韋永亮 楊付四 岳雙成

摘 要：文章簡(jiǎn)述了基于pcdmis的白車(chē)身常規(guī)測(cè)量方法，并分析了常規(guī)測(cè)量方法的不足。介紹了一種用于解決常規(guī)測(cè)量方法不足之處的基于“矩陣平臺(tái)法”的測(cè)量技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上闡述了“矩陣平臺(tái)法”測(cè)量技術(shù)基于pcdmis的關(guān)鍵輔助工具開(kāi)發(fā)及實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：白車(chē)身測(cè)量;矩陣平臺(tái)法;pcdmis;輔助工具開(kāi)發(fā)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM930.9 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）19-199-03

Development of body-in-white measurement aids based on pcdmis

Wei Yongliang， Yang Fusi， Yue Shuangcheng

（Guangzhou Automobile Group Co.， Automotive Engineering Institute， Guangdong Guangzhou 511434）

Abstract： This paper briefly describes the conventional measurement method of body-in-white based on pcdmis， and analyzes the shortcomings of conventional measurement methods. This paper introduces a measurement method based on "matrix platform method" to solve the shortcomings of conventional measurement methods. Based on this， the develop -ment and practical application of key auxiliary tools based on pcdmis for "matrix platform method" measurement technol -ogy are described.

Keywords： Body-in-white measurement; Matrix platform method; Pcdmis; Development of auxiliary tool

CLC NO.： TM930.9 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）19-199-03

1 引言

在汽車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程中，白車(chē)身的尺寸測(cè)量是控制車(chē)身質(zhì)量的重要方法之一，行業(yè)內(nèi)普遍采用雙懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)白車(chē)身進(jìn)行尺寸測(cè)量。雙懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的局限性以及研發(fā)試制狀態(tài)白車(chē)身相對(duì)于量產(chǎn)白車(chē)身的不穩(wěn)定性，使得常規(guī)方法難以滿(mǎn)足試制白車(chē)身的測(cè)量。

2 常規(guī)方法測(cè)量試制白車(chē)身存在的問(wèn)題

雙懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為自動(dòng)接觸式測(cè)量，需要其測(cè)頭接觸到車(chē)身才能觸發(fā)測(cè)量，雙懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在空間三個(gè)相互垂直的方向上移動(dòng)，對(duì)車(chē)身進(jìn)行探測(cè)測(cè)量。由于車(chē)身結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，車(chē)身上存在部分雙懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)難以接觸到的“測(cè)量盲區(qū)”，如前機(jī)艙部分區(qū)域、C柱部分區(qū)域。因此，常規(guī)的測(cè)量并不能覆蓋整個(gè)車(chē)身，車(chē)身部分區(qū)域的尺寸難以監(jiān)控。便攜式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)相對(duì)雙懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)更加靈活，便于移動(dòng)，測(cè)量范圍可以覆蓋幾乎100%的白車(chē)身，采用便攜式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)雙懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的“測(cè)量盲區(qū)”進(jìn)行測(cè)量是補(bǔ)充測(cè)量是解決方法之一。

此外，在研發(fā)試制過(guò)程中，試制白車(chē)身的狀態(tài)不穩(wěn)定，且需要測(cè)量監(jiān)控的車(chē)身位置相對(duì)于量產(chǎn)白車(chē)身更多更復(fù)雜。雙懸臂三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在自動(dòng)測(cè)量過(guò)程中，會(huì)因?yàn)檐?chē)身的不穩(wěn)定性及復(fù)雜性而經(jīng)常產(chǎn)生“中斷”。因此，在試制白車(chē)身的測(cè)量上，雙懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)相對(duì)于便攜式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)沒(méi)有效率上的優(yōu)勢(shì)。采用便攜式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)試制白車(chē)身進(jìn)行測(cè)量成為一個(gè)研究方向。

采用便攜式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行白車(chē)身測(cè)量，需要解決2個(gè)問(wèn)題。

其一，便攜式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自由移動(dòng)過(guò)程中的基準(zhǔn)需要統(tǒng)一;

“矩陣平臺(tái)法”測(cè)量技術(shù)，是在測(cè)量平臺(tái)上，建立統(tǒng)一基準(zhǔn)的矩陣標(biāo)準(zhǔn)錐，多臺(tái)便攜式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在平臺(tái)上自由移動(dòng)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)錐擬合統(tǒng)一坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的基準(zhǔn)統(tǒng)一。

其二，雙懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)白車(chē)身進(jìn)行測(cè)量時(shí)是按照既定的程序自動(dòng)測(cè)量，而便攜式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為人工手動(dòng)測(cè)量，操作人員并不清楚程序中各特征的測(cè)量順序，因此需要實(shí)現(xiàn)程序中特征的“無(wú)序測(cè)量”功能。

本文主要針對(duì)問(wèn)題二，探討如何基于測(cè)量軟件pcdmis實(shí)現(xiàn)“無(wú)序測(cè)量”功能。

3 輔助工具開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

Pcdmis是一款專(zhuān)業(yè)工業(yè)測(cè)量軟件，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、手機(jī)、航空航天等各行業(yè)，其具有強(qiáng)大的接口類(lèi)庫(kù)，便于開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行調(diào)用，是本開(kāi)發(fā)案例的重要基礎(chǔ)。

