農業機械設計虛擬制造技術應用分析

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摘要：在農業機械設計中，傳統的設計方法工作效率相對低下。虛擬現實技術運用于農業機械設計制造工作能大大降低制造成本，縮短制造周期。介紹虛擬制造技術的原理，闡述虛擬制造技術在農機產品設計制造中的應用。

關鍵詞：虛擬制造技術；農業機械；設計制造；應用

運用虛擬制造技術，可在虛擬環境了解農機產品的各項性能與功能并完成檢測，分析農機產品的運行狀況，從而進行合理的改進。通過研究農機產品設計制造的現狀，讓虛擬制造技術應用于農機產品設計制造中，從而促進其發展。

1虛擬制造技術

1.1虛擬制造技術的原理

虛擬制造技術主要利用計算機仿真技術和虛擬現實技術，在計算機輔助下對產品的開發管理與制造等所有環節進行模擬控制，使得農機產品制造過程中的所有控制與決策水平得到大大提升。與現實制造技術不同的是，虛擬制造技術需利用計算機將各類農機制造系統的知識和技術進行系統地組合，在計算機模擬下讓農機產品各項制造活動進行虛擬建模，完成農機產品的設計和優化。在實際制造農機產品前，需對人物信息、現實制造信息及其他各種信息作出準確控制與管理，利用計算機技術、信息技術和仿真技術對農機產品設計與制造中存在的問題予以解決，進而提升農機產品的設計制造水平。

1.2虛擬現實技術與虛擬制造

在農機產品設計和制造工作中，運用虛擬現實技術是未來發展趨勢。虛擬制造技術是從虛擬現實技術的理念與實踐發展而來，并在此基礎上融合制造技術，可被認為是虛擬現實技術的實際運用。它能通過傳感設備實現用戶與虛擬環境之間的聯系，讓設計的產品通過模擬得以再現。虛擬制造技術可在計算機的輔助下生成三維環境，通過各類接口與顯示設備讓設計人員體會到虛擬的現實感，讓自身的某一部分處于計算機虛擬的環境中，進而讓農機產品的制作與設計工作更加科學有效。虛擬現實技術就是一類單純的仿真技術，它能讓農機產品的某個環節在虛擬環境下重現，但并未完成農機產品的全面集成。

2虛擬制造技術在農機產品設計制造中的應用

2.1虛擬制造體系結構

從目前我國虛擬制造體系結構的發展來看，較為先進的結構理論來自于上海交通大學提出的VM（虛擬制造）體系結構。該體系結構運用到農機產品中可分為5個內容，分別是界面層、活動層、數據層、控制層和應用層，這幾個層之間的聯系緊密，不同的層在虛擬制造技術中所占比例不同，需要對5個層有全面了解和認識，才能讓農機產品設計中運用虛擬制造技術的水平得到提升。

2.2虛擬制造系統組成

虛擬制造技術系統被運用到農機產品中主要分為3個部分，分別為虛擬信息系統、硬件資源和虛擬物理系統。通過CAE、CAD、CAM軟硬件系統來完成虛擬制造系統的整個過程控制。

2.3虛擬制造技術應用實例

在農機產品設計制造中應用虛擬制造技術的實例中，非常典型的是聯合收割機的脫粒機構。脫粒機構在聯合收割機中是關鍵部件之一，它對整個聯合收割機的工作質量與工作效率有明顯影響。在虛擬制造脫粒機構工作中，相關設計人員和技術人員應先對整個實際制造過程進行框架構思，再構建相應的三維模型，接下來通過虛擬裝配設計、運動仿真設計等完成整個模型的建模工作。設計人員可根據實際工作的脫粒機構進行虛擬制造，完成多個方案的虛擬設計，最終選擇最優設計方案并將其運用到脫粒機構的實際制造工作中。

3結語

在現代農業機械設計制造中應用虛擬現實技術，能有效提高生產效率，促進我國農機企業的創新與研發。農機產品設計制造企業要重視運用虛擬制造技術，結合當前應用現狀，研發新型虛擬制造技術，使我國農機設計產品制造水平更上一層樓，促進我國經濟發展。

參考文獻：

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作者：柴沙沙 單位：四川大學錦城學院