基于白光虛擬匹配對車身前后門匹配分析及應用研究

摘要：隨著現代汽車工業的快速發展，市場競爭日趨激烈，匹配質量已經成為消費者在選車過程中首要關注的一環，主機廠在外覆蓋件表調線體的質量要求也愈發嚴格，提升外觀質量成為各大主機廠的重要目標。通過引入虛擬匹配的新技術，分析比較理論匹配數據與實體車身裝配效果，將新技術轉化為可引用的數據，服務于質量的改進，進而將定性調整轉化為定量調整，節省工人的調整時間，增強產品的競爭力。

關鍵詞：虛擬匹配；面差；間隙；尺寸；車身調整

白光測量技術在主機廠的尺寸測量中發揮著至關重要的作用。傳統的三坐標測量雖然精準，但在某些方面存在一定的局限性。而白光測量技術的出現，與三坐標測量形成了完美的互補。如今，主機廠普遍采用三坐標測量白車身、白光測量外覆蓋件的模式。白光測量能夠提供工件的全尺寸數據，這為工程師們全面了解工件的尺寸狀態提供了有力的支持。同時，將原始程序存檔，方便日后查閱追溯，極大地提高了工作效率和數據的可追溯性。

車身表調線體調整過程中一般采用先利用裝配工裝對齊RPS點，然后再對門蓋進行進一步手工綜合調整，保證整體面差間隙的效果，完成表調線體外覆蓋件的調配。

但是，目前車門的調整面差與間隙的值是一個范圍，比如某車型面差要求為0～1mm，間隙為4.0±0.7mm， 調整人員都是朝著一個范圍去完成，不同的人有不同的調整手法，無法保證車門在適用公差范圍內的數據高度一致性，尺寸鏈在前蓋翼子板端會得到累積，導致同批次不同車身雖然B/C柱間隙面差符合公差，但前部匹配產生較大波動。本文旨在利用虛擬匹配，加上模擬調配的手法，在現有的尺寸數據下，為現場生成一個調整標準與目標，更大程度地保證車體調配出來的一致性，減少波動，提高車體面差間隙匹配穩定性。

車門表調調整基準

以公司某車型為例，側圍的總成RPS基準，由外板上的三個面點（A1～A7基準）和兩個主定位孔（B、C基準）組成，如圖1所示。

前后門的總成RPS基準，由外板上的三個面點（A1、A2、A3基準）和水切以及腰線的B/C基準組成，如圖2所示。因為A基準在外板上，也常常叫做外板基準。外板基準主要用來輔助評價門匹配相關的間隙面差等尺寸狀態。

在表調門蓋調整中，有一個很常見問題是四門姿態問題，此問題關系到三縫的外觀面差匹配。制造過程中，無論車身側圍以及門蓋不可避免的會出現偏差，現場實際匹配為了滿足設計的DTS標準，會存在以偏差配偏差的情況，但是偏差量總是存在波動，所以每臺車的調整效果也無法保證到100%一致 ，而且隨著手工調整，因為采取側圍→后門→前門→翼子板→前蓋的方式調整，偏差也會不斷累積。

因此，此文旨在論述根據側圍及門蓋的尺寸數據，借用GOM掃描實體網格，從未在軟件中以最佳擬合的方式自適配出最優匹配效果，釋放公差，平均到每個部位，避免誤差積累；進而形成指導手冊，供現場進行調整參考。

數據掃描與虛擬裝配

1.前后門及側圍掃描數據捕捉及轉化

以某車型左側前后車門進行舉例分析。將前、后門及側圍數據進行掃描提取，并偏差量化。圖3所示為外板基準下門蓋制造的偏差情況，通過白光掃描，將兩個門蓋尺寸進行掃描，并根據點云數據進行網格化形成面片，最后對比數模輸出尺寸偏差量。

2.虛擬裝配及Gom軟件模擬調整

通過虛擬匹配將前后門與側圍在Gom軟件中進行裝配，如圖5所示。利用GOM仿真生成左側C柱面差及間隙數據，并結合DTS標準要求對門進行平移及旋轉調整，反復迭代對比，將平移及旋轉量均控制在0.1mm以內，進行結果圖對比，生成最佳效果圖，如圖6所示（從上至下以8等分取值提取測量面差及間隙點）。

3.現場根據調配數據進行對應性試驗

將圖示數據輸入給表調現場，由工程師進行調整驗證，并調配參考，可得C柱數據如圖7所示，B柱數據如圖8所示。

通過自上而下8等分分組，序號1～8的測值對比，探究出現場B/C柱的調整、面差以及間隙，在工裝輔助的裝配后，人手工調整，可以向理論計算值吻合，平均偏差量小于0.2mm ，對現場人員調整極具參考價值。

聯合車身尺寸工程師、現場質量工程師、尺寸規劃工程師聯合評估，一致認定，該模擬數據可作為現場調整指導標準，在表調線體向此數據靠攏，可保證車體一致性良好。此后將此版數據封樣，并提供給現場進行使用。并聯合各部門召開會議，因門蓋尺寸自身受焊接、夾具、來料的變化影響，尺寸存在變化，將此版數據進行定期更新，頻次定為1次/月。 而且同步到其他項目車型使用，為現場人員調整降低難度，同時節省了現場工時。

結語

利用白光測量數據連貫性的優勢，為現場生成一個最終調整結果的“參考答案”，將現場的以往靠感覺調整符合DTS標準的調整轉化為了靠標準調整，擺脫人的主觀觀點，從定性調整變化為定量調整，使得表調車穩定性更強，對后道輸出的車體一致性更高。

目前公司在車體匹配中虛擬匹配得到了初步的應用，致力于利用虛擬匹配工作在量產階段盡可能發現更過的零件尺寸問題，并且通過虛擬匹配中的優勢，如模擬修偏，減少實際零件的整改次數，提高門蓋匹配效率，降低項目成本。并且將虛擬匹配推廣至干涉問題及異響問題分析中去。

參考文獻：

[1] 吳克堅.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1997.