1模組化、系列化的設計有利於縮短檢具的專案週期

樂高積木是一種常見的兒童玩具，可以利用基礎的零件構建成不同的結構。從某種角度來說，汽車零部件檢具的設計結構與積木類似，檢具都是由檢具底板、支撐結構、定位機構等構成。此外，同一個主機廠的同類產品基本相同，檢測模組形狀相似，不同主機廠的檢具機構差異也不大，具備模組化的前提條件。因此在檢具設計中也可以採用模組化的設計理念，利用模組化設計取代單一訂單式設計以降低開發週期。

檢具的模組化設計應用中還可將模組按照不同的尺寸規格形成系列化的模組，建立系列化規格資料庫，設計時可直接從資料庫選取，從而縮短週期。資料庫建立時可以採取公司內部通用資料庫，也可以採用市場化標準行業資料庫即專業檢具製造公司提供檢具專用模組，如系列標準化底板（見表1）、系列支撐機構規格、翻轉機構模組（見圖1）、定位軸孔標準件（見圖2）、滑動機構等。

圖2 檢具定位軸孔標準件

目前我國汽車檢具市場已經形成了標準化模組體系，專業的公司提供標準化的臥式翻轉機構、翻板機構、滑移機構、定位銷、卡接機構、檢測卡板機構、導銷、導套等標準資料庫和標準化零件，為汽車零件檢具的模組化、系列化的設計提供了技術支撐。

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檢具設計平臺引數化有利於縮短檢具的專案週期

檢具設計採用引數化設計，同一主機廠的整車和零件設計結構具有延續性，不同的車型和改型一般採取相同或類似的結構設計模式，檢具設計時建立整車零件模組的檢具設計庫，將平臺車的模組檢具資料引數化。設計同類產品時，在原有的鈑金資料或結構資料上，利用原有曲面替換重新整理，快速實現檢具模組化設計，相應加工中心的數控加工程式也可以透過類似重新整理的程式設計方法提高設計效率。

標準化、通用化、可回收設計降低檢具製造成本

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專業化整合降低檢具系統設計難度

檢具製造成本高主要因其本身採取單件訂單式生產，具有零件製造精度要求高、設計難度大的特點，複雜的檢具設計、程式設計設計，只用於單件訂單式生產，無法形成大批次化生產。據統計檢具的設計、程式設計設計、訂單式換刀所佔的費用超過檢具製造費50%，如果採取批次化大規模生產，其製造成本降低，發展空間巨大。

汽車零件檢具的設計開發需要高素質、富有創造性的工程技術人員，檢具的生產製造對工人的操作經驗、技能熟練程度要求也很高，而檢具專案具有不連續性，檢具企業經常面臨專案多時加班加點、專案少時沒有工作的問題。汽車檢具企業透過專業化整合、形成專業產業鏈聯盟，檢具設計時應多采用標準零件，避免每個公司單獨設計製造，造成設計、程式設計人員配置比例高，人均產值低的問題，成本負荷增加。

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檢具的回收可利用設計降低成本

檢具的原材料成本是整體成本的重要組成部分，約佔總成本的30%。目前我國汽車使用壽命都較短，5年全新換代、2年內外飾件改型、1年一次外飾件改型，檢具使用週期尤其是內外飾件檢具使用週期特別短，專案結束後檢具精度都保持良好，但無法重複利用，只能作為廢品。

當前，檢具通常使用的材料為鑄鋁、鋁型材、鑄鋼、不鏽鋼、鋼型材、代木等，除了代木以外，其他材質完全具備尺寸穩定性、重複迴圈再加工、重複再使用的條件，特別是檢具底板和支撐結構的可利用價值很高。目前同類新車型一般採用平臺化設計，不同車型的內部零件結構變化幅度很小，只有區域性更改，為重複利用創造了有利條件。

現在一汽轎車公司的部分檢具，特別是三座標檢測之間已經開展回收利用的嘗試。圖3所示為一汽轎車公司D090車型專案白車身側圍檢測支架，該檢測支架採用精密型材，多孔桁架式結構，型材之間透過定位塊和定位銷連線，每個安裝位置可在間距20mm的孔隨意安裝。由於採用的精密多孔型材都是標準尺寸，此車型專案停產後，型材可以利用在新的檢具專案上。

