淺談車頂在子基準下的一致性測量

閔宗盼 唐立宇

摘 要：汽車車頂與天窗，鯊魚鰭，擾流板等零件都有配合要求，其局部區域在子基準下的一致性優劣對周邊配合零件都有著重要的影響。文章通過車頂與鯊魚鰭的間隙匹配問題和車頂與天窗階差的匹配問題介紹，從車頂子基準的直接測量方式和由主基準測量值轉化成子基準測量值兩方面進行了分析，并提出了車頂獲得子基準下一致性測量值的三種方式。這三種方案對于準確獲取車頂局部區域在子基準下的一致性數值提供了可行性借鑒素材，對于提高車頂與周邊零件的外觀質量有著重要的意義。

關鍵詞：車頂;鯊魚鰭;天窗;子基準;一致性

中圖分類號：U463 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）20-165-03

Abstract： The vehicle roof has matching requirements with skylight， shark fin， spoiler and other parts， and the consistency of local areas under the sub datum has an important impact on the surrounding matching parts. Through the introduction of the gap matching between the roof and shark fin and the matching between the roof and skylight step， this paper analyzes the direct measurement method of the roof at sub datum and the conversion from the main datum measurement value to the sub benchmark measurement value， and puts forward three methods to obtain the consistency measurement value of the sub benchmark. These three schemes provide feasible reference materials for accurately obtaining the consistency value of the local area of the roof under the sub datum， and are of great significance for improving the appearance quality of the roof and surrounding parts.

Keywords： Sunroof; Shark fin; Skylight; Sub datum; Consistent

CLC NO.： U463 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）20-165-03

引言

隨著中國汽車市場競爭的日益白熱化，各大車企對自身產品質量要求越加嚴格。汽車車頂與天窗，鯊魚鰭，后風擋等諸多零件存在匹配關系，且該零件通過焊接集成在白車身上，在白車身上所體現的尺寸質量好壞深刻影響著它與周邊零件的配合質量。車頂焊接在白車身后通過三坐標測量得出的測量值都基于車身主坐標系，由于受車身零件尺寸波動影響，比如車身前部翹起，車身左右側高低不一致等，汽車車頂主基準下的測量值并不能很好的反映車頂焊接車身后自身尺寸的優劣性，而天窗和鯊魚鰭零件只與車頂局部相關而與車頂受車身影響后的尺寸并無直接關系，故分析車頂子基準下的測量值對于解決該類問題有直接影響，而如何精確獲取車頂在子基準下的測量值對于提高車頂與周邊零件匹配質量有著重要的意義。

1 空配測量法

鯊魚鰭與車頂存在U/D向的配合關系，DTS要求0.5+/ -0.5mm，實車的車頂與鯊魚鰭在后端間隙1.25mm，偏大0.75mm。鯊魚鰭總成上檢具檢查后，狀態OK，符合圖紙控制要求。為了排查是否車頂焊接在白車身后，與鯊魚鰭一圈匹配的測點一致性差導致該問題頻繁出現，在車頂焊接至白車身后，用三坐標打出車頂與鯊魚鰭匹配一圈的測量值，結果顯示車頂與鯊魚鰭前部配合區域偏低1.8mm，后部配合區域偏低0.4m，一致性1.4mm。然而實車的鯊魚鰭與車頂前部間隙在0.5mm左右，前部間隙小后部間隙大，通過主基準下的車頂三坐標數據顯示車頂前部反而更偏低，與實車匹配表現相反。原因來源于車身前部有一定程度下沉，后部翹起，導致車頂在主基準下的測量值出現前低后高，該測量值并不能直接反映車頂焊接至白車身后與鯊魚鰭匹配區域的尺寸好壞。

為此，采取空配法，即將鯊魚鰭外殼取下后，套在車頂與鯊魚鰭匹配區域，通過空配的方法確定車頂與鯊魚鰭匹配區域的點位尺寸一致性是否OK，局部尺寸是否有偏差貢獻。如圖1所示，鯊魚鰭總成裝配至車頂后，用紅色彩筆將鯊魚鰭與車頂匹配區域畫出，然后將鯊魚鰭外殼取出，空配套在紅圈區域，用塞尺測量鯊魚鰭外殼與車頂的間隙量，鯊魚鰭外殼和車頂曲面是仿形面，空配理論上要滿足零間隙。根據測量結果可知車頂與鯊魚鰭后部間隙0.5mm，前部為0mm，一致性0.5mm，與實車鯊魚鰭配車頂前部間隙小，后部間隙大相互一致。由此，得到該問題主要原因是車頂焊接至白車身后，與鯊魚鰭匹配的后部區域下凹，不利貢獻0.5mm。

