模具智能制造虚拟仿真实验改革研究

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智能制造中的仿真技术研究

智能制造中的仿真技术研究

智能制造中的仿真技术研究智能制造是近年来新兴领域的研究热点,是智能时代下生产制造模式的新变革。

智能制造采用信息化、网络化和智能化技术,将生产过程数字化和网络化,并不断优化和自主学习提升,以实现生产效率和产品质量的最大化。

而仿真技术在智能制造中则具有不可替代的作用。

仿真技术是指将真实对象的数学模型建立起来,并在计算机中对其进行计算机仿真。

通过仿真技术,可以有效地验证生产制造过程中的设计、规划和控制,以及新技术新工艺的应用效果。

特别是在智能制造中,仿真技术可用于有效地规划生产流程、优化生产方案、提升生产效率和节省生产成本等方面,因此受到越来越多的关注和应用。

在智能制造中,仿真技术的应用非常广泛。

比如,在制造工艺规划中,仿真技术可以对生产过程进行数字化建模,进而通过仿真分析工艺参数的影响,实现生产工艺的优化和提高生产效率。

在产品设计和验证中,仿真技术可以帮助工程师对产品进行数字化建模,并通过仿真结构的强度、刚度等性能进行校验,制定出更加合理的产品设计方案。

在生产过程控制中,仿真技术可以通过数字化建模,实现对各个生产环节的智能化控制,优化制造过程,提高生产质量。

另外,仿真技术在智能制造中还可以用于预测和防范生产过程中的风险。

比如,在流水线生产中,仿真技术可以模拟整个生产过程,通过数据分析和仿真模拟,可以预测出可能存在的故障和生产风险,并进行有效的控制和预防,提高整个制造过程的安全性和可靠性。

