CN107992670A - 汽车零部件的模拟匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车零部件的模拟匹配方法，它包括：数据采集步骤，其中，扫描整车的一级零部件以获取它们的3D数据；模拟装配步骤，其中，根据扫描的数据将一级零部件模拟组装到数字标准车身上，以得到一级零部件的超差数据；匹配和分析步骤，其中，根据扫描的数据利用仿真技术将一级零部件与实际车身数据模拟组装在一起并进行匹配分析，以得到一级零部件与实际车身数据模拟组装的超差数据；尺寸改善步骤，其中，根据分析结果制定改善策略，以通过模拟仿真对有问题的一级零部件数据进行修复。本发明对整车尺寸进行数据模拟匹配，以便能及时发现并解决尺寸问题，使得不必在装配线上进行实际装配，缩短了整车的开发时间并有效降低了成本。

Description

汽车零部件的模拟匹配方法

技术领域

本发明涉及汽车的虚拟装配技术。具体地说，本发明涉及一种对汽车的零部件进行模拟匹配以便发现并消除尺寸偏差的方法。

背景技术

在汽车工业中，已知建立有RPS***(Reference Point System，定位点***)。所述RPS***规定了若干从新产品的开发、零部件的制造、检测直至整车的装配等各个环节共同遵循的定位点以及公差等要求，以便尽量避免因零部件的尺寸超差而对最终的汽车装配造成不利影响。目前，在整车开发过程中，通常的做法是将所有零件开发、生产完成后，再将它们组装到标准车身(cubing，车身主检具)上，以检测零部件或整车是否存在问题。然而，这种方法繁琐而耗时(尤其是对于因出现有问题的零部件而需要修改或更换并重新装配的情况来说)，并且可能因为装配方式不同而造成数据失真。

中国发明专利CN103440388B公开了一种通过虚拟装配对轿车的匹配质量进行评价的方法，该方法包括对作为汽车外覆盖件的零件进行扫描的步骤、根据每个零件的扫描数据进行虚拟装配的步骤、以理论车身为基准进行缝道与平整度分析的步骤和根据分析报告进行调整优化的步骤，在该调整优化步骤中，通过设定相关零件的相关RPS点的位置和角度来调整零件的装配位置。然而，该专利未涉及对整车零件尺寸的匹配分析和改进。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中的问题，并且提出了一种用于汽车的新颖的虚拟装配方法。

具体地说，本发明涉及一种汽车零部件的模拟匹配方法，该方法包括如下步骤：

-数据采集步骤，在该步骤中，对整车的所有一级零部件及进行扫描，以获取这些一级零部件的3D数据；

-模拟装配数字标准车身：在该步骤中，根据扫描得到的数据，将一级零部件模拟组装到数字标准车身(digital cubing，车身主检具)上，以便得到一级零部件的超差数据，其中使用数字标准车身(digital cubing，车身主检具)取代了标准车身(cubing，车身主检具)；

这有效避免了常见的将所有零件开发、生产完成后再将它们组装到标准车身(cubing，车身主检具)上以检测零部件或整车是否存在问题的做法。

-匹配和分析步骤，在该步骤中，根据扫描得到的数据，利用仿真技术将一级零部件与实际车身数据模拟组装在一起并且进行匹配分析，以便得到一级零部件与实际车身数据模拟组装的超差数据；

-以及在需要时，尺寸改善步骤，在该步骤中，根据分析结果制定改善策略，以便通过仿真或模拟技术对有问题的一级零部件的数据进行修复。

该方法不必等待所有零件开发、生产完成后，再花费大量的人工时将它们组装到标准车身(cubing，车身主检具)上，以检测零部件或整车是否存在问题。使得可以依据RPS基准快速准确地将所有零部件虚拟地组装在一起，以便发现所有可能的尺寸问题并且给出相应的解决方案，从而大大缩短了整车的开发时间并且降低了其成本。该方法还使得能快速地对零部件的尺寸测量数据进行对标，保证测量结果的精确性。

特别地，所述一级零部件的3D数据包括该一级零部件的尺寸数据和位置数据。

优选地，所述一级零部件由多个子零件构成，其中，所述数据采集步骤包括获取该一级零部件的所有子零件的3D数据，所述匹配和分析步骤包括按照RPS基准将所有子零件的3D数据进行模拟匹配。

还优选地，所述匹配和分析步骤包括分析整车的所有位置的问题点以及锁定问题件的零件号、超出位置图片和整车超出数据。

本发明的方法解决了目前在整车开发过程在每轮试装车时只能对其中的少量车的局部位置进行CMM测量以及分析的缺陷，使得可以取得整车的所有位置的尺寸数据，并且在保证测量数据的对标合格后就可以使用整车的所有位置的尺寸数据，并对这些数据进行分析和改善。

