車身功能尺寸

1、1車身功能尺寸系統(tǒng)車身功能尺寸系統(tǒng)（FDS）2PASSAT白車身整車關(guān)鍵尺寸控制點(diǎn)（134個(gè)）空間小樣本 怎樣用有限測(cè)點(diǎn)表征復(fù)雜車身制造過程01234-3-2-10123偏差(mm)非平穩(wěn)不等間距隨機(jī)采樣，隨機(jī)波動(dòng)與系統(tǒng)趨勢(shì)的信號(hào)高度耦合時(shí)間/天實(shí)際序列時(shí)間小樣本 怎樣利用抽樣率不足3%的白車身檢測(cè)數(shù)據(jù)抽樣點(diǎn)問題的提出問題的提出3基本概念4從一般制造尺寸中選出的一部分反映重要功能而必需保證的尺寸（所謂：關(guān)鍵尺寸）基本概念5零件B零件C零件A基準(zhǔn)功能尺寸(Reference Point FD）產(chǎn)品功能尺寸（Product Char. FD）控制功能尺寸（Control Char. FD）保證檢驗(yàn)

2、控制基本概念定定 義義功能尺寸從制造尺寸中提取出來，或通過某種相對(duì)計(jì)算形式直接反映車身制造過程中重要的裝配關(guān)系，以分級(jí)控制的形式對(duì)車身裝配質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)控制。6優(yōu)勢(shì)一：簡化數(shù)據(jù)處理（尺寸數(shù)量減少）FABAB基本概念7優(yōu)勢(shì)二：濾除定位/無關(guān)誤差影響（如：測(cè)量系統(tǒng)誤差）FABAB基本概念8優(yōu)勢(shì)三：簡化測(cè)點(diǎn)公差設(shè)計(jì)FABAB基本概念A(yù). 0.5mmB. 0.5mmFAB 1mm9基于功能尺寸處理檢測(cè)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)0142101401421014201410143,cov2DDDDF用cov反映與F3無關(guān)的隨機(jī)波動(dòng)r： 1186. 03578. 03427. 03674. 0,cov2)(222101401

3、42301421014DDDDFr2000年8月份統(tǒng)計(jì)得：1014=0.3427mm2014=0.3578mmF3=0.3674 mm-2-101214710131619222528時(shí)間（天）偏差（m m ）F3Y_1014Y_201410基于功能尺寸處理檢測(cè)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)-2-101214710131619222528時(shí)間（天）偏差（m m ）F3Y_1014Y_2014無關(guān)隨機(jī)波動(dòng)成分比例因子k：937. 03674. 01186. 03Frk對(duì)于1014、2014，近一倍的無關(guān)隨機(jī)波動(dòng)影響檢測(cè)結(jié)果，采用F3，影響消除，分析精度提高。實(shí)際生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)表明：k值平均在0.70.8之間 11基準(zhǔn)功能尺

4、寸（RPFD）基準(zhǔn)功能尺寸（RPFD Reference Point Functional Dimensions）是指為了保證在車身產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中全面貫徹車身統(tǒng)一基準(zhǔn)系統(tǒng)（RPS）而在各統(tǒng)一基準(zhǔn)之間規(guī)定的功能尺寸。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，基準(zhǔn)功能尺寸按照零件坐標(biāo)系來計(jì)算，并以表格的方式列在各零件、分總成和總成的圖紙上。CBS12基準(zhǔn)功能尺寸（RPFD）基準(zhǔn)功能尺寸（RPFD）是必須首先保證的一類功能尺寸。在零件測(cè)量時(shí)，基準(zhǔn)功能尺寸應(yīng)首先予以檢驗(yàn)。如果基準(zhǔn)功能尺寸超差則表示該零件在統(tǒng)一基準(zhǔn)上存在重大缺陷，不僅無法進(jìn)行零件其它部分的測(cè)量（測(cè)量結(jié)果不可信）還將對(duì)該零件的裝夾定位、焊接和裝配質(zhì)量造成嚴(yán)重影響

