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數(shù)字化檢測落地福特汽車墨西哥工廠!先臨三維高精度3D掃描守護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸精密制造

應(yīng)用案例

2026.05.29

      曲軸,作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)最核心的部件,承擔(dān)著動(dòng)力轉(zhuǎn)換與輸出的雙重使命??梢哉f,曲軸的尺寸精度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出、運(yùn)行平順性與整車使用壽命,是汽車工廠質(zhì)量管控的重中之重。


      本期案例,聚焦福特奇瓦瓦發(fā)動(dòng)機(jī)工廠,了解高精度三維掃描如何通過數(shù)字化方式,精準(zhǔn)把控曲軸尺寸、形位偏差,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸高效、高質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸質(zhì)量檢測。

位于墨西哥奇瓦瓦州的福特發(fā)動(dòng)機(jī)工廠


      位于墨西哥奇瓦瓦州的福特發(fā)動(dòng)機(jī)工廠自1983年成立以來,已發(fā)展成為全球汽車制造領(lǐng)域的標(biāo)桿企業(yè)。這座占地100公頃的現(xiàn)代化工廠擁有超過2400名員工,專注于高性能柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)與生產(chǎn)。


      作為福特柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的全球主要生產(chǎn)基地,該工廠主要為福特超重型卡車(F-250、F-350、F-450)、商用車輛(F-650、F-750)以及路虎攬勝車型生產(chǎn)6.7升動(dòng)力沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。


Part 01

如何精準(zhǔn)檢測發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸鍛件尺寸偏差?


      福特奇瓦瓦發(fā)動(dòng)機(jī)工廠的曲軸生產(chǎn)采用“外部采購鍛造部件+內(nèi)部精密加工”模式。然而,在實(shí)際的入庫檢驗(yàn)環(huán)節(jié)中,工廠團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這些鍛造部件存在尺寸偏差,導(dǎo)致加工夾具無法實(shí)現(xiàn)正確對齊。


      這種微小的偏差會引發(fā)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn):一方面,定位偏移易導(dǎo)致昂貴的機(jī)床與工件發(fā)生碰撞,造成設(shè)備損傷;另一方面,部分組件因缺乏足夠的加工余量,無法完成既定的機(jī)械加工工序。

福特奇瓦瓦工廠生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)


      由于缺乏準(zhǔn)確、全面的三維尺寸數(shù)據(jù)作為支撐,工程團(tuán)隊(duì)難以精準(zhǔn)判定問題的根本原因。究竟是同心度問題、材料過量,還是特定的鍛造缺陷?這些問題不僅導(dǎo)致了生產(chǎn)延誤,還導(dǎo)致工廠無法向鍛造供應(yīng)商反饋改進(jìn)要求。


      而傳統(tǒng)曲軸檢測主要依賴三坐標(biāo)測量機(jī),檢測時(shí)需要將較重的曲軸搬運(yùn)到專屬檢測工位,不僅耗時(shí)耗力,還存在工件磕碰、人員操作的安全隱患。福特奇瓦瓦工廠迫切需要一種能夠?qū)⒕珳?zhǔn)檢測能力直接帶到車間現(xiàn)場的解決方案。


Part 02

精準(zhǔn)適配車間工況,先臨三維打造曲軸數(shù)字化質(zhì)檢方案


      福特奇瓦瓦工廠選擇了先臨三維FreeScan Combo+計(jì)量級雙光源手持三維掃描儀,搭配專業(yè)檢測軟件,搭建全套數(shù)字化計(jì)量檢測方案,將高精度質(zhì)檢能力直接落地生產(chǎn)一線。


      FreeScan Combo+計(jì)量級雙光源手持三維掃描儀具備超強(qiáng)的便攜性,整機(jī)僅重620g,機(jī)身小巧輕便,適配車間各類復(fù)雜工況,檢驗(yàn)人員可直接在零件接收區(qū)、機(jī)床旁完成曲軸數(shù)據(jù)采集,徹底告別重型工件長途轉(zhuǎn)運(yùn)的繁瑣流程,避免安全隱患與耗時(shí)問題。

FreeScan Combo+計(jì)量級雙光源手持三維掃描儀掃描獲取曲軸的準(zhǔn)確三維數(shù)據(jù)
FreeScan Combo+計(jì)量級雙光源手持三維掃描儀掃描獲取曲軸的準(zhǔn)確三維數(shù)據(jù)


通過FreeScan Combo+掃描獲取曲軸的準(zhǔn)確三維數(shù)據(jù)