根据本发明的一个优选实施例，该方法还包括一级零部件的尺寸开发策略，该策略在整车设计初期执行并且包括针对每个开发阶段的关键时间点的尺寸制定目标和匹配计划。

这样，不必像目前已知的一级零部件的开发那样需要等待其所有子零件以及装配线实际构造完成后再组装到一起以便检查是否存在一级零部件的数据偏差，而是可以在一级零部件的所有子零件开发完成后就依据不同级别的子零件的RPS偏差数据并结合检具定位功能将子零件的数据模拟组装到一起，由此快速判定子零件的哪些尺寸影响一级零部件的尺寸。

本发明的方法使得不必在整车实际试装完成并发现问题后再针对每个一级零部件进行问题分析及改善，而是可以在整车试装前就可以将所有一级零部件数据虚拟或模拟组装到一起，并自动分析每个一级零部件或整车的所有位置的问题点，也可以在整车试装后将模拟的数据结果和整车试装结果进行比对以便发现并解决可能出现的问题。

目前，发现一级零部件和整车的问题后，需要对问题部位按顺序逐一进行改善(防止所有位置同时改善，导致对策冲突或不明原因的改善)，再进行测量，如果效果不明显，再进行新一轮改善。本发明解决了上述问题，使得可以在对零件进行实际改善之前进行数据模拟改善，对所有问题部位进行数据修改，再使用模拟数据进行模拟装配，并且在确认结果有效后再实际修改零件。这样，节省了按顺序改善的时间和无效对策的时间。

最后，本发明还使得可以***地对整车的所有零件的尺寸数据进行处理和尺寸分析改善、尺寸监控，由此提高了整车的质量并且同时缩短了整车的开发时间。根据本发明，可以储存所有公差的数据库，从而为新车型的尺寸链的计算提供准确的数据。为此，可以开发一个软件***。

附图说明

下面参照附图详细说明本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出根据本发明的方法的基本流程框图。

具体实施方式

本发明提出一种整车零部件的尺寸的数字化模拟匹配方法。该方法在于采集汽车的所有零部件的数据并且基于所采集的数据将这些汽车零部件虚拟地装配在一起，以便查看零部件或整车是否存在问题，并且继而采取措施解决或修复所存在的问题。

参见图1，本发明的模拟匹配方法包括如下相继的主要步骤：

-数据采集步骤100，用于对整车的一级零部件进行扫描，以获取这些一级零部件的3D数据；

-匹配和分析步骤200，用于根据扫描得到的数据，利用仿真技术将一级零部件模拟组装在一起并且进行匹配分析，以便得到一级零部件的超差数据；

-以及在必要的情况下，尺寸改善步骤300，用于根据分析结果制定改善策略，以便通过仿真或模拟技术对有问题的一级零部件的数据进行修复。

作为数据采集步骤100的前提，可以定义RPS基准的数据并且限定标准化的装配方式。这样，可以保证整车的所有一级零部件、例如各种小总成能在检具上被正确地测量，并且保证一级零部件单件在标准车身上被正确地测量。而且，通过与RPS基准数据对标，统一测量过程，还可以实现上述测量过程的对标。

当开发并生产出一级零部件的首批样件后，将这些样件在检具上进行3D扫描，由此获得整车的所有一级零部件的3D数据。特别地，所述3D数据可以包括各零部件的尺寸数据以及零部件将被安装到标准车身上的位置的数据。

然后，按照RPS基准，将所获得的所有一级零部件的3D数据进行匹配，由此可以得到整车外观数据。这样的数据模拟匹配可以通过计算机软件利用仿真技术进行。

在每轮试装车之前，可以获取所有需要装车的一级零部件的3D数据，并利用软件将这些数据进行模拟匹配。对此，可以通过软件得出试装车的数据,如CPK(工序能力指数)数据等，并且可以通过软件找出数据匹配结果与装车结果不一致的地方。这样，可以快速分析出所存在的问题的类型，例如是零部件本身的问题还是装车方法的问题。

以这样的方式，可以对整车的100％的位置数据进行分析以提高整车的质量，还可以完全地确认整车或一级零部件的测量准确性。另外，用数字化模拟匹配代替实际在标准车身上进行的匹配，大大减少了匹配所需的时间，从而缩短了整车的开发周期。

