農機數字化設計分析范文

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1主要內容

數字化設計制造技術中包含三維建模、優化設計、知識設計、虛擬設計與制造、裝備分析多媒體技術等多項先進科學信息技術，主要內容有7種。

1.1CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM

其中，CAD/CAE/CAPP/CAM是數字化設計與制造技術的核心，是開發產品重要工具。PDM技術集成是產品數據共享，提供集成應用平臺，進一步去實現CAD/CAPP/CAM/CAE系統過程。

1.2異地和協同設計

在特定的網絡環境中進行產品建模與定義、產品設計與分析等，提供異地多人進行協同設計研發產品的工具。

1.3基于知識的設計

它是產品創新開發的重要工具，也就是把產品開發所用到的工具、知識和資源融入到CAD系統中。

1.4概念設計和工業設計

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

1.5虛擬設計、制造

在計算機的支持下，通過虛擬現實技術來建模產品，調節群組的工作，來模擬產品的性能、功能等方面存在的不足，來進一步改進產品的全過程。

1.6綠色設計

它體現了環保設計，包括資源優化利用、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節的設計，是實現制造綠色產品，促進社會可持續發展的重要手段。

1.7并行設計

它能提高新產品的開發成功率，用并行設計模式替代傳統研發產品的模式，使產品開發的早期就能發現以后產品的需求和問題。所以，數字化設計與制造技術應該得到廣泛的應用，數字化設計與制造技術已在農機企業開發產品、降低成本、提高產品的利用率和設計效率等方面起了很大作用，是進而保持企業的競爭優勢、提高企業間的協作能力和增強創新產品研發能力等方面的重要技術。

2農機設計中運用智能CAD技術

2.1智能CAD（ICAD）技術的應用

傳統的CAD技術在工作中很難處理符號推理，又因為工作符號推理在農業機械設計中有著非常重要的地位，所以要發展ICAD技術。ICAD是CAD與智能體的有機集成，從而支持設計的系統。它研究ICAD結構與知識利用、ICAD結構與建模方法、ICAD結構與設計知識的表示。農業機械設計運用ICAD技術，能很好地解決3個問題：①信息利用率低；②企業重復性設計；③產品研發周期長。從而可提高企業經濟效益，使新型的農機成本下降，給農民更多的實惠。

2.2農業機械設計的特點

現在我國大部分農機企業還是采用傳統設計，現代設計利用率遠落后于其他行業。運用傳統的設計有很多缺點，如信息利用率低，導致的機械型號雜、質量差，直接使企業效益降低。農機設計的特點：①結構復雜程度小，功能結構穩定；②結構類型多、型號多；③農機試驗受季節性影響大，研發時間長。采用ICAD技術能有效解決這些問題。

2.3基于裝配模型和參數設計的智能設計框架

應用智能設計框架技術能增強農業機械設計水平，提高農機產品設計效率，是有效解決ICAD技術存在某些缺陷的一種方法。智能設計框架的內容：①實例推理技術的基石是裝配模型。②變型設計與概念建模有密切聯系。③智能設計系統的核心是實例推理技術。

3運用數字化制造技術開發高科技農業機械

數字計算機與控制加工機床相結合，就是數字控制機床，它的水平成為制造能力的標志。在國外，數字化制造技術成為提高產品競爭力的有效工具，國外大企業已經全部應用數字化設計。我國發展數字化制造技術還處于起步階段，但是卓有成效，如采用數控技術、虛擬技術來制造虛擬樣機的農業機械產品。我國農業機械支柱企業采用了CAD/CAM技術，使得農業機械自動化水平有了很大的提高。

3.1虛擬樣機的農業機械裝備

用三維CAD技術設計農業機械產品虛擬樣機的步驟是：①應用三維CAD技術建立模型。參數設計和變型設計等技術建立三維CAD模型，機械的所有部件都需要它來模式化；②創立二維工程圖；③運用各種分析原理與三維裝配體相結合；④用三維CAD模型去構成PDM結構體系；⑤遵循虛擬樣機的規律去制作三維CAD產品，并建立開發體系；⑥三維虛擬樣機的監測，并在特定環境試驗。當這6個步驟完成以后，新的農業機械產品的虛擬樣機就設計完成了。

3.2農業機械產品的設計需要數字化樣機

農機產品的設計過程主要分3期：①初期。用三維CAD技術來作為平臺，建立它以二維工程圖相互轉化的、全參數化的、為PDM管理提供數據的三維實體模型，用于碰撞檢查和物理數據等信息；②中期。構建三維模型產品分析，了解機械運動協調關系及力學性能等，實現虛擬模擬加工，來檢驗產品的可靠性，指正它們的缺點，并用PDM系統實現開發管理，實現產品虛擬開發和自動化管理；③遠期。通過虛擬樣機實現各個制造產品的全過程，來了解制作過程、產品性能、內部結構和外觀等情況。利用計算機的數字化技術，發揮好三維CAD模型，顯示產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據，在現實中組裝農業機械產品，并驗證產品的合格性。

4結束語

先進農業機械產品的生產和開發關鍵是依靠數字化設計制造技術，這樣才能使我國農機的設計制造實現快速發展和產業升級，并且能縮短與發達國家的差距。由于我國地理位置跨度大，對農業機械的需要結構類型多、型號多，以及并行設計需求跨地區流程進行協同管理等特點，為數字化設計制造技術與農業機械產品相結合提供了很好的發展機會，增強農機裝配開發和制造能力，從而提高我國農業發展水平，盡快實現農業現代化。

作者：雷文斌單位：甘肅畜牧工程職業技術學院