農(nóng)機數(shù)字化設(shè)計分析范文

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1主要內(nèi)容

數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)中包含三維建模、優(yōu)化設(shè)計、知識設(shè)計、虛擬設(shè)計與制造、裝備分析多媒體技術(shù)等多項先進科學(xué)信息技術(shù)，主要內(nèi)容有7種。

1.1CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM

其中，CAD/CAE/CAPP/CAM是數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)的核心，是開發(fā)產(chǎn)品重要工具。PDM技術(shù)集成是產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享，提供集成應(yīng)用平臺，進一步去實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM/CAE系統(tǒng)過程。

1.2異地和協(xié)同設(shè)計

在特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進行產(chǎn)品建模與定義、產(chǎn)品設(shè)計與分析等，提供異地多人進行協(xié)同設(shè)計研發(fā)產(chǎn)品的工具。

1.3基于知識的設(shè)計

它是產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的重要工具，也就是把產(chǎn)品開發(fā)所用到的工具、知識和資源融入到CAD系統(tǒng)中。

1.4概念設(shè)計和工業(yè)設(shè)計

它的概念是設(shè)計目標為了獲得產(chǎn)品的基本形狀。從廣義來講，是產(chǎn)品的設(shè)計從需求到詳細的設(shè)計過程，如布局設(shè)計、形狀設(shè)計或功能設(shè)計等。概念設(shè)計和工業(yè)設(shè)計需要計算機的輔助，以知識為中心，完美地實現(xiàn)形態(tài)和人性方面的設(shè)計，將設(shè)計人員的創(chuàng)新能力和審美能力與計算機分析能力相結(jié)合，從而創(chuàng)新產(chǎn)品。

1.5虛擬設(shè)計、制造

在計算機的支持下，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來建模產(chǎn)品，調(diào)節(jié)群組的工作，來模擬產(chǎn)品的性能、功能等方面存在的不足，來進一步改進產(chǎn)品的全過程。

1.6綠色設(shè)計

它體現(xiàn)了環(huán)保設(shè)計，包括資源優(yōu)化利用、資源回收和再利用，以及防止、降低污染和處理污染等很多環(huán)節(jié)的設(shè)計，是實現(xiàn)制造綠色產(chǎn)品，促進社會可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

1.7并行設(shè)計

它能提高新產(chǎn)品的開發(fā)成功率，用并行設(shè)計模式替代傳統(tǒng)研發(fā)產(chǎn)品的模式，使產(chǎn)品開發(fā)的早期就能發(fā)現(xiàn)以后產(chǎn)品的需求和問題。所以，數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)應(yīng)該得到廣泛的應(yīng)用，數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)已在農(nóng)機企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品、降低成本、提高產(chǎn)品的利用率和設(shè)計效率等方面起了很大作用，是進而保持企業(yè)的競爭優(yōu)勢、提高企業(yè)間的協(xié)作能力和增強創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)能力等方面的重要技術(shù)。

2農(nóng)機設(shè)計中運用智能CAD技術(shù)

2.1智能CAD（ICAD）技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的CAD技術(shù)在工作中很難處理符號推理，又因為工作符號推理在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中有著非常重要的地位，所以要發(fā)展ICAD技術(shù)。ICAD是CAD與智能體的有機集成，從而支持設(shè)計的系統(tǒng)。它研究ICAD結(jié)構(gòu)與知識利用、ICAD結(jié)構(gòu)與建模方法、ICAD結(jié)構(gòu)與設(shè)計知識的表示。農(nóng)業(yè)機械設(shè)計運用ICAD技術(shù)，能很好地解決3個問題：①信息利用率低；②企業(yè)重復(fù)性設(shè)計；③產(chǎn)品研發(fā)周期長。從而可提高企業(yè)經(jīng)濟效益，使新型的農(nóng)機成本下降，給農(nóng)民更多的實惠。

2.2農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的特點

現(xiàn)在我國大部分農(nóng)機企業(yè)還是采用傳統(tǒng)設(shè)計，現(xiàn)代設(shè)計利用率遠落后于其他行業(yè)。運用傳統(tǒng)的設(shè)計有很多缺點，如信息利用率低，導(dǎo)致的機械型號雜、質(zhì)量差，直接使企業(yè)效益降低。農(nóng)機設(shè)計的特點：①結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度小，功能結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；②結(jié)構(gòu)類型多、型號多；③農(nóng)機試驗受季節(jié)性影響大，研發(fā)時間長。采用ICAD技術(shù)能有效解決這些問題。

