基于pcdmis的白车身测量辅助工具开发与应用

韦永亮 杨付四 岳双成

摘 要：文章简述了基于pcdmis的白车身常规测量方法，并分析了常规测量方法的不足。介绍了一种用于解决常规测量方法不足之处的基于“矩阵平台法”的测量技术，并在此基础上阐述了“矩阵平台法”测量技术基于pcdmis的关键辅助工具开发及实际应用。

关键词：白车身测量;矩阵平台法;pcdmis;辅助工具开发

中图分类号：TM930.9  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）19-199-03

Development of body-in-white measurement aids based on pcdmis

Wei Yongliang， Yang Fusi， Yue Shuangcheng

（Guangzhou Automobile Group Co.， Automotive Engineering Institute， Guangdong Guangzhou 511434）

Abstract： This paper briefly describes the conventional measurement method of body-in-white based on pcdmis， and analyzes the shortcomings of conventional measurement methods. This paper introduces a measurement method based on "matrix platform method" to solve the shortcomings of conventional measurement methods. Based on this， the develop -ment and practical application of key auxiliary tools based on pcdmis for "matrix platform method" measurement technol -ogy are described.

Keywords： Body-in-white measurement; Matrix platform method; Pcdmis; Development of auxiliary tool

CLC NO.： TM930.9  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）19-199-03

1 引言

在汽车生产制造过程中，白车身的尺寸测量是控制车身质量的重要方法之一，行业内普遍采用双悬臂式三坐标测量机对白车身进行尺寸测量。双悬臂式三坐标测量机的局限性以及研发试制状态白车身相对于量产白车身的不稳定性，使得常规方法难以满足试制白车身的测量。

2 常规方法测量试制白车身存在的问题

双悬臂式三坐标测量机为自动接触式测量，需要其测头接触到车身才能触发测量，双悬臂式三坐标测量机在空间三个相互垂直的方向上移动，对车身进行探测测量。由于车身结构较复杂，车身上存在部分双悬臂式三坐标测量机难以接触到的“测量盲区”，如前机舱部分区域、C柱部分区域。因此，常规的测量并不能覆盖整个车身，车身部分区域的尺寸难以监控。便携式三坐标测量机相对双悬臂式三坐标测量机更加灵活，便于移动，测量范围可以覆盖几乎100%的白车身，采用便携式三坐标测量机对双悬臂式三坐标测量机的“测量盲区”进行测量是补充测量是解决方法之一。

此外，在研发试制过程中，试制白车身的状态不稳定，且需要测量监控的车身位置相对于量产白车身更多更复杂。双悬臂三坐标测量机在自动测量过程中，会因为车身的不稳定性及复杂性而经常产生“中断”。因此，在试制白车身的测量上，双悬臂式三坐标测量机相对于便携式三坐标测量机没有效率上的优势。采用便携式三坐标测量机对试制白车身进行测量成为一个研究方向。

采用便携式三坐标测量机进行白车身测量，需要解决2个问题。

其一，便携式三坐標测量机自由移动过程中的基准需要统一;

“矩阵平台法”测量技术，是在测量平台上，建立统一基准的矩阵标准锥，多台便携式三坐标测量机在平台上自由移动，通过标准锥拟合统一坐标系，实现测量过程的基准统一。

其二，双悬臂式三坐标测量机对白车身进行测量时是按照既定的程序自动测量，而便携式三坐标测量机为人工手动测量，操作人员并不清楚程序中各特征的测量顺序，因此需要实现程序中特征的“无序测量”功能。

本文主要针对问题二，探讨如何基于测量软件pcdmis实现“无序测量”功能。

3 辅助工具开发与应用

Pcdmis是一款专业工业测量软件，广泛应用于汽车、手机、航空航天等各行业，其具有强大的接口类库，便于开发人员进行调用，是本开发案例的重要基础。

在实际白车身测量过程中，首先需要完成测量程序的编制，然后按顺序执行测量程序。本案例开发的辅助工具命名为“无序测量助手”，将实现“无序测量”功能：不需要按顺序执行既定测量程序，只需在测量程序之外随意测量点、线、圆、面等目标特征元素，辅助测量工具根据测量的特征元素的实际测量值与既定测量程序中特征元素的理论值进行比对，如果偏差在可接受的范围内，则将两特征元素匹配合并，默认该特征元素完成测量。

