整车坐标系确认标准.docx

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整车坐标系确认标准

整车坐标系确认标准

一、概述：

在汽车设计中，确定整车坐标系是整车设计的第一步，是逆向设计时确定整车坐标系的依据，同时也可作为正向设计的参考，它是整车数字化设计的基准，是对零部件位置特征进行描述的依据。

特编制本方法、流程及技术要求，使其规范化。

本方法采用：

美国EDS公司出品的点云处理软件“Imageware”。

二、引用文件：

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T19234-2003乘用车尺寸代码

GB/T3730.3-1992汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸

三、定义：

3.1、整车三维坐标系：

整车三维坐标系指车辆制造厂在最初设计阶段确定的三个正交平面组成的坐标系统，这三个基准平面是：

1）Y基准平面：

车辆纵向对称的铅垂平面；

2）X基准平面：

垂直于Ｙ基准平面的铅垂平面。

3）Z基准平面：

垂直于Ｙ和Ｘ基准平面的水平面。

备注：

规定X基准平面的后方，Y基准平面的右方和Z基准平面的上方为正值，反方向为负值。

3.2、设计质量：

按照国家对乘用车相关标准，设计质量为整车整备质量与乘员质量之和。

按照国家标准乘员质量分布为：

前排座椅加载2人，后排中间加载1人。

其中单个人体质量为68kg，加载质量总计204kg。

3.3、点云：

指采用FARO或者其他激光扫描设备采集的样车三维坐标描述数据文件。

四、设计要求：

整车坐标系确定的技术条件和质量具体控制要求如下：

4.1采用右手坐标系法则，符合国际规范；

4.2如果是逆向设计，应充分理解原车的设计意图；新确定的坐标系应尽量逼近原车坐标系。

4.3X0在前轮中心（设计状态）或车身前部一固定点；

4.4Y0垂直于Ｙ基准平面并通过设计质量下前轮轮心连线与Ｙ基准平面交点的铅垂平面，即车辆左右对称中心；

4.5Z0垂直于Ｙ和Ｘ基准平面并通过地板纵梁上平面的水平平面，即地板下平面即纵梁上平面；

4.6整车外表面点云的密度分布均匀，扫描时车身除自身外不承受其他外力；

4.7设计状态下的前车轮点云扫描时左右轮胎气压最大相差10kpa，车轮打正；

4.8扫描地板下平面及纵梁点云时，要求把地板胶铲除，并尽量多的扫描变形较小的和较平整的部位。

4.9用于确定坐标系的点云要求在拆解零部件之前扫描，且应该一次完成。

4.10坐标系确定后整车点云左右对称误差要求控制在1mm以内，对于发动机舱盖、车门、保险杠等活动件和装配件处可以允许稍大误差，但是最好不要超过2mm；整车点云误差交叉分布，避免出现车身倾斜现象。

4.11车身地板理应水平的部位前后方向上与X轴的角度误差控制在0.1°以内。

4.12X的零点离前轮轮心的距离控制在2mm以内；Z的零点离选定的大面的距离控制0.5mm以内。

4.13X、Y、Z三个基准平面中应首先确定Y基准平面。

五、设计输入：

本次校核采用经过Imageware软件稀释后的点云，具体输入条件如下：

作为确定坐标系的第一步，要求测量以下三部分点云并在同一坐标系下

a.样车整车外表面点云；

b.设计状态下的前车轮点云；

c.一段相对水平的地板下平面及纵梁点云；

注：

测量阶段通过整车上的基准球保证以上内容均在测量的坐标系下。

六、设计过程：

6.1样车原始整车外表面点云合并

6.1.1、打开Imageware，将所有标杆车原始外表面点云打开，并选择Modify修改栏中Marge中Clouds命令。

如图1所示：

图1

6.1.2、选取全部点云后，将KeepOldClouds栏中“√”取消后，就不会将原始点云进行保存了，否则数据量打，影响电脑运算速度。

如图2所示：

图2

6.2、YO平面的初步确定

6.2.1、制作初步Y0对称基准线

6.2.1.1选择Construct栏中CurvefromCloud中BoundingCircle命令。

自动生成圆，如图3所示：

图3

6.2.1.2选中精修后点云，将InnerCircle选中，确认后自动生成点云内圆。

再利用此方法分别地板左右纵梁上选择相对应的剩余三个基准孔如图4所示：

图4

6.2.1.3利用Create栏中CurvePrimitive选项，点击Line选项，分别做相对应的两个孔中心作直线，得到两条直线L1、L2，再以两直线的中点作一直线L3，然后以直线L1中点作为坐标原点、以直线L3作为坐标轴X、以直线L1作为坐标轴Y。

