该客户隶属于中国兵器工业集团,是国内光电装备领域的重要定点单位。经过数十年发展,客户已具备光、机、电高度集成的研发与生产能力,长期服务于国防装备领域,专注于微光与红外夜视、图像处理、信息传输等高性能产品的系统集成。客户具备完整的科研、试制、批产和售后保障体系,并通过“产研融合”模式实现专业化转型升级,现已成为国内领先的高端光电产品研发生产平台。
客户的公差设计挑战
作为一家承担复杂光电系统研制任务的核心单位,该客户在产品设计制造过程中需面对多层次的公差设计难题,主要体现为三个方面:
第一、高精度协同要求,比如光电系统中镜片、光筒、探测组件需实现高精度的装配同轴度和平行度;
第二、多系统集成特性:微光夜视、红外探测等设备往往集成多个独立模组,其结构复杂、干涉关系多,需在有限空间内优化尺寸链传递路径;
第三、试制成本高、验证周期长:传统“试错式”验证公差策略在复杂光电系统中效率低下,亟需借助虚拟仿真软件,在设计初期快速进行公差分析与装配预测。
典型应用场景及解决方案
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场景描述:镜片装配间隙与光轴同轴度控制挑战——该客户光学系统对镜片间空气间隙及在变焦过程中的光轴一致性有极高要求,若装配精度不足,将影响成像清晰度和焦距稳定性。
解决方案:借助多种建模方式,快速构建镜片组件的尺寸链及虚拟装配模型,准确模拟各类尺寸公差对光轴偏移的影响。通过“传递系数”和“误差贡献率”分析,识别影响同轴度的关键尺寸参数。重点控制“传递系数”及“贡献率”相对较大的尺寸,放宽其他影响程度较小的尺寸,实现制造成本降低与装配精度的平衡,提升整体可制造性和经济性。
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场景描述:红外模组支架定位误差影响图像稳定性——某型号红外夜视模组采用三点定位支架固定传感器组件,但实际装配后出现图像抖动和偏移,初步判断为支架定位孔误差引发姿态偏差。
解决方案:通过构建传感器支架与探测器组件的完整装配尺寸链模型,并设置“最大-最小定位间距差”作为关键控制指标进行功能分析。在模型中,评估每个定位孔及安装间隙的误差影响程度,找出误差敏感部位。最终建议优化定位孔公差分配方案、调整加工基准选取,并优化定位孔装配顺序,提升组件稳定性和图像一致性。
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场景描述:光电整机拼接误差引发散热通道干涉——某整机需在紧凑空间内集成多功能模块。装配中发现,由于多个外壳模块拼接产生误差累积,导致内部散热风道安装受阻、空间干涉严重,进而影响散热性能。
解决方案:利用3DCC构建整机壳体拼接部位的全尺寸链模型,综合考虑壳体拼缝、加强筋、紧固件等结构误差源,并通过“虚拟装配”功能真实还原装配后内部空间状态,对潜在干涉进行提前识别。在此基础上,帮助设计人员优化拼接方式与结构细节,提出合理的装配基准设置。同时提供可行结构设计思路,确保散热模块顺利安装。
价值体现
诚智鹏公差分析软件通过融入该客户高精度光电装备的研发流程,从镜片光轴对准、探测模组稳定装配,到整机散热通道干涉预判。3DCC凭借灵活的尺寸链建模方式、真实还原装配状态的“虚拟装配”功能,以及对关键误差源的敏感度分析能力,帮助客户在多个复杂场景中精准识别问题、优化设计策略。
该工厂也由此实现了从传统“经验靠前”的公差设计模式,转型为基于数据驱动的“精益设计”路径。不仅提升了光电系统的一致性与可靠性,还显著降低了返工风险与制造成本,进一步巩固了其在军工光电装备领域的标杆地位。