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汽车饰件测量坐标系的建立

2020-03-18

随着汽车开发技术的不断提高,各大汽车厂商纷纷引入汽车基准点系统,如:大众公司的“RPS”基准系统,通用公司GD&T图纸中的“Datums”也描述了产品的定位基准点,两者的目的是基本一致,使汽车零件在设计-开发-装配-总装-测量所有部门都采用统一的基准点定位系统,减少总成及零部件因基准不协调而产生的偏差,以改善生产过程的稳定性。所以汽车零件的测量也应紧紧按照基准点系统建立测量坐标系,才能真正体现零件在装车状态下与车身或其它零件的定位与匹配情况。汽车饰件测量坐标系的建立

通常对汽车饰件的测量一般采用将零件与三维数模的比较测量,许多汽车饰件没有可供三坐标建立其整车坐标系的特征元素,如:平面、直线、孔等,如何使测量坐标系准确地转换到车身坐标系,这是三坐标测量的关键,这将直接影响到测量的结果。

这里就给大家分享一个汽车饰件如何建立测量坐标系的方法。

汽车饰件测量坐标系建立一般采用两种方法。一是设计制造专门的测量工装,将“RPS”点或“Datums”点作为零件的支撑定位点,即按照装车状态将零件固定于测量工装上,在测量工装的地板平面设置测量基准,以实现与汽车坐标系联系起来。这种方法对于体积大、材质软、易变形的零件是必须的,如:保险杠、门内饰板。这种方法对测量工装的设计制造要求很高,既要考虑测量工装的精度和安装的合理性,还要进行MSA的分析。另一种方法是直接在零件上将“RPS”点或“Datums”点转换为测量基准,这种方法适合于不变形的零件测量,可以省去设计制造测量工装的费用,降低测量成本,但在测量技巧上要求较高,因为汽车饰件的种类很多,要理解分析产品的三维数模(Mathdata),产品图中的RPS表(德国大众标准)或GD&T图纸中的Datums表(美国通用标准)或其它类似的基准信息,应用三坐标测量软件将基准点转换到车身坐标系。以下着重介绍第二种方法。

具体操作步骤:

(1) 分析零件的RPS基准系统 

RPS1为特征孔,RPS2、RPS3、RPS4为非特征点,它们都是该零件的支撑位,我们按照3-2-1法则分析,Z方向的3个支撑点是孔(RPS1)、曲面点(RPS2Fz)、曲面(RPS3Fz),X方向的支撑点是孔(RPS1)、曲面点(RPS4Fx),Y方向的支撑点是孔(RPS1),零件的6个自由度得到了约束。 

(2) 建立基准[2] 

根据上述条件,我们先建立三坐标测量的基准,可以编制一个测量程序,将该零件的孔(RPS1)设为固定点,将RPS2Fz、RPS3Fz、RPS4Fz设在一个曲面里,根据RPS1、RPS2、RPS3Z向理论值设置假想平面PLAN1,通过旋转定为Z轴,根据RPS1、RPS4的X的理论值设置假想线LIN,旋转定为Y轴,RPS1的理论值X、Y、Z设置为原点。 

(3) 测量 

手动测量这些RPS点在零件上的大致位置,让计算机找到手动采点与真实点之间的偏差,若存在偏差较大,可按计算机显示的偏差进行手动修正测量,若偏差较小,计算机就会默认通过。 

(4) 拟合 

在第 一基准的基础上设立第二基准,用best-fit对RPS2Fz、RPS3Fz、RPS4Fz点进行拟合,让三坐标测量机自动去测量,检查测量偏差,在第二基准的基础上用上述方法再设立第三基准……,依次类推,我们可以进行多次拟合,建立多次基准,观察拟合结果,每次拟合后偏差会逐渐减少直至趋于一致。若一个零件在制造过程中比较稳定的话,通过3~5次的best-fit,测量结果中反映出一组RPS的最终拟合偏差小于零件本身公差带的十分之一以下,反之说明零件在制造中已发生了变形。风管的公差为±0.5mm,即RPS的最后拟合结果≤0.1mm即可。图2是风管RPS的拟合结果。

(5) 结果分析 

通过测量发现,当零件通过基准点系统定位,定位点拟合至偏差很小时,其它匹配点的测量结果也趋于一致,如图3所示。

经过重复性试验,所得的最终测量结果也趋于一致。这说明我们采用的上述方法建立零件的测量坐标系是完全正确的。只有这样,才能真正体现零件在装车状态下与车身或其它零件的定位与匹配情况。

汽车饰件的种类也是非常多的,有汽车内饰件、外饰件等,在车身上定位的方式也各不相同,汽车饰件厂家在日常测量中经常采用直接在零件上定位的方法,根据不同的零件各自的特点,结合基准点系统以建立和车身坐标相联系的测量参考系,如:以六个曲面点支撑的零件,两个定位的孔或销和一个曲面点支撑的零件,三个定位孔或销定位的零件,都可采用上述方法建立测量参考系,这样不但能反映出零件自由状态下的测量数据,而且可以节省制造测量工装的时间与费用,降低测量成本,同时也能满足基准点系统的测量要求。


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