如图4所示：

图5

6.2.2初步调整

6.2.2.1选择View栏中ShowGrid命令。

将Imageware中的坐标系网格打开，将此网站作为调整坐标系的参考物，如图6所示：

图6

6.2.2.2选择Measure栏中Angle/TangentDirection选项，点击BetweenCurveTangents命令。

测量出L3与Y0的夹角，作为初步调整Y0的依据，如图7所示：

图7

6.2.2.3选择Modify栏中Orient选项，点击Rotate命令。

选中整车点云及基准线，旋转至测量角度至，此时整车外表面对称中心线初步已和YO平行，如图8所示：

图8

6.2.2.4选择Modify栏中Orient选项，点击Rotate命令。

选中整车外表面及对称中心，参考目前坐标系，转动到整车坐标下（要求X正向指向车的尾部，Z的正向朝上）。

如图9所示：

6.2.2.5选择Measure栏中Distance选项，点击BetweenPoints命令。

测量初步整车外表面对称中心线与YO距离，如图9所示：

图9

6.2.2.6选择Modify栏中Orient选项，点击Translate命令。

将初步整车外表面对称中心线一起移动至YO上，如图10所示：

图10

6.2.2.7右击鼠标长按，选择

图标，以X向截取断面，如图11所示：

图11

6.2.2.8选择Modify栏中Orient选项，点击Mirror命令，以Y/0平面为基准将左侧点云镜像到右侧，如图12所示：

图12

6.2.2.9选择Modify栏中Orient选项，点击Mirror命令后，并选中

，将镜像部分的拷贝一份，用原采集的右侧点云进行比对，然后以侧围作为基准不断调整点云，直到镜像形成的右侧点云和原采集的右侧点云误差控制在90%以上的点云面积在1mm以内为目标。

如图13所示：

图13

6.3、ZO平面的初步确定

6.3.1、制作初步Z0基准地板平行线

6.3.1.1、选择Construct栏中SurfacefromCloud选项，点击Fitplane命令,在地板点云上选择两块比较平整的部分（将处理后的两块点云合并），拟合成一个大面。

如图14所示：

图14

6.3.1.2、右击鼠标长按，选择

图标，在Y=0处截取此大面的断面线。

暂定此线为地板平行线向截取断面，如图15所示：

图15

6.3.2、选择Modify栏中Orient选项，点击Rotate命令。

选中整车点云及基准线，旋转至测量角度至，此时整车外表面及地板平行线与ZO平行，如图16所示：

图16

6.3.3、测量地板平行线与ZO的Z向距离距离，如图17所示：

图17

6.3.4、选择Modify栏中Orient选项，点击Translate命令。

将整车点云及地板平行线一起移动至ZO上，如图18所示：

此时的Z0平面可以作为整车坐标系的Z基准平面。

图18

6.4、XO平面的初步确定

6.4.1、车轮中心点确定

经过以上两个步骤，车身已经放正，即左右对称，前后水平，三个坐标基准平面已找到；下一步确定坐标原点的位置。

根据设计状态下的前车轮点云（扫描之前车轮已用测量两侧的前后轮心距的方法打正。

具体方法为：

在测量平台上将标杆车加载至半载状态，调整车轮，测量两侧的前后轮心距，若不相同则再次调整车轮，直至左右两侧的前后轮心距相等，此时可认为标杆车车轮已经打正。

），用拟合制动盘的方法找到车轮中心点，做左右前车轮中心连线，将该线的中点坐标设为X＝0。

如图19所示：

图19

6.4.2、测量车轮中心点到X0的X向距离，如图20所示：

图20

6.3.4、选择Modify栏中Orient选项，点击Translate命令。

将整车点云及车轮中心点一起移动至XO上，如图21所示：

此时的X0平面可以作为整车坐标系的X基准平面。

图21

七、结果和说明：

通过以上方法已初步确定出整车坐标系，待车身骨架上各硬点孔位打点、扫描点云后，在精确调整左右对称度，来最终确认Y0。