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隨著汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，對汽車制造綜合誤差的要求也日益嚴格。而制造綜合誤差又主要由各個零部件的制造精度所決定的，因此必須有行之有效的控制手段來保證零部件的制造精度，RPS基準點系統(tǒng)就是為此目地而專門設計的，現(xiàn)已廣泛應用在德國大眾公司及相關配套廠中。

RPS基準點系統(tǒng)以汽車車身坐標系為唯一坐標系，所有零部件的理論坐標數據都以汽車車身坐標表達。采用RPS基準點系統(tǒng)，可使零件設計基準點、工藝夾緊點、工藝定位點、測量基準點統(tǒng)一，實現(xiàn)精確的坐標控制，提高了零部件的制造精度，減少了零部件因基準不協(xié)調而產生的偏差，汽車的裝配精度也得以提高，汽車生產過程的質量穩(wěn)定性有了可靠保證。

在汽車生產過程中要使用大量的模具，理解和掌握RPS基準點系統(tǒng)的原理和方法將有助于設計和制造高質量的汽車模具。

RPS基準點系統(tǒng)的測量原理

在汽車制造業(yè)中標，產品設計和制造都已實現(xiàn)了數字化，廣泛采用了  CAD（計算機輔助設計）、CAE（計算機輔助工程分析）、CAM（計算機輔助制造）和PDM（產品數據管理）等先進方法，這就要求有相應的數字化檢測設備與之配套，三坐標測量機可充分發(fā)揮其作用。

在汽車制造業(yè),零件都是按CAD數學模型加工制造的；要獲得它與原理論數學模型相比的誤差值，就需用三坐標測量機進行測量。三坐標測量機可按零件的CAD數學模型中的理論坐標進行精確測量，可得到坐標值的誤差量，為判斷外形復雜的零件是否合格提供可靠依據。

使用三坐標測量機，得到準確的坐標測量結果的前提是建立與理論數模相一致的零件坐標系。

眾所周知，3-2-1法則在坐標測量行業(yè)中是最基本的建立零件坐標系的方法，但它主要應用于形狀比較規(guī)則的機械零件，而汽車零件的形狀復雜；主要由各種曲面構成，需要特殊處理。 

在普通3-2-1法則中，測量機軟件以過前三點的平面直接建立第一基準軸，零件坐標系的原點往往是在零件上，非常簡單。

而對汽車零件而言，其理論數模是建立在汽車車身坐標系中的，因此要想把汽車零件與理論數模進行比較，就必須要通過汽車零件建立起汽車車身坐標系，按照測量專用圖紙的要求，對RPS點進行測量，即可建立起相應的汽車車身坐標系。

在RPS基準點系統(tǒng)方法中，基本原則還是遵從3—2—1法則， 但是前三個RPS點并不是用于直接建立第一基準軸，而是通過一種復雜的的數學方法，由軟件自動計算出一個特定的平面，再用該特定平面建立第一基準軸（實際上該特定平面是汽車車身坐標系XY、XZ、YZ中的一個），該特定平面到這三個RPS點有三個不同的偏置距離，如果這三個RPS點是確定Z軸的，則這三個偏置距離為三個RPS點的Z坐標值。依次類推，如果這三個RPS點是確定X軸的，則這三個偏置距離為三個點的X坐標值。當RPS點不是定位孔時，此過程需要通過反復測量迭代，直到滿足精度時為止。 

在汽車零件測量專用圖紙上有一個RPS功能表（Hxy、Fz、Fx、Fy），規(guī)定了RPS點的位置和理論數模中的坐標值，操作人員必須按該表進行測量，才可能建立正確的汽車車身坐標系。汽車零件的RPS功能表如下表所示。

H代表該點是一個孔；F代表該點在表面上，RPS1點、RPS2點、RPS3點 限定第一基準軸 Z，而RPS1點是一個孔，第二基準軸 Y由RPS1點 和RPS4點限定， 最后，RPS1點再限定X軸。 

RPS基準點測量方法的幾何意義與其他方法的比較 

RPS基準點測量方法的幾何意義 

RPS基準點測量方法的幾何意義在于以三個RPS基準點為球心，以相應的三個偏置距離為半徑，作三個圓球，之后再求出這三個圓球的公切平面，作為第一基準軸平面，此過程由測量軟件解方程自動完成，不需人工干預，從數學上看，可存在兩個可能的公切平面，測量軟件會按照偏置距離的正負，作出選擇。 

明確了這一點, 就可以容易地理解和應用RPS基準點系統(tǒng)方法。 

RPS基準點系統(tǒng)與其他方法的比較： 

如果不采用RPS基準點系統(tǒng)方法，還有另外一種方法，即使用檢具的測量方法，檢具也被稱為專用測量工裝，檢具的表面形狀是與相應的被測零件相同的。在美國通用
汽車及其配套廠中，就大量采用了這種方法。 

檢具法是通過對檢具(測量工裝)的 測量，建立起相應的汽車車身坐標系。但檢具要由設計人員用CAD軟件專門設計，把汽車零件在汽車車身坐標系的相對位置關系轉換到檢具上，這樣每個汽車零件都可能對應著一個檢具。每個檢具的設計與制造都需要較多的費用，但檢具法也具有優(yōu)點，其使用方法簡單；僅需要測幾個平面或孔就可以建立起相應的汽車車身坐標系。 

RPS基準點系統(tǒng)方法非常靈活；不依賴于檢具，只需要把汽車零件固定在測量機平臺上即可，但對測量操作人員的操作技能要求較高。 

兩種方法的對比在下表中可清楚地反映出來。

總結 

RPS基準點系統(tǒng)是非常靈活而實用的建立汽車車身坐標系的方法，可減少測量誤差；保證產品的精度和質量，滿足汽車制造業(yè)和模具制造業(yè)設計與制造的需要，同時可節(jié)省檢具(測量工裝)制造費用，在汽車制造業(yè)和模具制造業(yè)中有十分廣闊的應用。 

參考文獻 

1 RationalDims 測量軟件操作手冊 美國OpenDims公司, 2006 年。