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北碚關節臂|欣晟泰|全新關節臂：

   車間內的測量挑戰

    汽車生產流程是一個主動裝配點，要將眾多不同形狀和尺寸的組件組裝在一起得到成品。對于比亞迪汽車而言，一些主要零部件是由公司自主生產的，其他零部件則是外包生產。由于裝配過程中每個步驟所需的計量技術存在巨大差異，因此出于質量控制和裝配目的而進行的測量校驗可謂一大挑戰。僅在焊接線上，就必須對數米長的車身焊裝夾具以及直徑數毫米的定位銷進行測量。

    周先生表示：“我們所需測量物件的尺寸和特性都截然不同。通常需要使用卡鉗、針規和高度尺/幾何尺等一系列傳統測量工具才能滿足車間內的各種檢測需求。而在測量過程中由一種工具切換到另一種工具會浪費大量時間，且仍無法提供我們所需的精密度和準確度。”

事實上，真正準確的測量不太可能僅依賴傳統工具。對于大型汽車零部件尤為如此，原因是大部分傳統工具都無法對其進行適當的測量。即使進行重復嘗試，但仍會不可避免地出現以毫米計（而非微米）的不可接受的測量誤差。

    提升精密度的備選方案

    為解決測量精密度的問題，比亞迪將固定式三坐標測量機(CMM)視為一個備選方案。固定式三坐標測量機系統能夠實現較高的測量精密度和可重復性，但其便攜性和靈活性有限。通常每一套都需要巨額投資，尤其是需要較大的專屬測量室，其中必須具有受控環境來容納和操作這些類型的坐標測量機。

    同時，由于不得不將零部件在生產線和用于檢測的測量室之間來回搬動，這也使得生產流程的勞動密集程度進一步提高。相較于傳統測量工具，盡管固定式三坐標測量機能夠為比亞迪帶來更大程度的測量精密度，但其高昂的安裝、維護費用以及操作的不便利性使得這一可行性解決方案吸引力不高。

    比亞迪希望獲得固定式三坐標測量機的精密度和準確度，但又不愿受其體積限制。周先生繼續說道：“我們需要的是一個可以在任何地方進行配置的系統，它必須易于操作，更重要的是能夠提供測量結果的一致性，使我們一如既往地保持產品的卓越品質。”

    理想的解決方案是一個便攜式、關節臂式的三坐標測量機，即一個能夠人工操作的測量臂，從而為用戶帶來精密度、準確度和便利性。位于測量臂末端的球形測量頭能夠在一個物體上的各個位置定向，以收集需要在電腦 CAD/CAM 軟件中進行處理的單獨 3D 數據點。便攜式三坐標測量機可配置在汽車裝配線上，而無需將零部件搬運至設備所在的地方。這樣就能夠同時節省大量的時間、勞力和成本。

    “在對諸如資本投資、產量、測量精密度和便利性等主要因素進行仔細分析后，我們決定使用便攜式三坐標測量機和精選的FARO Technologies計量技術解決方案來滿足我們的質量檢測需求，”周先生表示，“事實證明這是比亞迪的一個正確選擇，在FARO的幫助下，我們真正享受到任何其他類型的系統都無法比擬的測量便利性。”

更強的信心更高的產能

    目前，比亞迪汽車擁有大約20臺FARO鉑金測量臂。比亞迪位于深圳、西安、長沙和惠州的汽車生產基地都配備了FARO便攜式三坐標測量臂，以協助進行優質測量校驗。所有收集到的數據都將通過FARO的CAM2軟件（又稱Geomagic軟件）進行處理。

    隨著車間內配備FARO測量臂，比亞迪能夠使用一種工具來測量各種尺寸和型號的所有汽車零部件。周先生補充說：“憑借該測量臂的靈活性，北碚關節臂，我們不僅能夠測量和控制小型汽車組件的質量，也能掌控具有非凡精密度的大型零部件的質量。FARO設備的堅固耐用還可以承受我們嚴苛的車間條件；并且即使在非受控環境下也可實現可靠性。”

    對于比亞迪而言，全新關節臂出售，FARO測量臂具備了該公司尋求的一切優點。周先生指出：“我們確實偏愛該六軸旋轉所帶來的靈活自如的特性。其無限旋轉使我們能夠進行測量，即使在難以觸及的位置或不便的角度。電源組軟件還易于掌握，幫我們節省了大量寶貴的時間。此外，FARO強大的售后團隊使我們無需擔心任何可能發生的停機事件。

