李明悦 李轶靓

摘 要：现阶段汽车已经逐步实现在人们日常生产生活中的普及，人们对汽车质量所提出的要求也越来越高，这对汽车行业来说是一种全新的要求与挑战。白车身主要作为载体实现对整个汽车零部件的承载，因此必须对其质量进行严格的控制。本文主要对白车身尺寸检测技术以及数据的应用进行探究与分析，这可从根本上实现对汽车质量的保障趋，并为汽车行业的日后发展与进步打下坚实基础。

关键词：白车身；三坐标测点；数据分析；白车身测点设计

白车身是汽车不可缺少的重要组成部分，对整个汽车零部件来说就是一个重要的载体，其重量以及制造成本在整个汽车中所占比例高达30%-60%，中间具有较多的环节，因此在实际装配过程中难以避免误差的出现。白车身可以说是一种多层次的体系结构，在实际针对工装夹进行调整的过程中会受到多种客观因素的影响，尤其是其频率较低。在实际分析其中影响因素的过程中需要借助各类测量手段。

一、车身尺寸测量设备及测量方式介绍

在实际对白车身的尺寸进行检测的过程中我们最常使用的工具是三坐标测量机，这是一种高效的精密测量仪器，最早发展时间为20世纪60年代，已经实现大面积的推广与使用。空间解析几何的三维直角坐标系是三坐标测量机的基础与前提。

在实际确定几何形状以及位置的过程中我们主要依靠X，Y，Z三个坐标值，三坐标测量机上有三个直线导轨，这三者之间呈现出一种相互垂直的状态。将坐标尺合理的安装到导轨上即可实现对三个实际坐标轴的获取，最后结合实际实现对三维侧头的设计，实现对被测物体表面具体位置的准确定位。

二、测点与测量

1.白车身测点分类

按照测量对象几何形状的不同，可以将常见的车身测点分为6类：（a）圆孔中心点、（b）长孔中心点（包括长孔/腰孔、椭圆孔）、（c）方孔中心点（矩形孔）、（d）棱点（过渡）、（e）边点（压边、折边或切边）和（f）曲面点（任意空间曲面上一点）。测点形状不同，测量方式也不尽相同。从测点性质看棱点可以用两个棱边的曲面点替代。

2.测点的设计

在使用三坐标测量零件或白车身前，首先必须先定义测点，即定义测量位置及测量要素。测点一般是根据GD&T;/Con-trolDrawing（控制图）要求，结合生产工艺，用于监控/反映产品和工艺尺寸特性的测量点。目前测点一般定义为两类：功能性测点，主要是与安装尺寸相关的测点；另一类是匹配测点，主要是涉及门之间的配合（间隙、段差、平行度的要求）。

测点的选取遵循以下原则：所有产品要求的配合表面、安装孔、安装面、切边都必须布置测点，不规则匹配面按每隔50mm测量，根据零件形状可以适当增减。对于长尺寸的大平面，可200～300mm每段测量；对于复杂曲面，视具体搭接关系增加测量点的密集程度。

三、测量数据应用

1.测量数据分析策略

为在真正意义上实现对大量白车身测点测量数据的获取我们必须实现对精确的三坐标测量等白车身检测技术的合理使用，我们可在结合实际的基础上使用较为合理的数理统计方法实现对上述数据的挖掘与分析。这对白车身对问题的解决有一定的指导作用，白车身精度可在这一过程中有所提高，同时对整车品质的提升有相当重要的意义与作用。

通过相关分析我们可以发现现阶段主要依靠两种策略对主机厂的测量数据进行分析，为在真正意义上实现对白车身精度的自主控制，我们可将测点的名义值作为主要依据实现对白车身精度和以功能尺寸的驱动与控制，从根本上促使上述目标得以实现。白车身各测点的理论值可以说是名义值驱动的实质与目标，在驱动零件质量的过程中主要对理论值进行一系列的设计工作。

名义值驱动要求模、夹检、具及零件的整个环节都以设计状态为质量目标。优点：

1.名义值驱动单纯追求将零件每个点做到设计状态，降低了对尺寸工程师分析问题能力的要求，减少了人的因素对整车尺寸的影响。

2.所有测点做合设计状态，避免了偏置公差可能带来的未知风险。譻訛对于全球车型、多生产线生产车型或者共底盘的改款车等通用性强。

缺点：为了所有测点达到名义值，不能使用偏置公差等手段，所有不符合名义值的测点都需要修模或调整工装，增加制造成本，拉长项目周期。

名义值驱动对零件供应商的门槛要求更高，势必增加物料采购成本以功能尺寸为主控制白车身精度是从产品制造尺寸中提取出来，计算具有相同装配功能的一组测点间的相对尺寸关系。它反映产品重要功能而必须保证的尺寸，将顾客的需求、产品的设计要求、制造工艺要求等转化为测量元素。

优点：简化需分析的尺寸，仅分析测点相对尺寸，而不需单个测点分析。由于测点测量采用相同的测量系统，计算測点间相对尺寸，则可滤除定位、无关误差影响（如测量系统误差）。譻訛直接面向客户需求，减少无用模具、夹具更改，节省成本，响应快速。

缺点：

1.对尺寸工程师能力水平要求较高，需要有丰富的经验判定测点偏置公差的影响。需要面对公差偏置可能带来的对其他未知区域的影响，风险较高。

2.测量数据稳定性分析

不论采用名义值驱动还是功能尺寸分析，做到设计状态尺寸要求都是最基础的，名义值驱动强调的单个测点相对设计状态的符合性，功能尺寸强调的是具有相同装配功能的一组测点相对位置尺寸与设计相对位置尺寸的符合性。但是对于汽车行业动辄每年超千万的销量来说，控制所生产出来产品的稳定性显得尤为重要，稳定性是主机厂制造质量水平的代表。

在这里我们引入工序能力的概念，工序能力又称过程能力，是指过程处于正常状态（稳定受控状态）时，所呈现出的一致性（Uni-formity），它反映过程本身的生产能力，即过程的稳定程度，稳定程度越高，那么生产能力就越大，对计量特性来讲，工序能力通常以产品质量特性数据分布的6倍标准偏差表示，的水平，CII越小说明制造过程控制越稳定，制造一致性好，CII计算的结果不受公差更改的影响，但公差更改影响合格率、CPK。

利用稳定性参数控制车身尺寸的好处是显而易见的，只有车身尺寸的稳定才能够保证总装装配的一致性，不会出现同一个门零件只能装配一台车的情况，完全可以根据现场情况进行互换。且车身尺寸的稳定能帮助我们尽快地分析问题并加以整改。比如：总装有一个零部件装配有问题，那么，在车身尺寸稳定的情况下，每辆车的装配都存在这个问题，那我们可以根据上面的分析快速地进行分析和解决。

结语：车身是整车装配的基础，在各大整车厂也都将车身作为核心来开展工作。车身质量水平的高低基本反映了公司的制造水平。本文阐述了分总成及白车身测点设计以及三坐标数据应用，合理的测点布置与设计测点是白车身三坐标测量的基础。对于三坐标数据研究与应用可以帮助我们更好进行车身质量控制，使车身质量控制有数可循，以数据驱动质量，达到制造要求与设计要求的高度符合性。

参考文献：

[1]杨扬.轿车车身尺寸在线检测数据自动报警方法研究与应用[D].上海交通大学，2011.

[2]余文超，齐二石.在线测量技术应用于白车身的生产尺寸监控[J].机械设计与研究，2014（2）：96-98.