基于功能尺寸的車身尺寸質(zhì)量控制

陳曦　褚學(xué)寧

摘 要：在現(xiàn)代汽車制造中，為了提升白車身關(guān)鍵尺寸對整車匹配的影響，在三坐標(biāo)常規(guī)監(jiān)控的過程中，引入功能尺寸的概念并付諸實(shí)施，該文主要討論針對批量生產(chǎn)的車型，如何在三坐標(biāo)單點(diǎn)測量的基礎(chǔ)上，建立功能尺寸，包括測點(diǎn)的選取，公差的設(shè)置，最終將功能尺寸投入正常使用。

關(guān)鍵詞：尺寸鏈 功能尺寸 白車身三坐標(biāo)

中圖分類號(hào)：U462 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0099-06

在汽車產(chǎn)品的所有特性中，什么才是消費(fèi)者最關(guān)心，也是廠商最注重的因素呢？毫無疑問，那就是質(zhì)量。其實(shí)相對于任何產(chǎn)品，質(zhì)量始終是第一競爭力，提高質(zhì)量才是真正獲得消費(fèi)者認(rèn)同的正確途徑。而對于質(zhì)量而言，又能分成很多角度來評(píng)判，從設(shè)計(jì)質(zhì)量，到制造質(zhì)量；在其中有一項(xiàng)是曾經(jīng)較容易被忽略，而現(xiàn)在卻越來越被業(yè)內(nèi)業(yè)外關(guān)注的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，那就是尺寸精度質(zhì)量，也叫做尺寸匹配質(zhì)量或尺寸質(zhì)量[1]。

因此，如何提高尺寸質(zhì)量也逐漸成為各整車企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，在此背景下，本文將針對整車企業(yè)中提高尺寸質(zhì)量工作中的一個(gè)環(huán)節(jié)，即白車身尺寸測量環(huán)節(jié)進(jìn)行討論，并研究在量產(chǎn)車型的測量中加入功能尺寸的應(yīng)用，以此來提高整車尺寸監(jiān)控有效性。

在建立了功能尺寸體系后，將其納入日常正常尺寸監(jiān)控中，通過大量的數(shù)據(jù)測量獲得產(chǎn)品數(shù)據(jù)將這些功能尺寸數(shù)據(jù)趨勢與對應(yīng)整車匹配數(shù)據(jù)趨勢進(jìn)行對比，確定其對應(yīng)關(guān)系是否線性。通過相關(guān)性對比研究常規(guī)測量與功能尺寸對整車匹配的對應(yīng)關(guān)系，從而證明了功能尺寸相對于常規(guī)單點(diǎn)監(jiān)控更好的與整車匹配對應(yīng)。

1 尺寸鏈的概念

尺寸鏈（dimensional chain），在零件加工或機(jī)器裝配過程中，由互相聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接排列而成的封閉尺寸組。組成尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。其中，在裝配或加工過程最終被間接保證精度的尺寸稱為封閉環(huán)，其余尺寸稱為組成環(huán)。組成環(huán)可根據(jù)其對封閉環(huán)的影響性質(zhì)分為增環(huán)和減環(huán)。若其他尺寸不變，那些本身增大而封閉環(huán)也增大的尺寸稱為增環(huán)，那些本身增大而封閉環(huán)減小的尺寸則稱為減環(huán)。尺寸鏈的主要特征有兩點(diǎn)，其一為封閉性，由有關(guān)尺寸首尾相接而形成；其二為關(guān)聯(lián)性，有一個(gè)間接保證精度的尺寸，受其他直接保證精度尺寸的支配，彼此間有確定的函數(shù)關(guān)系。尺寸鏈按其構(gòu)成空間位置可分為線性尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈，按其組合形式可分為串聯(lián)尺寸鏈、并聯(lián)尺寸鏈、混聯(lián)尺寸鏈，按其用途可分為零件尺寸鏈、工藝尺寸鏈（又叫工序尺寸鏈）、裝配尺寸鏈，按其幾何特征可分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈等。利用尺寸鏈，可以分析確定機(jī)器零件的尺寸精度，保證加工精度和裝配精度[2]。

為分析與計(jì)算尺寸鏈的方便，通常按尺寸鏈的幾何特征，功能要求，誤差性質(zhì)及環(huán)的相互關(guān)系與相互位置等不同觀點(diǎn)，對尺寸鏈加以分類，得出尺寸鏈的不同形式[3]。

各大汽車企業(yè)對整車尺寸匹配有較高的要求，從設(shè)計(jì)階段一直到批量生產(chǎn)整車質(zhì)量檢驗(yàn)過程中均有匹配標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善。

對于整車，在其所有內(nèi)外飾涉及匹配的區(qū)域，都會(huì)制定相應(yīng)的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，尺寸標(biāo)準(zhǔn)制定的意義有兩個(gè)，首先是考量生產(chǎn)的穩(wěn)定性，及批量生產(chǎn)后的產(chǎn)品是否可以始終達(dá)到要求，以此來衡量生產(chǎn)過程是否處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。其次，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)用于確保整車尺寸匹配的穩(wěn)定性，也保證了整車的外觀是滿足要求的，其美觀程度是具有保障的。當(dāng)然，標(biāo)準(zhǔn)制定的是否嚴(yán)格，從專業(yè)角度，也是用于衡量整車廠設(shè)計(jì)、工藝能力的標(biāo)竿。

