最近20多年來，中國汽車制造業(yè)獲得了快速、強(qiáng)勁的發(fā)展，到2009年，中國已成為世界第一汽車制造大國。隨著企業(yè)質(zhì)量意識(shí)的不斷加強(qiáng)和現(xiàn)代質(zhì)量理念的逐步建立，尤其是進(jìn)入本世紀(jì)以來，各行各業(yè)的信息化步伐日益加快，檢測技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的地位與作用也發(fā)生了很大變化，取得了前所未有的發(fā)展，而在以大批量生產(chǎn)為典型特征的汽車制造業(yè)，這一點(diǎn)顯得尤為突出。

　　檢測技術(shù)的發(fā)展軌跡

　　與其他機(jī)械加工行業(yè)一樣，在汽車制造業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的眾多受控質(zhì)量參數(shù)中，幾何量所占的比例最大，幾乎達(dá)到了70%-80%。本文以幾何量測量為例，回顧檢測技術(shù)伴隨我國汽車制造工藝水平不斷提升的發(fā)展軌跡。隨著時(shí)間的推移，檢測工藝與裝備的演變大致有以下幾種模式：

　　模式1：少量用于工件終檢的通用量具和專用量規(guī)(通止規(guī))，輔以配置在個(gè)別工位的浮標(biāo)式氣動(dòng)量儀和機(jī)械式檢具——這就是上世紀(jì)80年代中期以前生產(chǎn)線檢測手段的典型狀況。此外，部分企業(yè)計(jì)量室中配備的諸如萬工顯之類的傳統(tǒng)測量儀器以及平臺(tái)測量方面的能力，也承擔(dān)了一部分幾何量檢測工作。

　　模式2：機(jī)械讀數(shù)式檢具、專用量規(guī)和單管/多管氣動(dòng)與電動(dòng)量儀，再輔以位于生產(chǎn)線終端的少量電感式綜合檢驗(yàn)機(jī)，構(gòu)成了工序間檢測手段的主體。與此同時(shí)，企業(yè)開始在計(jì)(測)量室配備坐標(biāo)測量機(jī)，提升了測量能力。統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)作為一個(gè)新概念，也在此時(shí)引入中國業(yè)界，并由北京吉普公司率先成立SPC小組，嘗試實(shí)施這一質(zhì)量管理方法。但客觀地說，受到當(dāng)時(shí)企業(yè)在思想認(rèn)識(shí)、管理經(jīng)驗(yàn)和硬件手段上的各種制約，SPC的應(yīng)用大多流于形式，并未取得顯著效果，因此，這一波熱潮并未維持多久。

　　模式3：上世紀(jì)90年代中后期，雖然專用量規(guī)(通止規(guī))仍然占據(jù)一席之地，但工序間檢測手段的主體已變?yōu)闄C(jī)械式讀數(shù)檢具、單管/多管電子柱量儀，以及占一定比例的帶有數(shù)據(jù)處理功能控制器的電感式(氣電式)綜合檢具，而且與模式2相比，多參數(shù)半自動(dòng)/自動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)的數(shù)量更多，配置也更完善。由于控制電箱兼具一些統(tǒng)計(jì)分析功能，因此能方便、快捷地獲取生產(chǎn)線的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，包括反映過程能力的Cp、Cpk等指標(biāo)，從而可以了解各相關(guān)工序的運(yùn)行水平。也有一些企業(yè)采用的方式是：通過下載控制電箱中保存的實(shí)測數(shù)據(jù)，借助辦公電腦中的專用統(tǒng)計(jì)分析軟件，來獲取反映工序運(yùn)行質(zhì)量的評(píng)定參數(shù)。

　　模式4：從本世紀(jì)第一個(gè)十年的中期起，呈現(xiàn)在人們面前的是與先進(jìn)制造技術(shù)相匹配的、特點(diǎn)更為鮮明的先進(jìn)檢測技術(shù)。這些技術(shù)能較好地適應(yīng)當(dāng)今制造業(yè)信息化、柔性化和產(chǎn)品可溯源性的要求，并融合了當(dāng)代的眾多先進(jìn)技術(shù)。

　　(1)工序間檢測的智能化模式

　　除了必不可少的專用量規(guī)以外，過去長期占主導(dǎo)地位的直接顯示式檢測器具(無論是機(jī)械型、氣動(dòng)型還是電子型)已難覓蹤跡。所有專用檢測器具，包括較簡單的手持式電子量規(guī)(卡規(guī)、塞規(guī)、環(huán)規(guī)等)的輸出信號(hào)都被導(dǎo)入具有統(tǒng)計(jì)分析功能的計(jì)算機(jī)輔助測量儀，構(gòu)成了生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。以一個(gè)智能化工序間檢測臺(tái)為例，測量臺(tái)上除了一些專用量規(guī)外，所有的檢測結(jié)果都輸入旁邊的計(jì)算機(jī)輔助測量儀。這些測量儀具有很強(qiáng)的通用性，同時(shí)還具有綜合檢測必備的數(shù)據(jù)處理功能，以及實(shí)時(shí)監(jiān)控所需要的統(tǒng)計(jì)分析功能。利用這種統(tǒng)計(jì)分析功能，可通過預(yù)先設(shè)置的方式，對(duì)某一項(xiàng)或幾項(xiàng)被測參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，給出評(píng)價(jià)工序運(yùn)行狀態(tài)的質(zhì)量信息。儀器屏幕上不但能顯示實(shí)測值，而且能反映出經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的各種統(tǒng)計(jì)量，以及有關(guān)的曲線、圖形等。通過切換畫面，不但可以方便、快捷地獲取豐富的信息，還可以利用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)把信息送至車間乃至企業(yè)的質(zhì)量控制中心。為了在更大范圍內(nèi)幫助各國汽車制造業(yè)實(shí)現(xiàn)選擇面更寬、功能更豐富的質(zhì)量管理及生產(chǎn)過程控制，德國Q-DAS公司(數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)技術(shù)公司)推出了商品化的質(zhì)量管理軟件，它除了具備對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)分析能力外，還擁有對(duì)測量系統(tǒng)、制造設(shè)備和產(chǎn)品的評(píng)價(jià)功能。

