導(dǎo)語(yǔ)：虛擬樣機(jī)技術(shù)在儀表機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】機(jī)械制造業(yè)發(fā)展步伐逐漸加快。新時(shí)期對(duì)儀表機(jī)械設(shè)計(jì)工作提出了較高要求，為保證儀表機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)低成本、短周期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，靈活應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)能夠滿足這一要求。論文在虛擬樣機(jī)技術(shù)介紹的基礎(chǔ)上，分析儀表機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)的重要性，最后探究虛擬樣機(jī)技術(shù)在儀表機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用，旨在為相關(guān)設(shè)計(jì)人員提供思路，大大提高虛擬樣機(jī)技術(shù)推廣價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】虛擬樣機(jī)技術(shù)；儀表機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1引言

近年來(lái)，儀表機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)需求量呈遞增趨勢(shì)，確保產(chǎn)品足量供應(yīng)的同時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)創(chuàng)新儀表機(jī)械設(shè)計(jì)手段，盡可能豐富儀表機(jī)械產(chǎn)品功能，從而擴(kuò)大產(chǎn)品銷量，提高制造業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。新時(shí)代下，應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)儀表機(jī)械，能夠在可視化環(huán)境中調(diào)整產(chǎn)品數(shù)據(jù)，全過(guò)程跟蹤產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程，最終所生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠滿足消費(fèi)者需求，同時(shí)，儀表機(jī)械設(shè)計(jì)水平會(huì)大幅提高。由此可見(jiàn)，虛擬樣機(jī)技術(shù)在儀表機(jī)械過(guò)程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用勢(shì)在必行。

2虛擬樣機(jī)技術(shù)介紹

2.1內(nèi)涵

虛擬樣機(jī)技術(shù)指的是，借助多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)制作實(shí)驗(yàn)機(jī)型，據(jù)此驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案可行性，并動(dòng)態(tài)獲知產(chǎn)品性能[1]。實(shí)際上，虛擬樣機(jī)技術(shù)借助仿真模擬系統(tǒng)構(gòu)建三維仿真模型，為仿真模擬實(shí)驗(yàn)提供有利條件。仿真模擬實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)人員根據(jù)仿真模擬運(yùn)行情況記錄設(shè)計(jì)產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)不足之處及時(shí)改進(jìn)，最終根據(jù)確定的虛擬樣機(jī)模型投產(chǎn)，減少返廠重造頻次。

2.2特點(diǎn)

虛擬樣機(jī)技術(shù)是新時(shí)展的產(chǎn)物，為產(chǎn)品部件精益化設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)支持，待高質(zhì)量零部件完整結(jié)合，整體系統(tǒng)質(zhì)量得到可靠保證。虛擬樣機(jī)技術(shù)具有傳統(tǒng)技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)特點(diǎn)總結(jié)為：第一，測(cè)試獨(dú)立性，即面向單個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助仿真模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試部件性能；第二，模擬過(guò)程性，虛擬樣機(jī)技術(shù)全過(guò)程模擬儀表機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)行情況；第三，測(cè)評(píng)整體性，儀表機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，全過(guò)程測(cè)評(píng)儀表機(jī)械產(chǎn)品系統(tǒng)，所得到的測(cè)評(píng)結(jié)果為產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案調(diào)整提供依據(jù)[2]。

