基于虚拟样机技术的数控机床现代设计方法

基于虚拟样机技术的数控机床现代设计方法

摘要:讨论了基于虚拟样机技术的数控机床设计流程,分析了以三维实体建模软件PRO/E、机械动力学仿真软件ADAMS、大型有限元分析软件ANSYS和控制仿真软件MATLAB/SIMULIINK为核心的数控机床虚拟样机实现的集成软件平台,以数控钻铣床为例,将虚拟样机技术应用于机床的设计开发,对开创数控机床工程设计新方法具有重要的意义。

关键词:虚拟样机;数控机床;PRO/E;ADAMS;ANSYS

随着科学技术的发展,工程设计的理论、方法和手段发生了很大变化。近年来,集计算机设计、分析、仿真技术于一体的虚拟样机技术,引起了人们的广泛重视,并越来越多地应用于工程设计实践。
虚拟样机技术是在产品设计开发过程中,在计算机上建造出产品的模型,并进行仿真分析,预测产品的性能,进而改进产品设计,提高产品性能的一种新的设计方法。数字化的虚拟样机技术是对传统设计方法的一次历史性的革命,以其为基础的现代设计方法的出现,改变了传统以物理样机为基础的设计,大大减少昂贵而费时的物理样机制造及试验过程,设计人员可以直接在计算机进行快速分析,比较多种设计方案,进行优化,在设计中及时发现问题,提高产品质量,缩短产品开发周期,降低产品开发成本。数控机床是一种高度自动化的典型机电产品,在设计过程中,对运动学、动力学、机械结构、控制性能等方面都有较高的设计要求。因此,在数控机床的设计中应用新的现代设计方法十分必要。基于虚拟样机技术的数控机床现代设计方法,是将虚拟样机技术应用于机床的设计开发,为数控机床开发研制提供一种全新的设计方法。
在我国,提高数控机床的设计能力和水平尤为迫切。我国是世界上机床产量最多的国家,但在国际市场竞争中却处于较低水平。即使在国内市场也面临着严峻的形势,一方面是国内市场对各类机床产品特别是数控机床有大量的需求,而另一方面却是国外数控机床产品充斥市场,国内机床积压难销,影响着我国数控机床的自主发展。其中主要的原因是我国数控机床品种、性能和结构不够先进,新产品的开发周期长,从而不能及时针对用户的需求提供满意的产品。例如…………