為了滿足整車質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，則整車生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)以及各個(gè)零部件也都需要滿足某些標(biāo)準(zhǔn)，從而支持整車質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成。而最重要的分解指標(biāo)就是落實(shí)到白車身以及各個(gè)零部件的尺寸標(biāo)準(zhǔn)。

通過上述尺寸后五步的介紹，可以很清楚的看到，后五步的主要內(nèi)容就是將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)向制造過程轉(zhuǎn)移，賦予制造各種能力以確保在實(shí)際制造過程中，尺寸控制可以被監(jiān)控，同時(shí)通過正常工藝可以保證尺寸可以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。所謂功能尺寸，是一種與目前主要談及的普通尺寸不同的概念，針對整車測量點(diǎn)，除了單獨(dú)測量考察每個(gè)測點(diǎn)的合格性外，針對有裝配相對關(guān)系的測點(diǎn)，將其相對位置作為考量合格與否的依據(jù)，這些相對位置的尺寸關(guān)系就定義為功能尺寸?；谡噺S對最終產(chǎn)品尺寸要求的定義，將影響整車的所有最終匹配區(qū)域的控制點(diǎn)的相對位置關(guān)系形成一種新的間接控制尺寸，通過監(jiān)控這些間接尺寸，來更直接的反應(yīng)對于實(shí)車的影響。

目前開發(fā)一輛整車，從工程部門研發(fā)并且發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)還是以單點(diǎn)位置及公差為主，而作為現(xiàn)有量產(chǎn)車型而言，目前的測量監(jiān)控依然以評(píng)價(jià)單點(diǎn)合格率為主。該文通過對量產(chǎn)車型結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合功能尺寸定義，為其重新制定功能尺寸，并且通過研究，為每一個(gè)功能尺寸定義明確的公差，在正常生產(chǎn)的監(jiān)控中進(jìn)行流程化監(jiān)控，從而提高整車質(zhì)量表現(xiàn)。

目前行業(yè)內(nèi)對于整車尺寸匹配都在進(jìn)行非常深入的研究和改進(jìn)，整車匹配基本上又可以分為三個(gè)層面，分別是零部件尺寸質(zhì)量，白車身尺寸質(zhì)量以及總裝裝配尺寸質(zhì)量。對于整車廠制造而言，更加關(guān)注的是后兩者，而基于監(jiān)控層面進(jìn)行的研究目前均處于起步階段，如何通過系統(tǒng)化的監(jiān)控來得到制造尺寸有用的信息，是很多企業(yè)正在進(jìn)行研究的，也是本論文將進(jìn)行研究的。

基于以上談及的各種要求，以及上文對功能尺寸的定義，就可以發(fā)現(xiàn)，不論從正向的質(zhì)量預(yù)防，合格率提升，還是從逆向的實(shí)際問題分析，功能尺寸都能夠提供一個(gè)更為直接的判斷依據(jù)，而基于對功能尺寸的系統(tǒng)化監(jiān)控，以及數(shù)據(jù)的收集，分析，則不僅可以在生產(chǎn)車身時(shí)提供尺寸改進(jìn)的方向，也可以在遇到整車匹配問題時(shí)，提供分析問題的依據(jù)。

2 功能尺寸的設(shè)計(jì)原理

設(shè)計(jì)功能尺寸。舉例而言，在車身上有A，B兩個(gè)安裝點(diǎn)，A點(diǎn)位安裝尾燈的定位點(diǎn)，B點(diǎn)為安裝后蓋得定位點(diǎn)，在水平垂直于整車前進(jìn)方向上（Y向），A和B各自相對于理論值差異之差即代表了尾燈和后蓋在安裝后在該方向上的相對位置，如果理論狀態(tài)尾燈和后蓋在Y向有間隙3 mm，那么A與B在Y方向的偏差之差就直接影響了尾燈與后蓋的Y向間隙，所以就可以把A與B在Y向上的偏差之差定義為對應(yīng)尾燈與后蓋間隙的功能尺寸。由此可見，如果撇開尾燈和后蓋零件本身尺寸偏差不談，也許A和B由于各種原因，分別都偏離了名義值，且偏差超過了允許范圍，即超公差了，但是如果A與B的偏離值是同向且大小相近，那么對于整車尾燈與后蓋間隙這一個(gè)特征來講，車身的偏差是沒有影響的。換言之，只要能夠控制好A與B的功能尺寸，那么就能較好的控制尾燈與后蓋的間隙。由此，通過針對功能尺寸的選取，測量，分析等，來更直觀的反映實(shí)際車身制造狀態(tài)，從而可以更加有效的開展尺寸問題的分析，改進(jìn)。以下舉例來進(jìn)行介紹（圖1）。endprint

（圖1）中標(biāo)識(shí)了某車型尾燈安裝定位孔的位置，從測點(diǎn)定義來看，為1199號(hào)測點(diǎn)。同時(shí)也標(biāo)注了后蓋調(diào)整平整度基準(zhǔn)點(diǎn)的測點(diǎn)，為U411號(hào)測點(diǎn)。

圖2為該測點(diǎn)在空間Z方向，也就是高低方向的數(shù)據(jù)，可見該數(shù)據(jù)的波動(dòng)較大，設(shè)計(jì)公差為+/-0.5 mm，實(shí)際有部分超差。