3儀表機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)的必要性

儀表機(jī)械產(chǎn)品是信息輸出的重要窗口，對(duì)于產(chǎn)品使用者來(lái)說(shuō)，能夠根據(jù)信息提示作出相應(yīng)的判斷和操作。隨著機(jī)械自動(dòng)化程度的提高，傳統(tǒng)儀表機(jī)械產(chǎn)品實(shí)用性、功能性面臨一定挑戰(zhàn)，基于此，運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)精益化設(shè)計(jì)儀表機(jī)械產(chǎn)品，推動(dòng)儀表機(jī)械產(chǎn)品向精確化、智能化、集成化、可操作化發(fā)展，真正加快工業(yè)現(xiàn)代化制造進(jìn)程?？陀^分析虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值：該技術(shù)以儀表機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)用需求為導(dǎo)向進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要圍繞工作原理為設(shè)計(jì)方案制定提供依據(jù)；這項(xiàng)技術(shù)全過(guò)程測(cè)試儀表機(jī)械產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，得出可供參考的評(píng)估結(jié)論，為儀表機(jī)械性能改進(jìn)提供正確方向，推動(dòng)制造業(yè)常態(tài)發(fā)展；虛擬樣機(jī)技術(shù)用于設(shè)計(jì)儀表機(jī)械，在科學(xué)理念指導(dǎo)下融合先進(jìn)技術(shù)，一定程度上為儀表機(jī)械類產(chǎn)品發(fā)展注入充足動(dòng)力；虛擬儀表系統(tǒng)適時(shí)優(yōu)化，能夠大大縮短機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間，并全面降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本，從儀表機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)組織層面來(lái)看，會(huì)全面提高這類產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

4虛擬樣機(jī)技術(shù)在儀表機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的具體應(yīng)用

4.1構(gòu)建三維仿真模型

搭建三維儀表機(jī)械模型建模平臺(tái)，先構(gòu)建零部件模型，接下來(lái)建立整體儀表機(jī)械模型。整體模型構(gòu)建期間，完成零部件建模分割、建模存儲(chǔ)等工作，大大提高文件利用率。數(shù)據(jù)信息更新時(shí)，搭建數(shù)據(jù)庫(kù)，并設(shè)置關(guān)鍵詞搜索框，確保模型均速加載。機(jī)械虛擬儀表系統(tǒng)組成部分包括兩方面，分別是硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)，聯(lián)用相關(guān)技術(shù)獲取傳感器信息及相關(guān)參數(shù)，通過(guò)分屏模式全面、精準(zhǔn)輸出信息。

4.2構(gòu)建裝配模型

儀表機(jī)械產(chǎn)品分為計(jì)量類和非計(jì)量類，其性能指標(biāo)包括精確度、穩(wěn)定性、測(cè)量范圍、適應(yīng)條件等指標(biāo)。裝配模型構(gòu)建的過(guò)程中，圍繞機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理組裝儀表零件，對(duì)于裝配人員來(lái)說(shuō)，參照?qǐng)D紙模型完成裝配任務(wù)，保證裝配件可用價(jià)值。與此同時(shí)，深入研究各部件裝配工藝，根據(jù)儀表機(jī)械使用要求控制誤差在合理范圍內(nèi)，適當(dāng)修正儀表機(jī)械結(jié)構(gòu)誤差，直到儀表尺寸符合規(guī)定，大大提高儀表精度。裝配過(guò)程中，堅(jiān)持按順序裝配原則，減少返工現(xiàn)象。虛擬樣機(jī)技術(shù)用于建立裝配模型，工作人員客觀認(rèn)識(shí)誤差問(wèn)題，探究誤差處理方法優(yōu)化的可行性措施，保證平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行的常態(tài)化。

4.3儀表機(jī)械性能虛擬測(cè)試

虛擬樣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，裝配模型構(gòu)建是前提條件，這一系統(tǒng)通過(guò)獲取模型數(shù)據(jù)發(fā)揮系統(tǒng)功能優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)適當(dāng)修正，全面保證樣機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和有效性。虛擬樣機(jī)系統(tǒng)模擬環(huán)節(jié)，觀察顯示裝置的信息變化情況，尤其是標(biāo)尺指針顯示裝置、記錄裝置、數(shù)字顯示裝置，一旦發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，適當(dāng)調(diào)整理論計(jì)算結(jié)果，直到儀表機(jī)械產(chǎn)品常態(tài)工作，使其達(dá)到制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)需求。

4.4改進(jìn)虛擬樣機(jī)可視化系統(tǒng)