在實(shí)際白車(chē)身測(cè)量過(guò)程中，首先需要完成測(cè)量程序的編制，然后按順序執(zhí)行測(cè)量程序。本案例開(kāi)發(fā)的輔助工具命名為“無(wú)序測(cè)量助手”，將實(shí)現(xiàn)“無(wú)序測(cè)量”功能：不需要按順序執(zhí)行既定測(cè)量程序，只需在測(cè)量程序之外隨意測(cè)量點(diǎn)、線(xiàn)、圓、面等目標(biāo)特征元素，輔助測(cè)量工具根據(jù)測(cè)量的特征元素的實(shí)際測(cè)量值與既定測(cè)量程序中特征元素的理論值進(jìn)行比對(duì)，如果偏差在可接受的范圍內(nèi)，則將兩特征元素匹配合并，默認(rèn)該特征元素完成測(cè)量。

如圖所示為本次測(cè)量輔助工具設(shè)計(jì)邏輯圖。

該輔助工具采用C#編程語(yǔ)言，在Visual Studio 2019中開(kāi)發(fā)完成。首先在Visual Studio 2019中新建一個(gè)窗體應(yīng)用，在解決方案的依賴(lài)項(xiàng)中添加Pcdmis的接口文件INTEROP. DLL。在主程序文件里面調(diào)用接口文件里的命令和方法對(duì)Pcdmis中的特征對(duì)象進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)匹配。以下是實(shí)現(xiàn)“無(wú)序測(cè)量”功能的核心代碼及釋義：

smx =cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.MEAS_X， 0）;

smy =cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.MEAS_Y， 0）;

smz =cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.MEAS_Z， 0）;

//獲取目標(biāo)特征實(shí)際測(cè)量值

if（cmd.IsFeature）

{llx = cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.THEO_X， 0）;

fllx = Convert.ToDouble（llx）;

double dx = fllx - fmx;

if （dx <= dpipeijingdu0 && dx >= -dpipeijingdu0）

{lly = cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.THEO_Y， 0）;

flly = Convert.ToDouble（lly）;

double dy = flly - fmy;

if （dy <= dpipeijingdu0 && dy >= -dpipeijingdu0）

{llz = cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.THEO_Z， 0）;

fllz = Convert.ToDouble（llz）;

double dz = fllz - fmz;

if （dz <= dpipeijingdu0 && dz >= -dpipeijingdu0）

//與既定程序中特征的理論值進(jìn)行比對(duì)

{cmds.Item（cmdcount0）.PutText （llx， ENUM_FIELD_ TYPES.THEO_X， 0）;

cmds.Item（cmdcount0）.PutText（lly， ENUM_FIELD_ TYP -ES.THEO_Y， 0）;

cmds.Item（cmdcount0）.PutText（llz， ENUM_FIELD_ TYP -ES.THEO_Z， 0）;

id = cmd.ID;

cmds.Item（cmdcount0）.ID = id;

cmds.Item（i）.Remove（）;

//對(duì)符合匹配條件的特征進(jìn)行匹配

}

}

}

}

“無(wú)序測(cè)量助手”界面如下：

實(shí)際應(yīng)用的操作步驟如下：

① 運(yùn)行Pcdmis及“無(wú)序測(cè)量助手”，在Pcdmis中打開(kāi)需要測(cè)量的程序;

② 點(diǎn)擊“連接至PC-DMIS”完成軟件連接;

③ 在無(wú)序測(cè)量助手界面文本框中輸入可接受的匹配精度，不輸入會(huì)默認(rèn)匹配精度為2mm;

④ 點(diǎn)擊“開(kāi)始實(shí)時(shí)匹配”;

⑤ 執(zhí)行測(cè)量操作，此時(shí)“無(wú)序測(cè)量助手”會(huì)同步完成測(cè)量特征實(shí)時(shí)匹配;

⑥ 完成測(cè)量后，點(diǎn)擊“停止實(shí)時(shí)匹配”并退出。

3 小結(jié)

輔助工具“無(wú)序測(cè)量助手”是為“矩陣平臺(tái)法”測(cè)量技術(shù)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)在測(cè)量過(guò)程中無(wú)需按照測(cè)量順序進(jìn)行測(cè)量的功能。該輔助工具同樣可以應(yīng)用在其它測(cè)量任務(wù)中，任何采用Pcdmis并手動(dòng)進(jìn)行測(cè)量的操作都可以使用該輔助工具，如局部的焊夾具調(diào)裝測(cè)量、車(chē)身改制定位測(cè)量等。

Pcdmis是一款功能強(qiáng)大的測(cè)量軟件，接口類(lèi)庫(kù)豐富且有詳細(xì)的參考手冊(cè)，可開(kāi)發(fā)空間大，本案例只實(shí)現(xiàn)了很小的一項(xiàng)“無(wú)序測(cè)量”功能。工程師可根據(jù)實(shí)際工作需要進(jìn)行個(gè)性化開(kāi)發(fā)。本案例對(duì)于想要進(jìn)行個(gè)性化開(kāi)發(fā)的從業(yè)人員具有一定參考意義。

參考文獻(xiàn)

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