基于pcdmis的白車身測量輔助工具開發(fā)與應(yīng)用

韋永亮 楊付四 岳雙成

摘 要：文章簡述了基于pcdmis的白車身常規(guī)測量方法，并分析了常規(guī)測量方法的不足。介紹了一種用于解決常規(guī)測量方法不足之處的基于“矩陣平臺(tái)法”的測量技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上闡述了“矩陣平臺(tái)法”測量技術(shù)基于pcdmis的關(guān)鍵輔助工具開發(fā)及實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：白車身測量;矩陣平臺(tái)法;pcdmis;輔助工具開發(fā)

中圖分類號：TM930.9 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）19-199-03

Development of body-in-white measurement aids based on pcdmis

Wei Yongliang， Yang Fusi， Yue Shuangcheng

（Guangzhou Automobile Group Co.， Automotive Engineering Institute， Guangdong Guangzhou 511434）

Abstract： This paper briefly describes the conventional measurement method of body-in-white based on pcdmis， and analyzes the shortcomings of conventional measurement methods. This paper introduces a measurement method based on "matrix platform method" to solve the shortcomings of conventional measurement methods. Based on this， the develop -ment and practical application of key auxiliary tools based on pcdmis for "matrix platform method" measurement technol -ogy are described.

Keywords： Body-in-white measurement; Matrix platform method; Pcdmis; Development of auxiliary tool

CLC NO.： TM930.9 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）19-199-03

1 引言

在汽車生產(chǎn)制造過程中，白車身的尺寸測量是控制車身質(zhì)量的重要方法之一，行業(yè)內(nèi)普遍采用雙懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)對白車身進(jìn)行尺寸測量。雙懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)的局限性以及研發(fā)試制狀態(tài)白車身相對于量產(chǎn)白車身的不穩(wěn)定性，使得常規(guī)方法難以滿足試制白車身的測量。

2 常規(guī)方法測量試制白車身存在的問題

雙懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)為自動(dòng)接觸式測量，需要其測頭接觸到車身才能觸發(fā)測量，雙懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)在空間三個(gè)相互垂直的方向上移動(dòng)，對車身進(jìn)行探測測量。由于車身結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，車身上存在部分雙懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)難以接觸到的“測量盲區(qū)”，如前機(jī)艙部分區(qū)域、C柱部分區(qū)域。因此，常規(guī)的測量并不能覆蓋整個(gè)車身，車身部分區(qū)域的尺寸難以監(jiān)控。便攜式三坐標(biāo)測量機(jī)相對雙懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)更加靈活，便于移動(dòng)，測量范圍可以覆蓋幾乎100%的白車身，采用便攜式三坐標(biāo)測量機(jī)對雙懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)的“測量盲區(qū)”進(jìn)行測量是補(bǔ)充測量是解決方法之一。

此外，在研發(fā)試制過程中，試制白車身的狀態(tài)不穩(wěn)定，且需要測量監(jiān)控的車身位置相對于量產(chǎn)白車身更多更復(fù)雜。雙懸臂三坐標(biāo)測量機(jī)在自動(dòng)測量過程中，會(huì)因?yàn)檐嚿淼牟环€(wěn)定性及復(fù)雜性而經(jīng)常產(chǎn)生“中斷”。因此，在試制白車身的測量上，雙懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)相對于便攜式三坐標(biāo)測量機(jī)沒有效率上的優(yōu)勢。采用便攜式三坐標(biāo)測量機(jī)對試制白車身進(jìn)行測量成為一個(gè)研究方向。

采用便攜式三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行白車身測量，需要解決2個(gè)問題。

其一，便攜式三坐標(biāo)測量機(jī)自由移動(dòng)過程中的基準(zhǔn)需要統(tǒng)一;

“矩陣平臺(tái)法”測量技術(shù)，是在測量平臺(tái)上，建立統(tǒng)一基準(zhǔn)的矩陣標(biāo)準(zhǔn)錐，多臺(tái)便攜式三坐標(biāo)測量機(jī)在平臺(tái)上自由移動(dòng)，通過標(biāo)準(zhǔn)錐擬合統(tǒng)一坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)測量過程的基準(zhǔn)統(tǒng)一。

其二，雙懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)對白車身進(jìn)行測量時(shí)是按照既定的程序自動(dòng)測量，而便攜式三坐標(biāo)測量機(jī)為人工手動(dòng)測量，操作人員并不清楚程序中各特征的測量順序，因此需要實(shí)現(xiàn)程序中特征的“無序測量”功能。

