员对RPS基准点系统的理解和应用。
为此目地而专门设计的,现已广泛应用在德
大众公司及相关配套厂中。
就要求有相应的数字化检测设备与之配套,三坐标测量机可充分发挥其作用。
而对汽车零件而言,其理论数模是建立在汽车车身坐标系中的,因此要想把汽车零件与理论数模进行比较,就必须要通过汽车零件建立起汽车车身坐标系,按照测量专用图纸的要求,对RPS点进行测量,即可建立起相应的汽车车身坐标系。
在RPS基准点系统方法中,基本原则还是遵从3—2—1法则, 但是前三个RPS点并不是用于直接建立第一基准轴,而是通过一种复杂的的数学方法,由软件自动计算出一个特定的平面,再用该特定平面建立第一基准轴(实际上该特定平面是汽车车身坐标系XY、XZ、YZ中的一个),该特定平面到这三个RPS点有三个不同的偏置距离,如果这三个RPS点是确定Z轴的,则这三个偏置距离为三个RPS点的Z坐标值。依次类推,如果这三个RPS点是确定X轴的,则这三个偏置距离为三个点的X坐标值。当RPS点不是定位孔时,此过程需要通过反复测量迭代,直到满足精度时为止。
在汽车零件测量专用图纸上有一个RPS功能表,规定了RPS点的位置和理论数模中的坐标值,操作人员必须按该表进行测量,才可能建立正确的汽车车身坐标系。 图2中汽车零件的RPS功能表如下表所示。
从上表中我们可清楚地看出: H代表该点是一个孔;F代表该点在表面上,RPS1点、RPS2点、RPS3点 限定第一基准轴 Z,而RPS1点是一个孔,第二基准轴 Y由RPS1点 和RPS4点限定, 最后,RPS1点再限定X轴。
RPS基准点测量方法的几何意义与其他方法的比较
2.1 RPS基准点测量方法的几何意义
RPS基准点测量方法的几何意义在于以三个RPS基准点为球心,以相应的三个偏置距离为半径,作三个圆球,之后再求出这三个圆球的公切平面,作为第一基准轴平面,此过程由测量软件解方程自动完成,不需人工干预,从数学上看,可存在两个可能的公切平面,测量软件会按照偏置距离的正负,作出选择。
明确了这一点, 就可以容易地理解和应用RPS基准点系统方法。
2.2 RPS基准点系统与其他方法的比较:
如果不采用RPS基准点系统方法,还有另外一种方法,即使用检具的测量方法,检具也被称为专用测量工装,检具的表面形状是与相应的被测零件相同的。在美国通用汽车及其配套厂中,就大量采用了这种方法。
检具法是通过对检具(测量工装)的 测量,建立起相应的汽车车身坐标系。但检具要由设计人员用CAD软件专门设计,把汽车零件在汽车车身坐标系的相对位置关系转换到检具上,这样每个汽车零件都可能对应着一个检具。每个检具的设计与制造都需要较多的费用,但检具法也具有优点,其使用方法简单;仅需要测几个平面或孔就可以建立起相应的汽车车身坐标系。
RPS基准点系统方法非常灵活;不依赖于检具,只需要把汽车零件固定在测量机平台上即可,但对测量操作人员的操作技能要求较高。
两种方法的对比在下表中可清楚地反映出来。
1 总结
RPS基准点系统是非常灵活而实用的建立汽车车身坐标系的方法,可减少测量误差;保证产品的精度和质量,满足汽车制造业和模具制造业设计与制造的需要,同时可节省检具(测量工装)制造费用,在汽车制造业和模具制造业中有十分广阔的应用。
考文献
1 RationalDims 测量软件操作手册 美国OpenDims公司, 2006 年

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