三維裝配工藝在生產(chǎn)中的應(yīng)用

袁志燕

摘要：產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)這一流程一向都是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)制造非常重要的環(huán)節(jié)，而隨著時(shí)代的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)也在不斷的發(fā)展，在一些比較復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配過程中，越來越多的工業(yè)企業(yè)會(huì)選擇以三維模型為核心進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用。對此，本文結(jié)合了三維裝配工藝和傳統(tǒng)裝配工藝的特點(diǎn)，通過將兩者進(jìn)行對比的方式進(jìn)行了相關(guān)研究，探討了三維裝配工藝的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：三維裝配工藝;傳統(tǒng)裝配工藝;技術(shù)難點(diǎn);應(yīng)用效果

引言：

機(jī)械制造生產(chǎn)的整個(gè)制造生產(chǎn)流程中，耗時(shí)最久的流程便是裝配生產(chǎn)的流程，如果是一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的產(chǎn)品，其裝備的時(shí)間所需的人員應(yīng)花費(fèi)的裝備成本還會(huì)更高。如果能夠提升機(jī)械產(chǎn)品制造過程的裝配生產(chǎn)效率，將會(huì)大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而三維裝配工藝作為裝配工藝中的全新技術(shù)，是否能夠滿足各類機(jī)械產(chǎn)品制作需求的同時(shí)，達(dá)到為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，成為了非常有意義的研究項(xiàng)目。

一、傳統(tǒng)裝配工藝

一般來說，裝配環(huán)節(jié)往往是一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的最后一個(gè)流程，進(jìn)行裝配的目的是為了能夠讓機(jī)械產(chǎn)品根據(jù)設(shè)計(jì)要求和使用標(biāo)準(zhǔn)，讓產(chǎn)品達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的規(guī)格與性能要求。那么在傳統(tǒng)裝配工藝中，大部分的裝配工作都是由工人手工完成裝配的，所以越是復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品，想要越好的裝配效果，就必須要求工人有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，才能夠完成高質(zhì)量的裝配工作。同時(shí)為了保證裝配質(zhì)量，在裝配過程當(dāng)中還應(yīng)當(dāng)滿足以下原則：一是選擇合適的工具;二是合理安排裝配工序;三是盡量減少單個(gè)工人的裝配工作量等等。

（一）傳統(tǒng)裝配工藝的分類

一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品不管是復(fù)雜還是簡單，都是由許多零件與部件一同組成的，其中零件的定義是組成機(jī)械產(chǎn)品的最小元件，而部件的定義是有兩個(gè)或兩個(gè)以上零件構(gòu)成，且具有單獨(dú)功能的組合元件。所以在傳統(tǒng)裝配工藝中，裝配工藝能夠分類為部件裝配工藝和總裝配工藝。

其中部件裝配工藝又被稱為組合件工藝，指的就是一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品，在進(jìn)入總裝配之前的裝配工作，主要是將機(jī)械產(chǎn)品中的各零件安裝在一起，先讓各零件構(gòu)成具有單獨(dú)功能的組合體。而總裝配工藝，就是在部件裝配工藝結(jié)束之后，將上下的零件以及已經(jīng)裝配完成的部件，組裝成一臺(tái)完整的機(jī)械產(chǎn)品。

（二）傳統(tǒng)裝配工藝的缺點(diǎn)

因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的裝配工藝中，是沒有進(jìn)行信息化優(yōu)化的，所以裝配工藝給到生產(chǎn)車間工人的指導(dǎo)文件都是以紙質(zhì)文件的形式給出的，那么對于這樣的指導(dǎo)文件而言所暴露出來的缺點(diǎn)有：

一是指導(dǎo)文件的指導(dǎo)性不夠直觀。往往只有經(jīng)驗(yàn)豐富的裝配工人才能僅需要文字與圖片便完成整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的裝配工藝，對于一些經(jīng)驗(yàn)不夠豐富的裝配工人，在面對紙質(zhì)指導(dǎo)文件時(shí)就很容易出現(xiàn)裝配質(zhì)量不佳的情況。特別是在面對一些不易用文字與圖片表達(dá)的部位該如何裝配時(shí)，這些部位的裝配質(zhì)量將會(huì)直接由裝配工人的個(gè)人水平高低進(jìn)行決定。

二是指導(dǎo)文件的內(nèi)容過于繁瑣，不便于細(xì)節(jié)查詢。對于一件機(jī)械產(chǎn)品的裝配指導(dǎo)文件來說，哪怕是較為簡單的機(jī)械產(chǎn)品，其紙質(zhì)指導(dǎo)文件也有幾十頁甚至上百頁，更何況是一些裝配較為復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品。這就導(dǎo)致了，即使裝配指導(dǎo)文件配有目錄，但是對于一些經(jīng)驗(yàn)不足的裝配工人而言，或者是不熟悉裝配順序的工人來說想要查找相關(guān)細(xì)節(jié)資料就非常的不方便。

