测量技术培训PPT课件

1 一 冲压件尺寸认可过程二 定位方法 RPS系统 测量技术培训内容 QA MT曾祥林 2 一 冲压件认可过程 一 流程图 见附件 二 前提条件l样件是在具有批量生产能力的模具生产的件 其中允许有些零件在完成形状压合后用激光切边或加工孔 但是如果RPS定位孔不是模具压出来的零件 不能用于认可测量l供货厂对所有要求的产品特征进行自己检验 或委托检验 检验结果记录在首批样件检验报告中l检验必须完整 所有商定的质量特征都必须得到检验 3 冲压件尺寸认可过程 l所提供样件的数量应由用货厂和供货厂共同商定 担首批样件检验基本上至少需5件 供货厂对这5件应进行完整地检验并把结果写入检验报告中 l因为首批必须是用有批量生产能力的生产过程制造出来的 所以供货厂应生产一个较大的批次 大约n 25或n 50件 这样对供货厂有利 首批样件从中抽样 首批样件的测量报告必须以基准点系统 RPS 为基准 这些基准点就是名义尺寸 无公差 这些名义尺寸是由该件在整车中无公差的标准位置来确定的 尤其对外表面件和内饰及系统模块都应以基准点系统为基准进行测量 4 冲压件尺寸认可过程 l外表面件 钣金件 都将在用货厂的Meisterbock和Cubing上进行检验 l供货厂有义务对样件进行检验 为此供货厂就应有相应的检验装备和能使用这些装备的人员 一 供货厂家的测量1 测量点的位置 数量及理论值 参见PMP 某些尺寸偏差已经有被批准的SKD卡的 以其为准 2 测量定位系的检查测量基础是零件按PRS点建立定位系统 额外的定位和加紧位置由经过批准时SK D卡来确定 5 冲压件尺寸认可过程 当除了主定位RPS RPS1 RPS6 之外还存在辅助的RPS点时 首先要求辅助RPS不进行夹紧 保持自由状态 测量记录各辅助RPS点处的偏差以及相应的零件形状变化的偏差 如扭转 弯曲 回弹等 之后再夹紧所有辅助RPS定位点 零件重新测量 当零件整个形面与孔位偏差较大时 可以定义一个用零件的形面建立的坐标系来进行额外的分析测量 3 测量支架的展示在厂家提供的第一份测量报告中 要附带测量支架的结构图纸或支架的数码相片 展示出各定位加紧器及定位销 如果发生RPS更改或重新确定支架的RPS点时 新的结构一定要记录存档 6 冲压件尺寸认可过程 4 形面测量测量要通过运行一个CNC自动测量程序来完成 偏差值要在形面法线方向给出偏差的方向 要有一个草图表示其含义 另外要做出一些间隔的截面线 来描述整个形面的状态 所有定位面及功能区要增加测量点的密度 其余形面的测量点密度及截面线的数量选取的原则是 尽量能够反映出这些形面的薄板几何形状的尺寸状态 总之 保证重要的功能区 例如各焊接连接面 有较密的测量点 在非功能区则用较少的测量点 每个形面区至少4个测量点 所有的功能尺寸要测量形状和位置度偏差 并所有的圆角要测量并存档 7 冲压件尺寸认可过程 在圆角 翻边 打号区自身内部 对与其它件连接的连接区要检查并记录 最后 材料减薄也记录进报告 5 周边测量零件全部周边都要有足够密的测量点来测量记录 最大测量间隔为25mm 凸缘高度 法兰长度和功能尺寸也都对应相邻的形面部分进行测量和记录 如果供货商同时制造成套冲压件 必须对各零件相互连接处的周边的通过性进行检查并记录 8 冲压件尺寸认可过程 6 孔位测量原则上所有孔都要测量 所有的标称尺寸 功能尺寸及孔位置度偏差都要测量记录 模具厂家利用辅助支架对零件功能检查 1 零件尺寸测量的同时相关零件之间的匹配是必要的 这样可以评价零件之间是否及各单件尺寸误差相互影响 匹配时 各单件按RPS点来固定 评价各偏差的影响时 单件按正常的叠放顺序相互匹配并在焊点连接面上用螺钉紧固 