與傳統的手持工具和傳統的固定式三坐標測量儀相比，全新關節臂，便攜式三坐標測量儀的優點。汽車制造商使用的傳統工裝種類繁多，包括機械師、質檢員、工程師一直都在使用的各種手持測量儀。有塞尺、千分尺、游標卡尺、外徑千分尺、間隙槍等，幻燈片上僅舉幾個常見的例子，這些都是用戶所熟悉的多年來一直提供值得信賴的測量結果的工具。其他的傳統工裝為固定式三坐標測量儀，通常有三種類型，分別是橋式、龍門式和懸臂式（水平）。

     這些設備存在一些固有缺陷。它通常包括以下不足之處：精度低、可重復性和再現性差；人與環境因素增加了記錄結果的變化性；無法到達難以觸及的區域；而且這種測量往往極其耗時，比如，對一輛汽車的 650 個點進行測量并記錄需要花費約 4 小時的時間。

     另一個例子，卡尺——當前使用的廣泛使用的手持式儀器之一。

     除非被測物能夠完美地對齊卡尺的軸線，否則會引入設備角度偏差，這是難以避免的誤差源。卡尺將顯示基于距離 AB 的測量值。該部分的實際長度為 CD。AB 和 CD 之間的差值即為誤差，由于卡尺的偏轉，測量結果通常會大于待測零件的實際長度值。另外，使用卡尺時還需要注意其規格中的累積誤差。要通過校準，分辨率為 0.001 英寸的帶表卡尺，測量長度時精度必須處于 0.001 英寸范圍內，且平行度誤差不超過 0.001 英寸。但是對于較大零件的測量而言，會同時受到這兩方面的誤差影響。在此情況下，可能的誤差將達到 ±0.002 英寸。

     另外，工具可能會受到千分尺中滾軸螺紋的誤差的影響，品牌關節臂廠家，即千分尺的螺紋引入的兩個誤差源——其一為螺紋旋轉時產生的螺紋搖擺，其二為公螺紋和母螺紋的螺紋斜面間無法完美嚙合而導致的誤差。此類誤差是設備的固有設計誤差，意味著需要花費較大的代價對設備進行良好的保養、維護和校準才能確保它們能夠在不同的情況下用于準確測量。即便如此，它們也不能夠較好地測量某些特征，例如內徑。環境因素也會影響到這些手持工具的精度。溫度波動不僅會造成設備（和被測物）膨脹和收縮，而且持續的溫度升高和下降還會造成千分尺主軸、砧座甚至是螺紋特性變化。這會在制造過程中由于金屬的應力釋放而發生。雖然傳統的三坐標測量儀可重復性高，但是仍然存在諸多缺點。

     首先，三坐標測量儀需要在恒溫室才能獲得正確的結果，被測物體必須放置三坐標測量儀的測量平臺上。如上一張幻燈片所示，固定式三坐標測量儀的建造方式決定了其無法進行測量過于龐大的物體。結果導致制造商在測量某些產品時通常需要將固定式三坐標測量儀與手持工具或成本較高的測量夾具相結合，如此才能夠測量大型的或形狀特殊的物體。且由于三坐標測量儀需要占用一定的空間，必須為其分配較大的專用空間。它制造車間一樣精簡，因為整個空間必須專門用于其測量目的。在此圖中，您將看到三坐標測量儀不僅本身需要較大的空間，而且所建造的用于往返輸送物體的跟蹤系統也需要占用空間。這是極其麻煩的，尤其涉及到大型零件時。

     后，傳統的三坐標測量儀的擁有成本相對較高。不僅購買和安裝成本高，而且維護成本也十分昂貴。雖然傳統的三坐標測量儀可重復性高，但是仍然存在諸多缺點。首先，三坐標測量儀需要在恒溫室才能獲得正確的結果，被測物體必須放置三坐標測量儀的測量平臺上。如上一張幻燈片所示，固定式三坐標測量儀的建造方式決定了其無法進行測量過于龐大的物體。結果導致制造商在測量某些產品時通常需要將固定式三坐標測量儀與手持工具或成本較高的測量夾具相結合，如此才能夠測量大型的或形狀特殊的物體。且由于三坐標測量儀需要占用一定的空間，必須為其分配較大的專用空間。它無制造車間一樣精簡，因為整個空間必須專門用于其測量目的。我們可以看到看到三坐標測量儀不僅本身需要較大的空間，而且所建造的用于往返輸送物體的跟蹤系統也需要占用空間。這是極其麻煩的，尤其涉及到大型零件時。后，傳統的三坐標測量儀的擁有成本相對較高。不僅購買和安裝成本高，而且維護成本也十分昂貴。因此，與傳統的手持工具相比，汽車制造商或 OEM 使用便攜式三坐標測量儀將獲得諸多益處。

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