5、。生產(chǎn)實(shí)際中對(duì)CBS簡便易行的檢驗(yàn)方法是，利用CBS設(shè)計(jì)測(cè)量支架或檢驗(yàn)樣架，若零件無法在測(cè)量支架/檢驗(yàn)樣架上定位，則表明基準(zhǔn)點(diǎn)有偏差。同時(shí)，基準(zhǔn)功能尺寸的使用所具有的另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是可以很方便地利用零件坐標(biāo)系進(jìn)行測(cè)量。即：測(cè)量零件、總成和車身時(shí)，用零件的統(tǒng)一基準(zhǔn)按六點(diǎn)定位準(zhǔn)則直接建立測(cè)量坐標(biāo)系上，檢驗(yàn)基準(zhǔn)功能尺寸合格后就可以進(jìn)行零件的測(cè)量，而無需理會(huì)零件位置、測(cè)量支架位置對(duì)測(cè)量的影響。 13產(chǎn)品功能尺寸（PCFD） 產(chǎn)品功能尺寸（PCFD Product Characteristic Functional Dimensions）是指為了檢驗(yàn)車身零件、分總成、總成或車身的制造尺寸是否符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)

6、要求以保證其下一級(jí)裝配質(zhì)量而規(guī)定的功能尺寸。 產(chǎn)品功能尺寸大部分是由產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門從設(shè)計(jì)圖紙上直接選取出來的一部分精度要求高、對(duì)車身裝配質(zhì)量影響大的尺寸。14產(chǎn)品功能尺寸（PCFD） 1. 零件本身特征尺寸反映沖壓零件自身關(guān)鍵的幾何外形，如整體長、寬、高、特征點(diǎn)尺寸等。2. 零件與零件之間的匹配尺寸反映沖壓零件之間相互裝配時(shí)對(duì)應(yīng)的匹配部分尺寸，如匹配對(duì)應(yīng)的孔、槽、棱邊等。3. 總成與總成之間的匹配尺寸反映總成與總成裝配時(shí)，對(duì)應(yīng)匹配位置的尺寸關(guān)系，如匹配對(duì)應(yīng)的孔孔、槽、棱邊等。4. 總成與車身之間的匹配尺寸反映車身與總成裝配時(shí)，重要的匹配位置關(guān)系和匹配形狀關(guān)系，如車門與門框之間、前圍框架與前蓋之間

7、的匹配尺寸等。5. 車身與外協(xié)件之間的匹配尺寸反映車身與外協(xié)件裝配時(shí)，重要的匹配定位關(guān)系和匹配形狀關(guān)系，如車身后部總成與尾燈之間、車身前風(fēng)窗開口與前風(fēng)窗玻璃之間等 15控制功能尺寸（CCFD ） 控制功能尺寸（CCFD Control Characteristic Functional Dimensions）是指為了控制本一級(jí)裝配中工裝夾具對(duì)車身裝配尺寸質(zhì)量的影響而規(guī)定的功能尺寸。 16BA2PA1PA2BB3BB1PB2PB1XYZM3M1M2M4AB控制功能尺寸（CCFD ） 零件A、B均為“3-2-1”定位的平板型零件，分總成C由A、B經(jīng)焊裝形成。零件A的焊裝基準(zhǔn)（即統(tǒng)一基準(zhǔn)RPS）為P

8、A1（圓孔）、PA2（長孔）和BA1、BA2、BA3（定位面）。零件B的焊裝基準(zhǔn)與A一致。分總成C的車身統(tǒng)一基準(zhǔn)從A、B中選取，出于工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等各方面的考慮，定為PB1（圓孔）、PA2（長孔）和BB1、BA2、BB3（定位面）；M1、M2、M3、M4為分總成C上四個(gè)CMM測(cè)點(diǎn)。 17零件A、B的裝配和分總成C的檢測(cè)XAYAZABA1BA2BA3PA1PA2XBYBZBBB2BB3BB1PB2PB1BA2PA1PA2BB3BB1PB2PB1XYZM3M1M2M4ABAB18D1:D2:D3:D4:D5:D6:零件A、B裝配時(shí)的六種失效模式Six Failure Models for A+B

