汽车尺寸工程设计RPS设计

保障尺寸精度的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 = +/-0.1A…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)图 1 加工时基准点发生变换图2 加工时基准不变化公差 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。

车身钣金件RPS设计规范车身钣金件RPS设计规范1范围本标准适用于汽车车身，零件及装配部件在产品设计阶段中的尺寸及公差标注、制造阶段中的主控点选择和检验阶段中的基准点确认，使设计部门，制造部门及检验部门具有同一定位基准，保证相同的尺寸关系。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

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AERI-I-027 白车身RPS点冻结流程3术语和定义3.1 RPS系统RPS起源于大众公司，是德语REFERENZPUCKTSYSTEM的缩写，英文名称为Reference Point System。

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涉及到的人员共同遵循的定位点及其公差、要求。

4 RPS 规范性表示方式4.1 RPS编号规则如图1所示：图14.2 RPS图形表示方法4.2.1定位孔的图形表示要求如下：a、图形大小需与零件定位孔同径，内部填充辐射线；b、定位孔图形所在平面与零件定位孔所在平贴合，如图2所示：图24.2.2定位面的图形表示要求如下：a、图形形状、大小统一为10X10方形，内部填充网格线；b、 RPS面与圆角边距离x>3mm；c、正方形一条边方向需与圆角边切线平行；d、 RPS面与零件型面贴合，如图3所示：图34.2.3定位切边的图形表示要求如下：a、图形形状、大小统一为10X10方形，内部填充网格线；b、图形所在面需与切边所在面垂直，长度方向与零件切边平行，如图4所示：图45. RPS定位系统5.1 RPS定位系统的基本原理每个刚性物体在三维空间中皆具有六个自由度，其中三个沿X,Y,Z坐标轴的移动自由度，三个围绕X,Y,Z坐标轴转动自由度，如图5所示。

在加工时要确定刚体的位置，必须限制其6个自由度。

对于非刚性的零件来说，需要在非刚性方向额外增加约束，以确保零件在空间的稳定性。

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。

随着我国汽车市场的发展，汽车换代不断加快，汽车开发周期不断缩短，同时要求车身尺寸质量水平同步提升。

现代汽车制造中，普遍采用车身制造综合误差指数CII（Continuous Improvement Indicator）来控制车身制造质量，即2mm工程。

2mm（6σ）应用于汽车工业不仅可以实现经济的汽车制造，同时也是国家制造技术水平的综合反映。

自从RPS、MCP引进国内汽车市场后，经过近年来的不断发展，成为汽车行业内产品开发和工艺开发最为重要的基础技术之一。

RPS、MCP理论的充分应用与完善，以及焊装SE水平、冲压件制造、夹具设计制造水平的提高，极大地推动了国内车身制造水平的发展。

然而在新车型开发过程中，车身零件RPS、MCP的设计，采用传统二维的设计形式，设计周期长、效率低，若需调整优化较为繁琐，且需要设计人员有较好的三维空间能力，影响了RPS、MCP的设计、评审等工作的开展。

如何提升RPS、MCP工作开展的效率，缩短设计周期，业内一直都在探索。

目前，结合已开发新车型的尝试，三维设计形式的RPS、MCP将很好地解决此问题，以下将进行阐述。

RPS、MCP设计流程1.RPS、MCP概述RPS（Reference Point System）即定位基准点系统，规定了汽车产品制造各环节（包括模具、夹具、检具、装具及测量等）统一的基准系统。

以前后统一、上下继承的形式，保证各个环节上由定位基准变换所产生的尺寸偏差最小的车身基准点系统。

RPS的应用优势在于，从设计到生产各个环节中的基准尽量统一，从而减小制造误差，提高车身制造精度。

MCP（Master Control Point）即主要控制点，是产品（冲压件、分总成件、总成件及白车身）质量控制的主要基准点及焊接夹具的基准点，在新车型设计阶段同步完成，可使产品质量波动最小化。

MCP贯穿新车型产品设计、冲压、焊接以及白车身检测等生产的整个过程。

三维RPS、MCP设计遵循了二维RPS、MCP设计的设计原则，采三维RPS、MCP在新车型开发中的应用田飞，周海波，臧永志上海锐镁新能源科技有限公司杭州分公司 浙江杭州 310002摘要：分析介绍了同步工程中RPS、MCP设计的一般流程、设计原则及内容，提出二维设计在设计过程中出现的问题，结合实践经验，展示了新型三维设计在RPS、MCP设计中的应用，并结合实际案例进一步说明了三维RPS、MCP在设计中存在的优势。