总的来说,智能制造中的仿真技术是一个非常广阔的研究领域,其应用前景非常广泛。

但同时也存在一些技术难点,如制造数据采集、数据处理与仿真建模、仿真方法与工具、仿真结果验证等方面,需要针对性地进行研究和推进。

未来,随着智能制造领域应用的不断深入,仿真技术也将不断升级和更新,为智能制造的不断发展提供更好的支持和服务。

食品类模具虚拟仿真实验设置与实现

食品类模具虚拟仿真实验设置与实现

食品类模具虚拟仿真实验设置与实现随着人们对食品健康与安全的关注度不断提升,食品加工技术也在不断地更新和发展。

在食品加工过程中,模具的重要作用不容忽视。

模具制造的精度和质量直接影响着食品的形状、品质和口感。

因此,针对食品类模具的虚拟仿真实验是十分必要和重要的,本文将基于此进行一些探讨。

食品类模具虚拟仿真实验的目标是通过计算机建模、仿真等技术手段,对食品类模具的设计方案进行评估和分析。

具体而言,目标有以下几点:1、分析模具设计的合理性。

针对不同的食品,设计出不同的模具是必要的,但设计的模具是否合理呢?通过虚拟仿真实验,可以评估模具设计的合理性,确定是否存在缺陷和不足之处。

2、优化模具设计方案。

通过虚拟仿真实验,可以不断地对模具设计方案进行优化,达到更好的效果。

优化的方案可分为形状、材料等方面,不失为一个重要的改进方向。

3、增强生产效率和节约成本。

针对食品类模具的虚拟仿真实验还可以通过模拟生产过程,对生产效率进行评估,并进行生产效率的优化。

此外,虚拟仿真实验还能够预测生产成本,给出优化方案。

1、确定仿真对象。

确定仿真对象后,需要针对该对象进行建模,将纸质图形或手绘图形等数字化处理。

2、建立仿真模型。

利用3D建模软件,将食品类模具进行3D建模,并根据设计方案进行虚拟仿真。

3、设计仿真实验方案。

根据需求,设计合适的仿真实验方案,设置实验条件。

根据表现结果对模型进行修改。

4、模拟实验。

使用仿真软件模拟实验过程,提取出所需结果,如力学分析、物理现象、变形部位等结果。

5、结果分析与结论。

分析实验结果的可行性,判断模型设计的优缺点,给出改进方案并结束实验。

食品类模具虚拟仿真实验可以用于以下几个方面:1、增强模具设计的可靠性和合理性。

通过虚拟仿真实验,可以立体化设计,避免出现设计的盲点,减少模具设计错误的发生,提高模具设计的可靠性。

2、提高模具生产效率和质量。

通过虚拟仿真实验,可以对模具的生产过程进行模拟,改进人工操作,减少生产时间和劳动力成本。

智能制造系统的建模与仿真研究

智能制造系统的建模与仿真研究

智能制造系统的建模与仿真研究智能制造系统的建模与仿真研究摘要:随着智能制造技术的不断发展,建立一个可靠的智能制造系统模型并进行仿真研究变得至关重要。

本文综述了智能制造系统的特点,并介绍了智能制造系统建模与仿真的意义。

然后,详细讨论了智能制造系统的建模方法和仿真技术,包括离散事件模型、系统动力学模型、Agent Based模型以及虚拟现实技术等。

接下来,介绍了智能制造系统建模与仿真的挑战,并提出了几个潜在的解决方案。

最后,总结了目前的研究现状,并对未来的研究方向进行了展望。

关键词:智能制造系统、建模与仿真、离散事件模型、系统动力学模型、Agent Based模型、虚拟现实1.引言随着信息技术的不断发展,智能制造系统的概念逐渐被提出并得到广泛应用。

智能制造系统是基于信息技术和先进制造技术的一种生产方式,具有高度自动化和智能化的特点。

为了更好地理解和优化智能制造系统的运行,建立一个可靠的系统模型并进行仿真研究变得至关重要。

2.智能制造系统的特点智能制造系统具有以下特点:1)高度集成:智能制造系统是由多个物理设备、传感器、通信网络等组成的系统,各个组成部分之间高度集成;2)自适应性:智能制造系统具有自我学习和自我调整的能力,可以根据不同的环境和任务自适应地改变自身的行为;3)高度自动化:智能制造系统借助先进制造技术,实现了生产过程的高度自动化,大大提高了生产效率和产品质量;4)高效能性:智能制造系统通过提高生产效率和资源利用率,实现了生产过程的高效能化;5)高度可靠性:智能制造系统具有可靠的通信和控制机制,可以保证生产过程的可靠运行。

3.智能制造系统建模方法智能制造系统的建模方法主要包括离散事件模型、系统动力学模型、Agent Based模型以及虚拟现实技术等。

离散事件模型是一种描述生产过程中事件的先后发生顺序的模型,可以更好地模拟生产过程中的时间延迟和不确定性。

系统动力学模型是一种描述系统中各个部分之间相互作用关系的模型,可以用来分析和优化系统的稳定性和动态特性。

智能制造中的虚拟仿真技术应用分析

智能制造中的虚拟仿真技术应用分析

智能制造中的虚拟仿真技术应用分析随着科技的迅猛发展,智能制造已经成为推动工业革命的重要力量。

虚拟仿真技术在智能制造中的应用越来越广泛,并取得了较为明显的成效。

本文将从什么是虚拟仿真技术、智能制造中虚拟仿真的意义、虚拟仿真在智能制造中的应用等方面进行分析。

1、什么是虚拟仿真技术虚拟仿真技术是指利用计算机等设备对人类活动或自然现象进行模拟和模型制作的一种技术,它通过建立虚拟的三维模型来对现实情况进行模拟。

可以对各种对象进行模拟,如汽车、飞机、机器人等等。

虚拟仿真技术能够模拟出在真实环境下无法进行实验、且具有重要的理论研究价值的一系列现象和事物。

虚拟仿真技术已经被广泛应用于各个方面,在航空航天、建筑、交通、医疗、游戏、教育等领域都有重要的应用。

2、智能制造中虚拟仿真的意义虚拟仿真技术在智能制造中的应用,具有十分广泛的意义。

首先,虚拟仿真技术可以先在计算机上完成产品设计,对在现实生产中可能出现的问题提前进行评估,避免成本和时间的浪费。

其次,模拟技术能够使用户更好地理解和实践工艺流程,能够让复杂的系统更直观、易操作。

再次,虚拟仿真技术还可以在监督和管理范畴内做出重大的贡献,以减少生产过程中的环境损失和直接物质损失,并帮助操作人员更好地理解安全问题。

3、虚拟仿真在智能制造中的应用虚拟仿真技术在智能制造中的应用广泛而又深入。

以下是一些典型的例子。

(1)零部件设计仿真零部件设计是生产行业中的一项非常琐碎的工作,但其重要性不容忽视。

通过虚拟仿真技术,可以将设计文件直接导入软件,进而进行协同设计等工作。

进行虚拟仿真场景,不仅可以大幅度减少工作时间,减少成本,更能快速验证设计的合理性。

(2)生产线仿真生产线的优化是生产效率提升的关键,而在这一过程中,虚拟仿真技术可以随时采样监视生产流程,在操作中不断调整和优化流程方案,以达到提升生产效率并降低成本的目的。

