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

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

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

1引言

近年來，儀表機械產(chǎn)品市場需求量呈遞增趨勢，確保產(chǎn)品足量供應(yīng)的同時，還應(yīng)適當(dāng)創(chuàng)新儀表機械設(shè)計手段，盡可能豐富儀表機械產(chǎn)品功能，從而擴大產(chǎn)品銷量，提高制造業(yè)經(jīng)濟效益。新時代下，應(yīng)用虛擬樣機技術(shù)設(shè)計儀表機械，能夠在可視化環(huán)境中調(diào)整產(chǎn)品數(shù)據(jù)，全過程跟蹤產(chǎn)品設(shè)計進程，最終所生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠滿足消費者需求，同時，儀表機械設(shè)計水平會大幅提高。由此可見，虛擬樣機技術(shù)在儀表機械過程設(shè)計中的應(yīng)用勢在必行。

2虛擬樣機技術(shù)介紹

2.1內(nèi)涵

虛擬樣機技術(shù)指的是，借助多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以及計算機技術(shù)制作實驗機型，據(jù)此驗證設(shè)計方案可行性，并動態(tài)獲知產(chǎn)品性能[1]。實際上，虛擬樣機技術(shù)借助仿真模擬系統(tǒng)構(gòu)建三維仿真模型，為仿真模擬實驗提供有利條件。仿真模擬實驗中，設(shè)計人員根據(jù)仿真模擬運行情況記錄設(shè)計產(chǎn)品的優(yōu)缺點，針對不足之處及時改進，最終根據(jù)確定的虛擬樣機模型投產(chǎn)，減少返廠重造頻次。

2.2特點

虛擬樣機技術(shù)是新時展的產(chǎn)物，為產(chǎn)品部件精益化設(shè)計提供可靠的技術(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。虛擬樣機技術(shù)具有傳統(tǒng)技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢，技術(shù)特點總結(jié)為：第一，測試獨立性，即面向單個部件進行設(shè)計，借助仿真模擬實驗測試部件性能；第二，模擬過程性，虛擬樣機技術(shù)全過程模擬儀表機械產(chǎn)品運行情況；第三，測評整體性，儀表機械產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)，全過程測評儀表機械產(chǎn)品系統(tǒng)，所得到的測評結(jié)果為產(chǎn)品設(shè)計方案調(diào)整提供依據(jù)[2]。

3儀表機械設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)用虛擬樣機技術(shù)的必要性

儀表機械產(chǎn)品是信息輸出的重要窗口，對于產(chǎn)品使用者來說，能夠根據(jù)信息提示作出相應(yīng)的判斷和操作。隨著機械自動化程度的提高，傳統(tǒng)儀表機械產(chǎn)品實用性、功能性面臨一定挑戰(zhàn)，基于此，運用虛擬樣機技術(shù)精益化設(shè)計儀表機械產(chǎn)品，推動儀表機械產(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)代化制造進程。客觀分析虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用價值：該技術(shù)以儀表機械產(chǎn)品應(yīng)用需求為導(dǎo)向進行設(shè)計，主要圍繞工作原理為設(shè)計方案制定提供依據(jù)；這項技術(shù)全過程測試儀表機械產(chǎn)品系統(tǒng)運行狀態(tài)，得出可供參考的評估結(jié)論，為儀表機械性能改進提供正確方向，推動制造業(yè)常態(tài)發(fā)展；虛擬樣機技術(shù)用于設(shè)計儀表機械，在科學(xué)理念指導(dǎo)下融合先進技術(shù)，一定程度上為儀表機械類產(chǎn)品發(fā)展注入充足動力；虛擬儀表系統(tǒng)適時優(yōu)化，能夠大大縮短機械產(chǎn)品設(shè)計時間，并全面降低產(chǎn)品設(shè)計成本，從儀表機械產(chǎn)品設(shè)計組織層面來看，會全面提高這類產(chǎn)品在經(jīng)濟市場中的競爭實力。

4虛擬樣機技術(shù)在儀表機械設(shè)計過程中的具體應(yīng)用

4.1構(gòu)建三維仿真模型

搭建三維儀表機械模型建模平臺，先構(gòu)建零部件模型，接下來建立整體儀表機械模型。整體模型構(gòu)建期間，完成零部件建模分割、建模存儲等工作，大大提高文件利用率。數(shù)據(jù)信息更新時，搭建數(shù)據(jù)庫，并設(shè)置關(guān)鍵詞搜索框，確保模型均速加載。機械虛擬儀表系統(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

