虛擬Cubing 在車身匹配的應用

虛擬Cubing 是利用尺寸工程分析軟體建立虛擬的白車身，並將零件裝配到白車身上，輸入零件的測量資料，利用計算機大規模的資料處理來進行偏差一致性的分析，從而降低開發成本，縮短開發週期，完成產品設定目標，提高產品競爭力。

1

虛擬Cubing 的方法和作用

1。 尺寸工程

（1）尺寸工程簡介

汽車車身尺寸工程從汽車產品研發早期介入一直到量產，透過執行一套完整、系統、嚴謹、科學且操作性強的工作流程，在研發的前期利用VisVSA、3DCS 軟體以及RSS（數和平方根）避免後期出現工藝問題，如外觀間隙達不到DTS 設計要求、附件裝配困難等，在試製和量產階段透過尺寸工程手段，如Screw body、Meisterbock、Cubing 和實車匹配等解決一些工藝或者設計問題。

（2）尺寸鏈計算工作原理

1）計算機數字化建模。目前，世界各大汽車製造主機廠比較常用的軟體有3DCS 和VisVSA 兩種，均利用蒙特卡洛原理來對虛擬的CAD 零件進行模擬裝配，再對它們裝配後的總成進行模擬測量， 得出多組結果，利用統計學原理對這組資料進行處理，得出它們的σ ，通常取±3 倍的σ 值作為最後的模擬結果輸出。將a、b、c、d 四個零件裝配成總成（圖1）， 取任意a 零件、任意b 零件、任意c 零件和任意d 零件裝配，得出5 000 次（可以是任意次數）個總成。在工藝以及一切狀態穩定的情況下，此總成的測量結果必定滿足正態分佈。

圖1

2）RSS 尺寸鏈計算法

① RSS 尺寸鏈計算的原理

② RSS 尺寸鏈計算的方法。首先根據定位方式、裝配方法畫出尺寸鏈，再代入設計公差，或者統計後的資料進行計算。圖2 為RSS 尺寸鏈計算表格。

圖2

2。 實物Cubing

Cubing 是依據車身三維數模完全按照設計資料1：1 比例製造的標準白車身（圖3），門蓋及內外飾安裝件可以在主模型檢具上進行裝配，實現相關零件之間的匹配。Cubing 主要由底座、骨架和標準模組等構成。

圖3

3。 虛擬Cubing

（1）虛擬Cubing 簡介

利用VisVSA 計算機尺寸模擬技術，建立一個虛擬的標準白車身。把其他零件按照定位系統裝配上去，同時輸入此零件實際測量的偏差，從而模擬

出在真實Cubing 上裝配出的結果，並給出貢獻因子報告，分析偏差產生的原因，最終制定問題整改方案。

虛擬Cubing 對比實物Cubing 的優點在於：①軟體基於多樣本資料計算分析，空間三維模擬，分析快速，影響因素考慮全面，資料結果準確；②可以利用大批次的資料判斷裝配的一致性，以此給出分析結果，保證產品線的一次交檢合格率；③可以任意設定虛擬標準模型，如可以將白車身骨架設定成0 偏差的白車身，用來檢查燈、保燈零件；也可以將燈、保燈零件設定成0 偏差的零件，用來檢查車身偏差的影響。

（2）虛擬Cubing 開展的輸入條件

① 零件數模：車身骨架數模（或者帶四門兩蓋的虛擬白車身）、前後燈數模、加油口蓋數模和前後保數模等；②測量資料：15 臺份或者以上，最好為三座標或白光、藍光掃描資料，測量資料需要經過降噪處理，利用箱線圖將因特殊原因產生的不規則波動篩除；③工藝塗卡：包含裝配順序；④ GD&T ：包含零件定位。

（3）虛擬Cubing 開展的方法

國內某車型在模具回廠之後，出現了翼子板和前門上段間隙超差，利用虛擬Cubing 技術， 以此為例，解決翼子板和前門的上端間隙超差問題。

1）現狀。左前翼子板和左前門DTS 定義為

，實際測量值在

之間，翼子板和前門總成均滿足±0。5 的公差要求。

2）利用虛擬Cubing 解決問題過程。

① 建模：將前翼子板、前門及白車身骨架的數模匯入到VisVSA 軟體，根據GD&T 輸入定位基準，並制定裝配特徵點， 按照裝配順序進行裝配。將白車身骨架偏差設定為0，並將15 臺份以上的左前翼子板和左前門的測量資料輸入到VisVSA 軟體（圖4）。

圖4

② 測量：建立翼子板和前門的間隙測量， 名稱為20753 PnlOtrFrtDr LH MG 11-00287 Funder LH MC01，進行5000 次模擬，計算機會自動輸出結果 （圖5）。

圖5

根據測量結果， 此間隙的超差率為90%， 中值為4。3， ±3σ 為0。58，根據DTS 要求， 此結果的穩定性無問題，中值偏移成為根本原因。

③貢獻因子分析：模擬實物翼子板和實物門裝到虛擬白車身骨架Cubing 上，評價其匹配效果。並透過多樣本的資料分析， 可找出中值偏移量、偏差波動量以及各自的貢獻因子， 制定合理有效的整改方案（圖6）。

圖6

透過多樣本的資料分析，可找出中值偏移量、偏差波動量以及各自的貢獻因子， 制定合理有效的整改方案。可以看出， 翼子板和虛擬Cubing 在Beltline 處X 向間隙有0。8 mm 的中值偏移（3。5 mm 變為4。3 mm）；MSC 貢獻因子排列顯示，主要原因為該處翼子板翻邊的輪廓度有沿-X 向0。83 mm 的中值偏移，對零件的中值進行整改可以消除此 問題。

4。 虛擬Cubing 開展時間

由於VisVSA 模擬是基於統計學原理的蒙特卡羅演算法，要求測量樣本數大於15 且零件狀態穩定，否則會造成分析結果不準確，從而給出錯誤整改方案。所以建議門蓋總成及外飾件OTS 認可後，小批次生產到量產後較為穩定時開展。

1

結論

雖然尺寸工程在國內主機廠已經普及，但虛擬Cubing 技術目前在我國的應用卻非常少， 各主機廠都零星地開展了一些對個別問題的分析，沒有系統地應用。合理、系統地應用虛擬Cubing 技術必能幫助國內主機廠降低研發成本、縮短研發週期、提高汽車質量，從而提升汽車品牌價值，實現成為世界級汽車廠的夢想。

-end-

作者：奇瑞商用車（安徽）有限公司 吳冠群 丁文娟 劉冬

文章來源：AI《汽車製造業》

這是AI製造（AI-Production）釋出的第2010篇文章。

車小匠無限蒐集無限整理各種原創各種乾貨，

只為給愛製造的你你你！

！

我們有多個不同主題的技術交流群可加入，

若您感興趣，

前路還長，AI製造渴望您的陪伴~~

讓我們一起變得更好！

！