RPS基准点系统的测量原理分析
RPS基准点系统
五.实例讲解
RPS3 Fz RPS1 Hy RPS3 Fz RPS1 Hy RPS4 Fz
RPS4 Fz
RPS2 Hy RPS6 Fx RPS5 Fz
RPS2 Hy
RPS5 Fz
RPS6 Fx
刚性较好
刚性较好
错误情况
正确情况
质量保证测量技术中心 P-Q-MT
定位方向
主定位孔特征字母 带编号的标记
RPS1 F
z
定位方向 主定位面特征字母 带编号的标记
RPS1 f
z
定位方向 辅助定位面特征字母 带编号的标记
质量保证测量技术中心 P-Q-MT
10
四.RPS命名与标准
4.2 RPS的应用
Y X
RPS 1 Hxy Fz
RPS 3 Fz
RPS 1 Hxy Fz
RPS 2 Hy
t
. . . . . . 0.4
13
五.实例讲解
RPS3 Fy
RPS3 Fz RPS3 Fy
RPS3 RPS2 Fz
Fz
RPS2 Fz
RPS1Hxy Fz 图8 Z向RPS点的错误布局
RPS1Hxy Fz
图9 Z向RPS点正确布局
在确定一个基准面时应尽可能选择分布面积最大面做为RPS点，以提高定位精度
15
五.实例讲解
RPS3 Fz RPS1 Hxy
RPS4 Fz
RPS2 HPS101 fz
夹紧力方向
易变形件 正确情况
质量保证测量技术中心 P-Q-MT 16
谢谢！
质量保证测量技术中心 P-Q-MT
17
+1
形
RPS基准点系统
01
投资决策支持
RPS基准点系统为金融机构提供投资决 策支持，通过数据分析帮助投资者做出 更明智的投资决策。
02
03
客户关系管理
金融业中的RPS基准点系统还用于客户 关系管理，包括客户信息管理、客户 服务和关系维护等。
05
RPS基准点系统的未来发展
技术创新与系统优化
算法改进
随着机器学习和人工智能技术的不断发展，RPS基准点系统的算法 将得到进一步优化，提高系统的准确性和效率。
仓储管理
通过RPS基准点系统，物流企业可以实现对仓库的 精细化管理，包括库存控制、货物摆放和出入库管 理等。
物流信息管理
RPS基准点系统还用于物流信息管理，实现 信息的实时更新和共享，提高物流信息处理 的准确性和效率。
金融业的RPS应用
风险管理
金融机构利用RPS基准点系统进行风险管理，识别和评估 潜在的风险因素，制定相应的风险控制策略。
系统开发与部署
开发环境搭建
配置开发所需的硬件和软件 环境。
代码编写与测试
按照设计要求编写系统代码 ，进行单元测试和集成测试 ，确保系统功能正常。
系统部署
将RPS基准点系统部署到目 标环境中，进行系统配置和 优化。
系统维护与升级
系统监控与故障排除
对RPS基准点系统进行实时监控，及时发现并解决系 统故障。
质量控制
通过RPS基准点系统，制造业企 业可以对产品进行质量检测和控 制，确保产品符合预设的标准和 要求。
供应链管理
RPS基准点系统还应用于制造业 的供应链管理中，优化供应商选 择、采购和物流等环节，降低成 本并提高效率。
物流业的RPS应用
路线规划
物流企业利用RPS基准点系统进行路线规划 ，优化运输路径，降低运输成本并提高运输 效率。
测量技术培训-冲压件尺寸认可过程及定位方法RPS系统
点，称为RPS点。
28
定位方法——RPS系统
对于没有
孔的零件，6个
RPS点是3个平
移自由度必须
的。而有孔的
零件往往将孔
设定为RPS点。
一个圆孔可以
限定2个自由度，
如图5所示。图
中给出的RPS点
限定了3个自由
度，因此本例
子中只有定位
点4个RPS点。
29
定位方法——RPS系统
大众公司标准VW01055对RPS点的标注给出了规定， 见图6。
9
冲压件尺寸认可过程
附加：外精测样架（Aussenmeisterbock）
