石敏

摘?要：隨著我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，在激烈的市場競爭環(huán)境中，印刷機械要想進一步提升市場競爭力必須要不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量、縮短更新周期、降低研發(fā)成本。在這一迫切需求下，虛擬樣機技術(shù)為代表的計算機技術(shù)不斷發(fā)展并應(yīng)用與印刷機械行業(yè)中。對此，本文就虛擬樣機技術(shù)進行簡單的闡述，然后對其在印刷機械行業(yè)中的應(yīng)用進行簡單的分析與研究并提出一些可供參考的意見與措施。

關(guān)鍵詞：虛擬樣機;印花機械;應(yīng)用;研究

經(jīng)濟全球化背景下，世界各國經(jīng)濟政治文化聯(lián)系日益緊密，市場競爭越來越激烈。從整體上來看，印刷機械不斷朝向高質(zhì)量、高速度、高精度、多功能、多色組和自動化控制等方面更迅速發(fā)展。以當(dāng)前處于國際領(lǐng)先水平的德國海德堡等企業(yè)為例，他們的企業(yè)發(fā)展道路與成功經(jīng)驗非常值得我們借鑒。當(dāng)前，他們已經(jīng)基本實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)字化、滿足客戶需求的個性化、零部件通用化、品種多樣化、生產(chǎn)管理現(xiàn)代化，而這些特點正是我國企業(yè)正在追尋的目標。企業(yè)要想實現(xiàn)生存與發(fā)展，就必須要采用標準化的管理及生產(chǎn)方法，從而減少資源浪費、降低成本、縮短周期、提升質(zhì)量。我們必須要重新審視印刷機械的總體發(fā)展思路，只有擁有具有競爭力的核心技術(shù)才能夠促進企業(yè)的跨越式發(fā)展。

1.虛擬樣機概述

自上世紀八十年代以來，隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，一項名為計算機輔助工程技術(shù)應(yīng)運而生。在機械工程當(dāng)中，虛擬樣機技術(shù)又稱為機械動態(tài)仿真技術(shù)。工程師首先在計算機上建立虛擬樣機的模型，然后對改模型進行多種動態(tài)性能的分析，最后再結(jié)合實際情況對所涉及的樣機加以改進，最后再利用數(shù)字化的形式將傳統(tǒng)的實物樣機予以替代。從某種程度上來說，通過虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用，極大的簡化了機械產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)過程，有效提升了產(chǎn)品開發(fā)周期并有效控制研發(fā)成本，尤其是在產(chǎn)品質(zhì)量及性能上均能夠獲得大幅提升。隨著虛擬樣機的進一步發(fā)展，此技術(shù)收到了廣大工業(yè)發(fā)達國家、科研機構(gòu)及企業(yè)的廣泛重視，并將虛擬技術(shù)引入并應(yīng)用于各自的產(chǎn)品開發(fā)當(dāng)中，取得了良好的經(jīng)濟效益。

據(jù)國際行業(yè)權(quán)威人士分析，機械工程領(lǐng)域產(chǎn)品內(nèi)采用虛擬樣機技術(shù)的試驗研究方法，將取代傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)實物實驗研究法，計算機數(shù)字化仿真技術(shù)將在未來的一段時間內(nèi)迅速發(fā)展并深入應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。虛擬樣機技術(shù)研究范圍主要在機械系統(tǒng)運動學(xué)與動力學(xué)上，其關(guān)鍵內(nèi)容在于如何采用計算機對機械系統(tǒng)的運動學(xué)與力學(xué)進行分析，并確定出系統(tǒng)內(nèi)各構(gòu)建運動所需的作用力、反作用力等。對此，本文將虛擬樣機技術(shù)在實際工程中的具體應(yīng)用做出簡要分析，進一步探求虛擬樣機技術(shù)在印刷機械行業(yè)中的使用方法及應(yīng)用效果。

2.虛擬樣機技術(shù)在印刷機械行業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1研究內(nèi)容

