作为动力总成制造的重要一环，先进测量技术已经应用于零部件质量控制、生产现场乃至加工中心上等环节。近年来，测量技术的发展进步让在线测量成为可能，并与大规模动力总成的生产节拍相适应。

动力总成生产线上批量生产的零部件质量状况以及生产线上数控加工机床的状态跟踪完全依赖于测量机结果的实时反馈，因此，动力总成生产线对在线测量系统的测量效率、精度与可靠性均提出了严格要求。

当前，动力总成生产线上的柔性计量系统主要有两大类：一类是布局于车间的固定式自动化三坐标测量系统；一类是嵌入自动化加工工序中的在机检测系统。其中，布局于车间的固定式自动化三坐标测量系统有三类：专为生产现场设计的车间型三坐标测量机、配备机罩的在线动力总成测量系统和与生产线完全整合的在线动力总成测量系统。

本文结合实例详细介绍了动力总成生产线上柔性计量系统的具体应用情况，阐述了先进测量技术在提高生产效率、提升产品质量方面的重要性。

布局于车间现场的自动化测量系统

1.专为生产现场设计的车间型三坐标测量机

为了缩简工件在数控机床和质保室测量机之间的搬运环节，车间型三坐标测量机应运而生，操作方式也变得更加简化和安全。

车间环境里对三坐标影响最大的因素主要是温度、湿度及粉尘等，其中，湿度影响可以靠良好的气源及多重过滤器摒除，灰尘粉尘油污等因素可以通过加固改良X/Y/Z三轴的风琴罩来消除，温度的影响摒除则没有那么简单，需要采用专业的实时结构温度补偿系统，从硬件和软件两个方面补偿机身和零件因温度引发的“热胀冷缩”变形。

图1所示为来自海克斯康的三坐标测量机的温度补偿实验报告。通过配备ACTIV温度补偿技术，其Global Silver SF三坐标机能够在温度范围为15～30℃且日环境温度变化达10℃的生产环境内完成高精度的尺寸检测任务。同时，现场型三坐标测量机还可以配置激光安全带防护系统，当人员进入测量空间时主动减速或停机，保障现场车间人员的安全。

2.配备机罩的在线动力总成测量系统

配备机罩的在线动力总成测量系统是固定式三坐标精密测量机、检测机罩、夹具、自动或半自动上下料系统、机柜和空调等系统的紧凑集成。更全面的装备配置使得该系统比上述车间型测量机的精度水平更高、效率更快，操作也更加简易和省力。该系统一般直接布局于生产线旁，配合高节奏生产线对大批量动力总成进行实时检测，通过实时海量质检数据的统计分析，获取更有效的质控价值信息，预防任何不良加工趋势。

如图2所示，带机罩的在线动力总成测量系统的构成包括：固定式三坐标测量机，实现动力总成自动化精密测量的主体设备；测量机机罩，在生产环境为测量机精确测量提供保证；手动/自动上下料系统，减轻操作者的体力消耗，提高效率；夹具，根据零部件特征而设计的专用或通用夹具，有效提高装夹效率和定位精度（见图3）；机柜(集成控制柜、测头控制器、计算机和打印机系统) ，在车间环境下提供更好的安全性；状态指示灯，直观对测量运行状态进行监控。

3.与生产线完全整合的在线动力总成测量系统

该类系统除了集成机罩、上下料、夹具、机柜和空调等设备，重要的是还与机械手联合搬运工件，并通过先进的软件操作系统，对不同的工件实现编码辨认，智能调用相应程序，完成全自动化无人操作质检。

图4所示为整合有在线动力总成测量系统的某变速器壳体生产线。该生产线年产变速器100万台，整套系统要求全天24h运转，实施100%自动全检，检测的节拍为108s/件。这其中，操作员所要做的工作仅仅是启动检测线，通过状态灯监控检测执行状况，对异常作出判断并采取措施。整条生产线要求所有数据实时在线，实时获取。

实现加工过程工序控制的在机测量

动力总成生产线的加工批量大，机床刀具、工装到机床自身的耗损都很大，很难控制不良的加工趋势，而且一旦出现不良加工趋势，就会造成较大的损失。经过反复研究发现，在关键加工环节上加入在机检测不仅有利于及时发现偏差调整关键参数，避免不良事件和趋势，而且还能有效提高生产线的加工能力。

图5  在机测量系统被用于夹具找正 

发动机缸体的半精镗、精镗环节对孔的中心位置有着非常严格的要求，仅仅依靠自动上下料或夹具系统的重复定位精度无法很好地保证前后两道工序的相同加工基准点，最终也远远不能满足这些部件的精度要求。在试图提高这些自动上下料或夹具系统的精度时，遇到两方面的难题：一是，若要使自动化数控加工系统达到理想的精度，其设计、制造成本非常高；二是，长期一致的可靠性较差，需要经常进行维护，维护、保养成本比较高。

在实践中我们发现，可以放宽夹具系统的重复定位精度要求，每次工件自动装夹完毕后通过使用在机测量系统准确地测定每个工件的实际位置（见图5），实时刷新每个工件的坐标系，从而能够保证不同工序加工基准的精确位置，使得产品的合格率及稳定性都得到了很大改善。

结语

作为动力总成制造的重要一环，先进测量技术已经应用于零部件质量控制、生产现场乃至加工中心等很多环节。为了适应现代汽车工业的生产模式，与大规模动力总成的生产节拍相适应，并关注适合现场温度变化，同时还需要关注部件装夹定位、上下料系统、探针专用配置以及软件专用接口等，以交钥匙的方式确保测量系统能够紧密地融入到大规模的生产线当中。

2009年9月，由海克斯康测量技术(青岛)有限公司设计、制造的三套动力总成在线测量系统顺利完成其在南汽名爵（MG）工厂的安装、调试与设备验收工作，开始在我国自主品牌的中高档发动机生产中发挥重要作用。