外精测样架是利用已调整好定位及夹紧点的内部样架，将实 际生产中的冲压单件或焊装总成以及外表面装饰件（前后灯， 前后保险杠等）按照生产工艺，通过三坐标测量机按RPS点 进行调整，匹配出完整的车身外表面。因其匹配所用零件的 批次、状态均与现生产的相同，可视为目前现生产状况下零 件匹配所能达到的最佳状态，通过测量相关零件之间的间隙 及平度等数据，即可得知目前零件的制造情况及整车所能达 到的匹配质量，因此作为标准从而对冲压模具的修改、焊装 夹具的调整、总装的装配起到其他方法所无法承担的指导作 用。即匹配得出的结果，就是生产车间所能达到也必须达到 的目标。
l 3 分：如果以下各项的实际值在75％公差限外，但还在 公差限内，尺寸评价就会的3分：
——功能尺寸
——影响功能的尺寸
——功能检具检验的尺寸
——须出示证据的尺寸
14
冲压件尺寸认可过程
这也说明生产过程的质量能力还不稳定，还需继续努力改进 才能制造出合格的零件。
3分意味着须后续改进！ 3分意味着改进后应对原来不合格的特征进行复检并出示完 整的检验报告。 3分意味着还有希望，风险不是很大。各种偏差应在检验报 告中特别注明。所有不合格项都应有相应的措施。对须重复 检验认可的项目应限期整改！
RPS基准点系统基础培训
02
RPS基准点系统的基本 原理
基准点的概念与分类
总结词
基准点是用于评估和比较对象或系统的相对性能的参考点。 在RPS基准点系统中，基准点可以分为内部基准点和外部基 准点。
详细描述
内部基准点是组织内部不同部门、项目或产品之间的性能比 较，用于评估和提高组织内部的运营效率。外部基准点则是 将组织与外部对标对象进行比较，以识别自身的优势和不足 ，并学习最佳实践。
05
RPS基准点系统的应用 案例
案例一：制造业的RPS系统应用
总结词
提高生产效率
详细描述
在制造业中，RPS基准点系统通过精确的资源定位和任务分配，优化生产流程， 减少生产过程中的等待和浪费，从而提高生产效率。
案例二：物流业的RPS系统应用
总结词
提升物流配送效率
详细描述
在物流业中，RPS系统通过合理的资源调度和路径规划，有效缩短货物配送时间 ，降低运输成本，提升物流配送效率。
06
RPS基准点系统的未来 发展与挑战
RPS系统的技术发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习技术的发展，RPS系统将更加智能化，能 够自动识别和解决复杂问题。
集成化
RPS系统将与其他企业资源规划（ERP）系统、供应链管理系统 （SCM）等集成，实现更高效的数据交换和协同工作。
云端化
随着云计算技术的普及，RPS系统将迁移到云端，提供更灵活、可扩 展的服务。
详细描述
RPS系统可以应用于各种行业和领域，如制造业、服务业、零售业等。它可以用于评估企业的整体运 营绩效，帮助企业了解自己在行业中的位置和竞争状况。此外，RPS系统还可以用于评估具体的产品 或服务，帮助企业识别产品或服务的优势和改进空间。
RPS测量原理
我公司生产汽车饰件，对汽车饰件的测量我们一般采用将零件与三维数模的比较测量，许多汽车饰件 没有可供三坐标建立其整车坐标系的特征元素，如：平面、直线、孔等，如何使测量坐标系准确地转换到 车身坐标系，这是三坐标测量的关键，这将直接影响到测量的结果。
３ 建立测量坐标系的方法
３．１ 方法简介 我们一般采用两种方法。一是设计制造专门的测量工装，将“RPS”点或“Datums”点作为零件的支
我们先简单介绍一下汽车的基准点系统。和任何一个物体在三维空间中占用六个自由度一样，汽车零 部件在汽车总坐标系中的明确放置必须约束六个自由度，在实际操作中可采用 3－2－1 的法则，它规定了 支撑位置的分配[1]：
