淺談車頂在子基準(zhǔn)下的一致性測量

閔宗盼 唐立宇

摘 要：汽車車頂與天窗，鯊魚鰭，擾流板等零件都有配合要求，其局部區(qū)域在子基準(zhǔn)下的一致性優(yōu)劣對周邊配合零件都有著重要的影響。文章通過車頂與鯊魚鰭的間隙匹配問題和車頂與天窗階差的匹配問題介紹，從車頂子基準(zhǔn)的直接測量方式和由主基準(zhǔn)測量值轉(zhuǎn)化成子基準(zhǔn)測量值兩方面進(jìn)行了分析，并提出了車頂獲得子基準(zhǔn)下一致性測量值的三種方式。這三種方案對于準(zhǔn)確獲取車頂局部區(qū)域在子基準(zhǔn)下的一致性數(shù)值提供了可行性借鑒素材，對于提高車頂與周邊零件的外觀質(zhì)量有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：車頂;鯊魚鰭;天窗;子基準(zhǔn);一致性

中圖分類號：U463 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）20-165-03

Abstract： The vehicle roof has matching requirements with skylight， shark fin， spoiler and other parts， and the consistency of local areas under the sub datum has an important impact on the surrounding matching parts. Through the introduction of the gap matching between the roof and shark fin and the matching between the roof and skylight step， this paper analyzes the direct measurement method of the roof at sub datum and the conversion from the main datum measurement value to the sub benchmark measurement value， and puts forward three methods to obtain the consistency measurement value of the sub benchmark. These three schemes provide feasible reference materials for accurately obtaining the consistency value of the local area of the roof under the sub datum， and are of great significance for improving the appearance quality of the roof and surrounding parts.

Keywords： Sunroof; Shark fin; Skylight; Sub datum; Consistent

CLC NO.： U463 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）20-165-03

引言

隨著中國汽車市場競爭的日益白熱化，各大車企對自身產(chǎn)品質(zhì)量要求越加嚴(yán)格。汽車車頂與天窗，鯊魚鰭，后風(fēng)擋等諸多零件存在匹配關(guān)系，且該零件通過焊接集成在白車身上，在白車身上所體現(xiàn)的尺寸質(zhì)量好壞深刻影響著它與周邊零件的配合質(zhì)量。車頂焊接在白車身后通過三坐標(biāo)測量得出的測量值都基于車身主坐標(biāo)系，由于受車身零件尺寸波動影響，比如車身前部翹起，車身左右側(cè)高低不一致等，汽車車頂主基準(zhǔn)下的測量值并不能很好的反映車頂焊接車身后自身尺寸的優(yōu)劣性，而天窗和鯊魚鰭零件只與車頂局部相關(guān)而與車頂受車身影響后的尺寸并無直接關(guān)系，故分析車頂子基準(zhǔn)下的測量值對于解決該類問題有直接影響，而如何精確獲取車頂在子基準(zhǔn)下的測量值對于提高車頂與周邊零件匹配質(zhì)量有著重要的意義。

1 空配測量法

鯊魚鰭與車頂存在U/D向的配合關(guān)系，DTS要求0.5+/ -0.5mm，實(shí)車的車頂與鯊魚鰭在后端間隙1.25mm，偏大0.75mm。鯊魚鰭總成上檢具檢查后，狀態(tài)OK，符合圖紙控制要求。為了排查是否車頂焊接在白車身后，與鯊魚鰭一圈匹配的測點(diǎn)一致性差導(dǎo)致該問題頻繁出現(xiàn)，在車頂焊接至白車身后，用三坐標(biāo)打出車頂與鯊魚鰭匹配一圈的測量值，結(jié)果顯示車頂與鯊魚鰭前部配合區(qū)域偏低1.8mm，后部配合區(qū)域偏低0.4m，一致性1.4mm。然而實(shí)車的鯊魚鰭與車頂前部間隙在0.5mm左右，前部間隙小后部間隙大，通過主基準(zhǔn)下的車頂三坐標(biāo)數(shù)據(jù)顯示車頂前部反而更偏低，與實(shí)車匹配表現(xiàn)相反。原因來源于車身前部有一定程度下沉，后部翹起，導(dǎo)致車頂在主基準(zhǔn)下的測量值出現(xiàn)前低后高，該測量值并不能直接反映車頂焊接至白車身后與鯊魚鰭匹配區(qū)域的尺寸好壞。

