機械裝配系統可視化誤差分析

倪靜

摘 要：隨著我國經濟的不斷的發展，我國在世界上占據越來越重要的地位，目前我國工業化不斷發展，已經成為我國經濟發展中不可或缺的一環。本文首先介紹了機械裝配的尺寸鏈問題，尺寸鏈的引入極大地改善了公差的計算方式，使其更加方便簡潔的對裝配體公差進行介紹，最后對可視化誤差分析進行研究，主要包括庫石化誤差分析和等價模型的建立，通過可視化操作，對于裝配體的公差分析具有重要的意義。

關鍵詞：機械；裝配系統；可視化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.040

1 引言

隨著我國經濟的不斷的發展，我國在世界上占據越來越重要的地位，目前我國工業化不斷發展，已經成為我國經濟發展中不可或缺的一環。其中機械制造和機械裝配是我國工業化的基礎產業，機械制造和機械裝配的精度嚴重影響著我國工業化的水平。

但是我國目前還處于工業化開展范圍較大，但是新技術還受制于發達國家，對于一些高精尖的機械裝配，我國在制造加工和精度方面與世界發達國家相比，還存在非常大的差距。有些人認為，機械裝配過程僅僅是一道機械的工序，無需技術含量的操作，僅僅憑借經驗和苦干就可以完成，但是一臺機器是一個系統，每個部件之間的有效結合才能夠使這個系統良好的運行，因此機械裝配的精度極大地影響著機械的使用。產品的公差對產品的精度和可靠性具有非常大的影響，目前對于產品精度的確定基本依靠經驗主義和一些老舊的傳統方法，隨著計算機輔助公差設計與分析（CAT）技術的快速發展，產品公差測量方面已經有了較大的改善，但其距離真正實用還有一段距離。已經有很多學者對可視化誤差進行了研究，并取得了一定的成果。

2 機械系統尺寸鏈分析

現在對于誤差的分析必須以尺寸鏈為基礎，通過對尺寸鏈的模型和計算方程進行確定，進而進行尺寸鏈的公差分析和綜合研究。通過三維裝配尺寸鏈公差生成方法可以較好的對機械裝配進行公差控制，首先對裝配過程中裝配模型需求的公差標準進行解析和處理，獲取隱藏在模型內部的公差分析所需要的信息。然后通過矩陣表達的形式將裝配體中各個部件之間的約束關系、尺寸信息和形狀誤差等進行可視化的表達。采用可視化公差分析，通過特定的可視化的媒介，比如圖形、動畫等實現公差的分析過程，可是化分析過程沒有摻雜復雜的公式，只是將公差分析圖形化，更加直觀可靠。

3 可視化誤差分析

尺寸鏈的使用大大簡化了誤差分析的前處理步驟，尺寸鏈為誤差分析的準確性奠定了基礎，通過對尺寸鏈誤差分析，考慮各種誤差分析，對機械系統進行等價建模。

3.1 等價模型的建立

等價模型的建立主要是運用替代原理，對于各個關鍵因素進行等價替換，即采用滑動副代替長度誤差，采用轉動副代替角度誤差

3.2 可視化輸出

可視化輸出通過將等價模型進行有限元分析軟件的導入，進行可視化誤差分析。機械裝配誤差分析的目的是對裝配體的各個因素進行評價，得到對系統整體功能的影響力。找出其中的關鍵因素進行控制分析。但是傳統的誤差分析并不直觀，因此通過通過圖像替代數據，通過顏色對誤差的靈敏度進行分析，通過簡單編程將數據以圖像的形式輸出。下面通過可視化公差分析，對氣缸裝配流程進行分析介紹，氣缸的裝配間隙主要通過下述公式進行計算，裝配間隙=缸體+缸蓋-活塞-活塞軸承-連桿-桿軸承-機軸。設備的最終裝配結果間隙公差在0.005-0.015之間，各個零部件的公差為如下表所示：

通過計算發現不合格率達到11.18%，通過可視化的分析極容易對不合格率和誤差進行分析，得到有效的結果。

4 結論

目前機械制造和機械裝配是我國工業化的基礎產業，機械制造和機械裝配的精度嚴重影響著我國工業化的水平本文首先介紹了機械裝配的尺寸鏈問題，尺寸鏈的引入極大地改善了公差的計算方式，使其更加方便簡潔的對裝配體公差進行介紹，最后對可視化誤差分析進行研究，主要包括庫石化誤差分析和等價模型的建立，通過可視化操作，對于裝配體的公差分析具有重要的意義。

參考文獻：

[1]周偉明.機械裝配系統復雜性及其應用研究[D].吉林大學，2017.

[2]王創劍.面向數字化工廠的工程機械裝配車間物料供給系統規劃與應用[D].華中科技大學，2014.