每匹配一处都做好测量并记录 一般地 就要使用匹配精测样架 如FMB AMB 9 冲压件尺寸认可过程 2 匹配评价的时间该匹配评价要在第一次提供PVS供货前完成 该匹配结果及单件测量结果 用来制定零件返修措施 及制定措施优先次序 改进模具的缺陷 进一步的匹配评价要在改进后的模具制造出的零件完成后 用新的批次零件相互匹配评价 并进一步制定和实施整改措施 零件达到要求之后 才能为0S 零批量生产 工件 之后模具可以发运到一汽 大众 10 冲压件尺寸认可过程 附加 外精测样架 Aussenmeisterbock 外精测样架是利用已调整好定位及夹紧点的内部样架 将实际生产中的冲压单件或焊装总成以及外表面装饰件 前后灯 前后保险杠等 按照生产工艺 通过三坐标测量机按RPS点进行调整 匹配出完整的车身外表面 因其匹配所用零件的批次 状态均与现生产的相同 可视为目前现生产状况下零件匹配所能达到的最佳状态 通过测量相关零件之间的间隙及平度等数据 即可得知目前零件的制造情况及整车所能达到的匹配质量 因此作为标准从而对冲压模具的修改 焊装夹具的调整 总装的装配起到其他方法所无法承担的指导作用 即匹配得出的结果 就是生产车间所能达到也必须达到的目标 11 冲压件尺寸认可过程 五 测量报告a 各个厂家在测量件之前 要展示给一汽 大众测量技术组其报告的形式 报告中各测量点的公差带要符合图纸及SK D卡 第一份报告中要附带测量机精度报告 b 重要内容是如下数据 1 各RPS点偏差 检验定位系 2 零件形面偏差3 零件周边偏差4 零件孔位偏差 12 冲压件尺寸认可过程 5 零件各截面偏差c 报告首页包含下列内容 1 模具厂家2 报告编号3 3 零件号 图纸名称 图纸号4 4 CAD数据状态 日期 图纸日期 SK D卡编号5 5 零件批次 周 号6 6 测量日期7 7 测量原因8 8 冲压批量 13 冲压件尺寸认可过程 所有有偏差的重要点的改进措施及期限也要单独列出附在报告中 六 评价标准l所有样件的测量结果将与PMP上要求的尺寸进行比较 l下面的尺寸在尺寸评价中尤其重要 功能尺寸 影响功能的尺寸 用功能检具检验的尺寸 特定的检验尺寸 14 冲压件尺寸认可过程 l1分 所有首批样件的实际尺寸必须在75 的公差范围内 l标准是标称尺寸 Nennmass 不应把充分利用公差范围作为目标 如果每个件都充分利用公差范围 都往一个方向偏 那么这些件就无法装配到一起 l3分 如果以下各项的实际值在75 公差限外 但还在公差限内 尺寸评价就会的3分 功能尺寸 影响功能的尺寸 功能检具检验的尺寸 须出示证据的尺寸 15 冲压件尺寸认可过程 这也说明生产过程的质量能力还不稳定 还需继续努力改进才能制造出合格的零件 3分意味着须后续改进 3分意味着改进后应对原来不合格的特征进行复检并出示完整的检验报告 3分意味着还有希望 风险不是很大 各种偏差应在检验报告中特别注明 所有不合格项都应有相应的措施 对须重复检验认可的项目应限期整改 16 冲压件尺寸认可过程 l这种状态的零件不能用于用货厂的批量生产 l零件可以有条件地用于用货厂地生产试制批量 PVS l零件地所有要求的功能必须具备 l试装必须合格通过 l在零件批量生产前必须对不完全合格的单项进行重复认可 零件可用性的条件提出来 如 数量限制 限期 模具须改进 返修 分选等类似的条件 有限期的偏差许可必须以书面的形式备档 附录 评价标准表格 17 冲压件尺寸认可过程 18 19 二 定位方法 RPS系统 随着汽车工业技术的进步和业内人士思想观念的转变 零件尺寸精度的保证已不再仅仅是生产部门和质量保证部门的事情 而是要从产品开发阶段就开始考虑了 