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包裝機械虛擬設計技術的研究

2007-05-28 00:00 來源：第一包裝責編：中華印刷包裝網

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　　在并行工程中，產品數據在各個設計單元中動態地流動，如果沒有一個產品數據管理(PDM)系統，幾何模型、計算結果、輸入數據和分析數據都將產生多個備份，并且可能發生過時的數據被使用，這將浪費時間和費用。因此虛擬產品開發環境應有一個PDM 子系統，另外還要有虛擬設計和仿真分析兩個子系統。

　　PDM子系統是虛擬產品開發的核心，主要管理三維CAD模型數據和產品開發過程；虛擬設計子系統可實現設計問題的定義和求解，并將原型化、仿真和評價階段產生的信息反饋給設計者，輔助設計決策；仿真分析子系統是通過定義合適的產品、過程和活動模型，集成原型與制造活動直接產生設計決策，并能仿真整個裝配過程，而且機器的運行時間和費用也可以利用企業的標準計算出來[5]。圖1 為包裝機械虛擬設計的開發環境。

　　產品開發過程中，設計概念確定以后，基本的設計模型表現為三維實體模型，即虛擬原型，可通過CAD 軟件實現，模型和相關信息存儲在PDM 系統中。利用實體模型進而可以創建分析模型，比如過程模型和活動模型等，實現過程設計、裝配仿真和虛擬測試，以及結構、運動學和動力學分析等。

2 包裝機械虛擬設計的建模過程

　　建立包裝機械的三維模型是系統中工作量最大的部分，為了在總體參數變化時，所有零部件都能保持正確的幾何尺寸和約束，必須采用三維參數化技術。Pro/E 參數化CAD/CAM 設計軟件是目前應用廣泛的一種三維建模工具，它廣泛應用于機械、汽車、家電等工業領域的機械設計、模具設計、加工制造和機構分析等，具有零件設計、工程制圖、產品裝配等功能。Pro/E 的設計模塊都是相關的，設計過程中任一處的修改，都能夠擴展到整個設計中，可自動更新所有的工程文檔、裝配和設計圖紙、制造數據等。因此可采用Pro/E 為主要支撐軟件，建立包裝機械所有零部件的實例庫，并根據零部件的幾何形狀和相互關系的約束條件，建立參數關系，使得包裝機械零部件之間在設計過程中始終保持正確的相對位置和裝配關系。