圖3為U411在Z向的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)看，其波動(dòng)也較為明顯，也有部分超差，公差為+/-0.75 mm。

但如果將這兩個(gè)高低方向的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起看，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其高低方向的落差并沒有單點(diǎn)表現(xiàn)的那么明顯，且波動(dòng)也比較穩(wěn)定。如圖1。

從圖4可以看到，兩者波動(dòng)趨勢一致，高低差異保持在0.3～0.6 mm之間，并且比較穩(wěn)定，對于整車尺寸標(biāo)準(zhǔn)對于后蓋與尾燈高低方向平整度的最終尺寸要求，從白車身的影響量也就主要體現(xiàn)在這兩者之間的差異。因此，對于整車匹配來說，只要設(shè)法確保兩者之間相對位置穩(wěn)定即可，而單點(diǎn)尺寸表現(xiàn)并不一定可以直接代表該處尺寸。

通過以上案例可以知道，功能尺寸的研究與單點(diǎn)測量系統(tǒng)有差異，功能尺寸完全是根據(jù)最終整車匹配結(jié)果為導(dǎo)向，逆向分解尺寸鏈，并在白車身上尋找針對整車匹配對應(yīng)測點(diǎn)來確定的尺寸。

3 功能尺寸公差制定原則

功能尺寸的設(shè)計(jì)主要從兩方面來開展，即測量關(guān)系的確定以及功能尺寸公差的確定。下面將分別進(jìn)行介紹。

首先，需要針對研究車型確定所有功能尺寸測點(diǎn)。針對每一個(gè)在產(chǎn)車型，都有大量的整車尺寸標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)上文提高的設(shè)計(jì)原理，需要針對這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逆向分解，最終找到白車身上的對應(yīng)功能點(diǎn)。所以針對建立功能尺寸工作的第一個(gè)步驟，就是針對整車匹配要求，確定高關(guān)注匹配區(qū)域。

其次，在確定了這些高關(guān)注匹配區(qū)域之后，需要識(shí)別哪些匹配具有建立功能尺寸監(jiān)控的價(jià)值。不是所有的高關(guān)注匹配點(diǎn)都需要在白車身上建立功能尺寸，這是因?yàn)榛谡嚱Y(jié)構(gòu)，有部分的匹配關(guān)系，其通過零件尺寸或者安裝來保證，與車身上的安裝點(diǎn)無關(guān)。所以根據(jù)這一原則，確定哪些匹配需要建立功能尺寸。

（1）各零件相互裝配及匹配關(guān)系：如果零件是通過簡單的單獨(dú)零件互相裝配，不涉及定位與匹配區(qū)域是由車身車間焊接，則不需要建立功能尺寸。

（2）安裝工藝：如果在總裝安裝過程中，已經(jīng)使用工裝工具進(jìn)行定位，不依靠零件本身定位，則不需要建立功能尺寸。

（3）實(shí)際整車匹配中高關(guān)注區(qū)域的實(shí)際尺寸表現(xiàn)：在研究階段，為了更好的跟蹤，則選取實(shí)際安裝匹配過程中失效頻次較高，同時(shí)又具有較高關(guān)注度的區(qū)域制定功能尺寸。

即以上五點(diǎn)就是決定該匹配的尺寸鏈的所有因素，可以發(fā)現(xiàn)，其中前保尺寸、翼子板尺寸和安裝位置都是獨(dú)立的因素，需要通過其各自的尺寸來保證，而Tiebar和懸臂則是白車身焊接構(gòu)成的，也就是說，Tiebar和懸臂就是白車身上的影響因素。因此可以將前保和前蓋高低尺寸分解到白車身上Tiebar和前懸臂之間高低相對位置。

以此，即可確定一個(gè)功能尺寸來直接對應(yīng)前蓋與前保平整度。

在確定了功能尺寸測點(diǎn)之后，需要做的就是對每一組功能尺寸確定公差。

還是以上述功能尺寸為例，將上述尺寸鏈中的所有元素公差羅列如圖7：

公差分析：從一維計(jì)算，累計(jì)公差為：+/-3.4，不能滿足+/-1.5的要求；從二維計(jì)算，可以看到其合格率理論值為94.5%，也較低，如圖8。

這里要注意的是，上海通用汽車的尺寸鏈符合性計(jì)算以合格率超過95%為界限，當(dāng)然，合格率越高對將來尺寸表現(xiàn)的穩(wěn)定性越有幫助。在實(shí)際生產(chǎn)的表現(xiàn)，該區(qū)域?qū)嶋H超差表現(xiàn)也較多。對于白車身Tiebar及 懸臂的尺寸，由于受到白車身各因素影響，尺寸波動(dòng)較大，兩個(gè)特征均有超差現(xiàn)象發(fā)生，圖9。從理論分析及問題解決流程來看，要解決問題，必須該兩個(gè)特征均符合各自的公差要求（圖9）。

但作為同為高低方向兩個(gè)匹配零件的基準(zhǔn)，兩者均有向上偏高的趨勢，所以雖然有部分超差，但兩者的實(shí)際高低階差并沒有那么多，即，兩者相對位置狀態(tài)尚可，如（圖10）。因此，對于白車身的尺寸控制來講，如果兩者相對階差小于某一范圍即可認(rèn)為對前蓋與前保平整度超差沒有影響。而車身車間也就可以更加直接的對其相對位置進(jìn)行控制。

