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提高汽车车身零件的三坐标测量

的精度和效率

哈飞汽车质量保证部

2004年9月13日

目录

一、建立正确的零件坐标系，是实现汽车车身零件精确测量

的基础

1、建立正确的零件坐标系的重要性

2、建立坐标系的原则和基准的选择

3、建立坐标系的方法和应用

4、三阶平面在建立坐标系中的应用

5、临时坐标系的运用

6、建立零件坐标系过程的自动测量

二、正确的零件夹紧方案是汽车车身零件测量精度的保证

1、夹紧方案选择

2、FIVEU-unique柔性夹具系统在车身零件夹紧定位上的

应用

三、测量方案的选取

1、编制自动测量程序，实现车身零件的自动测量

2、单件零件的测量

3、矢量点的测量

四、测量的准备阶段——探针的校准，是精确测量的保证和

前提

五、测量数据的处理和应用

[摘要]：本文从零件坐标系的建立，测量基准的选择，测量方案

的制定、测量夹紧方案的选择、以及自动测量程序的编写等方面

内容，结合实际工作中积累的经验和研究对如何保证汽车车身零

件的三座标测量的精度和提高测量的效率进行了论述。

[关键词]：三坐标测量机测量坐标系基准精度效率

测量方案

[前言]：随着汽车工业的高速发展，行业间的竞争也更加激烈，

而质量是赢得竞争的基础，不论是对冲压件还是焊接总成零件的

质量要求都越来越高，对测量工作也提出了更高的要求。三坐标

测量机以其快捷、精确、方便的特点在汽车制造业发挥着越来越

大的作用，成为质量控制不可缺少的手段。利用三坐标测量机强

大的空间检测能力和分析计算功能可以实现对汽车车身零部件

快速准确的测量，提供形状、尺寸、和位置的完善测量，并可执

行包括首件检测、轮廓测量、逆向工程、焊接生产线的夹具调整、

过程控制以及文件归档等在内的多种测量与检测任务，从而为降

低开发研制周期，进行产品全过程控制，提高产品的质量，增加

经济效益，提高产品的竞争力作出贡献。

简化测量机的使用方法、减少人机对话实现自动测量减少人

为因素造成的误差、缩短测量工时提高利用率是三坐标使用中的

主要课题和研究探索的方向。汽车生产的大批量性和汽车零部件

的多样性及新品开发的速度都要求我们在利用三坐标测量机进

行测量时，在保证测量精度的条件下快速提供检测数据，为汽车

的科研生产保驾护航。

一、建立正确的零件坐标系，是实现汽车车身零件精确测量

的基础

1、建立正确的零件坐标系的重要性

建立合适的零件坐标系，是保证测量精度的前提和测量工

作的基础，在正确的坐标系下进行的正确的测量才能真实地反

映一个零件的制造水平，对生产才会有真正的指导意义。建立

正确的坐标系是等于成功了一半，错误的坐标系只会导致测量

的失败。

在三坐标测量中，首先要做的就是建立零件坐标系。在传

统的测量手段中，必须经过复杂的手工调整过程来进行零件基准

的找正，费时费力，有时要得到某一测量数据，甚至需要复杂的

手工计算才能实现。计算机在三坐标测量机上的应用和计算机强

大的计算功能使机器坐标系和零件坐标系之间的自由灵活转换

成为可能，零件的找正不再需要复杂的零件调整，而是通过对基

准元素的测量，由测量软件建立起零件与三坐标测量机之间的数

学关系，即建立起零件坐标系来完成的。零件在测量机中放置的

位置和摆放的姿态对测量的精度没有任何的影响。这也是三坐标

检测与传统测量手段相比存在的巨大优势之一。

2、建立坐标系的原则和基准的选择

在三坐标测量中，所建立的零件坐标系与机器坐标系的数

学关系的矩阵表达式为：

a1，b1，c1

a2，b2，c2

a3，b3，c3

d1，d2，d3

其中a1，a2，a3，b1，b2，b3，c1，c2，c3表达了零件坐标

系与机器