在匹配和分析步骤200中，将所有一级零部件的3D扫描数据按照预定的RPS基准进行匹配以形成整车数据，并且对数据进行分析以检测是否存在问题点。如果发现整车尺寸中存在问题，则自动生成问题点清单。为此，例如可以记录有问题的零部件的零件号、存储有问题的零部件的超差位置图片、记录超差数据以及可能的原因等。该步骤200也是通过软件自动进行的。

当通过匹配和分析步骤200获得分析结果后，如果分析结果显示整车或一级零部件存在问题，则针对该问题执行尺寸改善步骤300，以便制定改进策略。为此，可以利用软件对有问题的零部件的数据进行修改，并且将修改后的数据用于整车的数据模拟匹配，例如再次执行匹配和分析步骤200，以便验证修改结果，避免无效的修改或者根据需要作进一步的修改。

根据本发明，优选地，还可以对由多个子零件构成的一级零部件进行虚拟装配或数字化模拟匹配。

具体地，在完成一个一级零部件的子零件的开发后、尤其是在生产出它的所有子零件的首批样件后，对这些子零件或样件进行测量或扫描，以便收集它们的3D数据。然后，依据RPS基准利用软件对所有子零件的数据进行匹配，由此得到该一级零部件的数据匹配结果。利用软件对该数据匹配结果进行分析以查看是否存在问题子零件，并且相应地生成分析报告。在发现问题子零件时，可以通过软件制定改进策略，并且将该改进后的子零件的数据再次用于一级零部件的虚拟装配或模拟匹配，以便验证改进的数据的有效性。

这样，省去了等待一级零部件在生产线上实际装配的等待时间，并且通过对所有子零件的模拟分析确保了该一级零部件的所有尺寸或位置数据的准确性，显著提高了一级零部件的质量并且缩短了其生产周期。

优选地，本发明的方法还包括一级零部件的尺寸开发策略或计划。该计划可以在新产品的开发初期建立，并且在每个开发、设计或者生产阶段定期跟踪。

具体地说，该一级零部件尺寸开发计划可以在整车的设计初期通过软件建立，并且包括在每个开发阶段的关键时间点使用的尺寸目标等。例如，可以针对容易出现问题的子零件(也称为“风险子零件”)制定尺寸优化计划，它例如可以包括每轮试样的数量、预期目标、需要的材料、涉及的生产设备、工艺、操作人员以及操作方法等。

例如，在使用软件进行开发的过程中，可以在计划的关键时间点前，通过邮件提醒供应商及零件工程师提前准备相关的尺寸活动。在使用软件进行开发期间，在对风险子零件进行每轮尺寸试样时，通过邮件提醒相关信息。可以要求供应商将每轮试样的尺寸结果上传到专用***中。可以设想对风险子零件采取相应的应急对策，并保证所有子零件都能在关键时间节点满足尺寸计划的目标。还可以收集整车所有子零件的与过程和工艺相关的尺寸公差带能力，以便为下一个项目公差带的计算提供准确的数据。而且，还可以通过***跟踪整车的所有子零件的尺寸活动，以便减少出现尺寸异常的一级零部件的概率并提高整车及零部件质量。

最后，可以建立整车的一级零部件的所有过程/工艺、公差能力等参数的数据库。还可以针对每次尺寸试样进行合理规划，减少尺寸优化时间。

Claims (5)

1.一种汽车零部件的模拟匹配方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

-数据采集步骤，在该步骤中，对整车的一级零部件进行扫描，以获取这些一级零部件的3D数据；

-模拟装配数字标准车身，在该步骤中，根据扫描得到的数据，将一级零部件模拟组装到数字标准车身上，以便得到一级零部件的超差数据，使用数字标准车身取代了标准车身；

-匹配和分析步骤，在该步骤中，根据扫描得到的数据，利用仿真技术将一级零部件与实际车身数据模拟组装在一起并且进行匹配分析，以便得到一级零部件与实际车身数据模拟组装的超差数据；

-以及在需要时，尺寸改善步骤，在该步骤中，根据分析结果制定改善策略，以便通过仿真或模拟技术对有问题的一级零部件的数据进行修复。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一级零部件的3D数据包括一级零部件的尺寸和位置数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述一级零部件由多个子零件构成，其中，所述数据采集步骤包括获取该一级零部件的所有子零件的3D数据，所述匹配和分析步骤包括按照RPS基准将所有子零件的3D数据进行模拟匹配。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述匹配和分析步骤包括分析整车的所有位置的问题点以及锁定问题件的零件号、超出位置图片和整车超出数据。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括一级零部件的尺寸开发策略，该策略在整车设计初期执行并且包括针对每个开发阶段的关键时间点的尺寸制定目标和匹配计划。