有些美,鋪陳於渲染之中
有些美,陳設於意境以上
還有一種美,精準於毫釐之間:
盯了多少秒,才看到了這行字?
並沒有靚麗的外形,也沒有絢爛的顏色,就是再普通不過的軸承、齒輪與鉚釘……而能讓你目不轉睛的機械之美,就是那些嚴絲合縫中的環環相扣。
入過自動機坑的童鞋們,
你已徵戰到了哪個級別?
無論你是否是自動機械手作的擁躉,還是單純著迷於機械之美,抑或只為蒸汽朋克魅惑而來,有一點確鑿無疑,越是繁複迷人的呈現,背後便越是精準的設計和計量……
小玩樂尚且如此,更何況集機械之美於一身的汽車製造呢?平均每輛汽車上有700多個鈑金零件。就像我們曾經討論過的,汽車行業早已是一個複雜而完整的生態系統,這700多個零部件基本都來自不同的供應商。
也就是說,當你的愛車風馳電掣時,來自多家不同工廠的零部件分毫不差地彼此配合兢兢業業地執行每一個指令。就算我們不是製造業的從業人員也明白這是一個巨大的挑戰,可它是如何達成的呢?那就跟著極車製造走進福特汽車南京工程研發中心白車身精度匹配(PCF)實驗室去一探究竟吧:
汽車設計師們設計一款新車時需要遵循和踐行的理論與操作規則過於繁複,無法一一列舉。而在PCF實驗室,工程師們則需要把設計師們的CAD虛擬模型還原成現實——那些根據設計圖紙開模衝壓而成的鈑金部件被送到這裡,由PCF工程師們一一進行精確的測量和比對,然後將這些部件小心翼翼地組裝起來,拼成一個完整的車身。工程師們不僅需要在過程中發現零件有可能存在的尺寸偏差,還必須驗證這些偏差對整個車身尺寸精度以及零件間匹配產生的影響。
如PCF主管Eric Childers所說:「設計師們設計的虛擬模型是絕對的完美,而我們的工作就是讓實物儘可能地還原虛擬模型的『完美』,雖然手工搭建白車身非常耗費時間與人力,但我們的工作是接下來工業化流水線裝配的重要基礎。」
簡單點,你可以把PCF工程師們的工作想像成玩一副精密的3D拼圖,只不過這個拼圖遊戲意義非凡:任何一個零件的細小偏差都不可小覷,因為都會影響駕乘體驗甚至安全。工程師們需要通過實際測量並與設計圖紙進行比對,找到誤差產生的原因,並把原因提交給供應商對零件的模具進行相應修改。然後,工程師會再次重複這個過程以確保整個白車身的精度達到要求,從而避免車輛進入量產後生產線上可能出現的尺寸精度問題。就像Childers所說:「我們通過製造、測量、再製造、再測量,直至偏差幾近為零。」
既然PCF實驗室對產品生產及成品品質保障有著如此重要的意義,那最讓人好奇的是,PCF實驗室如何完成如此精密的測量呢?
PCF實驗室中的絕大部分工作是由工程師手工完成的(此處應有手工12贊),但也必須藉助高科技的幫忙,比如:
3D藍光掃描儀
能夠對汽車的每一個零件甚至整個白車身進行3D拍照,這些照片輸入電腦後將和虛擬模型進行對比,每一個誤差都能通過不同的顏色表現出來,這樣可以使工程師們非常直觀地找出誤差的來源以及大小。
Ruby
在實驗室,有一臺深受工程師們喜愛的高精度三坐標測量儀機器人——Ruby,它在測量過程中也發揮了不可替代的作用。
工程師在虛擬CAD模型上選取近千個測量點並編寫相應的測量程序,而Ruby會根據程序在組裝白車身上自動找到這些測量點,並用帶有一顆經過特殊打磨的紅寶石的探針,通過與車身測量點「溫柔」接觸並記錄下精確的坐標值,再與虛擬模型中的理論數據進行比對,記錄下誤差值。
而Ruby的名字也正是來自於這顆不會隨氣溫與溼度等環境條件變化而改變,使測量精度能夠達到0.03毫米的紅寶石。
寫在最後:
以為此處該有雞湯:「沒有人會隨隨便便成功……」?才不是!這會兒就只想吆喝一句:「各位陛下、小主們,有玩自動機的寶寶麼?來後臺吱一聲唄!交換個圖紙、交流下心得什麼的,D爺今兒蹲守後臺等你來撩!」