rps基准点系统的测量原理分析

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1、RPS基准点系统的测量原理分析关键字：汽车零部件；模具RPS基准点系统；三坐标测量摘　要：本文分析了RPS基准点系统的测量原理，阐明了其几何意义，并将其与检具(测量工装)方法进行比较，有助于汽车制造业和模具制造业三坐标测量机操作人员对RPS基准点系统的理解和应用。随着汽车制造业的迅速发展，对汽车制造综合误差的要求也日益严格。而制造综合误差又主要由各个零部件的制造精度所决定的，因此必须有行之有效的控制手段来保证零部件的制造精度，RPS基准点系统就是为此目地而专门设计的，现已广泛应用在德国大众公司及相关配套厂

2、中。RPS基准点系统以汽车车身坐标系为唯一坐标系，所有零部件的理论坐标数据都以汽车车身坐标表达。采用RPS基准点系统，可使零件设计基准点、工艺夹紧点、工艺定位点、测量基准点统一，实现精确的坐标控制，提高了零部件的制造精度，减少了零部件因基准不协调而产生的偏差，汽车的装配精度也得以提高，汽车生产过程的质量稳定性有了可靠保证。在汽车生产过程中要使用大量的模具，理解和掌握RPS基准点系统的原理和方法将有助于设计和制造高质量的汽车模具。1RPS基准点系统的测量原理在汽车制造业中标，产品设计和制造都已实现了数字化，

3、广泛采用了  CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程分析）、CAM（计算机辅助制造）和PDM（产品数据管理）等先进方法，这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。在汽车制造业,零件都是按CAD数学模型加工制造的；要获得它与原理论数学模型相比的误差值，就需用三坐标测量机进行测量。三坐标测量机可按零件的CAD数学模型中的理论坐标进行精确测量，可得到坐标值的误差量，为判断外形复杂的零件是否合格提供可靠依据。使用三坐标测量机，得到准确的坐标测量结果的前提是建立与理论数模相一致

4、的零件坐标系。众所周知，3-2-1法则在坐标测量行业中是最基本的建立零件坐标系的方法，但它主要应用于形状比较规则的机械零件，而汽车零件的形状复杂；主要由各种曲面构成，需要特殊处理。在普通3-2-1法则中，测量机软件以过前三点的平面直接建立第一基准轴，零件坐标系的原点往往是在零件上，非常简单。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RP

5、S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

6、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2.1RPS基准点测量方法的几何意义RPS基准点测量方

7、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

8、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