(3)设备仿真设备的虚拟仿真能够帮助正在学习操作的操作员更快地熟悉设备的使用和操作方式。

智能制造中的虚拟制造技术应用研究

智能制造中的虚拟制造技术应用研究

智能制造中的虚拟制造技术应用研究智能制造一词是近年来越来越热门的话题。

在这个数字化、网络化的时代,智能化生产的重要性越来越明显。

智能制造不仅可以提高生产效率、优化生产流程、降低成本、提高产品质量,还能为企业带来更高的竞争力。

而虚拟制造技术,则是智能制造的重要支持。

虚拟制造技术是指基于计算机模拟和仿真技术,在数字化环境中完成的产品生产过程的仿真分析。

它可以在实际制造之前分析、优化设计,可以在没有实际物理设备的情况下进行仿真测试。

虚拟制造技术可以有效减少实际制造中的试错成本和时间,提高生产效率和产品质量。

虚拟制造技术在智能制造中应用广泛。

下面,就从产品设计、生产过程控制、优化管理等方面,介绍虚拟制造技术在智能制造中的应用。

一、产品设计产品设计是智能制造的第一步。

虚拟制造技术可以在设计阶段对整个产品进行数字化建模和仿真分析。

设计人员可以通过虚拟场景,观察产品在工作状态下的表现,测试产品的耐久性、稳定性、可靠性等性能。

虚拟制造技术还可以模拟出一系列的生产流程,可以提前预判可能会发生的问题,从而优化设计。

虚拟制造技术还可以支持产品的人机交互界面设计。

设计人员可以通过虚拟场景,观察和测试产品外观、功能、用户操作等一系列因素。

二、生产过程控制虚拟制造技术可以在生产过程中模拟虚拟设备的运作,分析设备的性能、使用寿命、维修等方面的问题。

这些分析结果可以作为控制生产过程的参考依据,从而达到优化生产流程的目的。

虚拟制造技术还可以帮助工程师进行调试和优化。

在实际制造之前,可以先在数字化模拟环境下进行测试,从而避免实际制造中的试错成本和时间。

生产过程中,虚拟制造技术可以提前发现可能发生的问题,从而能够进行相应的调整和改进。

三、优化管理智能制造具有高度的数字化和网络化特点,对于企业管理提出了更高的要求。

虚拟制造技术可以支持各个方面的优化管理。

例如,可以通过虚拟场景进行生产计划分析和优化,提高生产效率和生产计划的精准性。

虚拟制造技术还可以支持全面的质量控制,通过监控整个生产流程、分析数据和指标等方式,实现全面的质量管理。

食品类模具虚拟仿真实验设置与实现

食品类模具虚拟仿真实验设置与实现

食品类模具虚拟仿真实验设置与实现食品类模具虚拟仿真实验是指利用计算机技术和虚拟现实技术,通过模拟真实的食品类模具制作过程,实现对模具加工过程的虚拟仿真实验。

该实验旨在通过虚拟仿真的方式,对模具加工过程进行模拟和分析,从而提高模具设计和制作的效率和质量。

1. 实验场景的设置:根据实际情况和需求,确定食品类模具的加工场景和具体的加工过程,包括原材料的准备、模具设计、模具制作、模具装配等环节。

根据这些环节,搭建虚拟实验场景,并加入合适的光照、材质、动态效果等,使得场景更加真实。

2. 模具设计和制作的模拟:利用计算机辅助设计软件,如AutoCAD、SolidWorks等,对食品类模具进行设计和建模。

通过虚拟实验系统,对模具的设计和制作进行模拟,包括模具的尺寸、形状、结构等方面的仿真。

可以对模具的加工工艺进行仿真和分析,评估模具加工的可行性和效果。

3. 模具装配和使用的模拟:将虚拟制作好的模具进行装配,并通过虚拟实验系统进行模拟和分析。

可以模拟模具的装配过程,检测模具的装配精度和配合度。

还可以模拟模具的使用过程,观察模具在食品加工过程中的表现和性能。

4. 结果分析和优化:通过虚拟实验系统,可以对模具加工和使用的结果进行分析和评估。

可以分析模具的加工精度、成本、使用寿命等方面的指标,并进行对比和优化。

根据分析结果,可以进行模具设计和制作方面的调整和改进,提高模具的质量和效率。