結(jié)合車身的實(shí)際表現(xiàn)和工藝能力，同時(shí)通過逆向二位公差計(jì)算，確定該兩點(diǎn)的高低階差控制要求為：+/-1.7。如圖11。

通過建立該區(qū)域功能尺寸控制要求并進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，可以達(dá)到兩個(gè)目的：

（1）明確白車身尺寸控制要求，通過功能尺寸的定義，可在原有工裝基礎(chǔ)上改進(jìn)結(jié)構(gòu)，增加相關(guān)性功能尺寸工藝或工裝，從而通過提高功能尺寸合格率來提高整車匹配表現(xiàn)。

（2）在尺寸問題分析時(shí)，對于白車身的尺寸可直接確認(rèn)功能尺寸表現(xiàn)，而不用分別查看各個(gè)測點(diǎn)的合格率，給問題分析提升了效率和準(zhǔn)確性。

綜上所述，制定功能尺寸公差的步驟可以歸納為以下順序：

（1）確定重點(diǎn)關(guān)注的匹配區(qū)域；

（2）將該匹配區(qū)域進(jìn)行尺寸鏈分解；

（3）整理所有尺寸鏈元素，剔除由零件來料直接影響的部分；

（4）將所有通過安裝工裝控制的部分剔除；

（5）確定剩余的直接由白車身影響的點(diǎn)；

（6）確定測點(diǎn)影響匹配的空間方向，確定功能尺寸測點(diǎn)；

（7）根據(jù)單點(diǎn)公差與最終匹配公差間的關(guān)系，通過逆向計(jì)算確定功能尺寸公差。

通過以上的方法，即可針對整車所有高關(guān)注區(qū)域建立功能尺寸控制清單，并且制定控制公差進(jìn)行監(jiān)控。

4 對現(xiàn)有車型進(jìn)行功能尺寸定義

定義尺寸控制點(diǎn)的方法主要如下，首先，需要針對研究車型的造型和匹配關(guān)系，需要區(qū)分篩選出主要尺寸匹配點(diǎn)。其次，針對這些主要的匹配點(diǎn)，通過分解尺寸鏈的方法，尋找是否在白車身上存在這樣的相對位置關(guān)系。針對這些位置關(guān)系，分析尺寸鏈上所有部分的公差并進(jìn)行計(jì)算，通過上文介紹的逆向公差計(jì)算法，來確定功能尺寸所對應(yīng)的公差。endprint

5 功能尺寸控制表建立

選定功能尺寸控制點(diǎn)之后，就需要根據(jù)整車匹配公差，尺寸鏈各個(gè)零件公差等進(jìn)行計(jì)算，得到功能尺寸相對關(guān)系的公差值，確定完成后，即可形成針對該車型的功能尺寸清單。如表1。

表1內(nèi)除了功能尺寸的相對位置點(diǎn)關(guān)系外，還需要包括空間方向，上下公差等信息。將表三數(shù)據(jù)導(dǎo)入三坐標(biāo)測量系統(tǒng)內(nèi)，即可直接計(jì)算和查詢這些功能尺寸表現(xiàn)。

6 功能尺寸與實(shí)車匹配數(shù)據(jù)的對比與跟蹤

為了驗(yàn)證功能尺寸在實(shí)際尺寸監(jiān)控和問題解決等各個(gè)環(huán)節(jié)具有比原有單點(diǎn)監(jiān)控更加準(zhǔn)確，就需要在功能尺寸的實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)行比較，來證明功能尺寸的優(yōu)越性。具體做法如下：

在測量系統(tǒng)中選取一個(gè)特征匹配，根據(jù)已經(jīng)制定的功能尺寸列表選出其對應(yīng)的功能尺寸監(jiān)控點(diǎn)，同時(shí)也就找到了原有的單點(diǎn)監(jiān)控。后續(xù)需要進(jìn)行一定量的數(shù)據(jù)積累。首先針對白車身，測量并收集其單點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)功能尺寸的數(shù)據(jù)。其次，跟蹤測量過白車身的車到總裝車間，成為整車后，再對應(yīng)測量其關(guān)鍵匹配的實(shí)際數(shù)據(jù)。將兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)比較，得到最終的比較結(jié)果。數(shù)據(jù)收集需要一定數(shù)量的累積，由于考慮到現(xiàn)實(shí)中三坐標(biāo)在每個(gè)工作日只能測量研究對象一個(gè)白車身，因此以收集30組數(shù)據(jù)來進(jìn)行對比。

在本文中，我們依然選擇前蓋與前保險(xiǎn)杠平整度這一特征進(jìn)行研究（圖12）。

經(jīng)過之前的尺寸鏈分析，已經(jīng)明確了在去除安裝公差，前保險(xiǎn)杠零件，前蓋以及翼子板單件公差之外，在白車身對應(yīng)相關(guān)測點(diǎn)經(jīng)過選定，取點(diǎn)為0126和1007兩個(gè)測點(diǎn)，分別代表Tiebar橫梁和翼子板懸臂梁的高低位置，如圖13。

在第二章已經(jīng)介紹了將該兩測點(diǎn)的高低位置對應(yīng)關(guān)系作為功能尺寸進(jìn)行監(jiān)控，其公差設(shè)置為+/-1.7 mm，并根據(jù)此進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集。