　　(2)機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用

　　在自動(dòng)識(shí)別和檢測兩個(gè)方面，機(jī)器視覺技術(shù)已在汽車制造業(yè)獲得了日益廣泛的應(yīng)用。

　　通過應(yīng)用工件識(shí)別技術(shù)，為多品種、柔性化的混線生產(chǎn)模式創(chuàng)造了條件。例如，為了在同一條生產(chǎn)線上同時(shí)生產(chǎn)多種發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸，可采取在二檔軸頸間制作環(huán)帶標(biāo)志的方法，不同的環(huán)帶數(shù)和位置代表了不同類型的凸輪軸，工件在進(jìn)入某道工序之前，生產(chǎn)線上設(shè)置的光電視覺傳感器通過讀取環(huán)帶標(biāo)志，對(duì)工件進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，然后發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，對(duì)不同類型的凸輪軸執(zhí)行不同的工作程序，進(jìn)行相應(yīng)的操作。

　　為了有效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可追溯性，企業(yè)采取了在重要零部件上打二維碼的方式，其中所包含的件號(hào)、批次和一些重要的質(zhì)量信息經(jīng)過讀數(shù)頭識(shí)別、采集后，送至中央監(jiān)控室的服務(wù)器，再結(jié)合各總成和整車上的條形碼，一旦有需要，就可以方便地查詢，迅速、準(zhǔn)確、有針對(duì)性地進(jìn)行質(zhì)量追溯。而讀數(shù)頭對(duì)二維碼的解讀，正是利用了機(jī)器視覺技術(shù)的圖像識(shí)別功能。此外，通過讀取工件上的二維碼，依據(jù)其中的相關(guān)信息，還可以有效地控制生產(chǎn)過程。例如，在軸瓦壓入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體軸承檔時(shí)采用了選擇裝配方式，即兩者都按測量結(jié)果進(jìn)行分組，再一一對(duì)應(yīng)地進(jìn)行壓裝。為了提高生產(chǎn)效率和防止錯(cuò)裝，在成品缸體所打的二維碼中即包含了組別信息，設(shè)置在裝配線上的讀數(shù)頭通過自動(dòng)讀碼和信息處理發(fā)出控制信號(hào)，即可據(jù)此進(jìn)行操作：首先探測缸體上緣(準(zhǔn)確到位的標(biāo)志)是否已到位，然后對(duì)活塞的有無、活塞位置的正確性、活塞頂部表面的標(biāo)識(shí)和字符與安裝的缸體是否一致作出判斷。整個(gè)檢測過程全部自動(dòng)完成，只是在出現(xiàn)裝配錯(cuò)誤、發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)才由人工干預(yù)。而采用工件識(shí)別技術(shù)，還為多品種、柔性化的混線生產(chǎn)模式創(chuàng)造了條件。

　　利用CCD器件和圖像處理系統(tǒng)，還能采取反射方式進(jìn)行諸如工件表面缺陷、連桿大小頭結(jié)合面破口缺損等項(xiàng)目的探測。目前該技術(shù)也在汽車制造業(yè)獲得了成功應(yīng)用，從而解決了企業(yè)采用人工目檢法無法處理的工藝標(biāo)準(zhǔn)中的定量評(píng)定問題。

　　(3)坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)應(yīng)用水平不斷提高

　　近年來，坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平也不斷提高，CMM已成為移入生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)測量室的主導(dǎo)量儀，有的還連入了生產(chǎn)線，成為工藝過程的組成部分，直接用于在線檢測。在確保CMM測量精度的同時(shí)，更強(qiáng)調(diào)其很高的測量速度、很好的柔性、很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境的能力，尤其是由軟件提供的豐富測量功能。另外，測量機(jī)制造商在注重機(jī)型和軟件的開發(fā)與改進(jìn)的同時(shí)，對(duì)CMM輔助設(shè)施也十分關(guān)注。事實(shí)證明，各種輔助設(shè)施對(duì)發(fā)揮坐標(biāo)測量機(jī)的效能作用極大。著名的德國Leitz公司近年研制的工件輸送、裝夾、定位一體化系統(tǒng)就是典型的例子，集成化的輸送小車、滑臺(tái)、專用夾具能與測量機(jī)的工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，在夾具上準(zhǔn)確裝夾、定位的工件由滑臺(tái)送入CMM，即可實(shí)現(xiàn)快速測量，節(jié)省了輔助時(shí)間，提高了測量效率。如Sirio688測量機(jī)器人采用上述自動(dòng)上下料系統(tǒng)，大大縮短了裝夾工件的輔助時(shí)間(尤其是減少了變換不同工件的時(shí)間)，進(jìn)一步強(qiáng)化了Sirio測量機(jī)作為動(dòng)力總成“檢測機(jī)器人”的高效表現(xiàn)。