2.3基于裝配模型和參數(shù)設(shè)計的智能設(shè)計框架

應(yīng)用智能設(shè)計框架技術(shù)能增強農(nóng)業(yè)機械設(shè)計水平，提高農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計效率，是有效解決ICAD技術(shù)存在某些缺陷的一種方法。智能設(shè)計框架的內(nèi)容：①實例推理技術(shù)的基石是裝配模型。②變型設(shè)計與概念建模有密切聯(lián)系。③智能設(shè)計系統(tǒng)的核心是實例推理技術(shù)。

3運用數(shù)字化制造技術(shù)開發(fā)高科技農(nóng)業(yè)機械

數(shù)字計算機與控制加工機床相結(jié)合，就是數(shù)字控制機床，它的水平成為制造能力的標志。在國外，數(shù)字化制造技術(shù)成為提高產(chǎn)品競爭力的有效工具，國外大企業(yè)已經(jīng)全部應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計。我國發(fā)展數(shù)字化制造技術(shù)還處于起步階段，但是卓有成效，如采用數(shù)控技術(shù)、虛擬技術(shù)來制造虛擬樣機的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品。我國農(nóng)業(yè)機械支柱企業(yè)采用了CAD/CAM技術(shù)，使得農(nóng)業(yè)機械自動化水平有了很大的提高。

3.1虛擬樣機的農(nóng)業(yè)機械裝備

用三維CAD技術(shù)設(shè)計農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品虛擬樣機的步驟是：①應(yīng)用三維CAD技術(shù)建立模型。參數(shù)設(shè)計和變型設(shè)計等技術(shù)建立三維CAD模型，機械的所有部件都需要它來模式化；②創(chuàng)立二維工程圖；③運用各種分析原理與三維裝配體相結(jié)合；④用三維CAD模型去構(gòu)成PDM結(jié)構(gòu)體系；⑤遵循虛擬樣機的規(guī)律去制作三維CAD產(chǎn)品，并建立開發(fā)體系；⑥三維虛擬樣機的監(jiān)測，并在特定環(huán)境試驗。當這6個步驟完成以后，新的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的虛擬樣機就設(shè)計完成了。

3.2農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的設(shè)計需要數(shù)字化樣機

農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計過程主要分3期：①初期。用三維CAD技術(shù)來作為平臺，建立它以二維工程圖相互轉(zhuǎn)化的、全參數(shù)化的、為PDM管理提供數(shù)據(jù)的三維實體模型，用于碰撞檢查和物理數(shù)據(jù)等信息；②中期。構(gòu)建三維模型產(chǎn)品分析，了解機械運動協(xié)調(diào)關(guān)系及力學(xué)性能等，實現(xiàn)虛擬模擬加工，來檢驗產(chǎn)品的可靠性，指正它們的缺點，并用PDM系統(tǒng)實現(xiàn)開發(fā)管理，實現(xiàn)產(chǎn)品虛擬開發(fā)和自動化管理；③遠期。通過虛擬樣機實現(xiàn)各個制造產(chǎn)品的全過程，來了解制作過程、產(chǎn)品性能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外觀等情況。利用計算機的數(shù)字化技術(shù)，發(fā)揮好三維CAD模型，顯示產(chǎn)品的配置功能的效果，確定用戶的需求及供貨商的各個零件的電子數(shù)據(jù)，在現(xiàn)實中組裝農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品，并驗證產(chǎn)品的合格性。

4結(jié)束語

先進農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的生產(chǎn)和開發(fā)關(guān)鍵是依靠數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)，這樣才能使我國農(nóng)機的設(shè)計制造實現(xiàn)快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級，并且能縮短與發(fā)達國家的差距。由于我國地理位置跨度大，對農(nóng)業(yè)機械的需要結(jié)構(gòu)類型多、型號多，以及并行設(shè)計需求跨地區(qū)流程進行協(xié)同管理等特點，為數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品相結(jié)合提供了很好的發(fā)展機會，增強農(nóng)機裝配開發(fā)和制造能力，從而提高我國農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，盡快實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。

作者：雷文斌單位：甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院