7 功能尺寸與整車匹配相關(guān)性分析

根據(jù)三坐標(biāo)測量結(jié)果，對相應(yīng)的整車進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)結(jié)果如表2。

共測得30組數(shù)據(jù)，根據(jù)這30組數(shù)據(jù)，以整車平整度為X軸，以功能尺寸數(shù)據(jù)為Y軸作出散點(diǎn)圖（圖14）。

從圖中可以看出，兩者具有較好的相關(guān)性表現(xiàn)。

8 單點(diǎn)尺寸與整車匹配相關(guān)性分析

同樣的，將0126單點(diǎn)的數(shù)據(jù)與整車數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行對比，數(shù)據(jù)如表3。

共測得30組數(shù)據(jù)，根據(jù)這30組數(shù)據(jù)，以整車平整度為X軸，以單點(diǎn)數(shù)據(jù)為Y軸作出散點(diǎn)圖（圖15）。

從圖15可以看出，單點(diǎn)數(shù)據(jù)與整車數(shù)據(jù)具有一定的相關(guān)性，但是相關(guān)性比功能尺寸差，并且有部分測點(diǎn)有較明顯的偏移。

9 相關(guān)性對比和結(jié)論

將上述散點(diǎn)圖合并到一個(gè)散點(diǎn)圖中，可以更加直觀的反映出功能尺寸與單點(diǎn)尺寸對于整車實(shí)際表現(xiàn)的相關(guān)性。如圖16。

除了通過散點(diǎn)圖進(jìn)行直觀對比之外，另外再對兩者進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，可以得到更加量化的相關(guān)性關(guān)系。

經(jīng)過比較，可以發(fā)現(xiàn)功能尺寸與整車數(shù)據(jù)的相關(guān)性更強(qiáng)。當(dāng)然，功能尺寸的數(shù)據(jù)本來就來源于單點(diǎn)測量值的計(jì)算，功能尺寸的優(yōu)勢在于將整車相關(guān)測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)的同向波動(dòng)進(jìn)行了過濾，而如果將計(jì)算功能尺寸的兩個(gè)單點(diǎn)測量值共同計(jì)算相關(guān)性，則該相關(guān)性與功能尺寸計(jì)算所得的相關(guān)性是一致的。也就是說，通過功能尺寸的定義，可以將基于測量基準(zhǔn)的整體波動(dòng)予以消除，同時(shí)，將兩組甚至更多組數(shù)據(jù)的對比分析過程省略了，因此給尺寸監(jiān)控，問題分析等帶來了便利，也提升了效率。

10 結(jié)語

該文通過研究功能尺寸，探索其在白車身批量生產(chǎn)過程中結(jié)合三坐標(biāo)測量進(jìn)行白車身關(guān)鍵尺寸監(jiān)控，并在實(shí)際生產(chǎn)中加以應(yīng)用，重點(diǎn)針對功能尺寸的定義，功能尺寸的制定方法，公差的定義方法，以及功能尺寸的實(shí)際應(yīng)用案例等展開研究和介紹。

該文的研究主要包括了以下內(nèi)容。

（1）介紹了汽車制造過程中尺寸監(jiān)控的現(xiàn)狀，并且通過其現(xiàn)狀的分析和在實(shí)際生產(chǎn)中對于尺寸監(jiān)控的薄弱環(huán)節(jié)和需求，引出了功能尺寸的定義和其在批量生產(chǎn)中的實(shí)用價(jià)值。

（2）介紹了尺寸控制在批量生產(chǎn)中的應(yīng)用方法，包括從設(shè)計(jì)到制造再到零部件尺寸要求等一系列步驟。重點(diǎn)介紹了在本企業(yè)尺寸設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)，以及這些環(huán)節(jié)中尺寸控制的實(shí)際設(shè)計(jì)方法。

（3）介紹了在量產(chǎn)中原有尺寸測量監(jiān)控的狀態(tài)，以及其中存在的不足，從而引出了功能尺寸的優(yōu)勢以及其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)詳細(xì)介紹了功能尺寸公差定義的原理和方法，以及利用功能尺寸在實(shí)際尺寸問題監(jiān)控和分析過程中的使用，來進(jìn)一步證明了功能尺寸的優(yōu)勢。

通過功能尺寸的應(yīng)用，結(jié)合在現(xiàn)生產(chǎn)中原有的單點(diǎn)三坐標(biāo)監(jiān)控，并且結(jié)合目前更加新的Vision技術(shù)，形成了一套較為完整并且完善的三坐標(biāo)尺寸監(jiān)控方法，并且形成了流程，在生產(chǎn)中正式進(jìn)行使用。

對比功能尺寸和原有單點(diǎn)測量尺寸對于整車匹配的相關(guān)性，可以發(fā)現(xiàn)功能尺寸的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)，也進(jìn)一步證明了功能尺寸在解決尺寸匹配問題方面存在的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳熙.車身質(zhì)量控制[J].上海汽車，2000（2）：31-35.

[2] 劉嘉敏，潘英俊，張根保，等.OFRG模型中功能尺寸和非功能尺寸的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械，2000（27）：4-6.

