張晨光，李如兵

（山西吉利汽車部件有限公司，晉中 030600）

前言

汽車白車身測(cè)量時(shí)一般使用整車坐標(biāo)系，為保持其建立坐標(biāo)系的穩(wěn)定性與一致性，常使用測(cè)量支架來保證，即不使用車身的某些特征作為基準(zhǔn)建系，在車身落位時(shí)，可能遇到的彈性形變，支撐面未貼合等現(xiàn)象，終將成為影響測(cè)量結(jié)果的因素。因此其保證正確性的同時(shí)未必能保證其準(zhǔn)確性，對(duì)匹配方面的結(jié)果更有可能造成誤導(dǎo)。

而與之相對(duì)應(yīng)的為局部坐標(biāo)系，即使用車身本體的零件上的某些特征元素作為基準(zhǔn)，建立的區(qū)域坐標(biāo)系（即局部坐標(biāo)系）。這種坐標(biāo)系常用來在某些獨(dú)立區(qū)域建立，其作用更類似于使用零部件的單品檢具檢測(cè)零部件，以須檢測(cè)的該獨(dú)立區(qū)域附近的特征作為基準(zhǔn)（涉及兩不同區(qū)域間關(guān)系或整車測(cè)量一般不使用該方法），該方法能有效提升區(qū)域內(nèi)特征位置度的準(zhǔn)確性，更方便對(duì)數(shù)據(jù)的解析。

1 主要作用與原理

在車身裝配過程中，匹配是最常用到的一個(gè)詞，尤其對(duì)于外觀件而言，匹配中的間隙、面差是考量外觀特性最重要的指標(biāo)之一，是否符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，是否均勻，是否對(duì)稱，將嚴(yán)重影響車身美觀性，當(dāng)出現(xiàn)此類間隙，面差問題時(shí)，車身的三坐標(biāo)數(shù)據(jù)與零件在檢具上的狀態(tài)就成為匹配問題最重要的分析條件。此時(shí)能夠提升工程師觀測(cè)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)易性顯得尤為重要，車身三坐標(biāo)數(shù)據(jù)的合格與否并不完全能與匹配中的問題關(guān)聯(lián)起來，不同車身同一位置的三坐標(biāo)數(shù)據(jù)即使相同也未必能匹配出同樣的效果。

基準(zhǔn)作為測(cè)量的基礎(chǔ)，作用不言而喻，不同的方向，不同的距離觀測(cè)同一物體，理論上，結(jié)果應(yīng)完全相同。但實(shí)際情況中，基準(zhǔn)不可能理想化，被測(cè)量也不可能是理想狀態(tài)，因此并不會(huì)得到同樣的結(jié)果，但我們可以選擇更加貼合實(shí)際的基準(zhǔn)，車身坐標(biāo)系中，作為整車的測(cè)量基準(zhǔn)，基準(zhǔn)孔的位置度，平面度等自然優(yōu)于車身上的定位孔，其對(duì)于觀測(cè)車身整體的偏差方向更為便捷。然而對(duì)于車身上較為局部的匹配位置，局部坐標(biāo)系則更能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，在焊接過程中，匹配面與其安裝孔，工程師一般同時(shí)考慮，同時(shí)調(diào)整，使用零件安裝孔做基準(zhǔn)，測(cè)量匹配面，驗(yàn)證的便是匹配面相對(duì)于基準(zhǔn)孔的偏差。這樣可以減少無關(guān)因素的影響，更重要的，該方法相當(dāng)于將該位置在車身上已有的偏差計(jì)算進(jìn)去，可省去分析安裝孔位置度偏差的麻煩，降低不確定度。

2 整車與局部坐標(biāo)系測(cè)量分析

2.1 測(cè)量準(zhǔn)備

為驗(yàn)證該理論，挑選一表面無明顯缺陷的車身置于車體支架上，表面清潔無污染。選擇設(shè)備TOROIMAGE，型號(hào)TOROIMAGE60.16.25，精度≤0.07 mm，溫度20.5 ℃（達(dá)標(biāo)），濕度45 %（達(dá)標(biāo)），測(cè)量機(jī)雙懸臂校準(zhǔn)完畢，達(dá)到測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，恒溫、恒濕4 h以上[1]。