Z 方向 3 个支撑位（约束 Z 平动，X 旋转和 Y 旋转）； Y 方向 2 个支撑位（约束 X 平动和 Y 平动）；
图1 图1
步骤：
（１） 分析零件的 RPS 基准系统 RPS1 为特征孔，RPS2、RPS3、RPS4 为非特征点，它们都是该零件的支撑位，我们按照 3－2－1 法 则分析，Z 方向的 3 个支撑点是孔（RPS1）、曲面点（RPS2Fz）、曲面点（RPS3Fz），X 方向的支撑点 是孔（RPS1）、曲面点（RPS4Fx），Y 方向的支撑点是孔（RPS1），零件的 6 个自由度得到了约束。 （２） 建立基准[2] 根据上述条件，我们先建立三坐标测量的第一基准，可以编制一个测量程序，将该零件的孔（RPS1） 设为固定点，将 RPS2Fz、RPS3Fz、RPS4Fz 设在一个曲面里，根据 RPS1、RPS2、RPS3Z 向理论值设置假 想平面 PLAN1，通过旋转定为 Z 轴，根据 RPS1、RPS4 的 X 的理论值设置假想线 LIN，旋转定为 Y 轴， RPS1 的理论值 X、Y、Z 设置为原点。 （３） 测量 手动测量这些 RPS 点在零件上的大致位置，让计算机找到手动采点与真实点之间的偏差，若存在偏差 较大，可按计算机显示的偏差进行手动修正测量，若偏差较小，计算机就会默认通过。 （４） 拟合 在第一基准的基础上设立第二基准，用 best－fit 对 RPS2Fz、RPS3Fz、RPS4Fz 点进行拟合，让三坐标 测量机自动去测量，检查测量偏差，在第二基准的基础上用上述方法再设立第三基准……，依次类推，我 们可以进行多次拟合，建立多次基准，观察拟合结果，每次拟合后偏差会逐渐减少直至趋于一致。若一个 零件在制造过程中比较稳定的话，通过 3～5 次的 best-fit，测量结果中反映出一组 RPS 的最终拟合偏差小 于零件本身公差带的十分之一以下，反之说明零件在制造中已发生了变形。风管的公差为±0.5mm，即 RPS 的最后拟合结果≤0.1mm 即可。图 2 是风管 RPS 的拟合结果。
RPS详解
1. RPS定位系统图1RPS起源于大众公司，是德语REFERENZPUCKTSYSTEM的缩写，英文名称为Reference Point System。
通常主定位方式为3-2-1法则，某些零件需要添加辅助定位则为N-2-1法则。
这种系统与以往定位点不同之处在于定位点的一致性上，不采用RPS定位系统时零件和总成的定位往往是单独考虑的，定位点在零件分总成和总成上并不能保证一致，这样的话在公差累积中由于定位点的不同会额外的计入一部分公差从而降低精度。
如下图2所示，对于左边的零件如果在单件时使用绿色的定位点定位，而在焊接分总成时采用红色的定位点定位，那么在两次定位过程中会产生误差。
图2RPS在GD&T图纸上的表示方法各个公司也有不同，通常情况下针对检具的RPS要区分主辅定位，区分方法可以通过编号，字母大小写，以及图示方法。
下图3是一种对应全局坐标的主辅定位图示。
个人认为图示方法较为系统化和方便辨识。
图3RPS定位点的具体选择往往由经验丰富的专家负责进行，同时也不是尺寸公差一家之言，而是需要冲压，焊装，总装，尺寸公差，以及产品设计部门共同制定。
这样做的主要目的是为保证定位一致性以及可行性。
可行性是考虑到某些位置也许对于公差累积是有利的但是在产品设计或夹具制造过程中无法实现。
具体选择标准通常是经验考虑，下图4简单列举了几种情况。
一般来说定位孔的选择主要是考虑其在零件上的位置，同时孔轴心尽量与零件平面垂直；定位面尽量选择正向平面，对于重要的定位孔基面及定位面若曲率较大应作出定位凸台；考虑整个零件的尺寸主定位点应尽量分散但不要太靠近边缘，对于中等尺寸零件定位点距边缘的距离应在整个长度的1/6左右。
当然随着冲压和焊接技术的提高，很多原来被认为不适合定位的位置也变得可以用作定位了，总的来说定位点的选择越来越多样化也越来越“随意”。
