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(duì)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(duì)批量生產(chǎn)的車型，如何在三坐標(biāo)單點(diǎn)測(cè)量的基礎(chǔ)上，建立功能尺寸，包括測(cè)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(duì)于任何產(chǎn)品，質(zhì)量始終是第一競(jìng)爭(zhēng)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(duì)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(duì)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(cè)量環(huán)節(jié)進(jìn)行討論，并研究在量產(chǎn)車型的測(cè)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(cè)量獲得產(chǎn)品數(shù)據(jù)將這些功能尺寸數(shù)據(jù)趨勢(shì)與對(duì)應(yīng)整車匹配數(shù)據(jù)趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)比，確定其對(duì)應(yīng)關(guān)系是否線性。通過相關(guān)性對(duì)比研究常規(guī)測(cè)量與功能尺寸對(duì)整車匹配的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而證明了功能尺寸相對(duì)于常規(guī)單點(diǎn)監(jiān)控更好的與整車匹配對(duì)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(duì)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)整車測(cè)量點(diǎn)，除了單獨(dú)測(cè)量考察每個(gè)測(cè)點(diǎn)的合格性外，針對(duì)有裝配相對(duì)關(guān)系的測(cè)點(diǎn)，將其相對(duì)位置作為考量合格與否的依據(jù)，這些相對(duì)位置的尺寸關(guān)系就定義為功能尺寸?；谡噺S對(duì)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(duì)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(duì)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(cè)量監(jiān)控依然以評(píng)價(jià)單點(diǎn)合格率為主。該文通過對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)功能尺寸的選取，測(cè)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(cè)點(diǎn)定義來看，為1199號(hào)測(cè)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(cè)點(diǎn)，為U411號(hào)測(cè)點(diǎn)。

圖2為該測(cè)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(shì)一致，高低差異保持在0.3～0.6 mm之間，并且比較穩(wěn)定，對(duì)于整車尺寸標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(duì)于整車匹配來說，只要設(shè)法確保兩者之間相對(duì)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(cè)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(duì)整車匹配對(duì)應(yīng)測(cè)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(cè)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(duì)研究車型確定所有功能尺寸測(cè)點(diǎn)。針對(duì)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(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逆向分解，最終找到白車身上的對(duì)應(yīng)功能點(diǎn)。所以針對(duì)建立功能尺寸工作的第一個(gè)步驟，就是針對(duì)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(jiǎn)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(duì)位置。

以此，即可確定一個(gè)功能尺寸來直接對(duì)應(yīng)前蓋與前保平整度。

在確定了功能尺寸測(cè)點(diǎn)之后，需要做的就是對(duì)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(duì)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(duì)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(shì)，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(duì)位置狀態(tài)尚可，如（圖10）。因此，對(duì)于白車身的尺寸控制來講，如果兩者相對(duì)階差小于某一范圍即可認(rèn)為對(duì)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(duì)其相對(duì)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(duì)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(cè)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(cè)點(diǎn)影響匹配的空間方向，確定功能尺寸測(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)位置關(guān)系。針對(duì)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(duì)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(duì)關(guān)系的公差值，確定完成后，即可形成針對(duì)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(duì)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(cè)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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)白車身，測(cè)量并收集其單點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以及對(duì)應(yīng)功能尺寸的數(shù)據(jù)。其次，跟蹤測(cè)量過白車身的車到總裝車間，成為整車后，再對(duì)應(yīng)測(cè)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(duì)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(cè)量研究對(duì)象一個(gè)白車身，因此以收集30組數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)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(duì)應(yīng)相關(guān)測(cè)點(diǎn)經(jīng)過選定，取點(diǎn)為0126和1007兩個(gè)測(cè)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(cè)點(diǎn)的高低位置對(duì)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(cè)量結(jié)果，對(duì)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(cè)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(duì)比，數(shù)據(jù)如表3。

共測(cè)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(cè)點(diǎn)有較明顯的偏移。

9 相關(guān)性對(duì)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(duì)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(duì)比之外，另外再對(duì)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(cè)量值的計(jì)算，功能尺寸的優(yōu)勢(shì)在于將整車相關(guān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)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(cè)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(cè)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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)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(cè)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(shì)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(shì)。

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(duì)比功能尺寸和原有單點(diǎn)測(cè)量尺寸對(duì)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(shì)。

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(duì)關(guān)系的公差值，確定完成后，即可形成針對(duì)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(duì)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(cè)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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)白車身，測(cè)量并收集其單點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以及對(duì)應(yīng)功能尺寸的數(shù)據(jù)。其次，跟蹤測(cè)量過白車身的車到總裝車間，成為整車后，再對(duì)應(yīng)測(cè)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(duì)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(cè)量研究對(duì)象一個(gè)白車身，因此以收集30組數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)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(duì)應(yīng)相關(guān)測(cè)點(diǎn)經(jīng)過選定，取點(diǎn)為0126和1007兩個(gè)測(cè)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(cè)點(diǎn)的高低位置對(duì)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(cè)量結(jié)果，對(duì)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(cè)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(duì)比，數(shù)據(jù)如表3。

共測(cè)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(cè)點(diǎn)有較明顯的偏移。

9 相關(guān)性對(duì)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(duì)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(duì)比之外，另外再對(duì)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(cè)量值的計(jì)算，功能尺寸的優(yōu)勢(shì)在于將整車相關(guān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)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(cè)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(cè)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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)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(cè)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(shì)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(shì)。

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(duì)比功能尺寸和原有單點(diǎn)測(cè)量尺寸對(duì)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(shì)。

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(duì)關(guān)系的公差值，確定完成后，即可形成針對(duì)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(duì)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(cè)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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)白車身，測(cè)量并收集其單點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以及對(duì)應(yīng)功能尺寸的數(shù)據(jù)。其次，跟蹤測(cè)量過白車身的車到總裝車間，成為整車后，再對(duì)應(yīng)測(cè)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(duì)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(cè)量研究對(duì)象一個(gè)白車身，因此以收集30組數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)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(duì)應(yīng)相關(guān)測(cè)點(diǎn)經(jīng)過選定，取點(diǎn)為0126和1007兩個(gè)測(cè)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(cè)點(diǎn)的高低位置對(duì)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(cè)量結(jié)果，對(duì)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(cè)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(duì)比，數(shù)據(jù)如表3。

共測(cè)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(cè)點(diǎn)有較明顯的偏移。

9 相關(guān)性對(duì)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(duì)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(duì)比之外，另外再對(duì)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(cè)量值的計(jì)算，功能尺寸的優(yōu)勢(shì)在于將整車相關(guān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)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(cè)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(cè)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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)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(cè)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(shì)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(shì)。

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(duì)比功能尺寸和原有單點(diǎn)測(cè)量尺寸對(duì)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(shì)。

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