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自动化质量控制:电动汽车制造商提高产能的关键战略

挑战:汽车行业的创新给质量控制带来了新的机遇和挑战

随着电动汽车(EV)的日益普及,很多工程师和质量控制专家在检测零部件时面临着新的挑战。传统汽车以机械部件为主,而现在的电动汽车则以由软件控制的复杂机电设备为主。虽然没有汽油车那么多的活动部件,但电动汽车却有无数复杂的子系统,所有这些都会影响这种新型车的性能和操控性。

因此,通常由更熟悉传统车辆的技术人员组成的质量控制团队,必须改变他们的方法、工具和工作流程,才能保证部件的质量和合规性。此外,由于电动汽车制造商希望更早地将其最新的创新产品投入市场,因此他们要求 QC 团队保持较高的工作效率。

为了提高产品安全和产能,越来越多的电动汽车制造商开始在工厂和生产车间使用自动化质量控制系统。这样异常情况可以即时报告给工程人员,以便他们迅速采取纠正措施。加快检测速度可以提高产量,加快上市时间。

低效率的质量控制方法和劳动力技能不娴熟会降低产量

在当今形势严峻的劳动力市场上,质量控制检测领域明显缺乏具备专业知识和经验丰富的熟练劳动力。

人工检测或传统坐标测量机(CMM)检测都需要花费很长时间。两者都受到操作人员效率的限制,并可能出现人为错误。坐标测量机通常位于专门的实验室中,这意味着有大量的编程、设置工作要做,并且还要在实验室和生产线之间来回跑。坐标测量机的速度也不是很快,需要计量专家来操作。所有这些因素都会大大降低质量控制检测的执行速度。

复杂的电动汽车零部件和生产类型需要复杂的检测

此外,由于电动汽车的零部件和子系统可能比传统汽车更复杂,因此在检测时可能需要执行额外的步骤。例如,一些传统的检测技术可能对饰面非常敏感;操作人员需要事先处理表面(如喷粉)才能进行检测。这种处理工作需要额外的时间,并且很难预测效果,而且如果处理得不好,还会影响检测精度。

此外,很多电动汽车零部件是不能返工的。这意味着,如果检验人员漏掉了一个质量问题,让一个不合格的零件进入某条生产线,那么这条生产线可能会立即陷入停顿状态。这就是为什么电动汽车制造商通常在启动批量生产之前要求在规定的周期内对成品部件进行 100% 的测量。

同样重要的是,电动汽车行业正在向多品种、小批量的生产类型发展。这意味着质量控制团队需要不断地改变坐标测量机的编程,而这同样必须由具备专业知识和经验丰富的计量专家花时间进行。

发动机支架的装配线发动机支架的装配线
资料来源: Walter Automobiltechnik

 

在速度和精度之间取得适当的平衡

综上所述,传统的人工检测或坐标测量机检测依赖于技术人员的技能,这会影响数据的准确性、可靠性和可重复性。特别是坐标测量机对周围生产环境的振动、灰尘和湿度也非常敏感,事实上,坐标测量机通常需要一个独立的混凝土板才能保证检测精度。这大大增加了部署新购置的坐标测量机的成本和复杂性。

再来说一下精度,传统的坐标测量机非常精确,往往对于它们的应用来说太过精确。例如,在冲压或焊接中,表面轮廓、修整点等的最严格公差是 +/-0.5mm。甚至 +/-1.0 和 +/-1.5mm 的情况也不罕见。坐标测量机的精度(高达几微米)是最小公差的 10~100 倍以上! 这意味着坐标测量机对于某些应用来说往往过于精确。因此,坐标测量机应该只在真正需要其精度的情况下使用,而让其他更快速的技术产品检测大部分零件。

解决方案:自动化质量控制解决方案可提高电动汽车制造商的效率和产能

Creaform 用于自动化质量控制的 R-Series™ 3D 扫描解决方案是电动汽车制造商提高检测效率的理想选择,精度不受检测速度影响、对技术人员技能水平要求不高。

MetraSCAN 3D-R™ 是一款功能强大的自动化光学三坐标扫描仪,可在任何自动化质量控制流程中进行近线检测。无论是多品种、小批量还是少品种、大批量生产类型,MetraSCAN 3D-R 都可以以交钥匙的方式交付,它既可以在 CUBE-R™ 测量室中与 C-Track 光学跟踪器一起使用,也可以在定制配置中使用。

  • 高生产力
    不论零部件尺寸、表面、边缘和几何特征如何,质量控制团队每秒都可以进行高达 180 万次测量。
  • 多任务处理
    当同时使用 MetraSCAN 3D-R 和 VXelements(Creaform 的 3D 软件平台)时,检验人员可以同时进行数据采集和分析,从而加快产能。
  • 坚固稳定的工业设计
    非常适合各种生产环境,质量控制团队可以获得高达 0.025 mm 的车间精度,而不受不稳定性、振动和温度变化的影响。
  • 自动校准
    尽管产能加快,但精度不会随着时间的推移而下降

使用 MetraSCAN 3D-R 对发动机支架进行自动质量控制使用 MetraSCAN 3D-R 对发动机支架进行自动质量控制
资料来源: Walter Automobiltechnik

 

优势:通过自动化质量控制快速获得精确的检测结果

无论是部署 MetraSCAN 3D-R 的交钥匙解决方案还是部署其可定制的自动化质量控制解决方案,电动汽车制造商都可以在没有娴熟技术人员的情况下,以理想的精度更快速地进行检测。

此外,MetraSCAN 3D-R 可以快速集成到生产线中,无需长时间的培训,集成时不会明显阻碍生产进程。

快速部署和培训

由于其设计和易用性,MetraSCAN 3D-R 可在短短一周内安装完毕。任何技能水平的技术人员都可以在一天内完成培训。这解决了制造商的人力资源问题,减少了部署自动化质量控制系统时的停机时间。

100% 完整尺寸检测 – 速度更快

电动汽车制造商迫于压力必须更快地将其创新产品投入市场,而像 MetraSCAN 3D-R 这样的自动化质量控制解决方案正好可以满足他们对数据采集速度的要求,同时不会牺牲测量精度、可靠性和可重复性。

一些制造商通过使用 MetraSCAN 3D-R 将检测时的数据采集时间从数小时缩短到了几分钟,并且知道零件一旦获批,它们就一定符合规格和行业规定。检测能力的提高最终有助于提高产能。


logo WAT

Walter Automobiltechnik GmbH 是德国著名的汽车和摩托车行业大型原始设备制造商的零部件供应商,最近为其定制的自动化质量控制系统添置了两套 MetraSCAN 3D-R 系统,用于评估电动汽车发动机支架的质量,并确保较短的周期时间。

其中的发动机支架采用焊接结构件,几何形状复杂,检测难度大,耗时长。支架还使用了反光的镀锌钢材质,这使得检测工作变得更加复杂。

通过使用 MetraSCAN 3D-R,质量控制团队能够在几秒钟内采集到高质量的测量数据,Walter Automobiltechnik 能够将发动机支架的检测时间从 1 小时 30 分钟大幅缩短到仅 8 分钟!这样的产能水平是 Walter Automobiltechnik 使用传统坐标测量机无法达到的。

因搭载可扫描整个零件的机器人更小,MetraSCAN 3D-R 的车间占地面积得以减少。这为 Walter Automobiltechnik 节省了购买机器人的费用,而且由于集成占用的空间较小,生产车间的变化也很小。

该公司正计划在不久的将来添购更多的 MetraSCAN 3D-R 光学三坐标扫描仪,以加速其他生产线的生产速度。

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