圖3 白車身側圍測量支架

柔性檢具是資源迴圈再利用的一種特殊形式，使用固定式底板配合可移動式定位、夾緊裝置使零件快速裝夾、定位，再利用三座標測量實現零件檢測。通常使用在平臺化的產品，如底板、門板、翼子板、前蓋、後蓋等。

柔性檢具具有專用檢具所不具備的優勢，一套柔性檢具稍作調整就可測量不同的產品，具有自動檢測、精度高、維護成本低、開發週期短等優點。另外，以關節臂式測量機為主體的柔性檢具（見圖4）和以帶有單截面測量卡規的通用機器人為主體的檢測裝置，被測零件使用基礎托架支承，透過切換不同的預先植入程式可以簡單快捷地完成相應零件的測量工作。

圖4 關節臂式測量機

檢具的重複再利用對檢具的日常保養維護提出了較高的要求，應透過規範的管理確保底板不修飾、不變形，迴圈使用前進行底板精度檢測。

智慧化檢具提升檢測的工作效率和測量精度

傳統的汽車零件檢具一般透過對零件尺寸進行抽樣的資料檢測、分析和處理，判定是否合格。但是隨著汽車製造水平不斷提高，整車廠對零件檢具的功能要求已經從判定是否合格轉向線上尺寸全數字測量，並透過資料統計與分析，判定監控生產製造系統是否穩定。而當前整車生產線和零部件生產線的節拍一般在幾十秒，人工操作已無法實現，檢具需要向智慧化、自動化方向發展。

智慧化檢具在傳統檢具的基礎上，增加自動測量機構，結合資訊處理系統自動生成零件檢測報告和資料分析報告，提高了測量效率、降低了人工測量誤差、避免資料處理分析的錯誤，提高了檢驗報告的準確性與測量效率。線上加工產品檢測資料的自動統計分析和對比，可以識別測量資料尺寸的符合性、穩定性、一致性。在程式中設計尺寸波動異常、變化趨勢異常的警報規則，實現生產線的預防性警報，避免不合格產品、批次製造和生產線繼續惡化，將檢具質量損失降低到最低限度。圖5所示為汽車玻璃的智慧化檢具，圖6所示為智慧檢具的分析與顯示終端。

圖6 智慧檢具分析與顯示終端

智慧化檢具功能需要對零件的質量狀態和趨勢進行有效評判，檢具設計時充分應用行業的光電技術與機械加工技術，使汽車檢具有更高的柔性化與智慧化水平，提高檢具企業的技術和成本競爭力。目前，鐳射測量技術也作為汽車檢具技術發展的重要內容，正開始逐步使用，如圖7所示。

圖7 一種測量高度的鐳射儀

鐳射測量技術在汽車生產製造中的應用對汽車質量的提升具有重要意義。汽車白車身衝壓覆蓋件如四門兩蓋產品形狀為自由曲面，檢測要求是形面輪廓，包括測量點的選擇、檢測精度的保證和測量效率，傳統的三座標測量機和專用零件檢具都存在效率低和精度低的問題。鐳射掃描測量儀透過對曲面零件表面和輪廓進行資料掃描採集，結合資料處理、三維重構和數模對比，分析對比被測零件的資料與CATIA/UG3D數模，得出零件尺寸和數模的符合點和差異點，輸出最終的檢測報告。

基於計算機視覺和影象處理技術的汽車零件檢測系統在智慧化、快速測量等方面較傳統接觸式檢測系統具有更大的優越性，主要是利用CCD攝像機實時拍攝汽車零件獲取數字影像，然後透過計算機視覺檢測技術確定待檢測汽車零件的質量資訊，與標準模板或設計引數比較，監控產品尺寸加工質量。圖8所示為汽車密封圈視覺檢測裝置。

圖8 汽車密封圈視覺檢測裝置

鐳射測量技術與計算機視覺技術在提高測量精度、提高測量系統的柔性化方面具有一定優勢，但其裝置成本較高，檢測定位一般需要結合傳統檢具定位，未來在汽車製造業能夠得到一定的應用。目前智慧化檢具在檢具行業所佔的比重不多，但卻代表汽車零件檢具產業技術新的發展方向，在未來人力資源不斷緊張的情況下，將會起到越來越重要的作用。