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

4.3儀表機械性能虛擬測試

虛擬樣機系統(tǒng)設(shè)計的過程中，裝配模型構(gòu)建是前提條件，這一系統(tǒng)通過獲取模型數(shù)據(jù)發(fā)揮系統(tǒng)功能優(yōu)勢。系統(tǒng)數(shù)據(jù)適當(dāng)修正，全面保證樣機運行的穩(wěn)定性和有效性。虛擬樣機系統(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)整理論計算結(jié)果，直到儀表機械產(chǎn)品常態(tài)工作，使其達到制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)需求。

4.4改進虛擬樣機可視化系統(tǒng)

基于網(wǎng)絡(luò)載體搭建虛擬樣機交互平臺，在這一平臺上整合儀表機械設(shè)計資源，使設(shè)計過程信息、設(shè)計結(jié)果信息便捷傳遞，為各地設(shè)計者在設(shè)計思想碰撞、設(shè)計信息交流提供有力條件。儀表機械設(shè)計過程中，虛擬樣機可視化系統(tǒng)憑借信息采集、參數(shù)設(shè)置、決策信息查詢等功能過程式追蹤儀表機械產(chǎn)品設(shè)計進程，避免出現(xiàn)返工現(xiàn)象，將經(jīng)濟損失降到最低。

4.5聯(lián)合應(yīng)用多樣化技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)信息時代下，虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用價值逐漸突顯，要想充分發(fā)揮該技術(shù)在儀表機械設(shè)計中的效能，應(yīng)深入挖掘虛擬樣機渲染技術(shù)，利用空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)便捷傳輸數(shù)據(jù)，同時，借助貼圖尋址能力高效聚集[4]。在這項技術(shù)的基礎(chǔ)上，聯(lián)用表面剔除技術(shù)，在儀表機械硬件設(shè)計圖的基礎(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)化儀表機械渲染效果，打造形象逼真、空間感良好的虛擬儀表機械產(chǎn)品。除此之外，高效運用協(xié)同仿真技術(shù)和多柔體融合仿真技術(shù)，現(xiàn)今我國多柔體融合的仿真技術(shù)處于改進、升級的關(guān)鍵期，在儀表機械產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域是研究的重要內(nèi)容。制造業(yè)中存在多柔體系統(tǒng)，從動力學(xué)的角度來看，應(yīng)在儀表機械設(shè)計環(huán)節(jié)客觀分析多柔體系統(tǒng)計算復(fù)雜度，通過逐漸攻克設(shè)計難點，全面優(yōu)化虛擬儀表系統(tǒng)設(shè)計效果。例如，制造業(yè)計量儀表機械產(chǎn)品在多柔體系統(tǒng)建模時存在一定難度，這要求設(shè)計人員深層次分析技術(shù)應(yīng)用原理，探索系統(tǒng)建模與儀表機械設(shè)計之間的契合點，為仿真測試作足充分準(zhǔn)備，進而獲得真實的測試數(shù)據(jù)及信息，為日后建模仿真提供參考，實際上，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，虛擬樣機技術(shù)與儀表機械設(shè)計有機融合，通過構(gòu)建三維仿真模型、構(gòu)建裝配模型、組織儀表機械性能虛擬測試活動，全面保證儀表機械產(chǎn)品質(zhì)量，為我國儀表制造業(yè)常態(tài)建設(shè)提供推動力。放眼長遠，要想進一步提高虛擬樣機技術(shù)利用率，應(yīng)與時俱進改進虛擬樣機可視化系統(tǒng)，并聯(lián)合運用多樣化技術(shù)，推動儀表機械設(shè)計行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

【參考文獻】

【1】張偉,任愛華,王紅霞.虛擬樣機技術(shù)在精密機械設(shè)計教學(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.虛擬樣機技術(shù)在機械創(chuàng)新設(shè)計虛擬仿真實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育觀察,2018,7(03):76-79.

【3】曾桂華,徐帥.淺談虛擬樣機技術(shù)對農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的助推作用[J].農(nóng)家科技(下旬刊),2018(04):154.

【4】李卓航.淺析虛擬樣機技術(shù)在石油機械設(shè)計中的運用[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