盧宇宏，李春霞，閆嘵陽，關(guān)玉明

（1.天津福臻工業(yè)裝備有限公司，天津 300350；2.河北工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，天津 300130）

0 引言

白車身是汽車的重要組成部分，是其它零部件的基礎(chǔ)，不僅能夠抵擋汽車行進(jìn)過程中的振動(dòng)和噪聲，還為乘客提供足夠的空間，保障行駛的安全，其重量和制造成本占整車的40%～60%［1］。白車身通常由幾百個(gè)復(fù)雜的零件組成，需要通過焊裝裝備將這些零部件組裝在一起，有成百個(gè)焊接工位需要定位，中間環(huán)節(jié)很多，在這一過程中難免會(huì)產(chǎn)生誤差，難以保證制造的精度。目前白車身的焊裝定位大都依賴工人的操作經(jīng)驗(yàn)，缺乏自主的車身定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和科學(xué)的理論指導(dǎo)系統(tǒng)，故本文采用RPS 系統(tǒng)，結(jié)合工程實(shí)際，提出了合理的焊裝定位基準(zhǔn)。

1 RPS 系統(tǒng)

RPS 系統(tǒng)就是規(guī)定一些從開發(fā)到制造，檢查直至批量裝車各環(huán)節(jié)所有涉及到的人員共同遵循的定位點(diǎn)及其公差要求［2］。RPS 系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：可以避免由于基準(zhǔn)點(diǎn)的變換造成零件尺寸公差加大；可以避免模板的使用，節(jié)省了加工時(shí)間；提高了生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

在車身焊裝生產(chǎn)過程中，白車身的零部件正確的定位和夾緊是車身裝配的基礎(chǔ)，是整個(gè)車身制造質(zhì)量的保證［3］。RPS 系統(tǒng)的制定由于受到生產(chǎn)條件的限制，部分基準(zhǔn)是無法實(shí)現(xiàn)的，那么就需要各部門協(xié)調(diào)合作及時(shí)向RPS 制定部門反饋，同時(shí)在工藝設(shè)計(jì)人員配合下，進(jìn)行RPS 系統(tǒng)的修訂與規(guī)劃，最終確定合理的RPS 系統(tǒng)。

在實(shí)際生產(chǎn)中，RPS 系統(tǒng)往往會(huì)與裝配工藝發(fā)生沖突，從而增加裝配的復(fù)雜性，加大生產(chǎn)成本；或者導(dǎo)致正常的裝配工藝無法進(jìn)行，重新規(guī)劃工藝發(fā)案。因此，為了提高裝配質(zhì)量及效率，RPS 系統(tǒng)的制定涉及了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)部門，制造部門，工藝規(guī)劃部門，質(zhì)保部門及廠商等，要綜合考慮生產(chǎn)中各個(gè)過程的工藝要求［4］，確保RPS 系統(tǒng)制定的合理性，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本文結(jié)合某車型實(shí)例介紹了RPS 系統(tǒng)的建立過程。

2 RPS 系統(tǒng)在某車型中的實(shí)際應(yīng)用

為了使RPS 系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮作用，必須遵守下面5 條規(guī)則：3-2-1 規(guī)則；坐標(biāo)平行規(guī)則；統(tǒng)一性規(guī)則；尺寸標(biāo)注規(guī)則；RPS 尺寸圖規(guī)則。

下面以某車型的左右側(cè)圍外板為例，闡述RPS 的應(yīng)用。根據(jù)3-2-1 原則，保持剛體的平衡狀態(tài)需要6 個(gè)定位點(diǎn)，即3 個(gè)Z 方向的定位點(diǎn)，2 個(gè)Y 方向的定位點(diǎn)，1 個(gè)X方向的定位點(diǎn)。對于左右側(cè)圍外板這樣形狀復(fù)雜、尺寸較大的零件，在保障3-2-1 規(guī)則的前提下，還需要附加的定位點(diǎn)來保證零件的平衡狀態(tài)。根據(jù)坐標(biāo)平行規(guī)則，左右側(cè)圍外板在測量和加工時(shí)，為了保證能夠獲得精確的結(jié)果，定位點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是平行于坐標(biāo)軸的，即定位平面與坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸平行，故在不影響功能的基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)出平行于坐標(biāo)軸的平面作為RPS 點(diǎn)。

根據(jù)以上原則，可以畫出左右側(cè)圍外板和車身底盤的RPS 點(diǎn)位圖，如圖1、2 所示。

圖1 左右側(cè)圍外板RPS 點(diǎn)位圖

圖2 車身底盤RPS 點(diǎn)位圖

本實(shí)例中的RPS 系統(tǒng)采用平移整車坐標(biāo)系而建立起來的零件坐標(biāo)系，這樣既可以確定零件在整車中的位置，又可以避免尺寸推算帶來的累積誤差。表1、2 分別列出了左右側(cè)圍外板和車身底盤定位點(diǎn)的坐標(biāo)值。

白車身在焊裝過程中的每一個(gè)工位，采用統(tǒng)一的RPS 系統(tǒng)，可以使查找錯(cuò)誤、分析錯(cuò)誤變得快捷又清晰。另外，依據(jù)RPS 系統(tǒng)制定出目標(biāo)清晰的定位措施，能夠有效地節(jié)省定位點(diǎn)更改過程帶來的高費(fèi)用。圖3 為某車型的白車身焊裝過程中的定位實(shí)例圖。

圖3 白車身焊裝過程中的定位實(shí)例圖

3 結(jié)語

本文介紹了RPS 系統(tǒng)在某車型上的實(shí)際應(yīng)用及車身精度設(shè)計(jì)的基本理念與方法，目的在于說明車身準(zhǔn)確定位設(shè)計(jì)的重要性，希望在國內(nèi)形成統(tǒng)一的、科學(xué)的車身定位系統(tǒng)，促進(jìn)國產(chǎn)汽車制造業(yè)的發(fā)展。

表1 左右側(cè)圍外板定位點(diǎn)的坐標(biāo)值

表2 車身底盤定位點(diǎn)的坐標(biāo)值

［1］王桂周.汽車白車身焊裝定位基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2010：1-5.

［2］許志華.RPS 在車身設(shè)計(jì)過程中的用意［J］.汽車工程師，2011（8）：56-59.

［3］樊曉光.車門定位基準(zhǔn)系統(tǒng)研究與有限元分析及優(yōu)化［D］.合肥：合肥工 業(yè) 大 學(xué)，2013：34-46.

［4］何群，阮旺.論某車型前門定位策略的開發(fā)［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2013（14）：18-19.