下载 (20.27 KB)2009-7-29 17:03为了最大限度的减小在汽车制造过程中所产生的系统累积误差，欧洲和北美的很多汽车企业，尤其是德国的汽车企业，都采用了一种叫做参考点系统或者近似参考点系统的理论，以保证汽车在设计、制造和检验过程中采用统一的定位基准。
什么是RPS
什么是RPS(REFERENZPUC KTSYSTEM)？2007-08-08 10:10RPS即汽车设计制造过程中贯穿前后的基准点系统，是目前在大众汽车中应用的一种的定位体系，它被利用来保证汽车零部件尺寸稳定性和零部件功能，保证产品质量稳定性方面。
汽车是一个极其复杂的产品，其质量关注点很多，包含方方面面，如：漏水，关紧力大，风噪，配合差，异响，刮漆，阻滞等等，但实际调查表明，超过85%的问题是由制造过程中的尺寸问题引发地。
如何使产品从开始设计到制造过程中的各个环节，尽可能的减少尺寸偏差累积，是提高最终产品质量的一个关键要素。
在这一点上，各大汽车厂商走出了相近，但又有所不同的路，即引入GD&T（或类似），及基准一致性原则，但应用上有所差异。
北美和欧洲的厂商定位倾向与实际保持一致，日本厂家的定位是用来研究如何保证零件的质量，而韩国厂家则是通过定位来压迫零件变形，使之达到要求。
大众汽车则最终发展成了所要讲的RPS系统。
RPS简单的讲，就是指基准一致性。
它是指一种统一的和通用的，并带有相应公差范围的，在空间固定部件的基准体系，要求产品设计，制造和质量保证中使用一样的、共同适用的定位。
RPS根据一系列原则，制定一些从开发到制造,检测直至批量装车各环节所有涉及到的人员共同遵循的定位点及其公差要求。
按照大众内部的传统做法是，一辆汽车是借助于总坐标系（数学汽车坐标系）来确立的，坐标系的原点建立在汽车轿轴上的中心；而对于基准点系统来说，同时又在总坐标系中建立相对坐标系即部件型坐标系，其原点是那个部件的某个定位点即主要基准点，再将部件型坐标系附加到总坐标系。
部件型坐标系的原点相对于总坐标系原点本身无公差，但在处理相应基准点的加工尺寸时，相对尺寸自然是带公差的.由此，任意一个零件都坐落在自身的坐标系中。
当有两个零件组装时，将标出两个零件相互间的公差，在组装之后，两个坐标系中的一个零件的原点失去其功能，这样新的部件重新只用一个部件型基准坐标来描述，两个参照系中的一个被取消。
RPS系统介绍
RPS系统长期以来，大量的尺寸超差给汽车制造企业带来重大的损失：不仅严重影响零件功能的发挥，而且经常导致零件报废使得汽车成本增加。
尺寸偏差大给整车匹配带来的麻烦更大：间隙和平度不合格而且原因的查找又非常困难。
因而保证零件尺寸精度是每一个汽车制造企业所追求的目标。
那么谁是保证零件尺寸精度的主角？人们往往认为这是生产部门和质量保证部门的事情，而开发部门只要完成理论和概念设计就大功告成了。
随着汽车工业技术的进步和业内人士思想观念的转变，零件尺寸精度的保证已不再仅仅是生产部门和质量保证部门的事情，而是要从产品开发阶段就开始考虑了。
RPS系统就是出于这种思想被发明出来并被世界各大汽车公司投入到使用当中。
发明者是率先采用流水线作业而带来世界汽车工业革命的美国福特公司。
在大众公司，RPS系统被制定成公司标准VW01055。
RPS是德语单词Referenzpunktsystem(定位点系统)的缩写。
从A4车开始，没有填写RPS表格的图纸就得不到认可的批准。
由此可见RPS系统的重要地位。
下面从几个方面对RPS系统作以介绍，以便与大家共享。
一 RPS系统的定义和作用RPS．．．系统就是规定一些从开发到制造、检测直至批量装车各环节所有涉及到的人员共同．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．遵循的定位点及其公差要求．．．．．．．．．．．．。