RPS系统就是出于这种思想被发明出来并被世界各大汽车公司投入到使用当中 发明者是率先采用流水线作业而带来世界汽车工业革命的美国福特公司 在大众公司 RPS系统被制定成公司标准VW01055 RPS是德语单词Referenzpunktsystem 定位点系统 的缩写 从A4车开始 没有填写RPS表格的图纸就得不到认可的批准 由此可见RPS系统的重要地位 下面从几个方面对RPS系统作以介绍 以便与大家共享 20 定位方法 RPS系统 一RPS系统的定义和作用 RPS系统就是规定一些从开发到制造 检测直至批量装车各环节所有涉及到的人员共同遵循的定位点及其公差要求 在确定这些定位点时必须遵循RPS系统的规则 21 定位方法 RPS系统 1 避免了由于基准点的变换造成零件尺寸公差加大 RPS系统的作用主要体现在下面三个方面 例如 要在板件上钻孔B和C 这两个孔与其它件上销钉配合 公差越小越好 零件上还需要钻出孔D 见图1 图2 下面用两种方式加工 1 加工时基准点发生变换步骤1用孔A定位钻出孔B和孔D公差A B 0 1A D 0 1 22 定位方法 RPS系统 步骤2用孔D定位钻孔C 这时基准由孔A变为孔D 公差D C 0 1孔B 孔C距离公差结果A B 0 1A D 0 1D C 0 1B C 0 3 23 定位方法 RPS系统 2 加工时基准不变化步骤1用孔A定位钻出孔B和孔D公差A B 0 1A D 0 1步骤2板件仍以孔A定位钻孔C 基准没有变化 公差A C 0 1孔B 孔C距离公差结果A B 0 1A C 0 1B C 0 2 24 定位方法 RPS系统 比较两种情况可以看出 加工孔C时基准不变比基准变换造成的公差减小了 0 1mm 上面例子给我们的提示是 为避免基准变换 必须事先规定好在制造和测量过程中的基准点 不允许各部门自作主张随意找基准点进行工作 25 定位方法 RPS系统 2 避免了模板的使用 模板的使用有很大的局限性 并且增加了加工时间 规定工装用RPS点调准 那么加工就变成是直接的了 模板不再作为辅助定位工具 参见图3 26 定位方法 RPS系统 3 RPS点是模具 工装 检具的定位点 为了实现统一的定位技术规则 必须保证 模具工装检测工具都按照RPS点来制造 这一点是RPS系统最重要的作用 27 定位方法 RPS系统 二RPS系统的五大规则 为了使RPS系统在实际当中发挥作用 必须遵守下面五条规则 3 2 1规则坐标平行规则统一性规则尺寸标注规则RPS尺寸图 28 定位方法 RPS系统 1 3 2 1规则 一个刚体的平行移动和转动共有6个自由度 限制其6个自由度 刚体才能保持平衡 按照3 2 1规则 保持刚体平衡状态需要6个定位点 如图4所示 其中3个定位点在Z方向2个定位点在Y方向1个定位点在X方向 3 2 1规则由此得来 这些点就是RPS系统的定位点 称为RPS点 29 定位方法 RPS系统 对于没有孔的零件 6个RPS点是3个平移自由度必须的 而有孔的零件往往将孔设定为RPS点 一个圆孔可以限定2个自由度 如图5所示 图中给出的RPS点限定了3个自由度 因此本例子中只有定位点4个RPS点 30 定位方法 RPS系统 大众公司标准VW01055对RPS点的标注给出了规定 见图6 31 定位方法 RPS系统 对定位方式标记字母的含义说明如下 H h 孔 销定位F f 平面 棱边 球面 顶点定位T t 理论点大写字母表示主RPS点的定位方式 小写字母表示附加定位点的定位方式 小写字母x y z表示RPS点的限位方向 但是对于大的刚度不足的零件 在保障了3 2 1规则的前提下 还需要附加的定位点来保证零件的平衡状态 如图7所示 