白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控中在線測量技術(shù)的應(yīng)用研究

尹升　劉金全　單紹泰　孫士煒

摘 要：在以往的白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控中，監(jiān)控殘差高。為此，研究白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控中在線測量技術(shù)的應(yīng)用。調(diào)整監(jiān)控點測量位置分布，將在線測量技術(shù)主要運用在車門匹配、行李箱蓋匹配以及發(fā)動機(jī)罩蓋匹配等方面，并在每一個區(qū)域設(shè)置10個監(jiān)控點;在此基礎(chǔ)上，沿用傳統(tǒng)的尺寸偏差值，計算白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控頻次;在監(jiān)控點得到的白車身生產(chǎn)尺寸數(shù)據(jù)中剔除采樣誤差，進(jìn)而輸出精準(zhǔn)的白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控結(jié)果。實驗結(jié)果表明，設(shè)計監(jiān)控方法得到的殘差最高0.210;對照組殘差最高為0.748，設(shè)計監(jiān)控方法下的殘差明顯低于對照組，可以實現(xiàn)對白車身生產(chǎn)尺寸的精準(zhǔn)監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：白車身 生產(chǎn)尺寸 監(jiān)控 在線測量技術(shù)

Research on the Application of Online Measurement Technology in the Production Dimension Monitoring of Body-in-White

Yin Sheng Liu Jinquan Shan Shaotai Sun Shiwei

Abstract：In the previous body-in-white production size monitoring， the monitoring residual was high. For this reason， the application of online measurement technology in the production size monitoring of the body-in-white is studied. The study adjusts the measurement position distribution of monitoring points， uses online measurement technology mainly in door matching， trunk lid matching and engine cover matching， and sets up 10 monitoring points in each area.? On this basis， the study continues to use traditional size deviation to calculate the body-in-white production size monitoring frequency， eliminate sampling errors from the body-in-white production size data obtained at the monitoring point， and then output accurate body-in-white production size monitoring results. The experimental results show that the maximum residual error obtained by the design monitoring method is 0.210; the maximum residual error of the control group is 0.748， and the residual error under the design monitoring method is significantly lower than that of the control group， which can achieve precise monitoring of the body-in-white production size.

Key words：body-in-white， production size， monitoring， online measurement technology

1 白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀

白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控方法是控制白車身生產(chǎn)尺寸誤差的有效途徑，在我國，針對白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控方法的研究中，大多數(shù)采用三坐標(biāo)測量系統(tǒng)對白車身進(jìn)行測量，但往往無法取得預(yù)期的效果，該方法局限性較大。而在線測量技術(shù)是一種實時三維測量技術(shù)，能夠?qū)Π总嚿韺崿F(xiàn)全方位的精準(zhǔn)測量。同時，在線測量技術(shù)對使用周圍外界環(huán)境的抗干擾能力強(qiáng)。該技術(shù)一經(jīng)提出立即受到汽車生產(chǎn)廠家的重點關(guān)注，具有十分廣闊的發(fā)展前景[2]。

2 基于在線測量技術(shù)的白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控方法

2.1 調(diào)整監(jiān)控點測量位置分布

在白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控過程中，必須預(yù)先掌握車身骨架的整體大致尺寸，在此基礎(chǔ)上，使用在線測量技術(shù)調(diào)整監(jiān)控點測量位置分布，通過調(diào)整后的監(jiān)控點精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)白車身生產(chǎn)尺寸的誤差所在[3]。結(jié)合以往在白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控實際過程中統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控誤差主要集中在車門匹配、行李箱蓋匹配以及發(fā)動機(jī)罩蓋匹配等方面。因此，將在線測量技術(shù)主要運用在以上區(qū)域，并在每一個區(qū)域設(shè)置10個監(jiān)控點，為下文計算白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控頻次提供點位數(shù)據(jù)。