本文主要針對問題二，探討如何基于測量軟件pcdmis實(shí)現(xiàn)“無序測量”功能。

3 輔助工具開發(fā)與應(yīng)用

Pcdmis是一款專業(yè)工業(yè)測量軟件，廣泛應(yīng)用于汽車、手機(jī)、航空航天等各行業(yè)，其具有強(qiáng)大的接口類庫，便于開發(fā)人員進(jìn)行調(diào)用，是本開發(fā)案例的重要基礎(chǔ)。

在實(shí)際白車身測量過程中，首先需要完成測量程序的編制，然后按順序執(zhí)行測量程序。本案例開發(fā)的輔助工具命名為“無序測量助手”，將實(shí)現(xiàn)“無序測量”功能：不需要按順序執(zhí)行既定測量程序，只需在測量程序之外隨意測量點(diǎn)、線、圓、面等目標(biāo)特征元素，輔助測量工具根據(jù)測量的特征元素的實(shí)際測量值與既定測量程序中特征元素的理論值進(jìn)行比對，如果偏差在可接受的范圍內(nèi)，則將兩特征元素匹配合并，默認(rèn)該特征元素完成測量。

如圖所示為本次測量輔助工具設(shè)計(jì)邏輯圖。

該輔助工具采用C#編程語言，在Visual Studio 2019中開發(fā)完成。首先在Visual Studio 2019中新建一個(gè)窗體應(yīng)用，在解決方案的依賴項(xiàng)中添加Pcdmis的接口文件INTEROP. DLL。在主程序文件里面調(diào)用接口文件里的命令和方法對Pcdmis中的特征對象進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)匹配。以下是實(shí)現(xiàn)“無序測量”功能的核心代碼及釋義：

smx =cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.MEAS_X， 0）;

smy =cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.MEAS_Y， 0）;

smz =cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.MEAS_Z， 0）;

//獲取目標(biāo)特征實(shí)際測量值

if（cmd.IsFeature）

{llx = cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.THEO_X， 0）;

fllx = Convert.ToDouble（llx）;

double dx = fllx - fmx;

if （dx <= dpipeijingdu0 && dx >= -dpipeijingdu0）

{lly = cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.THEO_Y， 0）;

flly = Convert.ToDouble（lly）;

double dy = flly - fmy;

if （dy <= dpipeijingdu0 && dy >= -dpipeijingdu0）

{llz = cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.THEO_Z， 0）;

fllz = Convert.ToDouble（llz）;

double dz = fllz - fmz;

if （dz <= dpipeijingdu0 && dz >= -dpipeijingdu0）

//與既定程序中特征的理論值進(jìn)行比對

{cmds.Item（cmdcount0）.PutText （llx， ENUM_FIELD_ TYPES.THEO_X， 0）;

cmds.Item（cmdcount0）.PutText（lly， ENUM_FIELD_ TYP -ES.THEO_Y， 0）;

cmds.Item（cmdcount0）.PutText（llz， ENUM_FIELD_ TYP -ES.THEO_Z， 0）;

id = cmd.ID;

cmds.Item（cmdcount0）.ID = id;

cmds.Item（i）.Remove（）;

//對符合匹配條件的特征進(jìn)行匹配

}

}

}

}

“無序測量助手”界面如下：

實(shí)際應(yīng)用的操作步驟如下：

① 運(yùn)行Pcdmis及“無序測量助手”，在Pcdmis中打開需要測量的程序;

② 點(diǎn)擊“連接至PC-DMIS”完成軟件連接;

③ 在無序測量助手界面文本框中輸入可接受的匹配精度，不輸入會(huì)默認(rèn)匹配精度為2mm;

④ 點(diǎn)擊“開始實(shí)時(shí)匹配”;

⑤ 執(zhí)行測量操作，此時(shí)“無序測量助手”會(huì)同步完成測量特征實(shí)時(shí)匹配;

⑥ 完成測量后，點(diǎn)擊“停止實(shí)時(shí)匹配”并退出。

3 小結(jié)

輔助工具“無序測量助手”是為“矩陣平臺(tái)法”測量技術(shù)應(yīng)用而開發(fā)，實(shí)現(xiàn)在測量過程中無需按照測量順序進(jìn)行測量的功能。該輔助工具同樣可以應(yīng)用在其它測量任務(wù)中，任何采用Pcdmis并手動(dòng)進(jìn)行測量的操作都可以使用該輔助工具，如局部的焊夾具調(diào)裝測量、車身改制定位測量等。

Pcdmis是一款功能強(qiáng)大的測量軟件，接口類庫豐富且有詳細(xì)的參考手冊，可開發(fā)空間大，本案例只實(shí)現(xiàn)了很小的一項(xiàng)“無序測量”功能。工程師可根據(jù)實(shí)際工作需要進(jìn)行個(gè)性化開發(fā)。本案例對于想要進(jìn)行個(gè)性化開發(fā)的從業(yè)人員具有一定參考意義。

參考文獻(xiàn)

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