離線編程在試制白車身測量中的運用

張微 朱貿

摘 要：樣車試制必須注重白車身的尺寸控制。三坐標測量作為一種高效、高精度的測量方法，在白車身制造過程中得到了廣泛的應用。本文介紹了三坐標測量的原理，以及對比了離線編程和在線編程兩種不同模式在三坐標測量的運用。最后通過舉例說明離線編程方法在白車身測量的操作方法，總結說明離線編程的優勢所在。

關鍵詞：三坐標測量;離線編程;樣車試制;白車身

1 三坐標測量的原理

三坐標測量，英文縮寫CMM，是通過高精度的掃描測頭或者非接觸光學測頭感知并反饋空間數據（X＼Y＼Z空間坐標值，或孔直徑、圓柱圓錐法向等其它尺寸），經過三坐標系統自帶軟件計算得出被測件的幾何尺寸、形狀及空間位置的現代測量設備，具有簡潔、快速、高效的特點。目前已廣泛運用于軍工、航空、機械、汽車、電子等制造領域，尤其在汽車行業，是不可或缺的[1]。主機廠廣泛使用在設計、工藝、車間現場以及質量控制等各個部門，本文主要探討三坐標測量在樣車試制車身車間的應用。

三坐標設備有幾種不同的分類方法，按結構分類可以分為固定工作臺懸臂式坐標測量機、移動橋式坐標測量機、龍門式坐標測量機、移動工作臺懸臂式坐標測量機、柱式坐標測量機、水平懸臂坐標測量機、關節臂式三坐標測量機這幾大分類[2]。水平懸臂坐標測量機和關節臂式三坐標測量機是目前樣車試制車身車間的主流應用型號。按照測量方法分類，可分為接觸式和非接觸式兩大類，試制車身車間在測量過程中用到的懸臂式和關節臂式三坐標測量機都是屬于接觸式測量，主要針對白車身及分總成、工裝夾具及零件進行測量[3]。

2 三坐標測量與白車身試制

白車身試制是指車身產品在完成設計和工藝準備階段后進行的樣車試生產過程。目前主機廠的試制目的主要體現在四個方面。分別是按時保質交付試驗實體、工藝驗證、產品驗證和先行先試。其中，三坐標測量在按時保質交付試驗實體和產品驗證兩個方面發揮的作用最大。按時保質交付試驗實體要求提供合格的試驗用車，如耐久性實驗、碰撞實驗等，這就要求試驗用車的白車身質量保證，目前主機廠一般要求白車身測量的整車合格率達到80%以上。產品驗證是指驗證新的車型產品的造型結構等是否達到設計的預期效果，功能和性能是否滿足要求，查找設計缺陷，在這個過程中，需要針對具體發現的缺陷問題，用三坐標測量白車身設計缺陷的尺寸誤差、孔位偏差等導致的總裝件安裝問題[4]。

3 三坐標測量的編程方法

將測量一個零件所需要的全部操作按照其執行順序編程，以文件形式存檔，測量時按運行程序控制三坐標測量機自動測量。該方法稱為三坐標測量機的程序測量方法，適用于成批零件的重復測量。目前測量程序的編寫有在線編程和離線編程兩類[5]。

3.1 在線編程

三坐標的在線編程是一種根據測點的要求，在有實車的基礎上，操作者手動調適測量路徑并將相關信息記錄保存下來的方法。重復測量時，只需要調用之前的測量文件便可自動完成記錄的全部測量過程。

3.2 離線編程

三坐標的離線編程是通過車身原始數模，用特定的三坐標軟件在計算機中模擬測點的軌跡并將相關信息記錄并保存下來的方法。重復測量時的方法和在線編程一致（圖1）。

3.3 離線編程與在線編程的比較

通過比較（如表1所示）可以發現，無論是從人員需求、時間周期和費用成本各方面比較，離線編程都比在線編程具有顯著的優勢。

4 結束語

試制白車身的測量工作是樣車試制的關鍵步驟之一。由于試制項目造車時間周期短、降本增效等要求，離線編程進行三坐標測量較在線編程更能符合實際需求。在沒有實車造完之前，離線編程能利用數模、測點等信息提前編寫，一旦樣車就緒，就可以進行測量。另外，離線編程還有測量軌跡干涉碰撞球提醒，自動生成軌跡等功能，為編程人員提供較大的便利，所以得到更加廣泛地運用。

參考文獻：

[1]馬其華，張春燕，任洪娟.三坐標測量系統在某白車身測量中的應用研究[J].機械設計與制造，2010（06）：79-80.

[2]胡追.簡析如何提升白車身三坐標測量合格率[J].科技創新與應用，2016（05）：1-2.

[3]劉征.白車身尺寸工程概述[J].企業科技與發展，2012（13）：37-42.

[4]林忠欽.汽車車身制造質量控制技術[M].北京：機械工業出版社，2005.

[5]張繼宏.三坐標測量編程[J].計算機應用技術，2016（05）：66-71.