張微 朱貿(mào)

摘 要：樣車試制必須注重白車身的尺寸控制。三坐標(biāo)測(cè)量作為一種高效、高精度的測(cè)量方法，在白車身制造過程中得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了三坐標(biāo)測(cè)量的原理，以及對(duì)比了離線編程和在線編程兩種不同模式在三坐標(biāo)測(cè)量的運(yùn)用。最后通過舉例說明離線編程方法在白車身測(cè)量的操作方法，總結(jié)說明離線編程的優(yōu)勢(shì)所在。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)測(cè)量;離線編程;樣車試制;白車身

1 三坐標(biāo)測(cè)量的原理

三坐標(biāo)測(cè)量，英文縮寫CMM，是通過高精度的掃描測(cè)頭或者非接觸光學(xué)測(cè)頭感知并反饋空間數(shù)據(jù)（X＼Y＼Z空間坐標(biāo)值，或孔直徑、圓柱圓錐法向等其它尺寸），經(jīng)過三坐標(biāo)系統(tǒng)自帶軟件計(jì)算得出被測(cè)件的幾何尺寸、形狀及空間位置的現(xiàn)代測(cè)量設(shè)備，具有簡(jiǎn)潔、快速、高效的特點(diǎn)。目前已廣泛運(yùn)用于軍工、航空、機(jī)械、汽車、電子等制造領(lǐng)域，尤其在汽車行業(yè)，是不可或缺的[1]。主機(jī)廠廣泛使用在設(shè)計(jì)、工藝、車間現(xiàn)場(chǎng)以及質(zhì)量控制等各個(gè)部門，本文主要探討三坐標(biāo)測(cè)量在樣車試制車身車間的應(yīng)用。

三坐標(biāo)設(shè)備有幾種不同的分類方法，按結(jié)構(gòu)分類可以分為固定工作臺(tái)懸臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、移動(dòng)橋式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、龍門式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、移動(dòng)工作臺(tái)懸臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、柱式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、水平懸臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)這幾大分類[2]。水平懸臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是目前樣車試制車身車間的主流應(yīng)用型號(hào)。按照測(cè)量方法分類，可分為接觸式和非接觸式兩大類，試制車身車間在測(cè)量過程中用到的懸臂式和關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)都是屬于接觸式測(cè)量，主要針對(duì)白車身及分總成、工裝夾具及零件進(jìn)行測(cè)量[3]。

2 三坐標(biāo)測(cè)量與白車身試制

白車身試制是指車身產(chǎn)品在完成設(shè)計(jì)和工藝準(zhǔn)備階段后進(jìn)行的樣車試生產(chǎn)過程。目前主機(jī)廠的試制目的主要體現(xiàn)在四個(gè)方面。分別是按時(shí)保質(zhì)交付試驗(yàn)實(shí)體、工藝驗(yàn)證、產(chǎn)品驗(yàn)證和先行先試。其中，三坐標(biāo)測(cè)量在按時(shí)保質(zhì)交付試驗(yàn)實(shí)體和產(chǎn)品驗(yàn)證兩個(gè)方面發(fā)揮的作用最大。按時(shí)保質(zhì)交付試驗(yàn)實(shí)體要求提供合格的試驗(yàn)用車，如耐久性實(shí)驗(yàn)、碰撞實(shí)驗(yàn)等，這就要求試驗(yàn)用車的白車身質(zhì)量保證，目前主機(jī)廠一般要求白車身測(cè)量的整車合格率達(dá)到80%以上。產(chǎn)品驗(yàn)證是指驗(yàn)證新的車型產(chǎn)品的造型結(jié)構(gòu)等是否達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，功能和性能是否滿足要求，查找設(shè)計(jì)缺陷，在這個(gè)過程中，需要針對(duì)具體發(fā)現(xiàn)的缺陷問題，用三坐標(biāo)測(cè)量白車身設(shè)計(jì)缺陷的尺寸誤差、孔位偏差等導(dǎo)致的總裝件安裝問題[4]。

3 三坐標(biāo)測(cè)量的編程方法

將測(cè)量一個(gè)零件所需要的全部操作按照其執(zhí)行順序編程，以文件形式存檔，測(cè)量時(shí)按運(yùn)行程序控制三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)測(cè)量。該方法稱為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的程序測(cè)量方法，適用于成批零件的重復(fù)測(cè)量。目前測(cè)量程序的編寫有在線編程和離線編程兩類[5]。

3.1 在線編程

三坐標(biāo)的在線編程是一種根據(jù)測(cè)點(diǎn)的要求，在有實(shí)車的基礎(chǔ)上，操作者手動(dòng)調(diào)適測(cè)量路徑并將相關(guān)信息記錄保存下來的方法。重復(fù)測(cè)量時(shí)，只需要調(diào)用之前的測(cè)量文件便可自動(dòng)完成記錄的全部測(cè)量過程。

3.2 離線編程

三坐標(biāo)的離線編程是通過車身原始數(shù)模，用特定的三坐標(biāo)軟件在計(jì)算機(jī)中模擬測(cè)點(diǎn)的軌跡并將相關(guān)信息記錄并保存下來的方法。重復(fù)測(cè)量時(shí)的方法和在線編程一致（圖1）。

3.3 離線編程與在線編程的比較

通過比較（如表1所示）可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是從人員需求、時(shí)間周期和費(fèi)用成本各方面比較，離線編程都比在線編程具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

試制白車身的測(cè)量工作是樣車試制的關(guān)鍵步驟之一。由于試制項(xiàng)目造車時(shí)間周期短、降本增效等要求，離線編程進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量較在線編程更能符合實(shí)際需求。在沒有實(shí)車造完之前，離線編程能利用數(shù)模、測(cè)點(diǎn)等信息提前編寫，一旦樣車就緒，就可以進(jìn)行測(cè)量。另外，離線編程還有測(cè)量軌跡干涉碰撞球提醒，自動(dòng)生成軌跡等功能，為編程人員提供較大的便利，所以得到更加廣泛地運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬其華，張春燕，任洪娟.三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)在某白車身測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010（06）：79-80.

[2]胡追.簡(jiǎn)析如何提升白車身三坐標(biāo)測(cè)量合格率[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（05）：1-2.

[3]劉征.白車身尺寸工程概述[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2012（13）：37-42.

[4]林忠欽.汽車車身制造質(zhì)量控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[5]張繼宏.三坐標(biāo)測(cè)量編程[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，2016（05）：66-71.