نرم افزارهای تحلیل تلرانس

 

گروه های تحقیقاتی مختلفی در دانشگاه های دنیا به پژوهش در زمینه ی تحلیل تلرانسی و کنترل تغییرات ابعادی و هندسی قطعات تولیدی پرداخته اند. به عنوان مثال گروه ADCATS در دانشگاه بریگهام یانگ آمریکا نرم افزار هایی در این زمینه تدوین و ارائه نموده است .

همچنین تدوین کنندگان نرم افزار های CAD در سال های اخیر کوشیده اند قابلیت تلرانسی را به نر افزار خود بیافزایند که از این جمله می توان به نرم افزار CATIA اشاره نمود. 

نرم افزار های تخصصی تحلیل تلرانسی نیز نظیر CETOL 6Sigma و  EM-TOIMATE و VSA –GDT و ۳DCS در سال های اخیر ارائه گردیده اند.

نرم افزار CATIA  تحلیل تلرانسی را به روش بدترین حالت انجام میدهد. نرم افزار CETOLSigma از نرم افزار CATIA  بسیار کامل تر است زیرا تحلیل بد ترین حالت و آماری را هم زمان انجام می دهد و برای تخمین معادلات مونتاژی از یک سری تغییرات استفاده می کند.

در دیگر نرم افزار های تحلیل تلرانسی که تحلیل بر پایه شبیه سازی مونت کارلو می باشد نیاز به تعداد زیادی نمونه برای بدست آوردن دقت خواسته شده است و برای دقت های بالا نیاز به محاسبات و زمان زیادی دارد.

در راستای ایجاد اتوماتیک مراحل مختلف و پیچیده ی فرآیند تحلیل تلرانسی, از قبیل مدل سازی مجموعه های دو بعدی و سه بعدی استخراج روابط و معادلات مونتاژی و تلرانسی SUTCATS2D و SUTCATS3D در دانشگاه صنعتی شریف تولید شده اند. الگوریتم این نرم افزار بر مبنای روش خطی سازی مستقیم تدوین شده است. روش خطی سازی دارای سرعت تحلیل بالایی است و به این دلیل در تخصیص تلرانسی و تکرار طراحی کارآمد تر از روش های نظیر مونت کارلو است و قابلیت سازگاری با سیستم های CAD را نیز دارد.

نرم افزار SUTCATS3D توانایی تحلیل تلرانسی مجموعه های سه بعدی اصلی را داراست. منظور از مجموعه های صلب مجموعه هایی هستند که در آن ها قطعات با انعطاف پذیری زیاد نظیر ورق های بزرگ وجود ندارند و بنابراین  انعطاف پذیری قطعات تحت بار در مقایسه با تلرانس های مجموعه قابل صرف نظر کردن است به منظور افزایش قابلیت ارتباط نرم افزار تولید شده با سیستم های CAD, این نرم افزار در محیط Mechanical Desktop(MDT) قابل اجرا می باشد. تمامی مراحل فرآیند تحلیل تلرانسی در قالب ۸ گزینه با منوی TOLERANCE ANALYSIS به MDT افزوده می گردد. 

در تولید این نرم افزار سعی شده است از تمامی امکانات موجود برای ارتباط آسان طراح با محیط سه بعدی نرم افزار استفاده شود و تا حد امکان انتخاب فرآیند های, شناسایی متغیر ها, تعیین محور های دوران, تشخیص نوع تلرانس های هندسی تشکیل حلقه های برداری, تشخیص قطعات مربوط به اتصال سینماتیکی مشخص و غیره به صورت اتوماتیک انجام شود. لازم به ذکر است که محیط اجرایی نرم افزار از قبیل راهنمایی ها, دستورات, اخطار ها به زبان فارسی تدوین شده است.

نرم افزار SUTCATS 2D نیز توانایی های مشابهی برای مجموعه هایی که صفحه ای بوده و یا قابل مدل سازی دو بعدی هستند ارائه می دهد نمونه ای از این مجموعه ها انواع مکانیزم های صفحه ای می باشند. از دیگر فعالیت های انجام شده در این زمینه تدوین برنامه ای جهت تحلیل تلرانسی به روش شبیه سازی مونت کارلو می باشداین برنامه که در محیط MATLAB اجرا می شود برای تشکیل معادلات مونت کارلو از اطلاعات مربوط به حلقه های برداری تشکیل شده توسط برنامه SUTCATS  استفاده می نماید. این اطلاعات شامل مختصات نقاط تشکیل دهنده هر حلقه و تلرانس متغیر های ساخت است که در قالب یک فایل متن به برنامه داده می شود.برنامه با استفاده از این ورودی ها حلقه های برداری را مئل کرده و متغیر های ساخت و مونتاژ را شناسایی می کند. تنها ورودی برنامه که باید توسط کاربر وارد شود تعداد نمونه های شبیه سازی است.

در خاتمه اشاره به این نکته ضروری است که گام فراتر از تحلیل تلرانسی فرآیند معکوس آن یعنی تخصیص تلرانسی است. در فرآیند تخصیص تلرانسی, ابتدا تلرانس های خواسته های طراحی یک مجموعه برای دستیابی به عملکرد مناسب ان تعیین می گردد و بر اساس این تلرانس ها تلرانس های بهینه قطعات به دست می آید به نحوی که تلرانس های مجموعه را ارضا کرده و در عین حال تابع هزینه تولید حداقل می نماید. تابع هزینه تولید می تواند همه هزینه های ساخت, مواد اولیه, نیروی انسانی, و هزینه های یالاتر و نیز قیود تولیدی مثل ماشین آلات موجود و غیره را نیز در بر گرفته و حتی منجر به انتخاب فرآیند های مناسب ساخت در بین گزینه های ممکن گردد.

در این زمینه نیز نرم افزار های تخصیص تلرانسی در گروه SUTCATS تدوین گردیده است.

مرجع تخصصی آموزش و ارائه خدمات GD&T و پرینت 3 بعدی