CN117725338A - 一种基于装配基准偏差引起测量点变化的偏差计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于装配基准偏差引起测量点变化的偏差计算方法，首先建立偏差计算表格，并在表格中设置输入参数；其次将各项已知的参数数据输入excel表格的参数输入列，再通过编辑的计算公式自动形成测量点偏差值列中的各项数据；并在备注列中填入每次分析的主要内容，用于对比分析和记录每次计算结果；将编辑的计算公式及计算模板保存在Excel文件中，形成能够重复使用的计算方法。本发明仅需将从数据中测量出的相应值，输入工具表格中，就会自动计算出所需要的偏差值，节省了时间、并省略了对问题的繁琐思考过程，快速解决问题，快速制定改进方案。

Description

一种基于装配基准偏差引起测量点变化的偏差计算方法

技术领域

本发明涉及一种白车身的偏差计算方法，尤其是一种适用于汽车白车身件定位孔、销精度设计及制造过程中由于装配基准偏差引起测量点变化的偏差计算方法，属于汽车零部件设计和装配技术领域。

背景技术

目前汽车行业尺寸工程专业在分析测量点的尺寸链时，都是在假设装配基准点没有旋转的情况下，采用均方根法计算测量点的偏差，进行尺寸偏差分析和匹配问题分析，这往往忽视了当定位基准孔、销配合间隙较大，或者实物零件间装配，当实物零件定位基准点位置偏差较大时，会导致零件的旋转，又当测量点距主基准点间的距离大于主、副基准间距离时，测量点的偏差会成倍数级增加，偏差值远远大于单纯采用一般均方根法计算的偏差值。如：轻卡前保险杠与车身间的装配配合间隙、挡泥板与轮眉间的装配配合间隙，轿车前围日行灯与中间贯穿灯间的装配配合间隙、面差等等。

同时，目前的计算方法也相对较为繁琐，首先需获取主副基准点的相对偏差值后，之后采用在绘图软件中画图，计算出旋转的角度，再将整个数据绕主基准点旋转这个角度，再比较原数据和新数据的变化，利用测量工具测量出所需要比较方向上的偏差值，当角度变化时，旋转、比对的工作还需重做一遍，比较繁琐，思维不清晰时还会感觉无从下手。

为了提升尺寸工程分析问题的精确性和快速分析匹配过程中出现的问题，就有必要设计一种既能用于设计定位基准孔、销配合的间隙值，又能用于快速分析匹配问题的偏差计算方法和工具。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种基于装配基准偏差引起测量点变化的偏差计算方法，以解决在汽车零部件设计和装配过程中，因定位基准点的偏差，引起DTS测量点或控制点出现偏差的问题，由此提升尺寸偏差分析的合理性和精确性，并提供快速分析匹配问题的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于装配基准偏差引起测量点变化的偏差计算方法，包括以下步骤：

步骤1、建立偏差计算表格，并在表格中设置输入参数，至少包括序号列、输入参数列、测量点偏差值列及备注列；

步骤2、将各项已知的参数数据输入excel表格的参数输入列，再通过编辑的计算公式自动形成测量点偏差值列中的各项数据；所述参数输入列中包括线段AC、线段AB、线段BE、角度∠DBE及角度∠MCN，测量点偏差值包括线段CM、线段CN及线段MN；

步骤3、在备注列中填入每次分析的主要内容，用于对比分析和记录每次计算结果；

步骤4、将编辑的计算公式及计算模板保存在Excel文件中，形成能够重复使用的计算方法。

进一步的，所述步骤1中，序号列用于输入问题分析的顺序号，参数输入列用于输入问题分析所需要的基本数据，测量点偏差值列用于显示各个问题分析的结果，备注列用于此项分析的说明。

进一步的，所述步骤1中，根据装配定位策略或设计图纸，从3D数据中测量获得车身零件的主、副基准点之间的距离，作为线段AB长度的输入值；

并根据车型车身实际测量报告中，找出车身零件装配配合的主、副基准点在Y方向上的实际偏差值，作为线段BE的输入值。

进一步的，所述步骤2中，线段AB为主基准点A和副基准点B之间的连线，根据装配定位策略、3D数据或相应的设计图纸中获得；

线段AC为零件上的测量点C距主基准点A间的距离，根据定位策略，从3D数据中测量获得；

线段BE为副基准相对于主基准在某方向的相对偏差值，从设计数据的配合间隙，以及实物的测量偏差中获得；点E为副基准点B，相对于主基准点A在某方向上的相对偏差点

角度∠DBE为主、副基准点间连线AB与相邻坐标轴之间的夹角，可从3D数据中测量获得，点D是辅助基准点B在主、副基准点连线AB法向上的偏差点；

角度∠MCN为测量点、主基准点间连线与主副基准相邻坐标轴之间的夹角，是标示测量C点在坐标系中位置的参数，可从3D数据中测量获得；

线段BD为副基准点相对于主、副基准连线法向的偏差值，通过如下公式计算获得：

线段CM为测量点C与主基准点A间连线法向上的偏差值；点M是测量点C在AC连线法向上的偏差点，即CM垂直于AC；由于点C是零件上的测量点，当主、副基准点的相对值发生偏差时，零件能够绕主基准点正、反方向旋转，测量点C旋转的角度∠CAM与B点旋转的角度∠BAD一致，因此直角三角形ABD和直角三角形ACM是相似三角形，线段CM通过如下的公式计算获得：