食品类模具虚拟仿真实验的实现主要依赖于计算机技术和虚拟现实技术。

需要利用计算机辅助设计软件进行模具的设计和建模,通过三维建模、动画制作等技术,将模具的加工过程进行模拟和展示。

还需要利用虚拟现实技术,将模具的虚拟模型与实际的操作环境进行融合,使得用户可以通过设备如头盔、手柄等进行交互,体验真实的模具加工过程。

人工智能在智能制造中的虚拟仿真与模型建立

人工智能在智能制造中的虚拟仿真与模型建立智能制造是当代工业领域的重要发展方向,而人工智能技术的广泛应用,则为实现智能制造提供了有力支持。

在智能制造的过程中,虚拟仿真与模型建立技术发挥着重要作用。

本文将探讨人工智能在智能制造中虚拟仿真与模型建立的应用以及相关的方法与技术。

一、虚拟仿真技术在智能制造中的应用虚拟仿真技术是指通过计算机建立物理系统的数学模型,并利用计算机进行模拟与仿真的技术。

在智能制造中,虚拟仿真技术可以用于产品设计、工艺规划、设备调试等方面,具体应用包括但不限于以下几个方面。

1. 产品设计:通过虚拟仿真技术,可以对产品进行全面的仿真与验证,降低了实际制造过程中的风险与成本。

例如,在汽车工业中,通过虚拟仿真可以对汽车的车身结构、碰撞安全性等进行评估,帮助设计师改进和优化产品。

2. 工艺规划:虚拟仿真技术可以帮助制造企业进行工艺规划,预测生产过程中的问题并提前进行优化。

通过模拟生产过程中的各种变量与因素,可以准确评估工艺方案的可行性与有效性。

同时,虚拟仿真技术还可以辅助生产调度与资源优化,提高制造过程的灵活性与效率。

3. 设备调试:在智能制造中,新设备的引进与调试是一个关键的环节。

虚拟仿真技术可以模拟设备的运行过程,验证其工作性能与稳定性,并优化设备的工作参数。

通过虚拟仿真技术,可以减少试错成本,提高设备调试的效率。

二、虚拟仿真与模型建立方法与技术虚拟仿真与模型建立需要依赖一系列的方法与技术。

下面将对其中的几种常用方法进行简要介绍。

1. 三维建模:三维建模是虚拟仿真与模型建立的基础。

通过使用三维建模软件,可以将实际物理系统转化为计算机可识别的三维模型。

这样,就可以在计算机中对模型进行仿真与分析。

2. 计算机图形学:计算机图形学是指利用计算机生成并处理图像的技术。

在虚拟仿真中,计算机图形学可用于展示仿真结果,包括虚拟产品的外观、运动轨迹等。

3. 深度学习:深度学习是指一类机器学习的算法模型,其模拟人脑神经网络的结构与工作机制。

食品类模具虚拟仿真实验设置与实现

食品类模具虚拟仿真实验设置与实现一、前言随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,食品行业的需求日益增长,这就需要大量的食品模具来满足市场的需求。

而在传统的模具设计与制造过程中存在一些问题,如设计周期长、成本高、人力资源浪费等。

利用虚拟仿真技术来进行食品模具的设计与实验,可以大大提高设计效率和降低成本,有着很大的发展潜力。

食品模具的设计与制造过程通常包括以下几个步骤:模具设计、模具分析、模具制造、模具试验。

使用虚拟仿真技术进行食品模具设计与实验可以将这些步骤整合起来,提高效率并降低成本。

其基本流程如下:(1)模具设计:首先进行模具的初步设计,包括模具的结构、尺寸、材料等方面的设定。

(2)模具分析:使用虚拟仿真软件对模具设计进行分析,包括模具的强度、刚度、疲劳寿命、变形等方面的分析。

(3)模具制造:根据虚拟仿真结果对模具进行修正,并进行数控加工。

(4)模具试验:将制造好的模具进行实际试验,检验其性能和可靠性。

在食品模具的虚拟仿真实验中,关键的技术包括以下几个方面:(1)CAD建模技术:采用计算机辅助设计软件进行食品模具的结构设计和三维建模,以便进行后续的虚拟仿真分析。