9、Assembly19BA2PA1PA2BB3BB1PB2PB1XYZM3M1M2M4ABF1F2F3F4F5F620控制功能尺寸（CCFD ） BA2PA1PA2BB3BB1PB2PB1XYZM3M1M2M4ABF1F2F3F4F5F6裝配功能尺寸超差與夾具失效模式的對(duì)應(yīng)關(guān)系Relationship between CCFD Variation and Fixture Failure ModelD1:21控制功能尺寸（CCFD ） BA2PA1PA2BB3BB1PB2PB1XYZM3M1M2M4ABF1F2F3F4F5F6裝配功能尺寸設(shè)計(jì)準(zhǔn)則分總成C的控制功能尺寸F1F6設(shè)計(jì)原則如下：1) 構(gòu)

10、成A、B零件裝配時(shí)在X-Y平面的封閉尺寸2) 限定A、B裝配過程中6個(gè)相對(duì)自由度的運(yùn)動(dòng)：A對(duì)B的兩個(gè)方向平動(dòng)和一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及B對(duì)A的兩個(gè)方向平動(dòng)和一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；3) 反映A、B裝配夾具失效的6種模式。22車身尺寸檢測(cè)站優(yōu)化設(shè)計(jì)以Si,j表示第i層次第j個(gè)測(cè)量站，PCFDi,j表示第i層次第j個(gè)測(cè)量站中產(chǎn)品功能尺寸，RPFDi,j表示第i層次第j個(gè)測(cè)量站中基準(zhǔn)功能尺寸，CCFDi,j表示第i層次第j個(gè)測(cè)量站中控制功能尺寸。白車身整車（BIW）底板總成左側(cè)圍總成前圍總成地板總成后圍總成水箱分總成左輪罩分總成散熱器總成右輪罩分總成S1,1S2,6S2,7S3,14S3,15S3,15S4,35S4,3

11、6S4,37S4,38PCFD1,1CCFD1,1RPFD1,1PCFD2,7CCFD2,7RPFD2,7PCFD3,15CCFD3,15RPFD3,15PCFD3,15CCFD3,15RPFD3,15車身尺寸檢測(cè)關(guān)系樹23Si,j上測(cè)點(diǎn)：Pn(G, U, X, Y, Z, Sx, Sy, Sz, E) NSi,j上測(cè)點(diǎn)總數(shù)G測(cè)點(diǎn)性質(zhì)U1，U2組件號(hào)，區(qū)域編號(hào)X, Y, Z理論值Sx, Sy, Sz測(cè)量可靠性E時(shí)間代價(jià)Si,j上功能尺寸：Dm(G, F, P1, P2, R, T )MSi,j上功能尺寸總數(shù)G功能尺寸性質(zhì)F功能尺寸組號(hào)P1, P2引用測(cè)點(diǎn)號(hào)R測(cè)量方向，x、y、zT公差帶寬度測(cè)點(diǎn)

12、和功能尺寸的統(tǒng)一形式車身尺寸檢測(cè)站優(yōu)化設(shè)計(jì)24車身尺寸檢測(cè)站優(yōu)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品功能要求裝配控制要求統(tǒng)一基準(zhǔn)要求討論協(xié)商大量試驗(yàn)測(cè)量經(jīng)驗(yàn)知識(shí)數(shù)據(jù)分析檢測(cè)站設(shè)計(jì)方案設(shè)備條件一般的車身尺寸檢測(cè)站設(shè)計(jì)方法25產(chǎn)品功能要求裝配控制要求統(tǒng)一基準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)知識(shí)推理規(guī)則測(cè)量可靠性評(píng)價(jià)偏差敏感性評(píng)價(jià)最小測(cè)點(diǎn)數(shù)目優(yōu)化功能尺寸經(jīng)驗(yàn)知識(shí)最佳測(cè)點(diǎn)位置優(yōu)化車身尺寸檢測(cè)站的最優(yōu)設(shè)計(jì)相關(guān)理論研究少量試測(cè)修正基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的車身尺寸檢測(cè)站設(shè)計(jì)的新方法車身尺寸檢測(cè)站優(yōu)化設(shè)計(jì)26檢測(cè)站設(shè)計(jì)的知識(shí)模型狀態(tài)空間法（State Spce）D1P1P2P3P4P5P6D3D4D2ABxyQ0i=16P1P2P3P4D1D2P6D3P1P2P3P4P