如图所示为本次测量辅助工具设计逻辑图。

该辅助工具采用C#编程语言，在Visual Studio 2019中开发完成。首先在Visual Studio 2019中新建一个窗体应用，在解决方案的依赖项中添加Pcdmis的接口文件INTEROP. DLL。在主程序文件里面调用接口文件里的命令和方法对Pcdmis中的特征对象进行操作，实现自动匹配。以下是实现“无序测量”功能的核心代码及释义：

smx =cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.MEAS_X， 0）;

smy =cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.MEAS_Y， 0）;

smz =cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.MEAS_Z， 0）;

//获取目标特征实际测量值

if（cmd.IsFeature）

{llx = cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.THEO_X， 0）;

fllx = Convert.ToDouble（llx）;

double dx = fllx - fmx;

if （dx <= dpipeijingdu0 && dx >= -dpipeijingdu0）

{lly = cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.THEO_Y， 0）;

flly = Convert.ToDouble（lly）;

double dy = flly - fmy;

if （dy <= dpipeijingdu0 && dy >= -dpipeijingdu0）

{llz = cmd.GetText（ENUM_FIELD_TYPES.THEO_Z， 0）;

fllz = Convert.ToDouble（llz）;

double dz = fllz - fmz;

if （dz <= dpipeijingdu0 && dz >= -dpipeijingdu0）

//与既定程序中特征的理论值进行比对

{cmds.Item（cmdcount0）.PutText （llx， ENUM_FIELD_ TYPES.THEO_X， 0）;

cmds.Item（cmdcount0）.PutText（lly， ENUM_FIELD_ TYP -ES.THEO_Y， 0）;

cmds.Item（cmdcount0）.PutText（llz， ENUM_FIELD_ TYP -ES.THEO_Z， 0）;

id = cmd.ID;

cmds.Item（cmdcount0）.ID = id;

cmds.Item（i）.Remove（）;

//对符合匹配条件的特征进行匹配

}

}

}

}

“无序测量助手”界面如下：

实际应用的操作步骤如下：

① 运行Pcdmis及“无序测量助手”，在Pcdmis中打开需要测量的程序;

② 点击“连接至PC-DMIS”完成软件连接;

③ 在无序测量助手界面文本框中输入可接受的匹配精度，不输入会默认匹配精度为2mm;

④ 点击“开始实时匹配”;

⑤ 執行测量操作，此时“无序测量助手”会同步完成测量特征实时匹配;

⑥ 完成测量后，点击“停止实时匹配”并退出。

3 小结

辅助工具“无序测量助手”是为“矩阵平台法”测量技术应用而开发，实现在测量过程中无需按照测量顺序进行测量的功能。该辅助工具同样可以应用在其它测量任务中，任何采用Pcdmis并手动进行测量的操作都可以使用该辅助工具，如局部的焊夹具调装测量、车身改制定位测量等。

Pcdmis是一款功能强大的测量软件，接口类库丰富且有详细的参考手册，可开发空间大，本案例只实现了很小的一项“无序测量”功能。工程师可根据实际工作需要进行个性化开发。本案例对于想要进行个性化开发的从业人员具有一定参考意义。

参考文献

[1] 杨付四.基准“矩阵扩展法”在车身改制和现场测量中的应用[A]. 2016中国汽车工程学会年会论文集[C].2016.

[2] 海克斯康.PC-DMIS Object Library.[EB].2019.

[3] 朱立强，杜砾.三坐标测量软件（PC-DMIS）的二次开发应用[A]. 2013中国科协年会论文集[C].2013.

[4] 高志刚.基于VBA编程的白车身测量数据识别与转换[J].中国机械，2014（08）.