2.2 計算白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控頻次

考慮到白車身生產(chǎn)效率的問題，不能將在線測量技術(shù)百分百地應(yīng)用在白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控過程中，對每一環(huán)境都進(jìn)行測量。因此，沿用傳統(tǒng)的尺寸偏差值，以此為判斷依據(jù)，計算白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控頻次[4]。結(jié)合白車身生產(chǎn)經(jīng)驗積累，設(shè)在線測量技術(shù)的測量頻次為，單位為輛/天，則其計算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，指的是正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)據(jù)系列;指的是白車身數(shù)量，為實數(shù);指的是得到采樣數(shù)據(jù)與實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的尺寸偏差的誤差百分比。通過公式（1）可得出在線測量技術(shù)的測量頻次，用于白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控。

2.3 輸出白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控結(jié)果

根據(jù)上文確定的白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控點以及在線測量技術(shù)在該點位的在線測量頻次，輸出白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控結(jié)果[5]。為獲得更加精準(zhǔn)的監(jiān)控成果，還需在監(jiān)控點得到的白車身生產(chǎn)尺寸數(shù)據(jù)中剔除采樣誤差，進(jìn)而輸出精準(zhǔn)的白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控結(jié)果。設(shè)白車身生產(chǎn)尺寸數(shù)據(jù)中剔除采樣誤差的表達(dá)式為，則其計算公式，如公式（2）所示。

在公式（2）中，指的是采樣誤差上限;指的是采樣誤差下限;指的是誤差序列;指的是全部應(yīng)變幅值;指的是疲勞強(qiáng)度系數(shù);指的是監(jiān)控點抽樣指標(biāo)置信度;指的是誤差序列標(biāo)準(zhǔn)差;指的是白車身生產(chǎn)尺寸在線測量時間;指的是誤差序列的均值。通過白車身生產(chǎn)尺寸數(shù)據(jù)中剔除采樣誤差表達(dá)式得到的計算結(jié)果，即可輸出白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控結(jié)果[6]。至此，完成基于在線測量技術(shù)的白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控方法設(shè)計。

3 實驗驗證

根據(jù)實驗分析內(nèi)容，采集10組實驗數(shù)據(jù)，對比測試車門匹配、行李箱蓋匹配以及發(fā)動機(jī)罩蓋匹配三個區(qū)域的白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控誤差，得到對比結(jié)果如圖1所示。

由圖1得知，雖然在各區(qū)域的監(jiān)控誤差結(jié)果不同，但是整體來看本文設(shè)計方法監(jiān)控誤差更低，監(jiān)控精度更準(zhǔn)。為進(jìn)一步驗證本文的監(jiān)控精度和效率，將兩種監(jiān)控方法下各區(qū)域的10個監(jiān)控點的實驗數(shù)據(jù)的殘差進(jìn)行對比，記錄實驗結(jié)果，從而評定監(jiān)控精度更高的監(jiān)控方法。殘差對比結(jié)果如表1所示。

以車門匹配監(jiān)控殘差為例，得到兩種方法下該區(qū)域10個監(jiān)控點的監(jiān)控殘差對比結(jié)果，如圖2所示：

綜合表1和圖2可知，運用本文設(shè)計的監(jiān)控方法得到的車門匹配殘差最高0.210;對照組車門匹配殘差最高為0.748，設(shè)計的監(jiān)控方法下的殘差明顯低于對照組，可以實現(xiàn)對白車身生產(chǎn)尺寸的精準(zhǔn)監(jiān)控。通過實驗結(jié)果證明，所設(shè)計的監(jiān)控方法其各項功能均可以滿足設(shè)計總體要求。

4 結(jié)束語

通過白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控中在線測量技術(shù)的應(yīng)用研究可知，設(shè)計的監(jiān)控方法在白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控中的具體優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)出來。能夠基于在線測量技術(shù)完成傳統(tǒng)監(jiān)控方法不能完成的任務(wù)，因此，有理由加大在線測量技術(shù)在白車身生產(chǎn)尺寸監(jiān)控中的應(yīng)用力度。

參考文獻(xiàn)：

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