術(shù)在白車身整車制造中的作用得到更加全面的提高，同時也為提升整車制造的質(zhì)量和品質(zhì)提供了堅實的基礎(chǔ)和技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]基于VMT BESTFIT的STF&P技術(shù)應(yīng)用[J]. 鄭星匯.汽車工藝師.2018（04）.