在虛擬世界裡造車 靠機器人、紅寶石和3D模型

照片由Ford公司提供

在汽車設計與製造領域中,電腦、機器人與3D列印技術的運用程度與日俱增,Ford甚至打造「沉浸式虛擬實境實驗室」,讓設計師們透過頭戴式裝置,對未來汽車的內裝與外觀進行可視化設計。

先進造車:沉浸式虛擬實境實驗室

科技發展日新月異,但是人工製程和傳統測量技術在某些領域仍舊扮演了不可或缺的重要角色。Ford位於南京的車身精度匹配(PCF)實驗室當中的工程師團隊負責將電腦輔助設計(CAD)的虛擬模型轉變為實體,根據虛擬輸出為基礎,將實體原型一片片地組裝完成,然後確認及測量每一個零組件,確保其在組裝時能夠完美銜接。 

Ford汽車亞太區車身品質主管Eric Childers表示:「製造汽車就像是玩3D拼圖一樣,每一小塊拼圖都很重要。在虛擬世界中,完美不是遙不可及的目標。我們的工作就是要讓實體盡可能接近虛擬世界的模型。雖然手工打造一輛車身要花非常長的時間,但這項工作能為生產線裝配打下穩固的基礎。」

平均每輛汽車的車體由許多供應商的700多個零組件所組成,是一個極為費力耗時的大工程,但是為了確保車輛生產的最高品質,這卻是極其重要的程序。PCF團隊的評估結果會反饋給供應商,讓他們做出必要的修正,接著這些零組件會接受再次的檢查,以排除生產線上任何可能產生的問題。

精準造車:紅寶石檢測探針機器人

雖然車身精度匹配實驗室當中大部分的工作都是以人工方式進行,不過工作團隊也獲得名為Ruby (紅寶石)的超精密機器人支援。這具三座標測量機器人的名字來自於其探針針頭所安裝的紅寶石,是一具價值數百萬美元的電腦測量設備,能夠透過探針對人手工打造的車體進行精準的測量,並且記錄實際車身與Ford工程師所建立的電腦輔助設計模型中的理論資料進行比對,記錄下誤差值。

Ruby機器人的精確度可以達到0.03mm。Ruby機器人可以在車身上探測近千個不同的接觸點,並與虛擬數據做比較。其探針頭使用紅寶石的材質,不會因為溫度、濕度等環境條件的變化而膨脹或收縮,才能夠確保所有測量的結果都能夠達到盡可能精準的程度。

亞太區三位可勝任操作高精準度測量機器人的工程師之一的Childers表示:「我們會不斷重複製造和測量的動作,直到接近零誤差的境界為止。Ruby機器人測量出的結果將運用於工廠,確保生產線上所使用的零件與設計模型高度地吻合,能夠精準組裝出高品質車身。」 

了解更多Ford車身精度匹配 實驗室的紅寶石探針機器人可以參考相關影片。https://goo.gl/6N9BAs

追求高精準度

車身精度匹配實驗室也配備了一台3D藍光掃描機,能夠徹底檢查每一個零件和整個車身,並對任何誤差加以記錄。掃描數據會和原始的設計規格加以比對,以確認誤差的來源與差距大小。

任何重大的誤差都可能影響車體的美觀、車室的異音與震動,甚至是車門封條這些零組件的使用效果。Ford致力於打造超越顧客期望的最高品質汽車,因此每一個細節都極為重要。

Childers表示:「我們會對個別零件和整體系統加以評估,並以正確的順序按部就班地打造一輛汽車,就像是組成一個精密的3D拼圖一樣,為顧客打造品質和外觀令人滿意的汽車。」