      設(shè)備搭載藍(lán)色激光+VCSE紅外雙重光源、四種掃描模式,可快速適配曲軸復(fù)雜曲面、細(xì)微結(jié)構(gòu)、深孔的數(shù)據(jù)獲取,每秒可采集537萬點(diǎn)云數(shù)據(jù),僅需數(shù)分鐘就能完成完整曲軸結(jié)構(gòu)掃描,檢測效率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)三坐標(biāo)測量設(shè)備。

曲軸三維數(shù)據(jù)
曲軸三維數(shù)據(jù)


曲軸三維數(shù)據(jù)


      在精度方面,該設(shè)備嚴(yán)格遵循VDI/VDE 2634和ISO 10360國際計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),最高掃描精度可達(dá)0.02mm,完全滿足曲軸加工的嚴(yán)苛要求。


      同時(shí),方案配套專業(yè)三維檢測軟件,通過將曲軸掃描實(shí)物數(shù)據(jù)與原始CAD模型的比對,快速生成尺寸偏差數(shù)據(jù)。先臨三維還為福特奇瓦瓦工廠定制了專用的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書,統(tǒng)一掃描流程與操作規(guī)范,減少人工操作帶來的檢測誤差,從而將這項(xiàng)新技術(shù)無縫集成到工廠的質(zhì)量管理體系(QMS)中。

曲軸三維尺寸檢測結(jié)果
曲軸三維尺寸檢測結(jié)果


曲軸三維尺寸檢測結(jié)果


Part 03

從根源杜絕缺陷,實(shí)現(xiàn)曲軸來料全面檢驗(yàn)與質(zhì)量管理


      依托先臨三維的高精度3D掃描技術(shù),檢驗(yàn)人員將曲軸三維數(shù)據(jù)導(dǎo)入檢測軟件與數(shù)模對齊,生成可視化的色譜圖,可快速定位曲軸配重塊等關(guān)鍵位置的材料缺陷區(qū)域,從而證實(shí)生產(chǎn)問題根源為零件鍛造缺陷,而非工廠內(nèi)部加工工藝問題,為供應(yīng)鏈整改、工藝優(yōu)化提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。


      目前,福特奇瓦瓦工廠已實(shí)現(xiàn)對曲軸來料進(jìn)行全面核驗(yàn),確保只有符合尺寸要求的零部件才能進(jìn)入加工環(huán)節(jié),并通過檢測報(bào)告為供應(yīng)商的整改優(yōu)化提供明確依據(jù),從源頭杜絕鍛造缺陷問題。


      此次先臨三維與福特奇瓦瓦工廠的合作,不僅成功解決了發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的質(zhì)控痛點(diǎn),有效規(guī)避設(shè)備損耗、工件報(bào)廢、生產(chǎn)延誤等風(fēng)險(xiǎn),降低生產(chǎn)與運(yùn)維成本,更充分印證了高精度三維掃描技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。先臨三維也將持續(xù)深耕汽車制造場景,以高精度數(shù)字化技術(shù)助力汽車廠商提質(zhì)增效、降本控險(xiǎn),賦能汽車行業(yè)智能制造高質(zhì)量發(fā)展。


      此外,數(shù)字化檢測獲取的三維數(shù)據(jù)可長期存檔,構(gòu)建起可溯源的質(zhì)量管理體系。若在抽檢中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品出現(xiàn)共性偏差,可立即追溯生產(chǎn)環(huán)節(jié),及時(shí)調(diào)整焊接參數(shù)或改進(jìn)工裝,確保每一個(gè)產(chǎn)品都符合標(biāo)準(zhǔn),保證生產(chǎn)質(zhì)量的一致性。


      在工業(yè)制造企業(yè)需要對產(chǎn)品進(jìn)行一站式數(shù)字化檢測時(shí),我們推薦先臨天遠(yuǎn)FreeScan Omni無線一體式手持三維掃描測量儀,其采用第三代無線掃描技術(shù),搭載自研工業(yè)計(jì)量三維檢測模塊,無需連接電腦以及電源線,可實(shí)現(xiàn)一臺設(shè)備獨(dú)立完成“三維掃描+三維檢測”。


      同時(shí),FreeScan Omni精度最高0.02mm,掃描速度可達(dá)835萬點(diǎn)/秒,配備五種測量模式,且小巧便攜,適應(yīng)多項(xiàng)不同尺寸的工業(yè)測量場景。