线段CN为测量点C在坐标轴方向上的偏差值，点N为测量点C在某坐标轴方向上的偏差值，即线段CN是线段CM在某坐标轴方向上的投影；通过如下公式计算获得：

线段MN为测量点在坐标轴方向上的偏差值，通过如下公式计算获得：

进一步的，随着∠MCN的逐渐加大，原则上每加大180°，CN和MN的值方向会自动变化一次，通常为90°后cos方向变化一次，再次每加大180°才会变化一次。即线段MN的偏差值所表达的坐标轴方向会发生变化，方向(即±)是将角度值输入后，由公式自动产生“-”号。

与现有技术相比，本发明有益效果是：本发明仅需将从数据中测量出的相应值，输入工具表格中，就会自动计算出所需要的偏差值，节省了时间、并省略了对问题的繁琐思考过程，快速解决问题，快速制定改进方案。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明中各测量点与主、副基准点的关系示意图。

具体实施方式

本实施例提供了一种基于装配基准偏差引起测量点变化的偏差计算方法，包括以下步骤：

步骤1、建立偏差计算表格，并在表格中设置输入参数，至少包括序号列、输入参数列、测量点偏差值列及备注列；

步骤2、将各项已知的参数数据输入excel表格的参数输入列，再通过编辑的计算公式自动形成测量点偏差值列中的各项数据；所述参数输入列中包括线段AC、线段AB、线段BE、角度∠DBE及角度∠MCN，测量点偏差值包括线段CM、线段CN及线段MN；

步骤3、在备注列中填入每次分析的主要内容，用于对比分析和记录每次计算结果；

步骤4、将编辑的计算公式及计算模板保存在Excel文件中，形成能够重复使用的计算方法。

实施例1

由于DTS测量点或零件的控制点有X、Y、Z三个方向，因此在匹配过程中，往往会在其中某一个方向上出现问题，偏差计算时就需要把相应的数据投影至出现问题的平行平面内进行运算，以下步骤均如图1所示。

步骤1：根据装配定位策略或相应的设计图纸，从3D数据中测量获得日行灯主、副基准点之间的距离，作为线段AB长度的输入值，即AB＝579mm；再测量出线段AB与相邻坐标轴(X轴)之间的夹角∠DFB，根据图1的关系图，可得处∠DFB＝∠DBE，即测量出的角度值可作为∠DBE的输入数值，再跟据线段AB是在相邻坐标轴的下方，确定需要在其前面增加“-”号，即

∠DBE＝-52.58°；

步骤2：从该车型白车身实际测量报告中，找出日行灯装配配合的主、副基准点在Y方向上的实际偏差值，计算出相对偏差值为1.0mm，作为线段BE的输入值，即BE＝1.0mm。该车型日行灯装配配合的主、副基准孔销之间的设计间隙为0.1，可忽略不计。

步骤3：点D是辅助基准点B在主、副基准点连线AB法向上的偏差点，在通过第一步和第二部已经得出∠DBE＝-52.58°，辅助基准点B相对于主基准点A在Y方向的偏差值BE＝1.0的情况下，可通过如下的公式计算出辅助基准点B在主、副基准点间连线法向上的偏差值BD：

步骤4：点C是日行灯与中间贯穿灯间有Y向DTS配合关系的测量点，从3D数据中测量出AC之间的空间距离，再将其投影至主、副基准所在XY平面内的长度，作为线段AC的长度，即AC＝704.8mm；同时测量出投影线与X轴之间的夹角∠MHC，并由图1的关系图，∠MHC＝∠MCN，即测量出的角度值可作为∠MCN的输入值，再跟据线段AC是在相邻坐标轴的下方，确定需要在其前面增加“-”号，即∠MCN＝-28.58°。

步骤5：因点C是日行灯上的点，当其装配主、副基准点有移动或旋转的时候，点C也会随着主、副基准点发生的旋转而旋转，因此∠BAD和∠CAM的角度值一致，即∠BAD＝∠CAM，点M是点C在点C与主基准点A连线AC法向上的点，因此直角三角形CAM和直角三角形BAD为相似三角形，再根据如下的公式，就可计算出点C的变化量CM：

步骤6：在已经得出点C在AC连线法向上的变化量CM的情况下，再将上面获得的数据：AB＝579，AC＝704.8，BE＝1.0，∠DBE＝-52.58°，

∠MCN＝-28.58°通过如下的公式将其转化为其在坐标轴方向上的偏差量。

步骤7：根据第六步的结果，得出日行灯上DTS测量点C因其主、副基准点在Y向相对偏差1.0mm，导致其在Y向间隙的偏差达到1.76mm，在X向的面差达到0.96mm，超出了DTS定义值，可以此方法进行改善。

