基于三坐标测量技术的汽车尺寸匹配质量控制

基于三坐标测量技术的汽车尺寸匹配质量控制

谢盈利1孙瑜2

长城汽车生产技术开发中心天津市300462

摘要：随着汽车工业的蓬勃发展，国内外汽车市场竞争的日益激烈，消费者对汽车品质的要求也越来越高，汽车尺寸匹配质量是汽车品质的重要一环。为提高汽车尺寸匹配质量，高技术的质量测量手段及设备发挥着举足轻重的作用。本文就三坐标测量技术对于汽车尺寸的匹配质量控制做出研究和分析。

关键词：三坐标测量机；测量；测量支架

引言

三坐标测量机广泛应用于汽车产品尺寸匹配质量控制，为正确进行测量和分析，除了必要的测量硬件和软件外，许多规范和必要的辅助工具也是必须的。三坐标测量机可以从结构上进行划分，多数汽车测量目前一般双悬臂测量机。以蔡司双悬臂测量机为例，其配备了无极旋转DSE测头，碳纤维接长杆，以及RST传感器，自动更换探针系统，采用三点式支撑和大横截面积的测量横梁，所有三个轴采用直线导轨，具备高精度和长期稳定性。同时，配备了液晶显示的多功能操作控制键盘，能够控制运行速度及五轴移动方向，使得测量工作更省时省力。可升降的操作控制键盘移动小车，操作更方便、灵活。此外，还具有双臂自锁以及防撞保护功能，使用测量机更安全可靠。

一，汽车尺寸匹配分析

为了实现对零件的快速自动测量，提高零件测量的效率，需编制零件的测量程序。在编程前需要获得足够的文件资源准备，包括功能尺寸、三维数据、测量点规划PMP、二维图纸等。对于有卷边工艺或在烘干前后有偏移量的工件，必须使用冲压状态模型（TMA），即非卷边的模型，此类零件一般包括：前后盖外板、门内外板、门框加强板、侧围B柱等。编制完测量程序后，进行测量程序的调试和修改，直至满足使用要求。

汽车车身测量是保证汽车质量的重要检测手段，由于汽车车身在加工和工艺装配的过程中可能会出现车身发生改变，导致汽车规格尺寸不达标，当然除了这些主观因素的影响，同时也有测量仪器产生的误差，导致车身数据测量不准确，长期以来在工作中发现普遍存在的两种误差产生原因，首先是传统测量技术存在缺陷，由于汽车车身多数是由各种类型的钣金焊接而成，在自然环境下使用传统的测量技术所得到的数据有着较高的误差，进而影响到整个测量。其次是车身零部件多，在测量的过程中单一化的测量会增大误差，最终结果汇总就会发现测量结果误差过大。因此汽车车身测量技术也在不断的进行改进和发展，三坐标测量机能够很好的解决单一化的测量误差，从而减小在汽车车身整车测量过程中的误差。

通过安装测量支架，可将被测零件正确定位和固定在测量系统内，从而降低操作人员的测量难度，利于测量及其分析。零件安装在测量支架上后，要保证零件所有的孔、面和切边是可测的，为保证在测量过程中不与测量机发生碰撞，必须有足够的边缘间隙，同时要符合人机工程学。测的铝合金，表面要进行黑色阳极氧化处理。不仅如此，测量支架还便于测量机的快速定位。测量机平板定位测量支架的位置，自动测量机能够快速校准坐标系统，将测量效率大幅度提高。还有一种特殊的测量支架，称为外精测样架，是利用已调整好定位及夹紧点的内部样架，将实际生产中的冲压单件或焊装总成以及外表面装饰件（前后灯，前后保险杠等）按照生产工艺，通过三坐标测量机按参考点系统RPS进行调整，匹配出完整的车身外表面。因其匹配所用零件的批次、状态均与现生产的相同，可视为目前现生产状况下零件匹配所能达到的最佳状态，通过测量相关零件之间的间隙及平度等数据，即可得知目前零件的制造情况及整车所能达到的匹配质量，因此作为标准从而对冲压模具的修改、焊装夹具的调整、总装的装配起到其他方法所无法承担的指导作用。即匹配得出的结果，就是生产车间所能达到也必须达到的目标。外精测样架评价，评件及总成的状态，来分析外表面件之间的尺寸状态，是焊装外表面件调整的依据。

二，三坐标测量对于匹配质量的影响

三坐标测量机作为一种检测设备，具有高精度特点，它容易受到测量环境的影响，比如压缩空气、供电电源、湿度、振动、温度条件、检测零件状态等。坐标测量机是通过自身的探头和所测量的工件相对运动进行测量，三坐标测量机是通过软件进行整理数据，因此三坐标测量机具有较高的检测速度，同时有着很高的数据处理能力和应对能力。在当下的生产线上，对于汽车车身的整车测量不是传统的远离测量线上的测量间中，而是三坐标测量机在生产线上应用测量，在冲压工件的生产过程中三坐标测量机是不可缺少的设备，汽车车身上的零部件并不是都需要进行检测，在车身组装成功后最终整车进行测量。

三坐标测量机以其测量原理简单、精度高、通用性好等优点广泛应用于各种几何量测量领域。但精度高必然要以牺牲测量速度为代价。因此，国内外只有10%左右的三坐标测量机真正实现在线检测，其余仍被放置在计量室执行传统的抽样检查功能。目前用于车身检测的三坐标测量机通常采用双臂三坐标测量机进行联机工作以提高测量效率。三坐标测量机进行三维空间点的测量，其测量原理是将被测零件放入其允许的测量空间以获得被测几何型面上，各个测点的三维坐标，根据这些点的空间坐标值进行计算，可以求出被测零件的几何坐标，进而确定车身的尺寸。目前以上各种坐标测量技术已经成功应用于车身在线检测，但是其应用背景、测量精度和效率等方面存在差别。

三，结束语

综上所述，三坐标测量机在我国的汽车车身整车测量技术中起到了至关重要的作用，三坐标测量机以其便捷性，灵活性逐步在汽车车身检测中受到重视，这样的虽然三坐标测量机相较于人工检测速度更快，但是也只能是适用于抽测，在未来的发展中，视觉检测更加符合未来的发展需要，能够满足生产线上实时检测，同时测量机器人在未来的检测中可以通过检测程序的更换，来测量不同的车身要求，三坐标测量机的出现使得我国的汽车车身尺寸匹配技术发展有了明显的提升，对于我国的汽车生产行业的发展奠定了基础条件。

参考文献：

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