2.1.1選用虛擬樣機技術(shù)軟件

同傳統(tǒng)的CAD/CAE/CAM相比，虛擬樣機技術(shù)與其技術(shù)最大的差別在于前者是面向產(chǎn)品零部件的分析、設(shè)計、制造與生產(chǎn)，主要目的在如何提高零部件性能及質(zhì)量，而虛擬樣機技術(shù)關(guān)鍵在于如何以提升整體產(chǎn)品質(zhì)量與性能、降低產(chǎn)品制造的成本為目的，是系統(tǒng)化的分析、設(shè)計與制造。就目前而言，美國ADAMS、德國SIMPACK、比利時DADS、韓國RECUEDVN已經(jīng)能夠基本實現(xiàn)數(shù)字化樣機軟件分析。另外，鑒于印刷機械行業(yè)本身是一種集機電、氣、聲、光電與一體的復(fù)雜機械系統(tǒng)，引入如何準確找到適應(yīng)印刷機械特點的運動學(xué)、動力學(xué)特征分析與仿真軟件非常重要，從而進行充分的調(diào)研并在此基礎(chǔ)上做出準確選擇。

2.1.2原型機選擇

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，印刷機械逐漸呈現(xiàn)出多功能、多色組、自動化、模塊化、標準化、高速度、高精度的發(fā)展趨勢。當(dāng)前，在國外先進急性上穩(wěn)定因素可達每小時16000～19000張，因此我們在對原型機進行選型時也要注重選擇能夠明顯提升轉(zhuǎn)速的機型，這樣一來，一些高速機型所需的結(jié)構(gòu)如前規(guī)預(yù)定位、滾筒、遞紙等結(jié)構(gòu)將成為優(yōu)先選擇且具有改進空間的機構(gòu);其次在色組上，國外四色已經(jīng)達到普及，五色、六色、八色數(shù)量相當(dāng)多，因此我們在選型時要摒棄傳統(tǒng)的選擇單色機的觀念，從而在整體上促進產(chǎn)品的升級換代;在多功能方面，國外基本實現(xiàn)專色印刷、UV上光、雙面上色等能夠滿足消費者個性化的特色;模塊化方面國外多色機組在生產(chǎn)運行當(dāng)中基本實現(xiàn)標準化生產(chǎn)，用戶處組裝之后可直接投入使用。從上述幾個方面都可以看出，我們在選擇原型機的過程中必須要具備產(chǎn)品向標準化發(fā)展的思路，因為只有這樣，我們才能夠促進我國印刷制造行業(yè)的整體進步，并解決印刷機行業(yè)中當(dāng)前所面對的一系列問題。

2.1.3其他

在原型機數(shù)字化建模、功能虛擬樣機實現(xiàn)、數(shù)字物理樣機實現(xiàn)、虛擬樣機的虛擬測試與實際效果評估、軟件的二次開發(fā)、印刷機開發(fā)平臺的建設(shè)上都需要我們加大研究力度，對印刷機械行業(yè)做出具體分析并將虛擬樣機技術(shù)應(yīng)用到其中去。

2.2關(guān)鍵問題

2.2.1確定影響整機性能的原理性因素

影響整機性能的原理因素主要包括以下幾個方面，分別為機構(gòu)的動力學(xué)分析、機構(gòu)的運動學(xué)分析、高速狀態(tài)下柔性沖擊對紙張傳遞準確性的影響程度、高速化對制造、印刷精度的影響、在運行當(dāng)中印刷機所產(chǎn)生的震動情況。

2.2.2科學(xué)選擇高速化解決方案

對高速化解決方案加以解決要充分考慮以下幾個問題，分別為影響印速的因素分析、機器關(guān)鍵機構(gòu)的模擬分析、多色機的開發(fā)、無軸傳動的應(yīng)用、觸紙傳遞系統(tǒng)研究等新型機構(gòu)設(shè)計問題。

2.2.3搭建模塊化的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)體系

要想建立模塊化的產(chǎn)品設(shè)計及開發(fā)體系必須要對以下問題充分考慮，其中主要有如何達成適應(yīng)用戶需求的多功能配置方案、滿足個性化需求的產(chǎn)品設(shè)計標準化、印刷機械模塊化的設(shè)計研究、產(chǎn)品研發(fā)的通用化、系列化等問題。

3.結(jié)語

虛擬樣機技術(shù)作為一門剛剛發(fā)展起來的技術(shù)，在國外發(fā)達工業(yè)國家得到了成功實踐，為我國制造業(yè)水平的提升提供了有效參考。當(dāng)前，我國已經(jīng)有很多行業(yè)逐步實施虛擬樣機的技術(shù)，尤其是在印刷行業(yè)中，虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)得到了有效體現(xiàn)，相信在不久的未來，我國印刷機制造水平將會逐步趕超國際先進水平。

參考文獻：

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