rps(RPS理论基础知识)

大家好!我来了。上一期我们介绍了模具的相关知识,这一期我们介绍一下RPS。

由于篇幅有限,我们分成两部分来介绍。

RPS:零件精确的位置和尺寸精度是成就良好的操控性和配合的关键;

用来满足这些需求的手段就是RPS( The reference point system)

在研发到产品制造的每一个阶段,定位的位置和尺寸都是相同的,从单件到总成直至完成整车

我们按照以下几个方面来了解RPS

1.为什么使用RPS?

2. 什么是RPS?

3. 3-2-1原则

4.零件尺寸的表达

5. 与坐标系平行

6.一致性

7. RPS流程

RPS 为满足客户需求,在产品研发过程中必须特别注意。

当然在产品设计中,客户所关注的:

安全 safety

稳定可靠 stability

良好的操控性 operate

精确的配合accurately matching

一、为什么使用RPS ?

所有的汽车制造厂在巨大的压力之下都在不断的提高产品质量、改善生产工艺,同时降低制造成本。

实际上,令人苦恼的是所有的问题都需要送到修理厂进行售后处理,导致高额的成本消耗

原因总是相同的:

零件不能被精确的定位

零件的尺寸精度不能令人满意

按照制造工艺,复合公差在累加

结果:

当总成装配时,出现很多配合问题,没人能解释这是为什么

事实上尽管所有的零件都在不断地进行测量、检查,但确切地是什么导致了这些经常性的偏差?

问题根源:1基准变化 2.准备不足3.诊断不足

在生产过程中,每一个人都想当然的从各自不同的点来测量这个零件,并且认为这是最好的。

最终导致不同的测量结果。

很清楚,这些源头性问题将直接导致生产过程中的诸多缺陷

RPS系统的另一个优势:

RPS能用于直接装配,从而大幅度削减定位样板的使用

除了样板本身的成本,样本的使用导致装配需求的增加,导致操作时间的增加

总结

事故频繁的发生、后序处理的高额成本,迫使过程必须改善;

在生产过程中尺寸不良的原因包括:

生产工序中的基准变换

设计阶段对定位准备的不充分

涉及这些内容的沟通、讨论不充分

通过RPS的一致使用,是能够缩减制造公差、减少后需处理、缩减生产时间,最终保证的是高质量、低成本。

二、RPS是什么?

RPS的定义

通过RPS的使用,改善产品质量和过程精度。

在定义RPS点的同时,应用测量的原则。

RPS依照《基准点系统-RPS-图示法》执行;

类似的系统在其它汽车制造厂家也在使用(Opel在使用ASKF系统〔=Locate-Sketch-Car Body-Production〕,Ford在使用MCP〔Master Control Points〕,Mazda在使用PLP〔Principle Location Point〕,Toyota在使用LM〔Locator Map〕,Renault及很多日本公司都有类似系统。)

RPS描述了一致性定位内容和应用于整车基准系统的内容

在生产工序中,基准变换必须严格防范,这样可以减少公差的累加,产品质量会得到提升

在生产的每一个阶段,零件固定、测量都在不同位置,这就是基准变化(这里的阶段包括生产工位和产品阶段,基准变换在产品某些高质量需求的区域内需要特别关注;RPS应统一质量标准并且延伸到所有区域,包括车身结构)

基准变化产生的问题:

当定位变化时,测量结果和生产结果会不同,对于尺寸稳定来说没有重复性。

非重复性的结果产生了连续的、不可控的过程变化,查找错误变复杂

在钢板上要钻B孔和C孔,让另外一个零件上的楔子插入到这个孔里,同时也需要钻D孔。

首先,钻出了A孔,用钢板上的A孔做定位

下面进入下一道工序

一、采用基准变换的方法

第一步:

以A孔固定,在钢板上钻B和D孔

公差: A…B=±0.1

A…D=±0.1

第二步:

以D孔定位(基准变换了),在钢板上钻C孔

公差: D…C=±0.1

结果:

公差: B…C

A…B ±0.1

A…D ±0.1

D…C ±0.1

B…C ±0.3

采用基准变换的方法

二、不采用基准变换的方法

以A孔固定,在钢板上钻B和D

公差: A…B=±0.1

A…D=±0.1

第二步:

继续以A孔定位(基准无变化),在钢板上钻C孔

公差: A…C=±0.1

结果:

公差: B…C

A…B ±0.1

A…C ±0.1

B…C ±0.2

基准变换的方式:

以A孔定位,钻B和D孔

以D孔定位,钻C孔

公差: B…C=±0.3mm

基准无变换的方式:

以A孔定位,钻B和D孔

继续以A孔定位,钻C孔

公差: B…C=±0.2mm

说明:

从这个例子来看,避免基准变化,B…C尺寸将减少公差±0.1mm

为了避免基准变换,所有的生产工位制造和测量必须使用同样的基准点

例外的情况:

在功能能够实现的基础上,考虑周全的基准变换也是可以的

在计算尺寸时,额外的公差必须考虑(例如门的包边)

同步工程团队是推动所有参与者达成一致意见最合适的组织,按这种方式,在早期各专业领域的代表能够在一起研讨新产品

RPS点是产品研发过程中的一个额外课题

为了保证RPS点在实际生产中能切实使用,定义RPS点时必须遵循某些规则,如下:

1.3-2-1法则

2.坐标系平行原则

3.连续一致原则

4.基于尺寸计算原则

5.RPS尺寸公差表

一、3-2-1法则

为了把这个刚性体确确实实地定位住,必须限定六个方向的移动

按照3-2-1法则,可以用这6个定位点来代替

Z向3个定位点

Y向2个定位点

X向1个定位点

这些定位点是基准点,基准点必须清晰的标明

定位点可以是面,也可以是孔、边、销; 孔和销能限定两个自由度,面能限定一个自由度

标注

基准点(主要的定位点)按照RPS1到RPS6被连续的命名、标注(对于刚性体而言)。

每一种定位形式将用字母表示:H代表孔和销,F代表面和边,T代表理论点;定位方向(x,y,z)用小写字母标识。例如:RPS3Fz

额外的支撑点也这样标准,但用小写字母表示定位形式;

对于旋转的坐标系,定位方向用小写的a,b,c表示(见3-2-1法则)

二、坐标系平行原则

RPS点的定位方向必须定义与零件基准系平行

如果零件上没有与坐标系平行的平面,需要创建

与坐标系方向不平行的面很难去定位

零件基准系

1. 零件基准系是零件尺寸计算的基础;

2. 它的原点是从基准点开始定义的;

3. 这个基准系是整车坐标系的平行移动,另一种情况是整车坐标系的旋转

三、连续一致原则

基准点必须使用在所有的加工、组装、装配和检验过程中

基于此,基准点应该是

1.孔和面都尽可能的在部件上应用;

2.在零件的稳定区域设置;

3.所定义的位置无论单件还是后续连续的装配过程中都能轻松使用

四、基于尺寸计算原则

零件在整车中的位置是通过整车坐标系的方式来定义的

零件坐标系是零件尺寸计算的基础,通过RPS来定义

RPS主定位点形成了从0点开始的三维坐标,X、Y、Z轴,他们形成了针对零件的零件坐标系

如果两个零件组装在一起,对于总成件 ,已存在的RPS又重新构建了一个新的坐标系,是这个总成件的坐标系

整车坐标系

1. 坐标系原点定义车前轮的轴心;

2. 网格线平行于X、Y和Z轴,这些理论上的线条穿过整个车身;

3. 车身上的每一个点都可以用坐标网格来定义。

五、RPS尺寸公差表

RPS点通过SETs来定义,在零件尺寸公差表上输入

1. 工程图纸含一张名义尺寸和公差的表;

2. 工程图纸直到RPS点建立以后才能发放;

3. 工程图纸按照零件坐标系直接进行尺寸标注,功能尺寸用引出箭头表示。

一直到尺寸公差表输入到工程图纸中

Simulataneous Engineering Teams

同步工程团队(SETs)是一个研究某个特定任务的组织,就像模块开发,它向这个项目的头或某块专家负责;

SETs由商务人员、制造工艺及相关的公司组成,共同参与项目;

基准点的设定对于以下有着特殊意义

基准点被用在夹持的工装上;

为了实现定位一致的技术要求,

所有的工装

所有的设备

所有的检测装置

都需要按照基准点系统建造

RPS的一个目标是在生产中使用尽可能少的样板来减少作业时间;

装配两个件时,如果在一个件上定位点是孔,在另一个件上是销,通常能够取消样板的使用;

这种方式能够保证零件自动装配在合适的位置

总结

RPS表示基准点系统,按照《基准点系统-RPS-图示法》进行;

在零件上的基准点和固定点被一致采用,贯穿整个生产和测量过程(这样避免基准变换);

RPS系统可以缩短公差链,以求获得最小的累积公差

基准点按照3-2-1法则定义;

RPS是一个针对零件的基准系统;

RPS点的定义要平行于坐标系;

为了保证基准点连续使用,这些点应该由参与零件工作的SET联合确定。

好了RPS的有点多,由于篇幅的限制,我们明天继续。

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