2.2 測(cè)量過程及初步判斷

首先對(duì)車身后尾燈處匹配位置進(jìn)行兩次測(cè)量，第一次使用測(cè)量支架所建立的車身坐標(biāo)系，第二次使用后尾燈的三個(gè)安裝孔作為基準(zhǔn)，建立的局部坐標(biāo)系[2]，在局部坐標(biāo)系下進(jìn)行再次測(cè)量，為方便觀測(cè)與解釋，此處給出結(jié)果所有三坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果均為“T”值（“T值”是數(shù)模坐標(biāo)點(diǎn)沿矢量方向，即測(cè)量機(jī)在測(cè)量該元素的測(cè)針回退方向，也是該元素所在的法線方向的偏移量，直觀的表現(xiàn)了測(cè)量部位在矢量方向的盈虧[3]），單位為（毫米）mm。結(jié)果如圖1 、圖2所示。

圖1 車身坐標(biāo)系測(cè)量結(jié)果

圖2 局部坐標(biāo)系測(cè)量結(jié)果

由圖1可以看出，車身坐標(biāo)系下，尾燈與側(cè)圍搭接處的面差點(diǎn)前端頂尖處較高，最高面差達(dá)1.6 mm，后端較低，且上部的位置塌陷更為明顯，下部則漸漸趨于平緩并逐漸趨于零點(diǎn)；間隙點(diǎn)方面頂尖處同樣較高，最高處可達(dá)1.08 mm，而尾部方向上下均逐漸趨于零點(diǎn)。由數(shù)據(jù)直觀分析，若大燈為理想狀態(tài)，由車身鈑金測(cè)量大燈，面差應(yīng)上部偏高，頂尖處偏低，下部逐漸趨于零，間隙標(biāo)準(zhǔn)為1.2 mm±0.8 mm，則上部應(yīng)為0.2～1.2 mm之間，靠近頂尖處估計(jì)出可以達(dá)到無縫隙，下部則基本趨于1.2 mm附近。

由圖2可以看出，局部坐標(biāo)系下，尾燈與側(cè)圍搭接處的面差點(diǎn)整體偏低，下部較上部更為明顯最大可達(dá)1.44 mm，但下部與上部分開看整體趨于平緩；間隙點(diǎn)方面沒有偏差極大的點(diǎn)，最大偏差在頂尖處-0.5 mm，其余點(diǎn)基本不超過0.3 mm，且整體平緩。由數(shù)據(jù)直觀分析若大燈為理想狀態(tài)，由車身鈑金測(cè)量大燈，面差應(yīng)下部偏高，上部基本處于零位附近；間隙應(yīng)基本處于1.2 mm左右，頂尖處可達(dá)1.7～2.0 mm。

3 實(shí)車匹配結(jié)果分析

兩次測(cè)量的整體趨勢(shì)幾乎相同，但結(jié)果給于觀測(cè)者的直觀感受完全不同。當(dāng)然，工程師在分析數(shù)據(jù)時(shí)不可能只使用到間隙面差的位置度信息，同時(shí)還會(huì)與尾燈安裝孔的位置度、大燈的狀態(tài)結(jié)合分析，但終究不直觀，多方面的綜合分析依靠人腦的計(jì)算也不夠準(zhǔn)確。直接使用安裝孔做基準(zhǔn)孔，省去了結(jié)合分析，給出更直觀，使分析更簡(jiǎn)便[4]。

為將其它影響因素降至最低，選用CUBING的尾燈開口檢具與車身處的匹配，結(jié)果如圖3所示。

圖3 CUBING開口檢具匹配狀態(tài)

圖3表示實(shí)測(cè)間隙與面差（遠(yuǎn)離間隙的一排數(shù)據(jù)為間隙，靠近間隙的一排數(shù)據(jù)為面差），上部面差均處于-0.3～0.2 mm之間，下部面差均處于0.8～1.3 mm；上部間隙均處于1.2 mm附近，頂尖處達(dá)到1.6 mm，下部間隙均處于1.2～1.6 mm。

由實(shí)際匹配可以看出，得到實(shí)測(cè)結(jié)果更加接近局部坐標(biāo)系測(cè)量結(jié)果的預(yù)先分析。其顯示狀態(tài)更加直觀，更加真實(shí)，更容易判斷，與數(shù)據(jù)讀取者的初始判斷更貼近，因此也更益于數(shù)據(jù)分析者更方便、直觀的發(fā)現(xiàn)問題，分析問題。

4 結(jié)束語

因此，在面對(duì)車身較獨(dú)立區(qū)域匹配問題，尤其間隙面差問題時(shí)，應(yīng)更多的使用局部坐標(biāo)系，以提高工作效率，提升判斷的準(zhǔn)確度。工作過程中也應(yīng)更多的尋求不同的方法求證同一個(gè)問題，感性的對(duì)某一結(jié)果的信任程度過高，便可能導(dǎo)致判斷的偏差，而尋求不到問題的真因。