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CAD技术下农业机械设计软件改进探索

2021-02-18 09:25 来源:农业机械论文 人参与在线咨询

摘要:近几年,农业机械在我国农业领域中十分常见,在我国大部分农业地区都有农业机械设备的身影。但在长时间应用与实践后,部分机械设备开始出现各种问题与故障,为了使机械设备得到有效改进,相关人员开始将CAD技术应用到农业机械设计软件的改进之中。基于此,文章在阐明CAD技术概念与功能后,分析其在农业机械设计软件中的优势与改进实例,以供参考。

关键词:CAD技术;农业机械;设计软件

我国对农业发展十分重视,自机械化提出后就立即在农业领域中得到了推广,但由于传统农业机械化设计需要通过手工绘图完成,对大量理论进行分析与计算时的难度较大。CAD技术则能够帮助设计人员改变设计方法,在提高设计效率的同时,还能使设计方案变得更加完善。因此,CAD技术在农业机械设计领域得到了广泛应用。

1CAD概念与功能

1.1CAD概念。CAD即计算机辅助设计(ComputerAidedDesign),能利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在工程和产品设计过程中,可以帮助设计人员进行计算、信息存储和制图等工作。它是一个可视化的绘图软件,许多命令和操作都可以通过菜单选项和工具按钮等多种方式实现,具有丰富的绘图和绘图辅助功能,能为用户的绘图带来很大方便。CAD技术不仅在二维绘图处理方面更加成熟,三维功能也更加完善,可方便地进行建模和渲染,在航空航天、建筑、机械、电子以及服装设计等领域都得到了广泛应用[1]。

1.2CAD功能。CAD技术具备多种功能。1)绘图功能。能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象,还可以创建3D实体及表面模型,具有正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。2)编辑功能。可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。3)转换功能。当设计人员应用CAD技术绘制设计图纸后,可以将文件修改成任意格式,这样图纸便可通过格式转变导入其他软件之中。

2基于CAD技术的农业机械设计软件发展优势

2.1推动农业发展。近年来,我国农业飞速发展,新农村发展与建设情况也十分理想,农民群体收益越发可观,甚至可以说农村地区在整体素质、劳动力以及发展结构等方面发生巨大了变化,与此同时,也对农业机械提出了全新标准,这就要求农业机械需要根据农业的发展进行适当革新。虽然自农业机械提出后,我国农业得到跨越式发展,在农业机械设备制造与生产等方面整体水平较高,至少有90%农作物栽培都在使用机械化设备,相关体系与结构也越发健全,但如果农业机械一直保持原样,不随着各方面发展而进行改革创新,就无法为农业发展继续提供较大助力。CAD则技术可以帮助农业机械企业对软件重新改进更新,促使机械设备时刻跟随农业发展进行更新,为我国农业发展持续提供推动力[2]。

2.2创新农业设备。在农业机械设计领域中应用CAD技术,对于农业机械和CAD技术都能起到一定的促进作用。CAD技术人员可以在实践之中积累大量经验,这些经验十分有利于其进一步发展或完善CAD技术;而农业机械能够通过CAD技术针对原有设备展开优化,以促使农业机械化水平得到进一步的提高。

2.3满足设备需求。当CAD技术被用于农业机械软件设计改进时,将二维图纸变成三维模型,这样就可将模型导入三维设计软件之中,根据农业机械设备改进需求与标准将所有部件组装到一起,最后得出一个性能较之前有大幅提升的完整设备。通常在对农业机械进行改进时,都需要通过人力方式挑选各种适宜部件,不断试验确定哪些部件放在一起能够发挥更大作用,导致耗费大量时间和精力,最后还可能由于人为失误而致使改进操作彻底失败。但应用CAD技术便可将机械设备改进要求输入三维设计软件之中,软件会根据设备改进要求、性能等确定所有部件,这样不仅能够为相关人员节省大量时间和精力,还能降低农业机械设备改进失败率,切实满足农业发展需求[3]。

2.4发挥设备性能。过去在进行农业机械设备改进时,根本无法提前确定机械设备运转性能,只能等到完成改进设计,经过生产制造得到实体后才能进行性能测试,如果机械设备运转性能无法达到相关标准或农业需求,就需要重新对其进行改进,这样不仅会浪费大量生产制造材料与资金,还会导致农业机械设备改进工程无限延期。但当应用CAD技术将农业机械设备图纸转变为模型之后,只需要将该模型导入相关软件之中,便可直接观察农业机械设备在完成改进后的运转情况,整个运转过程会以模型形式展现到相关人员面前,相关人员便可根据实际需求与各种因素,针对机械设备展开全面改进,从而保证农业机械设备的良好运转性能。

