车身焊装生产线状态诊断中的三坐标测量

　　在车身制造过程中,车身焊装生产线的夹具、定位以及电极的位置是按照零件数模的理论位置来设计和安装的。由于长时间的使用,车身焊装生产线的某些定位和夹持单元会产生松动、磨损或变形;为了避免一些车身冲压零件回弹、变形所引起的零件间隙与干涉,常需进行焊装生产线定位和夹持单元的调整。而这些将在不同程度上给车身制造质量带来影响。对车身焊装生产线状态定期检测,以发现各夹持、定位及电极的工作状态,对于保持车身制造质量,发现质量缺陷有着十分重要的意义,而其中的难点就是车身焊装生产线坐标系的建立。本文以便携式三坐标测量机的使用为基础,讨论焊装生产线坐标系的建立与测量。

　　1　车身焊装生产线的常见故障与测量方法

    车身焊装生产线的常见故障及其影响主要有以下几个方面:

　　(1)车身零件尺寸偏离数模尺寸较大(尺寸超差);

　　(2)零件匹配与焊装中出现干涉、间隙;

　　(3)零件焊装时出现卡紧、悬空;

　　(4)焊接飞溅、焊接不牢或焊穿。

　　通过对车身焊装生产线的定位与夹持状态进行测量与评价,能够及时地发现影响车身制造质量的原因,准确地对生产线的定位与夹持进行调整与修复,进而有效地控制车身制造质量。

　　车身焊装生产线测量的最方便的仪器是便携式三坐标测量机。其基本参数为:①六自由度;②0~4米直径的量程;③小于0·05mm的测量精度;④体积小巧,便于移动。

　　2　焊装生产线坐标系的建立

　　2·1　建立测量坐标系的意义

　　在测量过程中,最重要也是最基本的工作是先在焊装生产线上建立测量坐标系,使测得的生产线测点坐标与零件的数模数据能直接对比,从而方便地确定测点数据的变化及其影响。

　　2·2　建立测量坐标系的方法

　　由于车身焊装生产线结构复杂、运动设备多且工作环境恶劣,能够安置测量设备的空间很小,基准线又多在底部很难直接利用,因而建立测量坐标系的难度较大,一般不能直接进行测量,而较为有效的间接建立方法是:①接力法;②标准块平移法;③已知面延伸法等。

　　(1)接力法　接力法适用于工位夹具和基座底板之间空间比较大,完全可依据生产线基座上的基准来建立车身坐标系,但测点比较分散,测量机的量程一次不能完全覆盖,需要两次或多次移动测量机来完成各点测量的场合。

　　接力法应用时,把测量机固定在能够测量到基座基准的位置上,用3-2-1建坐标的秩序(即通过空间、平面、原点的定位次序),依据基座上的基准建立车身坐标系(图1(a));将测量机量程内的所有测点依次完成;选定3个销或孔(如没有可以附加)作为坐标系转换的接力点;令此3点分别为A(xa,ya,za),B(xb,yb,zb),C(xc,yc,zc);测定并记录这三个点的坐标值(图1(b));选择另一个适当的位置(所谓适当位置应满足用最少的测量机移动次数来完成所有生产线测点的测量;在两次移动和固定测量机后,三个坐标系接力点应在测量机的量程之内;三个坐标接力点在空间的分布尽量分散,以提高坐标系的精度。);把测量机固定后,利用接力点进行已知三点建坐标的方法测量接力点并得到三点坐标;通过坐标变换,再将A(x′a,y′a,z′a) ,B(x′b,y′b,z′b) ,C(x′c,y′c,z′c)转换到车身坐标系中。如果工位的范围很大,可以再一次移动测量机,重复上述工作。