通過把基于模板的汽車座位檢查系統(tǒng)替換為電子三維激光掃描方法，Johnson Controls節(jié)省了6萬美元的模板成本画拾，并把PT Cruiser設(shè)計的驗證時間從4個月縮短為三周厚满。

如果要測試車輛的所有可能的座位配置，那就要構(gòu)建24組模板托猩，得花費3個月的時間卡催。測試DaimlerChrysler所要的360個座位，又花3個星期時間溶迹。如果品質(zhì)部選擇用NVision激光掃描儀來捕獲座位的輪廓绘菲，取而代之的的是構(gòu)建模板所需要的成本和3個月的延遲就可以免了，掃描儀捕獲所有360個座位的3D坐標(biāo)數(shù)據(jù)只花了3個星期時間剩织。

“采用NVision三維激光掃描儀的主要好處是節(jié)省時間雄工，因為我們要完成測試才能開始生產(chǎn)，” Johnson Controls公司位于Toluca從事舒適坐椅運(yùn)營的部門品質(zhì)經(jīng)理Rosa Leyva說硬拴，“但是番产，三維掃描儀也給出了更為精確的信息，我們利用它來建立制造公差魁济〕押玻”

Johnson Controls公司自從1985年成立至今，已經(jīng)成為了年產(chǎn)值幾十億美元的公司孙已，擁有汽車系統(tǒng)和建筑控制的全球業(yè)務(wù)服畜。在汽車市場，公司提供座位和輕型車車內(nèi)系統(tǒng)顾翼，包括乘用車和輕型卡車投放。所供應(yīng)的系統(tǒng)包括：座位、頭頂裝置适贸、車門灸芳、儀表盤、儲藏箱拜姿、電子系統(tǒng)和電池烙样。除了電池之外冯遂，所有系統(tǒng)都銷往原始設(shè)備汽車市場，包括：DaimlerChrysler谒获、Ford蛤肌、General Motors、Honda批狱、Nissan裸准、Toyota和Volkswagen。 位于密歇根州的Johnson Controls的普利茅斯汽車運(yùn)營部門每年為2000多萬輛車提供車內(nèi)產(chǎn)品赔硫。

為PPAP進(jìn)行測試

Johnson Control公司的Comfortseat工廠被授予合同炒俱，為DaimlerChrysler公司暢銷的PT Cruiser型車設(shè)計和制造坐椅。該車在DaimlerChrysler同樣位于Mexican城的工廠裝配估浴。PT Cruiser有四個座位：駕駛員座位没靖、前乘客座位和兩個備選后座。這四個座位中的每一個都有三種結(jié)構(gòu)酒管，總共有12種獨特的座位型號驱宴。Johnson應(yīng)邀按照零件生產(chǎn)批準(zhǔn)工藝(part production approval process, PPAP)來測試每一種座位型號的30個拷貝，或總共360個拷貝拌艳。

過去歧衡，他們的做法是把每一個座位與一系列輪廓相同的塑料模板比較。每一個座位需要兩組模板躬摆，一組座墊和一組座背值港。模板要安排在檢查支架上，以格型排列來表示座椅的關(guān)鍵輪廓線阻洋。如果一個座椅緊挨著模板的格框放置绕鸯，就要排列整齊以達(dá)到OEM需要的公差之內(nèi)。在PT Cruiser的情形下败芙，公差是±12mm鹃壤。對于該車來說，總共需要24組模板以測試12個不同座椅型號中的每一個壁顶。每一組的成本大約是2,500美元珠洗，總成本大約為6萬美元。

除了成本之外若专，該方法的另外一個缺點是測試時間長许蓖。制做模板大約要花費3個月時間，測試360個座椅要再花3周時間调衰，這就延遲了PPAP批準(zhǔn)的日期膊爪。

為了降低座椅測試的成本并把座椅盡快投入生產(chǎn)，工廠管理人員研究了其它幾種檢查技術(shù)，其中包括用來捕獲形狀的三維激光或白光三維掃描技術(shù)米酬。白光系統(tǒng)對于工廠環(huán)境不夠穩(wěn)定沛豌，可是，還需要高技能的操作員赃额，白光三維掃描儀價格也昂貴加派。小型和廉價的三維激光掃描系統(tǒng)也被排除在外，因為它們在掃描暗物體時所產(chǎn)生的激光功率不夠大跳芳，在工廠環(huán)境中也不夠耐用叁渣。

滿足Johnson Control公司要求的唯一系統(tǒng)就是NVision三維激光掃描儀。NVision三維激光掃描系統(tǒng)的主要組件是3D激光傳感器碟姓、一個安裝傳感器的機(jī)械臂或定位傳感裝置炼注、一臺PC以及提取怕翘、顯示和處理數(shù)據(jù)的軟件包易传。掃描儀的傳感器是一個單視點激光條紋傳感器，其中集成了照明和捕獲3D數(shù)據(jù)的傳感手段辞镇。

