农机数字化设计分析范文

1主要内容

数字化设计制造技术中包含三维建模、优化设计、知识设计、虚拟设计与制造、装备分析多媒体技术等多项先进科学信息技术，主要内容有7种。

1.1CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM

其中，CAD/CAE/CAPP/CAM是数字化设计与制造技术的核心，是开发产品重要工具。PDM技术集成是产品数据共享，提供集成应用平台，进一步去实现CAD/CAPP/CAM/CAE系统过程。

1.2异地和协同设计

在特定的网络环境中进行产品建模与定义、产品设计与分析等，提供异地多人进行协同设计研发产品的工具。

1.3基于知识的设计

它是产品创新开发的重要工具，也就是把产品开发所用到的工具、知识和资源融入到CAD系统中。

1.4概念设计和工业设计

它的概念是设计目标为了获得产品的基本形状。从广义来讲，是产品的设计从需求到详细的设计过程，如布局设计、形状设计或功能设计等。概念设计和工业设计需要计算机的辅助，以知识为中心，完美地实现形态和人性方面的设计，将设计人员的创新能力和审美能力与计算机分析能力相结合，从而创新产品。

1.5虚拟设计、制造

在计算机的支持下，通过虚拟现实技术来建模产品，调节群组的工作，来模拟产品的性能、功能等方面存在的不足，来进一步改进产品的全过程。

1.6绿色设计

它体现了环保设计，包括资源优化利用、资源回收和再利用，以及防止、降低污染和处理污染等很多环节的设计，是实现制造绿色产品，促进社会可持续发展的重要手段。

1.7并行设计

它能提高新产品的开发成功率，用并行设计模式替代传统研发产品的模式，使产品开发的早期就能发现以后产品的需求和问题。所以，数字化设计与制造技术应该得到广泛的应用，数字化设计与制造技术已在农机企业开发产品、降低成本、提高产品的利用率和设计效率等方面起了很大作用，是进而保持企业的竞争优势、提高企业间的协作能力和增强创新产品研发能力等方面的重要技术。

2农机设计中运用智能CAD技术

2.1智能CAD（ICAD）技术的应用

传统的CAD技术在工作中很难处理符号推理，又因为工作符号推理在农业机械设计中有着非常重要的地位，所以要发展ICAD技术。ICAD是CAD与智能体的有机集成，从而支持设计的系统。它研究ICAD结构与知识利用、ICAD结构与建模方法、ICAD结构与设计知识的表示。农业机械设计运用ICAD技术，能很好地解决3个问题：①信息利用率低；②企业重复性设计；③产品研发周期长。从而可提高企业经济效益，使新型的农机成本下降，给农民更多的实惠。

2.2农业机械设计的特点

现在我国大部分农机企业还是采用传统设计，现代设计利用率远落后于其他行业。运用传统的设计有很多缺点，如信息利用率低，导致的机械型号杂、质量差，直接使企业效益降低。农机设计的特点：①结构复杂程度小，功能结构稳定；②结构类型多、型号多；③农机试验受季节性影响大，研发时间长。采用ICAD技术能有效解决这些问题。

2.3基于装配模型和参数设计的智能设计框架

应用智能设计框架技术能增强农业机械设计水平，提高农机产品设计效率，是有效解决ICAD技术存在某些缺陷的一种方法。智能设计框架的内容：①实例推理技术的基石是装配模型。②变型设计与概念建模有密切联系。③智能设计系统的核心是实例推理技术。

3运用数字化制造技术开发高科技农业机械

数字计算机与控制加工机床相结合，就是数字控制机床，它的水平成为制造能力的标志。在国外，数字化制造技术成为提高产品竞争力的有效工具，国外大企业已经全部应用数字化设计。我国发展数字化制造技术还处于起步阶段，但是卓有成效，如采用数控技术、虚拟技术来制造虚拟样机的农业机械产品。我国农业机械支柱企业采用了CAD/CAM技术，使得农业机械自动化水平有了很大的提高。

3.1虚拟样机的农业机械装备

用三维CAD技术设计农业机械产品虚拟样机的步骤是：①应用三维CAD技术建立模型。参数设计和变型设计等技术建立三维CAD模型，机械的所有部件都需要它来模式化；②创立二维工程图；③运用各种分析原理与三维装配体相结合；④用三维CAD模型去构成PDM结构体系；⑤遵循虚拟样机的规律去制作三维CAD产品，并建立开发体系；⑥三维虚拟样机的监测，并在特定环境试验。当这6个步骤完成以后，新的农业机械产品的虚拟样机就设计完成了。

3.2农业机械产品的设计需要数字化样机

农机产品的设计过程主要分3期：①初期。用三维CAD技术来作为平台，建立它以二维工程图相互转化的、全参数化的、为PDM管理提供数据的三维实体模型，用于碰撞检查和物理数据等信息；②中期。构建三维模型产品分析，了解机械运动协调关系及力学性能等，实现虚拟模拟加工，来检验产品的可靠性，指正它们的缺点，并用PDM系统实现开发管理，实现产品虚拟开发和自动化管理；③远期。通过虚拟样机实现各个制造产品的全过程，来了解制作过程、产品性能、内部结构和外观等情况。利用计算机的数字化技术，发挥好三维CAD模型，显示产品的配置功能的效果，确定用户的需求及供货商的各个零件的电子数据，在现实中组装农业机械产品，并验证产品的合格性。

4结束语

先进农业机械产品的生产和开发关键是依靠数字化设计制造技术，这样才能使我国农机的设计制造实现快速发展和产业升级，并且能缩短与发达国家的差距。由于我国地理位置跨度大，对农业机械的需要结构类型多、型号多，以及并行设计需求跨地区流程进行协同管理等特点，为数字化设计制造技术与农业机械产品相结合提供了很好的发展机会，增强农机装配开发和制造能力，从而提高我国农业发展水平，尽快实现农业现代化。

作者：雷文斌单位：甘肃畜牧工程职业技术学院