虚拟制造技术在农业机械制造的应用

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1、虚拟制造技术在农业机械制造的应用

2、第1内容加载中....lunanufacturing,VM)是计算机技术在现实制造(RealManufacturing，RM)各环节中的具体应用，是指一个在计算机网络及虚拟现实(VirtualReality,VR)环境中完成的、利用制造系统各层次及不同侧面的数学模型，是对包括设计、制造、管理和销售等各个环节的产品全生命周期的各种技术方案和技术策略进行评估和优化的综合过程。在虚拟制造中，产品开发是基于数字化的虚拟产品开发方式。为保证产品开发的效率和质量，提高企业的快速响应和市场开拓能力，虚拟制造企业采用计算机建模与仿真技术，将实际制造过程再现于虚拟现实场景中

3、，使设计者和生产者预先浏览、模拟、演练，以确定最佳生产方案。并在此基础上，利用网络连接和软件支持，将多个企业虚拟成一个大"工厂"使它们不受地域限制，实现资源的集成与共享，以最少的资源实现最优的效益。一、虚拟制造的分类及特点广义的制造过程不仅包括了产品的设计加工、装配，还包含了对企业生产活动的组织与控制。从这个观点出发，可以把虚拟制造划分为三类:以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。1.以设计为中心的虚拟制造(Design-CenteredVM)。以设计为中心的虚拟制造包含产品异地设计、产品优化设汁和产品性能评价等内容。强调以统一制造信息模型为基础，对数字化

4、产品模型进行仿真、分析和优化，以获得对产品的设计评估与性能预测结果，并通过对产品建模以及零件和产品的优化设计达到产品零部件及产品整体的优化，在此基础上，对产品的结构、产品制造、产品装配、产品质量、产品可制造的经济性等进行全面分析，从而为用户提供制造过程所需要的设计信息、制造信息以及修改建议。2.以生产为中心的虚拟制造(Production-CenteredVM)。以生产为中心的虚拟制造是在企业资源的约束条件下，对企业的生产过程进行仿真，对不同的加工过程及其组合进行优化。它对产品的"可生产性"进行分析与评价，对制造资源和环境进行优化组合，通过提供精确的生产成本信息对生产计划与调度进行合理化决

5、策。它的主要支持技术为离散事件系统(DEDS)仿真技术、虚拟现实技术和嵌入式仿真技术，其主要应用领域是工厂或产品的物理布局及生产计划的编排。3.以控制为中心的虚拟制造(Control-CenteredVM)。以控制为中心的虚拟制造是将仿真技术加入到控制模型和实际生产过程中，从而实现虚拟制造系统的组织、调度与控制策略的优化，以及人工环境下虚拟制造过程中的人机智能交互与协作，达到优化制造过程的目的。其支持技术主要是基于仿真的实时动态调度(对离散制造而言)、基于仿真的最优控制(对连续制造而言)等。其具体实现的工具是虚拟仪器，利用计算机软硬件的强大功能，将传统的各种控制仪表、检测仪表的功能数字化，

6、并灵活地进行各种功能的组合。以上三种虚拟制造虽分别侧重于制造过程的不同方面，但都以计算机建模、仿真技术作为重要的实现手段，通过对制造过程进行统一建模，用仿真支持设计过程、模拟制造过程，以进行成本估算和生产调度。二、虚拟制造技术在农业机械中的应用目前，虚拟制造技术在农业机械中的应用主要表现在以下几个方面。1.农机产品的外形设计。以前，农机产品外形造型设计要在实际原型的基础上，通过多次评测和修改，费工费时。采用虚拟制造技术，进行外形设计，可利用三维造型软件如Pro/Engineer、Catia等进行模型设计，随时修改、评测，方案确定后的建模数据可直接用于机床夹具和刀具设计、仿真和加工，甚至用于

7、广告和宣传等。2.农机产品的布局设计。在复杂产品的布局设计中，通过虚拟制造技术可以避免可能出现的不合理现象。此外，产品加工厂和车间设计中的机器布置、管道铺设和物流系统等都需要该技术的支持。例如，在联合收割机底盘的管道设计中，可以通过虚拟制造技术对管道布置进行检查，及早发现可能出现的干涉等问题。3.产品的运动和动力学仿真。采用虚拟制造技术，在产品设计阶段就能展示出产品的行为，动态表现产品的性能，解决运动构件工作时的运动协调关系、运动范围设计、可能的运动干涉检查、产品动力学性能、强度、刚度等问题。4.农机产品生产过程的仿真和优化。产品设计的合理性、可加工性、加工方法、机床和工艺参数的选用，以及

8、加工过程中可能出现的加工缺陷等，这些问题均可通过虚拟制造技术进行仿真、分析与处理。此外，还可以对生产过程进行合理规划、对工厂的人力资源、制造资源合理配置，大大缩短生产周期，降低生产成本。5.农机产品的模拟装配。机械零件的配合性和可装配性是设计人员常易出现错误的地方，以往要到装配阶段才能发现，导致零件的报废和工期的延误，从而造成.巨大的经济损失和信誉损失。采用虚拟装配技术可以在产品设计阶段就进行验证，缩短产品研制周期，确保