激光條紋傳感器比簡單的激光點傳感器的掃描速度要快得多臭赃。工作過程中，它們把一束激光線投射到物體表面忙甩，與此同時尽舱，小型CCD攝像機(jī)記錄這些掃過表面的光線。專用接口卡把光線的視頻圖像轉(zhuǎn)換為400個3D坐標(biāo)揉罗，容許的每秒最大數(shù)據(jù)捕獲率為1萬點元炭。得到的結(jié)果是密集的3D數(shù)據(jù)云團(tuán)，它精確地描述了物體的表面掷情。NVision激光掃描儀可以被配置為采用若干商用定位傳感機(jī)械裝置软吐。

Comfortseat工廠在PT Cruiser車型的座椅檢查設(shè)備中，首次采用了NVision三維激光掃描儀吟税。在新的檢查工藝中凹耙，第一步是鎖住座椅背或跟以前一樣往檢查支架中加襯墊。經(jīng)過兩星期培訓(xùn)的技術(shù)員操作掃描儀肠仪，然后肖抱，手持激光傳感器以便把激光射線投射到座椅上。當(dāng)他把傳感器在座椅表面移動的時候异旧，坐標(biāo)數(shù)據(jù)被提取并實時顯示在PC的屏幕上意述。該過程要對所有360個座椅重復(fù)一次，大概需要1周時間吮蛹。與采用模板方法相比荤崇，Johnson Controls提前三個半月把PT Cruiser車型的座椅投入生產(chǎn)。

除了加速驗證這些座椅之外匹涮，新的檢查工藝還被用于正在設(shè)計的座椅測試之中天试。對于12個座椅型號中的每一個槐壳，品質(zhì)部要識別25個關(guān)鍵點。這些點的x喜每、y和z坐標(biāo)由掃描儀獲得课妙，然后輸入到Excel電子數(shù)據(jù)表中，對所做的30個座椅的測試取平均找鹅。

“這樣翎钳，如果一個座椅上的尺寸超出限定，從其它座椅的讀數(shù)就把它帶回內(nèi)線轩从，”Comfortseat工廠測試實驗室的主管Leonardo Quintanar說鸣丝。這些數(shù)值然后被用于設(shè)置制造公差，創(chuàng)建一個開始正常生產(chǎn)時做對比測試的主模型融沟。

與過去僅僅由模板提供的“合格”或“不合格”評價相比瘪巡，采用掃描數(shù)據(jù)來創(chuàng)建主模型，賦予Johnson Controls一種更為精確的生產(chǎn)測試方法浮烫。利用度量軟件佳珊，Johnson Controls的品質(zhì)工程師在主模型的數(shù)值和被測座椅的坐標(biāo)之間執(zhí)行量化比較，如果某一個區(qū)域超出公差杆荐，制造過程就可以看到超出部分有多少听公？盡管有可能手工測量座椅和模板之間的距離，可是诉濒，這樣的測量的精度太低周伦，沒有什么價值。

采用掃描數(shù)據(jù)未荒，可以對任何差異進(jìn)行高精度的測量专挪，有助于制造商確定問題的成因。例如茄猫，激光測量可能顯示座椅的安置對一邊或另一邊太遠(yuǎn)狈蚤。利用該信息，制造商了解在何處調(diào)整工藝以解決問題划纽。Johnson用這種方法每一個季度從12種座椅型號中選取10個座椅來測試脆侮。

其它好處

新型檢查系統(tǒng)的另一個應(yīng)用是驗證工程變更∮铝樱“任何時候工程變更影響到座椅的時候靖避，我們都要對其進(jìn)行測試，”Leyva說比默，“過去幻捏，那意味著要修改模板或再造新模板，所以總會延遲至少兩個月。現(xiàn)在故弟，人們適應(yīng)工程變更的速度更快蘸腾，因為一旦座椅生產(chǎn)出來，就可以立即被掃描出來又蝌∧窈福”

采用三維激光掃描儀的另一個好處是節(jié)省空間〕≈拢“采用模板藕龄，你需要大量的生產(chǎn)和裝配空間，”Leyva說籍投，“模板占據(jù)了底盤實驗室的大部分空間削蕊。因為以掃描儀取而代之，我們已經(jīng)把那些空間安排給其它用途圣烤≡桑”

正如PT Cruiser項目所證明的那樣，三維激光掃描儀座椅檢查系統(tǒng)比模板的優(yōu)越性體現(xiàn)在下列四個方面：

—完全消除了模板的成本共胎；

—讓新型座椅的設(shè)計盡快投產(chǎn)凛未；

—產(chǎn)生更為精確的測量結(jié)果捅位；

—容許對工程變更作出快速反應(yīng)轧葛；

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