在确定这些定位点时必须遵循RPS系统的规则。
RPS系统的作用主要体现在下面三个方面：1.避免了由于基准点的变换造成零件尺寸公差加大。
例如：要在板件上钻孔B和C，这两个孔与其它件上销钉配合，公差越小越好。
零件上还需要钻出孔D，见图1、图2。
下面用两种方式加工：(1)加工时基准点发生变换步骤1 用孔A定位钻出孔B和孔D公差 A…B = +/-0.1图1 加工时基准点发生变换图2 加工时基准不变化A …D = +/-0.1步骤2 用孔D 定位钻孔C (这时基准由孔A 变为孔D)公差 D …C = +/-0.1 孔B 、孔C 距离公差结果A …B = +/-0.1 A …D = +/-0.1 D…C = +/-0.1 B …C = +/-0.3(2) 加工时基准不变化步骤1 用孔A 定位钻出孔 B和孔D 公差 A …B = +/-0.1A …D = +/-0.1 步骤2 板件仍以孔A 定位钻孔C (基准没有变化)公差 A …C = +/-0.1 孔B 、孔C 距离公差结果A …B = +/-0.1 A…C = +/-0.1 B …C = +/-0.2比较两种情况可以看出，加工孔C 时基准不变比基准变换造成的公差减小了+/-0.1mm上面例子给我们的提示是：为避免基准变换，必须事先规定好在制造和测量过程中的基准点。
车身RPS系统理论基础知识
RPS 系 统 理 论
五.基准点RPS3Fy表示什么？
1.支承孔，固定y方向 2.圆孔，y方向上固定了3次 3.平面，固定了3个方面 4.棱，固定y方向
RPS 系 统 理 论
六.在总装过程中基准点会发生什么情况？
1.在总装过程中，现有的基准点将 对半等分，即一半的基准点将失效。 2.在总装过程中，将按照3-2-1准 则对现有的基准点进行选择使用。 3.在总装过程中，全部的基准点将 一直有效。
从单件生产到组装的全过程，一定要一致的应用基准点准则，这样才可以 充分发挥基准点系统的优势。利用RPS点的可重复利用性，可以提高产品的 精度和质量。 这就意味着所有的工序都必须采用相同的支承定位。如果零件每次都用不 同的支承，那么即使零件能够定位，也会产生其它的一些问题，结果往往是 在零件加工和以后的零件组装过程中就会产生偏差累计现象。
旋转。保证RPS点的网格平行性在生产和测量过程中非常重要，它 能使零件更加准确地定位，并使快速而准确地分析误差成为可能。
RPS 系 统 理 论
平行性准则
X
X
X
X
Z
X
X
RPS 系 统 理 论
Bemerkung: 如果零件上很难找到足够的与网格平行的平面
作为RPS点，那就应当在零件上特别构造这样的平面。当然，如
基准点必须布置于零件稳定区域内，即在以后的加工过程中不会改变的区 域。
RPS 系 统 理 论
基准点应尽可能按照DIN01077和DIN01078中的规定的标准形式和尺寸
实施，优先选择孔，其次是面，最后为棱边。如果在零件中提不出孔，则 必须选择平面或棱边作为所确定的基准点。
RPS 系 统 理 论
RPS 系 统 理 论
RPS测量技术
定位方法——RPS系统 RPS系统 RPS
定位方法——RPS系统 RPS系统 RPS
图中RPS5fz是附加定位点，它的命名与主RPS点相 似，但定位方式用小写字母表示。 3-2-1规则适用于任何形状的零件。但是任何规则 都有例外，下面三种情况与3-2-1规则相悖： 例 1 ：球体只需要3个定位点即达到平衡，如图8 所示。 例 2 ：旋转体需要5个定位点即达到平衡，如图9 所示。 例 3 ：铰接零件平衡需要的定位点多于6个，必须 有附加的定位才能达到平衡状态，如图10所示。