[3] 李琴蘭.零件圖尺寸標(biāo)注中常見問題謅議[J].天水師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（31）：83-85.endprint

5 功能尺寸控制表建立

選定功能尺寸控制點(diǎn)之后，就需要根據(jù)整車匹配公差，尺寸鏈各個(gè)零件公差等進(jìn)行計(jì)算，得到功能尺寸相對關(guān)系的公差值，確定完成后，即可形成針對該車型的功能尺寸清單。如表1。

表1內(nèi)除了功能尺寸的相對位置點(diǎn)關(guān)系外，還需要包括空間方向，上下公差等信息。將表三數(shù)據(jù)導(dǎo)入三坐標(biāo)測量系統(tǒng)內(nèi)，即可直接計(jì)算和查詢這些功能尺寸表現(xiàn)。

6 功能尺寸與實(shí)車匹配數(shù)據(jù)的對比與跟蹤

為了驗(yàn)證功能尺寸在實(shí)際尺寸監(jiān)控和問題解決等各個(gè)環(huán)節(jié)具有比原有單點(diǎn)監(jiān)控更加準(zhǔn)確，就需要在功能尺寸的實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)行比較，來證明功能尺寸的優(yōu)越性。具體做法如下：

在測量系統(tǒng)中選取一個(gè)特征匹配，根據(jù)已經(jīng)制定的功能尺寸列表選出其對應(yīng)的功能尺寸監(jiān)控點(diǎn)，同時(shí)也就找到了原有的單點(diǎn)監(jiān)控。后續(xù)需要進(jìn)行一定量的數(shù)據(jù)積累。首先針對白車身，測量并收集其單點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)功能尺寸的數(shù)據(jù)。其次，跟蹤測量過白車身的車到總裝車間，成為整車后，再對應(yīng)測量其關(guān)鍵匹配的實(shí)際數(shù)據(jù)。將兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)比較，得到最終的比較結(jié)果。數(shù)據(jù)收集需要一定數(shù)量的累積，由于考慮到現(xiàn)實(shí)中三坐標(biāo)在每個(gè)工作日只能測量研究對象一個(gè)白車身，因此以收集30組數(shù)據(jù)來進(jìn)行對比。

在本文中，我們依然選擇前蓋與前保險(xiǎn)杠平整度這一特征進(jìn)行研究（圖12）。

經(jīng)過之前的尺寸鏈分析，已經(jīng)明確了在去除安裝公差，前保險(xiǎn)杠零件，前蓋以及翼子板單件公差之外，在白車身對應(yīng)相關(guān)測點(diǎn)經(jīng)過選定，取點(diǎn)為0126和1007兩個(gè)測點(diǎn)，分別代表Tiebar橫梁和翼子板懸臂梁的高低位置，如圖13。

在第二章已經(jīng)介紹了將該兩測點(diǎn)的高低位置對應(yīng)關(guān)系作為功能尺寸進(jìn)行監(jiān)控，其公差設(shè)置為+/-1.7 mm，并根據(jù)此進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集。

7 功能尺寸與整車匹配相關(guān)性分析

根據(jù)三坐標(biāo)測量結(jié)果，對相應(yīng)的整車進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)結(jié)果如表2。

共測得30組數(shù)據(jù)，根據(jù)這30組數(shù)據(jù)，以整車平整度為X軸，以功能尺寸數(shù)據(jù)為Y軸作出散點(diǎn)圖（圖14）。

從圖中可以看出，兩者具有較好的相關(guān)性表現(xiàn)。

8 單點(diǎn)尺寸與整車匹配相關(guān)性分析

同樣的，將0126單點(diǎn)的數(shù)據(jù)與整車數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行對比，數(shù)據(jù)如表3。

共測得30組數(shù)據(jù)，根據(jù)這30組數(shù)據(jù)，以整車平整度為X軸，以單點(diǎn)數(shù)據(jù)為Y軸作出散點(diǎn)圖（圖15）。

從圖15可以看出，單點(diǎn)數(shù)據(jù)與整車數(shù)據(jù)具有一定的相關(guān)性，但是相關(guān)性比功能尺寸差，并且有部分測點(diǎn)有較明顯的偏移。

9 相關(guān)性對比和結(jié)論

將上述散點(diǎn)圖合并到一個(gè)散點(diǎn)圖中，可以更加直觀的反映出功能尺寸與單點(diǎn)尺寸對于整車實(shí)際表現(xiàn)的相關(guān)性。如圖16。

除了通過散點(diǎn)圖進(jìn)行直觀對比之外，另外再對兩者進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，可以得到更加量化的相關(guān)性關(guān)系。

經(jīng)過比較，可以發(fā)現(xiàn)功能尺寸與整車數(shù)據(jù)的相關(guān)性更強(qiáng)。當(dāng)然，功能尺寸的數(shù)據(jù)本來就來源于單點(diǎn)測量值的計(jì)算，功能尺寸的優(yōu)勢在于將整車相關(guān)測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)的同向波動(dòng)進(jìn)行了過濾，而如果將計(jì)算功能尺寸的兩個(gè)單點(diǎn)測量值共同計(jì)算相關(guān)性，則該相關(guān)性與功能尺寸計(jì)算所得的相關(guān)性是一致的。也就是說，通過功能尺寸的定義，可以將基于測量基準(zhǔn)的整體波動(dòng)予以消除，同時(shí)，將兩組甚至更多組數(shù)據(jù)的對比分析過程省略了，因此給尺寸監(jiān)控，問題分析等帶來了便利，也提升了效率。