為此，采取空配法，即將鯊魚鰭外殼取下后，套在車頂與鯊魚鰭匹配區(qū)域，通過空配的方法確定車頂與鯊魚鰭匹配區(qū)域的點(diǎn)位尺寸一致性是否OK，局部尺寸是否有偏差貢獻(xiàn)。如圖1所示，鯊魚鰭總成裝配至車頂后，用紅色彩筆將鯊魚鰭與車頂匹配區(qū)域畫出，然后將鯊魚鰭外殼取出，空配套在紅圈區(qū)域，用塞尺測量鯊魚鰭外殼與車頂?shù)拈g隙量，鯊魚鰭外殼和車頂曲面是仿形面，空配理論上要滿足零間隙。根據(jù)測量結(jié)果可知車頂與鯊魚鰭后部間隙0.5mm，前部為0mm，一致性0.5mm，與實(shí)車鯊魚鰭配車頂前部間隙小，后部間隙大相互一致。由此，得到該問題主要原因是車頂焊接至白車身后，與鯊魚鰭匹配的后部區(qū)域下凹，不利貢獻(xiàn)0.5mm。

通過車身主基準(zhǔn)下測量出的車頂與鯊魚鰭匹配區(qū)域的測點(diǎn)偏差值受車身整體尺寸波動影響，并不能直觀反映車頂焊接后的尺寸好壞，通過空配法可快速有效識別出車頂焊接成總成后與鯊魚鰭匹配區(qū)域尺寸的優(yōu)劣，進(jìn)而達(dá)到高效分析問題的目的。

2 公式轉(zhuǎn)換法

某項(xiàng)目的車頂與天窗后部階差一致性偏差2mm，DTS要求1+/-1mm//1.5（天窗高），將天窗上TAC進(jìn)行檢測，根據(jù)測得的數(shù)值得出天窗后部階差一致性偏差1mm，不利貢獻(xiàn)1mm。為了找到一致性另外1mm偏差的貢獻(xiàn)量，收集項(xiàng)目在線上造車階段車頂與天窗配合區(qū)域的點(diǎn)位在U/D向的下沉偏差值，如圖2所示。 車頂后部7個點(diǎn)位在主基準(zhǔn)下的U/D向一致性通過數(shù)據(jù)可知為1.5mm（2.2-0.7=1.5mm）;根據(jù)之前理論上的分析，車身左右側(cè)部翹曲會對車頂與天窗配合區(qū)域的點(diǎn)位U/D向階差產(chǎn)生影響，進(jìn)而使得主基準(zhǔn)下車頂點(diǎn)位的一致性與子基準(zhǔn)下的有較大偏差，而天窗的一致性只受車頂子基準(zhǔn)下的一致性影響而與其主基準(zhǔn)下一致性并無直接關(guān)聯(lián)。為求得車頂子基準(zhǔn)下的一致性，采取公式轉(zhuǎn)換法。