基于網(wǎng)絡(luò)載體搭建虛擬樣機(jī)交互平臺(tái)，在這一平臺(tái)上整合儀表機(jī)械設(shè)計(jì)資源，使設(shè)計(jì)過(guò)程信息、設(shè)計(jì)結(jié)果信息便捷傳遞，為各地設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)思想碰撞、設(shè)計(jì)信息交流提供有力條件。儀表機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，虛擬樣機(jī)可視化系統(tǒng)憑借信息采集、參數(shù)設(shè)置、決策信息查詢等功能過(guò)程式追蹤儀表機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程，避免出現(xiàn)返工現(xiàn)象，將經(jīng)濟(jì)損失降到最低。

4.5聯(lián)合應(yīng)用多樣化技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代下，虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值逐漸突顯，要想充分發(fā)揮該技術(shù)在儀表機(jī)械設(shè)計(jì)中的效能，應(yīng)深入挖掘虛擬樣機(jī)渲染技術(shù)，利用空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)便捷傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)，借助貼圖尋址能力高效聚集[4]。在這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，聯(lián)用表面剔除技術(shù)，在儀表機(jī)械硬件設(shè)計(jì)圖的基礎(chǔ)上編程，融合多種剔除方法，盡可能加快渲染速度。在此期間，聯(lián)用輻射度算法、逐步求精技術(shù)，視情況調(diào)節(jié)參數(shù)，經(jīng)迭代優(yōu)化儀表機(jī)械渲染效果，打造形象逼真、空間感良好的虛擬儀表機(jī)械產(chǎn)品。除此之外，高效運(yùn)用協(xié)同仿真技術(shù)和多柔體融合仿真技術(shù)，現(xiàn)今我國(guó)多柔體融合的仿真技術(shù)處于改進(jìn)、升級(jí)的關(guān)鍵期，在儀表機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域是研究的重要內(nèi)容。制造業(yè)中存在多柔體系統(tǒng)，從動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看，應(yīng)在儀表機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)客觀分析多柔體系統(tǒng)計(jì)算復(fù)雜度，通過(guò)逐漸攻克設(shè)計(jì)難點(diǎn)，全面優(yōu)化虛擬儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果。例如，制造業(yè)計(jì)量?jī)x表機(jī)械產(chǎn)品在多柔體系統(tǒng)建模時(shí)存在一定難度，這要求設(shè)計(jì)人員深層次分析技術(shù)應(yīng)用原理，探索系統(tǒng)建模與儀表機(jī)械設(shè)計(jì)之間的契合點(diǎn)，為仿真測(cè)試作足充分準(zhǔn)備，進(jìn)而獲得真實(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)及信息，為日后建模仿真提供參考，實(shí)際上，這能全面改善多柔體系統(tǒng)，大大提高多柔體融合仿真技術(shù)利用率。

5結(jié)論

綜上所述，虛擬樣機(jī)技術(shù)與儀表機(jī)械設(shè)計(jì)有機(jī)融合，通過(guò)構(gòu)建三維仿真模型、構(gòu)建裝配模型、組織儀表機(jī)械性能虛擬測(cè)試活動(dòng)，全面保證儀表機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，為我國(guó)儀表制造業(yè)常態(tài)建設(shè)提供推動(dòng)力。放眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，要想進(jìn)一步提高虛擬樣機(jī)技術(shù)利用率，應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)改進(jìn)虛擬樣機(jī)可視化系統(tǒng)，并聯(lián)合運(yùn)用多樣化技術(shù)，推動(dòng)儀表機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張偉,任愛(ài)華,王紅霞.虛擬樣機(jī)技術(shù)在精密機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué),2020,11(03):15-16+19.

【2】董振,唐治宏.虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育觀察,2018,7(03):76-79.

【3】曾桂華,徐帥.淺談虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的助推作用[J].農(nóng)家科技(下旬刊),2018(04):154.

【4】李卓航.淺析虛擬樣機(jī)技術(shù)在石油機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].石化技術(shù),2019,26(02):313-314.

作者：徐立佳 單位：青島眾瑞智能儀器股份有限公司