13、5P6P5D4j=1627檢測(cè)站設(shè)計(jì)的知識(shí)模型Q0i=16P1P2P3P4D1D2P6D3P1P2P3P4P5P6P5D4j=16NNNNNNqqqqqqQ,2,1 ,2, 21 , 21 , 1正下三角陣Q（i=1N，j=1N）為檢測(cè)站設(shè)計(jì)的空間狀態(tài)矩陣，qi,j（ij）為狀態(tài)變量，其取值為i、j測(cè)點(diǎn)之間功能尺寸的集合。狀態(tài)空間法（State Spce）28檢測(cè)站設(shè)計(jì)的知識(shí)模型1,1 i=16 P1P2P3P4D1D2P6D3P1P2P3P4P5P6Q0P5D4j=16Q1,1i=16 P1P2P3P4D1D2P6D3P1P2P3P4 P5P6P5D4j=16Q3,1i=16 P1P2 P3

14、P4D1 D2P6D3P1P2 P3P4 P5P6P5D4j=16Q3,3i=16P1P2P3P4D1P6D3P1P2P3P4 P5 P6P5 D2D4j=16Q3,2P3i=16 P1P2P4D1D2P6D3P1P2P3P4 P5P6P5D4j=16Q6,1i=16P1P2 P3 P4D1 D2D3P6P1P2 P3 P4 P5P6P5D4j=16Q6,2i=16P1P2 P3P4D1 D2P6P1P2 P3P4 P5 P6P5 D4 D3j=16Q6,7i=16P1P2 P3P4D1D3P6P1P2 P3P4 P5P6P5 D2D4j=16Q6,8i=16P1P2P3P4D1P6P1P2P

15、3P4 P5P6P5D2D4 D3j=16Q2,1Q4,1Q5,1Q6,3Q4,3Q5,3Q4,2Q6,9Q6,5Q6,6Q5,2Q6,42,23,23,3 3,5 4,4 6,2 4,45,5 4,4 5,5 6,5 6,6 5,5 6,2 6,5 6,6 6,2 6,5 6,6 D1P1P2P4P5D2AB將檢測(cè)站設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)換成將初始狀態(tài)Q0變成最優(yōu)設(shè)計(jì)狀態(tài)Qopt的問題。目標(biāo)狀態(tài)Q6,2=6,55,54,43,22,21, 1Q0狀態(tài)空間法（State Spce）29優(yōu)化尺寸數(shù)M優(yōu)化測(cè)點(diǎn)位置(X,Y,Z)產(chǎn)品功能測(cè)點(diǎn)KPC基準(zhǔn)保證測(cè)點(diǎn)RPC裝配控制測(cè)點(diǎn)KCCPi(X,Y,Z,Kx,Ky,Kz,S,Du)i=1N產(chǎn)品功能尺寸PCFD基準(zhǔn)功能尺寸RPFD裝配功能尺寸CCFDDj(Pv1,Pv2,Tu,G) j=1M并行工程 檢測(cè)可靠性、尺寸重要性等經(jīng)驗(yàn)約束初始測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)功能互動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)30工業(yè)應(yīng)用流程測(cè)點(diǎn)和功能尺寸的初始設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)功能尺寸的互動(dòng)性優(yōu)化基于功能尺寸的數(shù)據(jù)