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在竞争白热化的汽车制造业,车身外观品质和严丝合缝的装配间隙已成为消费者感知产品质量最直观的窗口。传统“单点合格率”的质检标准,虽能保证零件在理论上的合规性,却常常在面对复杂的装配问题时束手无策。
那么,如何跨越从“零件合格”到“装配完美”的鸿沟?答案在于两个核心工程理念的深度应用:功能尺寸与局部坐标系。它们共同构成了一套精准诊断和预测装配问题的“工程语言”,而如海克斯康eMMA这样的先进质量数据管理系统,正是这套语言的卓越“翻译官”与“执行者”。
简单来说:功能尺寸定义了“要控制什么”——即哪些几何关系对装配功能至关重要。
局部坐标系定义了“在哪个基准下控制”——即建立一个与装配功能相关的测量基准。
下面我们详细探讨这两个概念在车身装配中的具体应用。

功能尺寸
定义“什么才是真正的关键”
权威定义:超越几何,聚焦功能
根据 ISO 14405-1:2016 与中国国家推荐标准 GB/T 38762.1-2020的定义:
功能尺寸:直接影响产品功能的尺寸。
这一定义的精髓在于,它将一个尺寸的重要性从纯粹的几何属性,转向了其在产品中的“功能”角色。一个尺寸是否关键,不取决于它的大小,而在于它是否影响产品的装配性、互换性、性能、外观与安全。
在eMMA系统中的工程化实践
在海克斯康eMMA的3D尺寸数据管理平台中,这一定义被具体化为可测量、可分析的工程指标。正如其官方技术文档所述:
“功能尺寸是一种与单点尺寸不同的概念……针对有装配相关关系的测点,将其相对位置作为新的尺寸来评判是否满足公差要求。”
eMMA系统将功能尺寸具体化为以下几种关键类型,直接对应车身装配的各类场景:
间隙与面差:
评价来自两个不同零件的测点之间的装配关系,是汽车外观品质最直接的体现。
对中点/对称点:
评价关于Y轴对称的两个特征之间的中点位置偏差,用于诊断大灯、尾灯等部件是否“装歪了”。
一致性/轮廓度:
评价一组测点(至少3个)的轮廓度或孔组在某一轴向上的偏差极差。它能发现“整体倾斜”或“波浪形”的制造缺陷,即使每个单点偏差都不大。
夹角:
通过两组测点计算两条虚拟直线的夹角,用于控制车门铰链、滑轨等运动部件的顺畅度。
局部坐标系
设定“正确的测量基准”
为何需要局部坐标系?
在全局坐标系下,一个零件可能因夹具偏差或焊接变形发生整体位移或旋转。这种“整体偏差”可能并不影响其与相邻零件的装配。如果在全局坐标系下评价,所有测点都会显示超差,从而掩盖了零件自身真正的制造误差和关键的装配问题。
局部坐标系的作用,就是建立一个与特定装配功能相关的测量基准,过滤掉非关键的整体偏差,让分析聚焦于零件本身的制造精度和更关键的局部装配关系。
在eMMA中的实现方式
在eMMA Planner或Assembler模块中,工程师可以基于实际装配基准,轻松创建局部坐标系。最常用的方法是 “3-2-1”原则,即通过三个点确定主基准面(限制三个自由度),两个点确定次基准轴(限制两个自由度),一个点确定第三基准(限制最后一个自由度),从而完全限定零件的位置。
协同作战
eMMA平台上的实战流程
功能尺寸与局部坐标系在eMMA系统中并非孤立存在,而是形成一个闭环的质量控制流程,其协同应用逻辑清晰,让我们分解到具体应用阶段:
规划阶段
工程师基于CAD模型,首先为零件定义其局部坐标系(通常基于RPS定位系统)。
随后,在正确的局部坐标系下,创建各类功能尺寸(如间隙面差、对称点等),并设定比单点尺寸更严格的功能公差。
分析阶段:
测量数据上传后,系统自动将实测数据与理论CAD模型在定义的局部坐标系下进行对齐。
在eMMA Assembler中,可将多个零件以其自身的局部坐标系为基准,进行“虚拟匹配”。系统在此虚拟装配状态下,计算它们之间的间隙面差功能尺寸,能在物理样件制造前就精准预测装配问题,极大节约成本与时间。
在eMMA Analyst中,工程师可调用预定义的功能尺寸,进行趋势分析、SPC过程能力计算(如Cp、Cpk),所有分析都基于最能反映真实装配状态的基准进行。
总结与价值
统一结合,创造颠覆性价值
将功能尺寸与局部坐标系结合在统一的质量管理平台中,其价值是颠覆性的:
精准性:
从“大海捞针”变为“精准定位”,快速锁定影响装配的真正根源。
预见性:
通过虚拟匹配,在数字世界提前验证和优化装配方案,实现“问题前置,成本降低”。
协同性:
为设计、工艺、质量部门提供了统一、精确、直观的“数据语言”,共同驱动产品质量的持续改进。
在智能制造的时代,仅仅保证零件的“单点合格”已远远不够。通过引入功能尺寸来定义关键质量特性,并利用局部坐标系确保在正确的基准下进行评价,最终在如海克斯康eMMA这样的集成化平台上实现全流程管理,是企业迈向高质量制造、赢得市场竞争的必由之路。