在零件图纸中画出整车坐标是有意义的--这可以 确定零件在整车中的位置，这是零件设计过程中重要的 基础。可是对于零件的制造和测量，采用整车坐标会带 来很多困难。RPS系统要求建立起零件自身的坐标系--零 件坐标系，并以此作为基础。 零件坐标系是以整车坐标系为基础建立起来的， 有下面两种建立方式： 通过在整车坐标系中平移建立，这是通常的情况 通过在整车坐标系中旋转建立，这是特殊的情况
图11所示为两种定位系统。
定位方法——RPS系统 RPS系统 RPS
定位方法——RPS系统 RPS系统 RPS
将合格的零件放到两种定位系统中，似乎看不出有 什么不同，见图12：
定位方法——RPS系统 RPS系统 RPS
当零件出现了制造公差，如图13所示，2个零件在X 方向存在偏差--它们比合格零件做短了。
定位方法——RPS系统 RPS系统 RPS
那么RPS3Fz的名义尺寸计算结果如下：
因为名义尺寸是绝对值，所以都是正值。 在大众公司产品图中，在确定为RPS点的部位画出 网格框并引出箭头线标出名称，如图26所示，同时在图 中列出RPS表格。RPS表格已被规定为图纸内容的重要组 成部分。RPS表格的形式及各栏目意义如表一所示。
RPS基准点系统的测量原理分析(汽车)
RPS基准点系统的测量原理分析作者：北京航空精密机械研究所谭本能魏国强关键字：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。
1 RPS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，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。
RPS321原理
确定基准点的原则•基准点的统一性必须体现在所有制造、装配、检验和安装工序中。
•基准点必须定位在零部件的稳定部位上，这些部位即使在后续开发和（或）生产过程也不会发生变化；•确定基准点系统应该遵循由大总成基准向小总成基准最后到单位基准的确定原则；•确定基准点系统应该遵循3-2-1规则。
•在确定一个基准孔时应尽可能选择距零件中心较远处的孔做为定位孔，以提高定位精度；••在确定两个基准孔时要求尽可能远地选择距离相对较远的且成对角线形的孔，以提高定位精度●在确定RPS时应尽按3-2-1法则进行，但因汽车板金板不同于一般的钢性零件，为了保证零件在组焊时的不变形，有时会选择更多的定位面，出现过定位现象（N-2-1），在此情况下通常定位面的间距在300mm左右，直线区域要相对更大些；二RPS系统的作用•避免了由于基准点的变换造成零件尺寸公差加大。
•RPS点是模具、工装、检具的定位点。
为了实现统一的定位技术规则，必须保证模具、工装、检测工具、都按照RPS点来制造。
这一点是RPS系统最重要的作用。
RPS系统的五大规则•3-2-1规则•坐标平行规则•统一性规则•尺寸标注规则•RPS尺寸图3-2-1规则•一个刚体的平行移动和转动共有6个自由度。
限制其6个自由度，刚体才能保持平衡。
按照3-2-1规则，保持刚体平衡状态需要6个定位点•其中3个定位点在Z 方向•2个定位点在Y 方向•1个定位点在X 方向•3-2-1规则由此得来。
这些点就是RPS系统的定位点，称为RPS点•xy平面约束了三个自由度，即z方向上的移动和围绕x 和y轴的转动；在圆孔中的柱销约束了在x和y方向上平行于轴线的移动；在长孔中的柱销则只能约束围绕z轴的转动；•此法则同样适用于其它任何刚性零部件，无论零部件在结构上达到多高的复杂程度。
•车身是有易变形薄板件组成，3-2-1规则不能满足夹具和检具设计要求。
•提出新的定位原理N-2-1规则（N≥3）。
RPS 系统介绍
RPS系统长期以来，大量的尺寸超差给汽车制造企业带来重大的损失：不仅严重影响零件功能的发挥，而且经常导致零件报废使得汽车成本增加。