步骤8：为***化、规范化，快速分析问题、解决问题，可以直接将以上工作中获得的参数AC、AB、BE、∠DBE和∠MCN输入采用Excel编制好的表格图1的参数输入列中，会自动得到图1的测量点偏差值列中的各项数据。

表1装配基准偏差引起测量点变化的偏差计算报告书

实施例2

步骤1：从3D数据中获得发动机副车架后安装点的主副基准点距离AB＝740，因线AB与相邻坐标轴Y轴平行，则∠DBE＝0；

步骤2：从白车身测量报告中找出发动机副车架主副基准点间的X向相对偏差BE＝1.6，孔销设计间隙忽略不计；

步骤3：从3D数据中测量获得测量点C(副车架右后安装点)至主基准点A之间的距离AC＝1100.7，测量点C在车身坐标系中的位置参数∠MCN＝97.203°，即线AC与Y轴之间在XY的夹角∠MCN。

步骤4：将上面获得的数据代入如下公式，可得出测量点C(副车架右后安装点)在X轴和Y轴方向上的偏差量。

步骤5：也可以直接将以上工作中获得的参数AC、AB、BE、∠DBE和∠MCN输入表1的参数输入列中，会自动得到表1的测量点偏差值列中的各项数据。根据计算结果，得出发动机副车架右后安装点，当其装配在白车身上的主、副基准点X向相对偏差1.6mm时，导致其右后安装点在Y向的偏差MN＝2.36，其在X向的偏差为CN＝-0.3，2.36已经超出了设计的极限偏差2.0，导致右后安装点装配不上。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种基于装配基准偏差引起测量点变化的偏差计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、建立偏差计算表格，并在表格中设置输入参数，至少包括序号列、输入参数列、测量点偏差值列及备注列；

步骤2、将各项已知的参数数据输入excel表格的参数输入列，再通过编辑的计算公式自动形成测量点偏差值列中的各项数据；所述参数输入列中包括线段AC、线段AB、线段BE、角度∠DBE及角度∠MCN，测量点偏差值包括线段CM、线段CN及线段MN；

步骤3、在备注列中填入每次分析的主要内容，用于对比分析和记录每次计算结果；

步骤4、将编辑的计算公式及计算模板保存在Excel文件中，形成能够重复使用的计算方法。

2.根据权利要求1所述的基于装配基准偏差引起的测量点变化的偏差计算方法，其特征在于：所述步骤1中，序号列用于输入问题分析的顺序号，参数输入列用于输入问题分析所需要的基本数据，测量点偏差值列用于显示各个问题分析的结果，备注列用于此项分析的说明。

3.根据权利要求1所述的基于装配基准偏差引起的测量点变化的偏差计算方法，其特征在于：所述步骤1中，根据装配定位策略或设计图纸，从3D数据中测量获得车身零件的主、副基准点之间的距离，作为线段AB长度的输入值；

并根据车型车身实际测量报告中，找出车身零件装配配合的主、副基准点在Y方向上的实际偏差值，作为线段BE的输入值。

4.根据权利要求1所述的基于装配基准偏差引起的测量点变化的偏差计算方法，其特征在于：所述步骤2中，线段AB为主基准点A和副基准点B之间的连线，根据装配定位策略、3D数据或相应的设计图纸中获得；

线段AC为零件上的测量点C距主基准点A间的距离，根据定位策略，从3D数据中测量获得；

线段BE为副基准相对于主基准在某方向的相对偏差值，从设计数据的配合间隙，以及实物的测量偏差中获得；点E为副基准点B，相对于主基准点A在某方向上的相对偏差点

角度∠DBE为主、副基准点间连线AB与相邻坐标轴之间的夹角，可从3D数据中测量获得，点D是辅助基准点B在主、副基准点连线AB法向上的偏差点；

角度∠MCN为测量点、主基准点间连线与主副基准相邻坐标轴之间的夹角，是标示测量C点在坐标系中位置的参数，可从3D数据中测量获得；

线段BD为副基准点相对于主、副基准连线法向的偏差值，通过如下公式计算获得：

线段CM为测量点C与主基准点A间连线法向上的偏差值；点M是测量点C在AC连线法向上的偏差点，即CM垂直于AC；由于点C是零件上的测量点，当主、副基准点的相对值发生偏差时，零件能够绕主基准点正、反方向旋转，测量点C旋转的角度∠CAM与B点旋转的角度∠BAD一致，因此直角三角形ABD和直角三角形ACM是相似三角形，线段CM通过如下的公式计算获得：

线段CN为测量点C在坐标轴方向上的偏差值，点N为测量点C在某坐标轴方向上的偏差值，即线段CN是线段CM在某坐标轴方向上的投影；通过如下公式计算获得：

线段MN为测量点在坐标轴方向上的偏差值，通过如下公式计算获得：

5.根据权利要求4所述的基于装配基准偏差引起的测量点变化的偏差计算方法，其特征在于：随着∠MCN的逐渐加大，每加大180°，CN和MN的值方向会自动变化一次，即偏差值所表达的坐标轴方向会发生变化。