通過車身主基準下測量出的車頂與鯊魚鰭匹配區域的測點偏差值受車身整體尺寸波動影響，并不能直觀反映車頂焊接后的尺寸好壞，通過空配法可快速有效識別出車頂焊接成總成后與鯊魚鰭匹配區域尺寸的優劣，進而達到高效分析問題的目的。

2 公式轉換法

某項目的車頂與天窗后部階差一致性偏差2mm，DTS要求1+/-1mm//1.5（天窗高），將天窗上TAC進行檢測，根據測得的數值得出天窗后部階差一致性偏差1mm，不利貢獻1mm。為了找到一致性另外1mm偏差的貢獻量，收集項目在線上造車階段車頂與天窗配合區域的點位在U/D向的下沉偏差值，如圖2所示。 車頂后部7個點位在主基準下的U/D向一致性通過數據可知為1.5mm（2.2-0.7=1.5mm）;根據之前理論上的分析，車身左右側部翹曲會對車頂與天窗配合區域的點位U/D向階差產生影響，進而使得主基準下車頂點位的一致性與子基準下的有較大偏差，而天窗的一致性只受車頂子基準下的一致性影響而與其主基準下一致性并無直接關聯。為求得車頂子基準下的一致性，采取公式轉換法。

小天窗與車頂階差配合面長度約800mm，均勻布置了7個點位，即每100mm就布置了一個測點，以左側第一個點位為零位，定義X為點位橫坐標，Y為車頂的下沉偏移量（可通過三坐標測量獲得），根據圖2的測點偏差數據可得7個點位的坐標依次如下：（0，-1.6），（133，-1.3），（266，-0.8），（399，-0.9），（532，-1.3），（665，-1.3），（800，-2.3）。通過最初段1號和最末端7號點位構建直線方程ax+by+c=0，帶入1號和7號點位的坐標，可得a=7/8000 ，b=1，c=1.6 即直線L方程：7/8000x+y+1.6=0，如圖2所示。已知2～6號點坐標，根據點到直線的距離公式 ? 可得：d2=0.42 d3=1.03 d4=1.05 d5=0.77 d6=0.88 Max=d4=1.05 mm。由此可知，在子基準坐標系下，車頂與天窗后保平整度的一致性為1mm，不利貢獻1mm 而非1.5mm。主基準下的測量結果1.5比子基準下的轉化值1.05偏大了50%。根據分析出的車頂在焊接后一致性偏差1mm的結果進一步分析車頂變形的原因，發現車頂滾邊前后數據差異較大，接近1mm變化，故得出車頂一致性不利貢獻來源于車頂滾邊工藝，車身通過調整滾邊角度等方法將風險消除。

3 模擬塊測量法

除了上述公式轉換間接測量車頂在子基準下的一致性外，也可以采用模擬塊直接測量該結果。模擬塊的具體制造結構如圖3所示。延伸車頂與天窗階差配合面，即模擬塊上端面與車頂齊平，再在工裝上增加4個基準塊，其中左右兩側1&2號基準塊定位工裝U/D&C/C方向，保證模擬塊整體居中，后側3&4號基準塊定位U/D&F/A方向。工裝基準塊U/D向定位基準設計面為車頂的理論曲面。純理想狀態下，工裝模擬塊放置在車頂開檔區域后，位置唯一，車頂與工裝上端面都齊平。

原理如上所述，具體測量時，將模擬塊放置在車頂實物開檔區域，通過4個基準塊保證模擬塊位置唯一，再用階梯尺測量車頂與模擬塊匹配面階差，結果為負值時表示車頂在子基準下下榻，為正值時表示車頂在子基準下突出。將測量的結果max值與min值相減即為車頂在子基準下的一致性。如圖3所示某項目的車頂，通過模擬塊測量，發現車頂最低點下凹0.5mm，最高點為零即車頂做了到理論位置，故該車頂在子基準下的一致性為max-min=0-（-0.5）=0.5mm。模擬塊測量法操作簡便，結果也較為精確，對于快速測量車頂在子基準下的一致性有著重要的意義。

4 結語

基于車頂受車身主基準的影響，直接運用主基準下的測量結果來測量車頂相關區域的一致性屬性會產生較大程度的誤差，而車頂零件在子基準下的一致性應用也較為廣泛。綜上所述，整理出測量車頂零件在子基準下的一致性可用方法分別包括匹配零件的空配法，公式轉換法，模擬塊測量法。這些測量方法各有優劣，可以根據適用的場景進行選擇，除車頂外，整車其它零件也可參考這些測量方法。通過以上方法的靈活應用可以有效分析車頂與相關配合零件的尺寸問題，提高整車的外觀匹配質量。

參考文獻

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