32 定位方法 RPS系统 33 定位方法 RPS系统 图中RPS5fz是附加定位点 它的命名与主RPS点相似 但定位方式用小写字母表示 3 2 1规则适用于任何形状的零件 但是任何规则都有例外 下面三种情况与3 2 1规则相悖 例1 球体只需要3个定位点即达到平衡 如图8所示 例2 旋转体需要5个定位点即达到平衡 如图9所示 例3 铰接零件平衡需要的定位点多于6个 必须有附加的定位才能达到平衡状态 如图10所示 34 定位方法 RPS系统 35 定位方法 RPS系统 36 定位方法 RPS系统 37 定位方法 RPS系统 在测量和加工时 零件的放置必须保证能够获得精确的结果 下面通过两种定位系统的对比来分析坐标平行规则的重要性 图11所示为两种定位系统 2 坐标平行规则 38 定位方法 RPS系统 39 定位方法 RPS系统 将合格的零件放到两种定位系统中 似乎看不出有什么不同 见图12 40 定位方法 RPS系统 当零件出现了制造公差 如图13所示 2个零件在X方向存在偏差 它们比合格零件做短了 41 定位方法 RPS系统 将这两个零件分别放到两个定位系统中进行测量 如图14所示 42 定位方法 RPS系统 可以看出倾斜放置导致测量结果不正确 这里出现了Z方向的测量偏差 其实零件在Z方向是正确的 同时还可以看出测量得到的X方向的偏差也是不正确的 倾斜放置造成的测量结果会导致这样一些严重后果 尺寸合格的零件会被错误地当成废品模具根据错误的测量结果在X Z方向上进行修改 其实Z方向并没有错误工装被不正确地调整了通过上述做法导致后来生产的产品都是废品 43 定位方法 RPS系统 因此下面结论的正确性是不言而喻的 为了获得准确的结果 定位点应当是平行于坐标轴的 这里所说平行于坐标轴是指定位平面与坐标系的坐标轴平行 这些定位点通常被定义为RPS点 44 定位方法 RPS系统 不过在有些零件上是找不到与坐标轴平行的平面做RPS点的 如图15 这时在不影响功能的基础上应当设计出平行于坐标轴的平面作为RPS点 如图16所示 45 定位方法 RPS系统 46 定位方法 RPS系统 RPS系统的主旨是通过避免基准转变来保证制造工艺过程的可靠性和可重复利用的精确性 RPS系统的统一性规则要求从产品开发阶段直到批量生产 RPS点的使用贯彻始终 当然不是所有的RPS点都一直使用下去 那样的话在总成零件上就会有许多点是重复的 下面从纵梁到地板总成的焊接流程来看RPS点按统一性原则的运用 图17是总成焊接前各零件RPS点的分布情况 3 统一性规则 47 定位方法 RPS系统 48 定位方法 RPS系统 图18是第一道焊接工序后RPS点重新确定的情况 可以看到地板总成上有3个RPS点是沿用合成前零件上已有的 总成上的RPS1点是单件左纵梁上的RPS1点 总成上的RPS3点是单件前地板上的RPS3点 总成上的RPS4点是单件右纵梁上的RPS点 图中各RPS点是完全遵循地板总成的功能要求确定下来的 地板有固定前端图18第一到焊接工序后RPS点重新确定的情况框架 座椅 踏板 后轴 付车架以及与侧围连接的功能 49 定位方法 RPS系统 50 定位方法 RPS系统 图19是地板总成焊接完成后RPS点再一次重新确定的情况 可以看到总成上的RPS1 RPS2 RPS3 RPS4以及附加RPS点RPS7 RPS8都是从前一步延续使用的 只不过是重新排序 51 定位方法 RPS系统 RPS系统的统一性规则还要求所有工艺流程中的输送装置原则上都要使用RPS点作为支点 如图20所示 52 定位方法 RPS系统 图纸中尺寸一般是从整车坐标线引出和标注的 往往不标注实际尺寸 