小天窗與車頂階差配合面長度約800mm，均勻布置了7個點(diǎn)位，即每100mm就布置了一個測點(diǎn)，以左側(cè)第一個點(diǎn)位為零位，定義X為點(diǎn)位橫坐標(biāo)，Y為車頂?shù)南鲁疗屏浚赏ㄟ^三坐標(biāo)測量獲得），根據(jù)圖2的測點(diǎn)偏差數(shù)據(jù)可得7個點(diǎn)位的坐標(biāo)依次如下：（0，-1.6），（133，-1.3），（266，-0.8），（399，-0.9），（532，-1.3），（665，-1.3），（800，-2.3）。通過最初段1號和最末端7號點(diǎn)位構(gòu)建直線方程ax+by+c=0，帶入1號和7號點(diǎn)位的坐標(biāo)，可得a=7/8000 ，b=1，c=1.6 即直線L方程：7/8000x+y+1.6=0，如圖2所示。已知2～6號點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式 ? 可得：d2=0.42 d3=1.03 d4=1.05 d5=0.77 d6=0.88 Max=d4=1.05 mm。由此可知，在子基準(zhǔn)坐標(biāo)系下，車頂與天窗后保平整度的一致性為1mm，不利貢獻(xiàn)1mm 而非1.5mm。主基準(zhǔn)下的測量結(jié)果1.5比子基準(zhǔn)下的轉(zhuǎn)化值1.05偏大了50%。根據(jù)分析出的車頂在焊接后一致性偏差1mm的結(jié)果進(jìn)一步分析車頂變形的原因，發(fā)現(xiàn)車頂滾邊前后數(shù)據(jù)差異較大，接近1mm變化，故得出車頂一致性不利貢獻(xiàn)來源于車頂滾邊工藝，車身通過調(diào)整滾邊角度等方法將風(fēng)險(xiǎn)消除。

3 模擬塊測量法

除了上述公式轉(zhuǎn)換間接測量車頂在子基準(zhǔn)下的一致性外，也可以采用模擬塊直接測量該結(jié)果。模擬塊的具體制造結(jié)構(gòu)如圖3所示。延伸車頂與天窗階差配合面，即模擬塊上端面與車頂齊平，再在工裝上增加4個基準(zhǔn)塊，其中左右兩側(cè)1&2號基準(zhǔn)塊定位工裝U/D&C/C方向，保證模擬塊整體居中，后側(cè)3&4號基準(zhǔn)塊定位U/D&F/A方向。工裝基準(zhǔn)塊U/D向定位基準(zhǔn)設(shè)計(jì)面為車頂?shù)睦碚撉?。純理想狀態(tài)下，工裝模擬塊放置在車頂開檔區(qū)域后，位置唯一，車頂與工裝上端面都齊平。

原理如上所述，具體測量時，將模擬塊放置在車頂實(shí)物開檔區(qū)域，通過4個基準(zhǔn)塊保證模擬塊位置唯一，再用階梯尺測量車頂與模擬塊匹配面階差，結(jié)果為負(fù)值時表示車頂在子基準(zhǔn)下下榻，為正值時表示車頂在子基準(zhǔn)下突出。將測量的結(jié)果max值與min值相減即為車頂在子基準(zhǔn)下的一致性。如圖3所示某項(xiàng)目的車頂，通過模擬塊測量，發(fā)現(xiàn)車頂最低點(diǎn)下凹0.5mm，最高點(diǎn)為零即車頂做了到理論位置，故該車頂在子基準(zhǔn)下的一致性為max-min=0-（-0.5）=0.5mm。模擬塊測量法操作簡便，結(jié)果也較為精確，對于快速測量車頂在子基準(zhǔn)下的一致性有著重要的意義。

4 結(jié)語

基于車頂受車身主基準(zhǔn)的影響，直接運(yùn)用主基準(zhǔn)下的測量結(jié)果來測量車頂相關(guān)區(qū)域的一致性屬性會產(chǎn)生較大程度的誤差，而車頂零件在子基準(zhǔn)下的一致性應(yīng)用也較為廣泛。綜上所述，整理出測量車頂零件在子基準(zhǔn)下的一致性可用方法分別包括匹配零件的空配法，公式轉(zhuǎn)換法，模擬塊測量法。這些測量方法各有優(yōu)劣，可以根據(jù)適用的場景進(jìn)行選擇，除車頂外，整車其它零件也可參考這些測量方法。通過以上方法的靈活應(yīng)用可以有效分析車頂與相關(guān)配合零件的尺寸問題，提高整車的外觀匹配質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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