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。

提要近年来，世界各国都把提高产品竞争力和发展高技术作为科技工作的主攻方向。

在高速、安全、舒适的基础上，力求好看，好用，好修，好造，这就是现代汽车制造的普遍趋势。

由于车身是汽车给人的第一印象，因此，它对于几何方面的质量就提出了更高的要求，这就需要用零件的尺寸精度来保证。

但是，长期以来，大量的尺寸超差给汽车制造企业带来了重大的损失：不仅严重影响零件功能的发挥，而且经常导致零件的报废，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。

RPS理论就可以有效地解决这些问题。

RPS是德语单词REFERENZPUCKTSYSTEM（定位点系统）的缩写。

其原理是：通过保证定位具有足够的精度来实现零件的加工精度，即零件的全部工序应保证定位基准单一化原则。

本文根据该理论的原理，详细讨论了车身定位点的五大原则，并以宝来车为例应用到车门的设计方案中，探讨了车门生产过程中的定位问题，并给出了车门定位点的初步方案。

本文对于汽车车身覆盖件的设计、生产等工程实际问题有一定的指导性意义。

目录第一章绪论 (1)§1-1RPS的开发背景 (1)§1-2RPS的定义及制定过程 (1)§1-3课题来源及意义 (4)第二章定位点系统的作用 (6)§2-1基准概述 (6)§2-2公差概述 (7)§2-3尺寸链概述 (8)§2-4尺寸链基本计算公式 (10)§2-5定位点系统的作用 (12)第三章RPS系统的五大规则 (15)§3-1 3-2-1规则 (15)§3-2坐标平行规则 (22)§3-3统一性规则 (25)§3-4尺寸标注规则 (27)§3-5RPS尺寸图 (32)第四章RPS理论在车门上的应用 (35)§4-1车门简介 (35)§4-2设计方案的确定 (36)结束语 ........................................................ .46致谢 ........................................................ .47参考文献 (48)中文摘要 (i)英文摘要 (ii)第一章绪论§1—1 RPS的开发背景长期以来，大量的尺寸超差给汽车制造企业带来重大损失：不仅严重影响零件功能，而且经常导致零件报废使得汽车成本增加。

车身制造定位参考系统（RPS）设计实验报告目录一、课程设计的题目 (1)二、课程设计的要求 (1)三、课程设计的任务 (1)四、课程设计内容 (1)五、定位参考系统（RPS）设计时的理论依据 (1)1、RPS概念 (1)2、RPS系统的定义 (1)3.RPS系统的作用 (1)4.RPS系统的意义 (2)六、RPS制定步骤 (2)七、RPS系统的3-2-1规则 (2)八、RPS的统一性和连续性规则 (2)九、各零件RPS主控制点的选择 (3)1.车门内板RPS主控制点的选择 (3)2.车门外板RPS主控制点的选择 (4)3.车门外板下窗框加强板RPS主控制点的选择 (5)4.车门内板铰链加强板RPS主控制点的选择 (6)十、设计内容参考资料 (7)十一、对课程设计的心得体会等 (7)一、课程设计的题目车身结构定位参考系统（RPS）设计二、课程设计的要求根据所给的车身零件，设计其制造过程中的定位参考系统。

三、课程设计的任务（1）车门内板定位参考系统（A3图1张）、车门外板定位参考系统（A3图1张）、车门外板下窗框加强板定位参考系统（A3图1张）、车门内板铰链加强板定位参考系统（A3图1张）；（2）设计计算说明书一份。

四、课程设计内容1、车门内板定位参考系统（RPS）设计（1）车门内板主控制点选择；（2）形位公差的选择；（3）参考基准的选择；（4）绘制车门内板RPS尺寸图。

2、车门外板定位参考系统（RPS）设计（1）车门外板主控制点选择；（2）形位公差的选择；（3）参考基准的选择；（4）绘制车门外板RPS尺寸图。

3、车门外板下窗框加强板定位参考系统（RPS）设计（1）车门外板下窗框加强板主控制点选择；（2）形位公差的选择；（3）参考基准的选择；（4）绘制车门外板下窗框加强板RPS尺寸图。

4、车门内板铰链加强板定位参考系统（RPS）设计（1）车门内板铰链加强板主控制点选择；（2）形位公差的选择；（3）参考基准的选择；（4）绘制车门内板铰链加强板RPS尺寸图。