利用虚拟仿真技术进行食品模具的设计与实验已经在食品行业得到了广泛的应用。

以瓶盖模具为例,对其进行了虚拟仿真分析和实验,取得了一定成果。

具体步骤如下:通过以上实验,不仅提高了瓶盖模具的质量,还降低了设计和制造成本。

这说明利用虚拟仿真技术进行食品模具的设计与实验在食品行业有着很大的应用前景。

三、总结与展望食品类模具的虚拟仿真实验可以提高设计效率、降低成本、保证质量,是食品模具设计与制造的一个重要手段。

未来的发展方向主要包括以下几个方面:(1)虚拟仿真技术的进一步发展:随着计算机技术的不断发展,虚拟仿真技术在食品模具设计与实验中的应用将更加广泛,能够进行更复杂、更真实的仿真。

(2)智能制造技术的应用:利用人工智能和大数据技术进行食品模具的设计与制造,可以实现个性化定制,提高生产效率和灵活度。

智能制造技术的仿真模拟技术研究

智能制造技术的仿真模拟技术研究随着科技的不断进步,智能制造技术的发展已经进入到了一个快速发展的时期。

智能制造技术作为未来制造业的主流趋势,已经成为各国政府和企业竞相探索发展的重点。

而在智能制造技术的发展过程中,仿真模拟技术则是一个非常重要的环节。

通过仿真模拟技术,可以在实际运行之前模拟预测生产环节中的各种情况,并对生产流程进行优化,从而提高生产效率和质量。

在智能制造技术中,仿真模拟技术除了可以用于产品设计、工艺设计等环节,还可以用于机器人操作、物流管理、生产调度等环节,这些都为智能制造的发展提供了非常强的支持。

目前,智能制造技术的仿真模拟技术已经成为了制造业发展的重要领域。

各国政府和企业也在积极研究和推广该技术。

在中国,政府已经出台了多项政策支持智能制造技术的发展,其中仿真模拟技术的研究和应用也得到了重点关注。

在智能制造技术的仿真模拟技术中,最重要的一步是建立准确的模型。

建立一个准确的模型,可以对生产环节进行全面的分析,从而更好地优化生产流程。

因此,模型的准确性是非常关键的。

为了保证模型的准确性,研究人员通常会从以下几个方面进行研究:首先,对生产环节进行全面的数据收集和分析。

在建立模型之前,需要对生产环节中涉及到的各种数据进行收集和分析,从而获得更真实的生产环节信息。

其次,需要建立适当的仿真模型。

在建立仿真模型时,需要考虑到各种复杂的生产环节,包括生产流程、机器人操作、物流管理、生产调度等,从而建立出更真实的模型。

最后,需要进行仿真模拟分析。

在建立好模型之后,需要对模型进行仿真模拟分析,从而找出其中存在的问题,并进行优化改进。

除了以上这些方面的研究之外,研究人员还需要关注到一些其他的问题。

例如,如何将仿真模拟技术应用到实际生产环节中,并将模拟结果转化为实际生产模式;如何提高仿真模拟技术的效率,降低仿真模拟成本等。

总之,智能制造技术的仿真模拟技术是制造业发展的重要领域。

在未来,随着智能制造技术的不断进步,仿真模拟技术也将会越来越重要,将为制造业发展提供更强有力的支持。

智能制造技术的仿真模拟技术研究

智能制造技术的仿真模拟技术研究随着科技的不断发展,智能制造技术的应用越来越广泛。

智能制造技术不仅能够提高制造业的效率和质量,还能够为技术创新提供支持。

同时,仿真模拟技术也在智能制造技术中发挥着重要的作用。

本文将重点探讨智能制造技术的仿真模拟技术研究。

智能制造技术的基本特征是信息化、智能化和柔性化。

其中,信息化是智能制造的基础,智能化则是实现规模化、柔性化和精益化的重要手段,而柔性化则是智能制造的制造思路和风格。

可以说,信息化、智能化和柔性化是智能制造的三大要素。

智能制造技术的应用范围广泛,例如电子、机械、化工、医药、食品等行业。

其中,电子行业最具代表性的是半导体芯片制造。

半导体芯片是电子产品的重要基础组件,其生产过程中需要高度精密的制造工艺和设备。

此外,机械、化工、医药和食品等行业也在利用智能制造技术提高效率和质量。

在智能制造技术中,仿真模拟技术是至关重要的。

仿真模拟技术是指利用计算机模拟和分析复杂系统的运行过程和工作原理。

在智能制造领域中,通过仿真模拟技术可以准确地预测系统的运行情况,制定相应的生产计划和工艺措施,提高生产效率和产品质量。