这种标注方式会造成推算尺寸公差的增大 如图21所示 4 尺寸标注规则 53 定位方法 RPS系统 在零件图纸中画出整车坐标是有意义的 这可以确定零件在整车中的位置 这是零件设计过程中重要的基础 可是对于零件的制造和测量 采用整车坐标会带来很多困难 RPS系统要求建立起零件自身的坐标系 零件坐标系 并以此作为基础 零件坐标系是以整车坐标系为基础建立起来的 有下面两种建立方式 通过在整车坐标系中平移建立 这是通常的情况通过在整车坐标系中旋转建立 这是特殊的情况 54 定位方法 RPS系统 图22描述了通过在整车坐标系中平移建立零件坐标系的情形 55 定位方法 RPS系统 图23则描述了通过在整车坐标系中旋转建立零件坐标系的情况 56 定位方法 RPS系统 1 通过平移建立零件坐标系的尺寸标注规则 按照零件特性选择三个与整车坐标轴平行的平面并求其交点 这个交点定义为RPS系统的基准点 基准点相对于整车坐标没有公差 零件尺寸以基准点为起点标注 尺寸标注必须符合零件功能要求 对于重要尺寸要给出直接尺寸 例如安装在翼子板上的转向灯罩的装配要求准确的孔距 如图24 不仅尺寸要准确 尺寸公差也要满足功能的要求 两个固定孔在翼子板上的位置并不很重要 转向灯在翼子板上位置公差在1mm时是不易被察觉的 因此它们的位置公差可以较大而对功能没有影响 57 定位方法 RPS系统 58 定位方法 RPS系统 在零件坐标系中一个点相对于基准点的距离称为名义尺寸 名义尺寸可以通过减法算出绝对值 例如 基准点在整车坐标系中的坐标为X 400Y 65Z 100定位点RPS3Fz整车坐标为X 550Y 95Z 100如图25所示 59 定位方法 RPS系统 那么RPS3Fz的名义尺寸计算结果如下 因为名义尺寸是绝对值 所以都是正值 在大众公司产品图中 在确定为RPS点的部位画出网格框并引出箭头线标出名称 如图26所示 同时在图中列出RPS表格 RPS表格已被规定为图纸内容的重要组成部分 RPS表格的形式及各栏目意义如表一所示 60 定位方法 RPS系统 61 定位方法 RPS系统 对表格做以下几点说明 在公差栏内可以看到 零件基准点的公差设置为0 各主RPS点在限位方向上的公差也设置为0 但对于附加支撑点的限为方向允许有公差 第一个RPS点占两行位置 是因为这一点是由孔和面复合而成 在这里孔 面分开填写 在公差栏内第一行Y向公差格中填入小横线 这是为了避免因空格而被视为未注公差 最后两行中 a1是定义出的功能点 a b为2个功能点之间的距离 对于功能点要给出行为公差 理论尺寸要加上方框 62 定位方法 RPS系统 2 通过旋转建立的零件坐标系规则 有些零件按照平移建立零件坐标系是不合理的 而必须进行一次或多次的旋转才与其拔模方向相一致 如图23所示 对于旋转建立的零件坐标系 在RPS表格中需要填入旋转角 如表二所示 在图纸中RPS点的定位方向用a b c值来表示 如图26所示 其中 RPS1HabFc 主定位点 RPS7fc 附加支撑点 63 定位方法 RPS系统 说明 绕X Y Z轴的转角用正值 逆时针方向 或负值 顺时针方向 填入表中 64 定位方法 RPS系统 对于多次旋转的情况 应在图中说明旋转角度和旋转顺序 在RPS表格旋转栏中注明 见图纸 字样 65 定位方法 RPS系统 5 RPS尺寸图 RPS尺寸图是在图纸完成之前的一种工作用图 供同步工程小组确定RPS点填写和讨论使用 并作为开发工作的指导性文件 RPS尺寸图有固定的格式 见图27 66 定位方法 RPS系统 在组织机构方面 RPS系统是由同步工程小组确定的 同步工程小组由下面各部门的专业人员组成 开发部门质量保证部门生产部门规划部