現(xiàn)代制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造業(yè)中的應(yīng)用

李曉明　齊忠軍

摘要：近年來，現(xiàn)代制造技術(shù)被廣泛運用到農(nóng)業(yè)機械中，并且成為企業(yè)發(fā)展壯大的關(guān)鍵因素。闡述數(shù)控機床、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，為促進農(nóng)業(yè)機械制造業(yè)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代制造技術(shù)；農(nóng)業(yè)機械；數(shù)控機床；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；數(shù)字化技術(shù)

中圖分類號：S220.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）11-0065-02

20世紀后期，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)得到快速發(fā)展，加快了現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展步伐，使現(xiàn)代制造技術(shù)逐漸應(yīng)用于機械制造的各個領(lǐng)域。將現(xiàn)代制造技術(shù)廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械中，可以提高農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)的市場競爭力。

1 數(shù)控機床的應(yīng)用

改革開放后，數(shù)控技術(shù)開始運用到我國農(nóng)業(yè)機械制造領(lǐng)域中。在這30多a的時間里，我國的機床設(shè)計造型得到了快速發(fā)展。

當(dāng)前，大部分國產(chǎn)數(shù)控機床廠商采取的戰(zhàn)略是與國外合資，不能形成系列產(chǎn)品，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械零部件的生產(chǎn)廠家缺乏選擇性；國產(chǎn)供應(yīng)商不具備農(nóng)業(yè)機械零部件制造工藝的開發(fā)能力，且大多缺乏豐富的制造經(jīng)驗。為加快國產(chǎn)數(shù)控機床進入農(nóng)業(yè)機械制造業(yè)的步伐，國產(chǎn)數(shù)控機床制造商引進先進技術(shù)，不斷提高自身專業(yè)能力。

當(dāng)前，現(xiàn)代機械零部件制造已經(jīng)進入快速生產(chǎn)時代，生產(chǎn)系統(tǒng)能否正常運行深受自動化信息系統(tǒng)設(shè)計是否合理的影響。隨著高新技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控機床技術(shù)逐漸被運用到農(nóng)機零部件制造領(lǐng)域中。只有保證機床制造體系的可靠性，才能保證機床的可靠性。對于機床制造業(yè)來說，保證制造過程的一致性是非常重要的。

現(xiàn)階段，我國的很多廠家開始推出數(shù)控機床產(chǎn)品，為制造高質(zhì)量的數(shù)控機床以及柔性制造系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)，以滿足農(nóng)業(yè)機械制造生產(chǎn)的具體要求。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

在設(shè)計、制造以及檢測農(nóng)業(yè)機械方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有非常廣闊的發(fā)展前景。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)所構(gòu)建的三維農(nóng)業(yè)機械模型，設(shè)計者不僅可以詳細了解每一個部件的質(zhì)量，還能夠全面認識每一個部件的運行性能。三維農(nóng)業(yè)機械模型具有非常高的準確性，農(nóng)業(yè)機械制造商以計算機數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進行大規(guī)模生產(chǎn)。在虛擬制造系統(tǒng)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)起著基礎(chǔ)性的作用。虛擬制造系統(tǒng)是由多種學(xué)科知識組成的系統(tǒng)，借助計算機技術(shù)來全面建模、仿真、生產(chǎn)、制造汽車。同時，虛擬制造系統(tǒng)還可以合理擬定產(chǎn)品的檢驗及實驗步驟。

當(dāng)前，虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣泛，開始涉及生產(chǎn)設(shè)備、工裝以及模具等領(lǐng)域，還可以在生產(chǎn)系統(tǒng)、工藝過程中完成建模、修改、分析及優(yōu)化4項工作。另外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還應(yīng)用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)及計算機集成制造系統(tǒng)的設(shè)計中。

現(xiàn)代農(nóng)機測試也運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)。農(nóng)業(yè)測試是一個復(fù)雜而又龐大的系統(tǒng)，然而虛擬化后的測試儀器操作起來比較簡單，還可以適當(dāng)?shù)脑觥p模塊，能夠達到重新配制現(xiàn)有系統(tǒng)的目的，最終滿足測試的具體要求。