10 結(jié)語

該文通過研究功能尺寸，探索其在白車身批量生產(chǎn)過程中結(jié)合三坐標(biāo)測量進(jìn)行白車身關(guān)鍵尺寸監(jiān)控，并在實(shí)際生產(chǎn)中加以應(yīng)用，重點(diǎn)針對功能尺寸的定義，功能尺寸的制定方法，公差的定義方法，以及功能尺寸的實(shí)際應(yīng)用案例等展開研究和介紹。

該文的研究主要包括了以下內(nèi)容。

（1）介紹了汽車制造過程中尺寸監(jiān)控的現(xiàn)狀，并且通過其現(xiàn)狀的分析和在實(shí)際生產(chǎn)中對于尺寸監(jiān)控的薄弱環(huán)節(jié)和需求，引出了功能尺寸的定義和其在批量生產(chǎn)中的實(shí)用價(jià)值。

（2）介紹了尺寸控制在批量生產(chǎn)中的應(yīng)用方法，包括從設(shè)計(jì)到制造再到零部件尺寸要求等一系列步驟。重點(diǎn)介紹了在本企業(yè)尺寸設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)，以及這些環(huán)節(jié)中尺寸控制的實(shí)際設(shè)計(jì)方法。

（3）介紹了在量產(chǎn)中原有尺寸測量監(jiān)控的狀態(tài)，以及其中存在的不足，從而引出了功能尺寸的優(yōu)勢以及其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)詳細(xì)介紹了功能尺寸公差定義的原理和方法，以及利用功能尺寸在實(shí)際尺寸問題監(jiān)控和分析過程中的使用，來進(jìn)一步證明了功能尺寸的優(yōu)勢。

通過功能尺寸的應(yīng)用，結(jié)合在現(xiàn)生產(chǎn)中原有的單點(diǎn)三坐標(biāo)監(jiān)控，并且結(jié)合目前更加新的Vision技術(shù)，形成了一套較為完整并且完善的三坐標(biāo)尺寸監(jiān)控方法，并且形成了流程，在生產(chǎn)中正式進(jìn)行使用。

對比功能尺寸和原有單點(diǎn)測量尺寸對于整車匹配的相關(guān)性，可以發(fā)現(xiàn)功能尺寸的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)，也進(jìn)一步證明了功能尺寸在解決尺寸匹配問題方面存在的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳熙.車身質(zhì)量控制[J].上海汽車，2000（2）：31-35.

[2] 劉嘉敏，潘英俊，張根保，等.OFRG模型中功能尺寸和非功能尺寸的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械，2000（27）：4-6.

[3] 李琴蘭.零件圖尺寸標(biāo)注中常見問題謅議[J].天水師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（31）：83-85.endprint

5 功能尺寸控制表建立

選定功能尺寸控制點(diǎn)之后，就需要根據(jù)整車匹配公差，尺寸鏈各個(gè)零件公差等進(jìn)行計(jì)算，得到功能尺寸相對關(guān)系的公差值，確定完成后，即可形成針對該車型的功能尺寸清單。如表1。

表1內(nèi)除了功能尺寸的相對位置點(diǎn)關(guān)系外，還需要包括空間方向，上下公差等信息。將表三數(shù)據(jù)導(dǎo)入三坐標(biāo)測量系統(tǒng)內(nèi)，即可直接計(jì)算和查詢這些功能尺寸表現(xiàn)。

6 功能尺寸與實(shí)車匹配數(shù)據(jù)的對比與跟蹤

為了驗(yàn)證功能尺寸在實(shí)際尺寸監(jiān)控和問題解決等各個(gè)環(huán)節(jié)具有比原有單點(diǎn)監(jiān)控更加準(zhǔn)確，就需要在功能尺寸的實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)行比較，來證明功能尺寸的優(yōu)越性。具體做法如下：

在測量系統(tǒng)中選取一個(gè)特征匹配，根據(jù)已經(jīng)制定的功能尺寸列表選出其對應(yīng)的功能尺寸監(jiān)控點(diǎn)，同時(shí)也就找到了原有的單點(diǎn)監(jiān)控。后續(xù)需要進(jìn)行一定量的數(shù)據(jù)積累。首先針對白車身，測量并收集其單點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)功能尺寸的數(shù)據(jù)。其次，跟蹤測量過白車身的車到總裝車間，成為整車后，再對應(yīng)測量其關(guān)鍵匹配的實(shí)際數(shù)據(jù)。將兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)比較，得到最終的比較結(jié)果。數(shù)據(jù)收集需要一定數(shù)量的累積，由于考慮到現(xiàn)實(shí)中三坐標(biāo)在每個(gè)工作日只能測量研究對象一個(gè)白車身，因此以收集30組數(shù)據(jù)來進(jìn)行對比。

在本文中，我們依然選擇前蓋與前保險(xiǎn)杠平整度這一特征進(jìn)行研究（圖12）。

經(jīng)過之前的尺寸鏈分析，已經(jīng)明確了在去除安裝公差，前保險(xiǎn)杠零件，前蓋以及翼子板單件公差之外，在白車身對應(yīng)相關(guān)測點(diǎn)經(jīng)過選定，取點(diǎn)為0126和1007兩個(gè)測點(diǎn)，分別代表Tiebar橫梁和翼子板懸臂梁的高低位置，如圖13。

在第二章已經(jīng)介紹了將該兩測點(diǎn)的高低位置對應(yīng)關(guān)系作為功能尺寸進(jìn)行監(jiān)控，其公差設(shè)置為+/-1.7 mm，并根據(jù)此進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集。