同时,仿真模拟技术还可以降低生产成本,缩短产品开发周期,提高研发效率。

智能制造技术的仿真模拟技术主要有以下几种形式:1. 数值仿真。

数值仿真是利用数值计算方法进行模拟和预测系统的运行过程和性能。

数值仿真可以通过计算机程序模拟系统的运行情况,从而得出相应的数值结果。

数值仿真的应用范围广泛,例如在汽车制造中可以通过数值仿真来预测汽车的碰撞情况,以及设计合适的车身结构和材料,提高汽车的安全性。

2. 虚拟试验。

虚拟试验是一种利用计算机程序进行模拟和预测系统性能的方法。

虚拟试验可以通过建立虚拟模型来进行试验,从而降低试验成本和时间,提高试验效率。

例如在石油行业中,可以通过建立虚拟模型模拟油藏的开采过程,优化开采方案,提高开采效率和成本控制。

3. 虚拟现实技术。

虚拟现实技术是指利用计算机程序模拟真实场景,让人们感觉像身临其境一样。

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模具智能制造虚拟仿真实验改革研究
作者:夏建生周海陈青
来源:《中国科技纵横》2016年第08期
【摘要】策应“中国制造2025”发展战略,按照现代模具企业实际的数字化研发设计制造环境,构建了高度仿真的、固化典型的制造业企业运行模式,探讨构建与现代模具企业相统一的设计、工艺、生产、管理的一体化流程的模具智能制造虚拟仿真实验教学体系,将企业的设计制造理念、工作模式融入实验教学组织和教学流程之中,缩短学生和企业之间的距离,满足行业企业用人需求,提高工科类学生就业竞争力。

【关键词】模具智能制造虚拟仿真实验教学
1 引言
模具是工业生产的基础工艺装备,被誉为“工业之母”。

用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。

近十年以来,模具智能制造相关技术得到迅速发展,CAD/CAM技术、热流道技术和多工位级进冲压技术已得到较好推广,CAE、CAPP、PLM、ERP等数字化技术已有一部分企业开始采用[1]。

随着现代模具设计制造不断向自动化、智能化方向发展,设计制造过程信息集成度高、系统复杂,采用真实装备来进行实验教学存在如下问题[2-3]:(1)模具制造装备价格昂贵,前期投人大。

运行过程中电、液、气等资源消耗大,设备后期维护成本高,有些设备操作风险高;(2)受资金、场地的限制,无法满足学生实际动手能力培养的需要,开放、自主设计、创新型实验更是难以开展;(3)优质实验资源无法开放共享;(4)模具生产企业给学生一线实践的空间越来越小,生产实习难以达到预期效果。

2 虚拟仿真实验教学改革
模具智能制造虚拟仿真实验教学中心本着虚拟仿真与实体验证相互结合、优势互补的指导原则,合理设计虚拟仿真实验内容,开发和建设了一系列可靠、安全、经济、传统实验难以实现,有利于学生设计能力、综合能力和创新能力培养的智能制造虚拟仿真实验项目。

应用互联网、虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库、数字化设计、计算机仿真和网络通讯等技术,实现课内与课外、校内与校外、网上与网下、现实与虚拟的融合,致力于虚拟仿真实验和传统实验相结合的实验教学方法改革与创新。

2.1校企协同
与西门子等公司合作,在产品全生命周期系统平台上,将模具制造企业典型的先进设计制造理念、工作环境和工作模式,如模具设计流程、设计团队的组织架构、设计规范与标准、设计质量评价标准等融入实践教学过程之中,建设虚拟仿真企业环境下的模具设计实训平台,让
学生在具有企业文化和氛围的实训环境中,领悟先进的设计理念,把握先进的设计工作模式,掌握运用三维数字化设计工具设计模具的工程能力,并得到工程素养的培养和锻炼。

2.2虚实结合
以“世界先进,国内领先”的生产型全流程模具制造实验线为基础,建设虚实结合、高度信息化的、全流程模具智能制造工厂实验室,以有色金属成型、模具智能设计、高精加工技术、制造物联、加工自动化为研究领域,构建面向校内外相关学科的多学科集群的协同、集成、开放的学科建设与科技工作“大平台”,创建学校教学、科研和社会服务等创新能力提升的创新载体,形成知识创新、技术创新和产业创新融合的创新链[4-5]。