由于在生產(chǎn)及設(shè)計過程中應(yīng)用計算機虛擬模型及設(shè)備模型，因此可以對設(shè)計以及制造等生產(chǎn)過程進行建模。在設(shè)計產(chǎn)品階段，除模擬產(chǎn)品制造的整個過程外，還要對產(chǎn)品性能及制造技術(shù)等進行預(yù)測，以更好的開展生產(chǎn)活動，確保工廠與車間的設(shè)計與布局更加合理。在模擬產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，檢查產(chǎn)品生產(chǎn)線的布局以及各項資源的配置是否合理，既可以縮短開發(fā)周期，也可以提高生產(chǎn)效率。另外，對那些不可加工的模型來說，需要修改模型后再進行模擬。

在農(nóng)業(yè)機械工業(yè)中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)產(chǎn)品以及制造產(chǎn)品仍處于摸索階段。但隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的逐漸完善，農(nóng)業(yè)機械工業(yè)將會發(fā)生翻天覆地的變化。

3 數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 智能CAD技術(shù)與農(nóng)機產(chǎn)品的設(shè)計

工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，加快了產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐，產(chǎn)品設(shè)計的周期變得越來越短，現(xiàn)代CAD技術(shù)開始沿著信息、過程以及企業(yè)集成的道路發(fā)展。計算是傳統(tǒng)CAD技術(shù)的基礎(chǔ)，增加了處理符號推理工作的難度。符號推理在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計工作中起著非常重要的作用，引入人工智能法，借助專家系統(tǒng)技術(shù)來推動智能CAD技術(shù)的發(fā)展，可以滿足創(chuàng)造性設(shè)計的實際要求。

ICAD是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，由多個智能體以及多種CAD功能模塊組成。在ICAD技術(shù)中主要研究了以下幾個方面的問題：1） 表示與建模設(shè)計知識的方法；2） 知識的利用；3） ICAD體系結(jié)構(gòu)。在ICAD技術(shù)中，方案設(shè)計、支持變型設(shè)計的裝配建模是2個非常重要的環(huán)節(jié)。將ICAD技術(shù)引入到農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中，可以幫助農(nóng)業(yè)機械企業(yè)解決很多問題，如信息資源利用率較低的問題。

3.2 農(nóng)業(yè)機械設(shè)計領(lǐng)域的特點

1） 多種多樣的結(jié)構(gòu)類型以及型號。比如：在設(shè)計播種機時，按照農(nóng)作物的品種以及農(nóng)藝特點，將其劃分為精密播種機、有條播機等；按照工作原理，將其分為機械式、氣力式等播種機；按照作業(yè)幅度，將其劃分為單體播種機、雙行播種機、四行播種機等。2） 較為穩(wěn)定的功能結(jié)構(gòu)。通常情況下，播種機是由機架、地輪等部分組成的。播種機的型號不同，則它們的部件類型、結(jié)構(gòu)參數(shù)都存在差別，但是產(chǎn)品功能基本相同。3） 季節(jié)對農(nóng)業(yè)機械試驗有特別大的影響。通過利用ICAD技術(shù)，既可以縮短研發(fā)周期，又可以降低成本。

3.3 數(shù)字化制造技術(shù)與農(nóng)業(yè)裝備制造

數(shù)字計算機誕生于20世紀40年代末，隨后在控制加工機床的加工運動中開始應(yīng)用。在其發(fā)展歷程中，衡量一個國家制造能力的重要標志就是數(shù)控機床技術(shù)水平。當(dāng)前，發(fā)達國家的大部分企業(yè)將數(shù)字化制造技術(shù)以及產(chǎn)品作為提高自身競爭力的重要手段。改革開放后，信息技術(shù)得到了快速發(fā)展，開始與制造技術(shù)融合起來，使制造業(yè)開始向數(shù)字化的方向發(fā)展。西方國家的大型企業(yè)已經(jīng)完全實現(xiàn)了無圖紙生產(chǎn)。

在快速成型、機器人化機床等方面，制造過程技術(shù)有所突破，為數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。我國數(shù)字化制造技術(shù)也得到了發(fā)展（如數(shù)控技術(shù)等），但其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用還不夠廣泛。近年來，一些企業(yè)開始采取CAD/CAM技術(shù)提高我國農(nóng)機產(chǎn)品設(shè)計、制造的自動化水平。

4 結(jié)語

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械制造技術(shù)是將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與現(xiàn)代機械制造加工技術(shù)充分結(jié)合起來的產(chǎn)物，與一般的機械制造技術(shù)有著明顯區(qū)別。在發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械制造技術(shù)的過程中，要從現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的實際需求出發(fā)，不斷拓寬農(nóng)機化技術(shù)領(lǐng)域，將一些先進的農(nóng)機化技術(shù)整合起來，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械制造技術(shù)快速發(fā)展。