三是進(jìn)行指導(dǎo)文件的內(nèi)容更改較為麻煩。一般來說，一份紙質(zhì)的裝配文件，不僅裝配工人需要各有一份，生產(chǎn)現(xiàn)場、資料室都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行紙質(zhì)裝配文件的保存，這就導(dǎo)致一旦現(xiàn)有的紙質(zhì)裝配文件有地方需要修改，其修改的成本也是非常巨大的，還需要多方面的進(jìn)行更改。

二、三維裝配工藝

考慮到傳統(tǒng)裝配工藝，不僅有裝配指導(dǎo)文件的不便，還有裝配工人的人為影響因素較大等等問題，所以為了我國工業(yè)的發(fā)展，全面推行三維裝配工藝就顯得非常有必要。所謂三維裝配工藝指的就是，先通過計(jì)算機(jī)等工具，進(jìn)行需裝配機(jī)械產(chǎn)品的虛擬裝配，從而在正式裝配之前去檢查各零部件的之間的動(dòng)態(tài)干涉情況，一旦出現(xiàn)有零部件難以發(fā)揮其功能的情況，就可以直接可以在虛擬裝配中進(jìn)行修改，從而優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品的裝配流程。當(dāng)確保虛擬裝配不會(huì)出現(xiàn)任何問題之后，三維裝配工藝將輸送裝配動(dòng)畫給到裝配車間。動(dòng)畫的裝配指導(dǎo)文件一方面是可以幫助工人補(bǔ)充紙質(zhì)指導(dǎo)文件的細(xì)節(jié)，另一方面也可以嘗試在未來進(jìn)行裝配流程的信息化優(yōu)化，通過以數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞饺プ屟b配流程變成機(jī)械替代人工，使得裝配質(zhì)量能夠更有保障。

（一）三維裝配工藝的技術(shù)難點(diǎn)

雖然三維裝配工藝相對于傳統(tǒng)裝配工藝來說優(yōu)點(diǎn)比較突出，但同樣也有一些技術(shù)難點(diǎn)。首先最為明顯的技術(shù)難點(diǎn)是因?yàn)槿S裝配工藝需要在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行虛擬裝配，那么前期的繪圖工作就比較多，想要在計(jì)算機(jī)內(nèi)部建立起一個(gè)完整的裝配模型，往往需要大量的零件繪圖工作，并將繪圖的內(nèi)容變成三維模型。而每一臺(tái)機(jī)械產(chǎn)品的構(gòu)成都是由成百上千個(gè)零件組成的，想要將每一個(gè)零件都繪制出來，必然需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。

除此以外，為了能夠更好的向裝配車間輸出裝配動(dòng)畫，還需要完善企業(yè)內(nèi)部的信息網(wǎng)絡(luò)體系。確保裝配動(dòng)畫文件不僅僅能夠在某一臺(tái)計(jì)算機(jī)上完成虛擬裝配，更重要的是能夠在裝配車間里呈現(xiàn)虛擬裝配的實(shí)際效果，讓動(dòng)畫能夠鏈接到裝配現(xiàn)場，以隨時(shí)供相關(guān)工作人員進(jìn)行查看。

（二）三維裝配工藝的應(yīng)用效果

利用三維裝配工藝應(yīng)用到實(shí)際的機(jī)械裝配工作當(dāng)中，主要的應(yīng)用效果有三點(diǎn)。第一點(diǎn)是工人在進(jìn)行裝配的過程中，如果有不清楚的流程可以通過觀看動(dòng)畫指導(dǎo)文件來獲得裝配流程的提示，從而保證工人在裝配過程中能夠更加清楚應(yīng)該如何裝配。第二點(diǎn)是動(dòng)畫指導(dǎo)文件能夠顯示裝配機(jī)械的具體調(diào)整參數(shù)，從而輔助工人進(jìn)行裝配工作的質(zhì)量控制。第三點(diǎn)是動(dòng)畫指導(dǎo)文件能夠進(jìn)行局部強(qiáng)調(diào)，能夠使得各零件之間的裝配關(guān)系更為直觀。

三、結(jié)束語

總的來說，隨著科技的進(jìn)步不僅僅是機(jī)械設(shè)備的性能在不斷的優(yōu)化，機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、裝配流程也在不斷的優(yōu)化，從而成功的讓工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提高，也助力我國的工業(yè)行業(yè)發(fā)展更為健康良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]康顏奎，顧寄南.基于MBD的三維裝配工藝系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2020，42（5）：4.

[2]管西強(qiáng).三維數(shù)字化裝配工藝系統(tǒng)分析[J].中國金屬通報(bào)，2020（1）：2.