尺寸偏差大给整车匹配带来的麻烦更大：间隙和平度不合格而且原因的查找又非常困难。
因而保证零件尺寸精度是每一个汽车制造企业所追求的目标。
那么谁是保证零件尺寸精度的主角？人们往往认为这是生产部门和质量保证部门的事情，而开发部门只要完成理论和概念设计就大功告成了。
随着汽车工业技术的进步和业内人士思想观念的转变，零件尺寸精度的保证已不再仅仅是生产部门和质量保证部门的事情，而是要从产品开发阶段就开始考虑了。
RPS系统就是出于这种思想被发明出来并被世界各大汽车公司投入到使用当中。
发明者是率先采用流水线作业而带来世界汽车工业革命的美国福特公司。
在大众公司，RPS系统被制定成公司标准VW01055。
RPS是德语单词Referenzpunktsystem(定位点系统)的缩写。
从A4车开始，没有填写RPS表格的图纸就得不到认可的批准。
由此可见RPS系统的重要地位。
下面从几个方面对RPS系统作以介绍，以便与大家共享。
一 RPS系统的定义和作用RPS．．．系统就是规定一些从开发到制造、检测直至批量装车各环节所有涉及到的人员共同．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．遵循的定位点及其公差要求．．．．．．．．．．．．。
在确定这些定位点时必须遵循RPS系统的规则。
RPS系统的作用主要体现在下面三个方面：1.避免了由于基准点的变换造成零件尺寸公差加大。
例如：要在板件上钻孔B和C，这两个孔与其它件上销钉配合，公差越小越好。
零件上还需要钻出孔D，见图1、图2。
下面用两种方式加工：(1)加工时基准点发生变换步骤1 用孔A定位钻出孔B和孔D公差 A…B = +/-0.1图 1 加工时基准点发生变换图2 加工时基准不变化A …D = +/-0.1步骤2 用孔D 定位钻孔C (这时基准由孔A 变为孔D)公差 D …C = +/-0.1孔B 、孔C 距离公差结果A …B = +/-0.1 A …D = +/-0.1 D …C = +/-0.1B …C = +/-0.3(2) 加工时基准不变化步骤1 用孔A 定位钻出孔B 和孔D公差 A …B = +/-0.1 A …D = +/-0.1步骤2 板件仍以孔A 定位钻孔C (基准没有变化)公差 A …C = +/-0.1孔B 、孔C 距离公差结果A …B = +/-0.1 A …C = +/-0.1B …C = +/-0.2比较两种情况可以看出，加工孔C 时基准不变比基准变换造成的公差减小了+/-0.1mm上面例子给我们的提示是：为避免基准变换，必须事先规定好在制造和测量过程中的基准点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
1 RPS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，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RPS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
2.1 RPS基准点测量方法的几何意义
RPS基准点测量方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测量机平台上即可，但对测量操作人员的操作技能要求较高。
两种方法的对比在下表中可清楚地反映出来。
1 总结
RPS基准点系统是非常灵活而实用的建立汽车车身坐标系的方法，可减少测量误差；保证产品的精度和质量，满足汽车制造业和模具制造业设计与制造的需要，同时可节省检具(测量工装)制造费用，在汽车制造业和模具制造业中有十分广阔的应用。