7 功能尺寸與整車匹配相關(guān)性分析

根據(jù)三坐標(biāo)測量結(jié)果，對相應(yīng)的整車進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)結(jié)果如表2。

共測得30組數(shù)據(jù)，根據(jù)這30組數(shù)據(jù)，以整車平整度為X軸，以功能尺寸數(shù)據(jù)為Y軸作出散點(diǎn)圖（圖14）。

從圖中可以看出，兩者具有較好的相關(guān)性表現(xiàn)。

8 單點(diǎn)尺寸與整車匹配相關(guān)性分析

同樣的，將0126單點(diǎn)的數(shù)據(jù)與整車數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行對比，數(shù)據(jù)如表3。

共測得30組數(shù)據(jù)，根據(jù)這30組數(shù)據(jù)，以整車平整度為X軸，以單點(diǎn)數(shù)據(jù)為Y軸作出散點(diǎn)圖（圖15）。

從圖15可以看出，單點(diǎn)數(shù)據(jù)與整車數(shù)據(jù)具有一定的相關(guān)性，但是相關(guān)性比功能尺寸差，并且有部分測點(diǎn)有較明顯的偏移。

9 相關(guān)性對比和結(jié)論

將上述散點(diǎn)圖合并到一個(gè)散點(diǎn)圖中，可以更加直觀的反映出功能尺寸與單點(diǎn)尺寸對于整車實(shí)際表現(xiàn)的相關(guān)性。如圖16。

除了通過散點(diǎn)圖進(jìn)行直觀對比之外，另外再對兩者進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，可以得到更加量化的相關(guān)性關(guān)系。

經(jīng)過比較，可以發(fā)現(xiàn)功能尺寸與整車數(shù)據(jù)的相關(guān)性更強(qiáng)。當(dāng)然，功能尺寸的數(shù)據(jù)本來就來源于單點(diǎn)測量值的計(jì)算，功能尺寸的優(yōu)勢在于將整車相關(guān)測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)的同向波動(dòng)進(jìn)行了過濾，而如果將計(jì)算功能尺寸的兩個(gè)單點(diǎn)測量值共同計(jì)算相關(guān)性，則該相關(guān)性與功能尺寸計(jì)算所得的相關(guān)性是一致的。也就是說，通過功能尺寸的定義，可以將基于測量基準(zhǔn)的整體波動(dòng)予以消除，同時(shí)，將兩組甚至更多組數(shù)據(jù)的對比分析過程省略了，因此給尺寸監(jiān)控，問題分析等帶來了便利，也提升了效率。

10 結(jié)語

該文通過研究功能尺寸，探索其在白車身批量生產(chǎn)過程中結(jié)合三坐標(biāo)測量進(jìn)行白車身關(guān)鍵尺寸監(jiān)控，并在實(shí)際生產(chǎn)中加以應(yīng)用，重點(diǎn)針對功能尺寸的定義，功能尺寸的制定方法，公差的定義方法，以及功能尺寸的實(shí)際應(yīng)用案例等展開研究和介紹。

該文的研究主要包括了以下內(nèi)容。

（1）介紹了汽車制造過程中尺寸監(jiān)控的現(xiàn)狀，并且通過其現(xiàn)狀的分析和在實(shí)際生產(chǎn)中對于尺寸監(jiān)控的薄弱環(huán)節(jié)和需求，引出了功能尺寸的定義和其在批量生產(chǎn)中的實(shí)用價(jià)值。

（2）介紹了尺寸控制在批量生產(chǎn)中的應(yīng)用方法，包括從設(shè)計(jì)到制造再到零部件尺寸要求等一系列步驟。重點(diǎn)介紹了在本企業(yè)尺寸設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)，以及這些環(huán)節(jié)中尺寸控制的實(shí)際設(shè)計(jì)方法。

（3）介紹了在量產(chǎn)中原有尺寸測量監(jiān)控的狀態(tài)，以及其中存在的不足，從而引出了功能尺寸的優(yōu)勢以及其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)詳細(xì)介紹了功能尺寸公差定義的原理和方法，以及利用功能尺寸在實(shí)際尺寸問題監(jiān)控和分析過程中的使用，來進(jìn)一步證明了功能尺寸的優(yōu)勢。

通過功能尺寸的應(yīng)用，結(jié)合在現(xiàn)生產(chǎn)中原有的單點(diǎn)三坐標(biāo)監(jiān)控，并且結(jié)合目前更加新的Vision技術(shù)，形成了一套較為完整并且完善的三坐標(biāo)尺寸監(jiān)控方法，并且形成了流程，在生產(chǎn)中正式進(jìn)行使用。

對比功能尺寸和原有單點(diǎn)測量尺寸對于整車匹配的相關(guān)性，可以發(fā)現(xiàn)功能尺寸的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)，也進(jìn)一步證明了功能尺寸在解決尺寸匹配問題方面存在的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳熙.車身質(zhì)量控制[J].上海汽車，2000（2）：31-35.

[2] 劉嘉敏，潘英俊，張根保，等.OFRG模型中功能尺寸和非功能尺寸的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械，2000（27）：4-6.

[3] 李琴蘭.零件圖尺寸標(biāo)注中常見問題謅議[J].天水師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（31）：83-85.endprint