2.5提供最佳方案。一般情况下,设计人员针对农业机械设备开展改进设计时,为了避免设计方案过于单一,都会拟定多种设计方案,最后再根据这些设计方案展开进一步的计算与对比。但通过CAD技术的仿真功能针对所有方案展开全面试验后,根据仿真结果就可确定哪种方案更加符合农业机械改造要求,从而在诸多方案之中确定最佳方案以开展改进操作[4]。

3基于CAD技术的农业机械设计软件改进实例

3.1改进目标。某农业公司为了提高作物收割效率,采购了多台收割设备,收割设备最初投入使用时确实为公司节省很多作物收割时间,但经过一段时间应用后,该设备逐渐出现各种问题,收割效率也远不如初期。为了全面改进该设备,节省收割时间,可将分离装置作为该次设计起始点,将某公司设计的三维软件作为平台,通过CAD技术对该设备展开二次改进。通过三维软件构建农业机械设计参数系统,将分离装置实际参数作为改进设计基础,这样便可应用CAD技术绘制改进图纸。收割设备整体系统由三种关键的功能模块与若干辅助模块组成,所有模块都具备一定独立性,相互连接只是为了对信息数据进行传输,这样整个系统便可实现完全共享,其中管理模块能够将设计、数据以及图形这三个系统连接到一起,还能对若干辅助模块之间实际关联展开管理,以免数据传输与模块交流出现各种问题[5]。

3.2改进原则。在整个设备改进全过程之中,共有配合、几何以及结构这三种参数。其中,配合参数可以确定设备部件在自身位置中的相对关联,几何参数可以确定设备部件实际尺寸,结构参数可以确定设备部件排列顺序。在对设备参数展开设计时,需要从上往下开始设计,并秉持以下几点改进原则:1)在对设备上层与下层展开设计时需要秉持控制原则,使设备上层在正常运转情况下对下层展开有效控制,不用过于关注设计方式与细节;2)在对设备下层展开设计时需要秉持参数原则,下层设计需要满足设备上层设计的实际要求,并将此作为基础对下层设计参数展开适当调整;3)该次农业机械软件设计改进必须秉持一致原则,调整设备部件之间的具体位置时,必须保证所有部件连接后属于一个整体,这样设备才能正常运转。

3.3改进方式。对整个设备展开改进的改进方式主要分为以下四个环节。1)在三维设计平台中将系统参数作为基础构建零件模型,并确定所有部件在设备之中的具体关联与位置,这样便可确定设备驱动参数与模型。2)针对系统参数展开进一步整理,并随之构建系统参数储存库,最后再完成操作人员与设备之间对话界面的编制。3)针对设备模块展开计算与设计,根据设计目的与要求构建设备结构与尺寸,根据从上至下原则展开计算。对其中参数足够完善的目标展开相似设计,对其中参数不够完善的目标展开模拟设计,最后再将所有数据传输至三维软件之中,这样就可绘制设备驱动系统大体模型。4)构建系统参数的驱动体系,当三维软件通过所有数据绘制出驱动体系模型后,就可确定个体零件的具体位置与关联。在设计分离装置的相关参数时,只需根据设备改进目标与要求确定相应标准,就能得出分离装置实际参数,最后通过此参数确定其在收割设备中安的装位置与二维图纸[6]。

3.4改进结果。通过以上改进方式对收割设备展开全面改进时,应用CAD技术会使农业机械设计的整个设计过程较以往更加简单,只需要通过软件操作,针对收割设备展开模型构建与配装安装,就可得出整个设备改进后的完整模型,通过仿真对比与参数验证,确定模型是否与改进标准相符,再经过多次对比与验证后,可最终确定三维模型各项标准与农业机械设计改进标准完全相符。虽然已经通过模型确定改进效果与预期效果相同,但在完成设备改造后为了保证CAD技术精准性,还要组织相关人员对收割设备改造效果展开测试,使最终测试结果与改造目的完全相符。收割设备效率大幅增加,甚至比刚购入时的实际效率更加理想。由此可知,通过CAD技术对农业机械设计软件展开改造,无论是改造效果、时间,还是成本,都远比以往的改造方式更加理想。

4结束语

综上所述,在农业机械设计领域中,CAD技术的出现与使用为其提供了巨大的技术支持。将其应用到农业机械设计之中,推动了农业发展、农业设备创新,从而使我国农业机械设计能力得到跨越式提高。通过实例表明,基于CAD技术的农业机械软件设计,是我国农业机械设计未来发展的必然趋势。

作者:刘馥 刘健 单位:盘锦职业技术学院

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