2.3全流程仿真
对企业案例的生产全工艺过程进行规划,制订详细的方案,作为虚拟仿真的开发依据,构建模具设计全流程、高仿真实验教学体系。

该仿真体系一共分为4大类实验,37个典型仿真实验,覆盖了从设计、制造、生产、管理整个流程,具体如表1所示。

3 典型实验教学仿真项目
以现代模具企业实际案例,以全流程模具智能制造为载体,开发高度仿真企业产品制造全周期的虚拟仿真实验项目,搭建了符合现代先进制造业需求的综合性实验教学平台。

经过中心实验室的虚拟仿真训练,学生能够掌握面向模具智能制造全周期的产品三维设计、有限元分析、计算机辅助工艺分析、虚拟制造、虚拟装配、虚拟运营等核心专业技能。

同时以模具智能制造为代表的制造业信息化技术,能将企业的设计制造理念、工作模式融入实训教学组织和教学流程之中,能够培养学生的工程创新意识和工程实践能力。

下面以模具设计、CAE模流分析及运动仿真分析为例介绍项目情况。

3.1 项目1:注塑模三维设计
MoldWizard(注塑模向导)是基于Siemens NX开发的、针对注塑模具设计的专业模块,模块中配有常用的模架库和标准件,用户可以根据自己的需要方便的进行调整用,还可以进行标准件的自我开发,很大程度上提高了模具设计效率。

本实验在Teamcenter平台下,通过NX MoldWizard注塑模向导,学习模具设计整个流程,包括产品装载、排位布局、分型、模架加载、浇注系统、冷却系统以及工程制图等,实现模具的三维快速设计,设计过程强调并行设计的思想。

3.2项目2:注塑成型CAE分析
本实验通过Moldflow Plastic Insight软件,让学生来模拟制件在注塑成型过程中的填充、流动、冷却以及翘曲分析过程,以此来确定制件的最佳成型工艺方案,为工程实际生产提供合理的工艺设置依据,减少因工艺引起的制件缺陷,有助于降低实际生产成本,提高生产效率。

3.3项目3:注塑模运动仿真
一个完整的模具装配通常包含成百上千个零件,这些零件在模具打开和闭合的工作过程中,都有着一定的相对运动关系,特别是对于那些包含复杂斜顶运动机构、滑块运动机构和顶针的模具来说,它们的运动关系尤其复杂,因此,很难从静态的模具中完全准确无误地判断是否出现干涉的情况。

本实验通过NX软件Motion模块,通过设置构件的运动副及运动属性,模拟模具的真实运动情况,找出运动过程中出现干涉问题的零件,避免了在模具生产后才发现问题的情况出现。

3.4项目4:注塑模零部件装配干涉检查
本实验使用NX moldwiard模块中的静态干涉检查(Static Interference Check)功能,对模具部件间的关系进行分析、检查,发现它们之间的干涉问题,例如推杆与水道间的干涉情况,分析结束后同时提供相应的报告。

静态干涉检查可以帮助设计人员快速地找到那些干涉区域或者没有开腔挖槽的标准零件,及早发现问题,从而提高设计的准确率。

4 结语
整合多学科的信息化实验教学资源,利用信息化虚拟设计技术,面向模具设计制造过程进行全流程的高度仿真实验教学,构建虚实结合、相互补充的虚拟仿真实验教学体系,可以打破时间、空间上对传统实验模式的限制,将工业软件融入教学过程,改革现有教学模式,培养大批制造业所迫切需要的熟悉和掌握数字化设计制造工业软件的应用型专业人才,也就成为模具专业人才培养的重要着力点。

参考文献:
[1]李金国,张国庆,何向华.模具专业虚拟仿真实训探讨[J].职业教育研究,2011(9).
[2]李超,刘月群,李彩霞.模具专业虚拟仿真实验平台的开发与教学实践[J].职业技术,2012(4).
[3]莫丽萍.数控模具教学中WEB虚拟仿真技术的使用[J].机械工程师,2010(4).
[4]彭玉亮.构建虚实结合的电子类实验教学方式研究[J].教育界,2015(12).
[5]丁明亮等.虚实结合的X-Y数控实训平台设计[J].实验技术与管理,2015,32(3).。

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