印刷机输纸机构模拟运行系统的开发

印刷机输纸机构模拟运行系统的开发的实现主要采用虚拟样机技术对印刷机输纸机构进行三维建模，然后利用Solidworks自带的插件COSMOSmotiot对相关部分进行运动仿真，使系统更接近实际功能。

虚拟样机技术

上世纪90年代以前大部分的机械设计都是采用传统的静态设计，即主要是根据经验和实验数据反复进行修改调整而做的设计。其遵循的设计理念就是设计――实验――改进设计――再实验――再设计。很明显，这样的设计理念不仅不充分系统，也没有创新；另外在这样的设计中，仅仅是对重要的零部件根据简化的力学模型或公式进行实验计算，其它只是做类比设计，与实际情况相差甚远；最后，这样的设计在设计开发周期上也是一种浪费。

近30年，随着科学技术的迅猛发展，尤其是计算机技术的发展和应用，这给机械设计带来了革命性的变化。虚拟样机技术就是在这样的一个大环境下应运而生。

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法，它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。这些数字模型即虚拟样机，将不同工程领域的开发模型结合在一起，从外观、管理和行为上模拟真实产品，支持并行工程方法学。

在机械设计领域，虚拟样机主要指利用计算机三维设计软件建立样机模型，并进行一些列的性能模拟仿真，以便为后期能方便地进行改进和优化设计。因此，虚拟样机技术实际上是包含了多体系统力学、系统建模技术、多领域协同仿真、工程设计分析技术以及狡猾式用户界面技术等多种应用技术，其内涵是非常之丰富的。

基于Top-Down的WAVE技术

SolidWorks有两种设计方法，一种是自下而上另一种是自上而下。自上而下是指设计师独立于装配体零件，并把这些零件组成装配体；自上而下是指在装配体得布局草图上不知设计信息，然后把信息传递到下级零部件的产品结构。

WAVE相对于参数化特征建模是属于装配一级的技术。它提供了实际工程产品设计中自顶向下的设计环境。它把产品设计的重要的总布置设计参数建立在具有相关性的控制结构中，通过少数的设计变量就可以控制产品开发的全过程，特别适合复杂产品的开发、改型和系列化设计。它具体的工作流程如下图1所示：

本系统设计采用图2示的装配方法：

系统设计及实现

由于SolidWorks本身不带有支持国家标准的标准件库，但是在系统设计中，要用到很多众多的标准件。因此要想减少重复的绘图工作量，我们必须对这个系统常用的标准件进行分析，并利用软件制作标准件库。只有建立了标准件库，我们在使用时只需要标准库中的零件调用，修改好尺寸、形状等参数就可以或侧新的所需三维实体模型，从而能将大量的重复建模工作减少，提高设计质量，缩短设计周期。根据实际情况设计好各类零件库而后进行装配。

SolidWorks为整体装配提供了一个很方便的平台，只需要将整体装备分解成不同的子装配体，先将子装配体进行装配，最后将个子装配进行二次装配，最终得到整体装配。

所谓装配体是由若干个零件组成的部件。它的扩展名是.sldasm。当一个零部件（单个零件或子装配体）放入装配体中时，这个零部件文件会与装配体文件链接。对零部件文件所进行的任何改变都会更新装配体。

具体装配操作步骤比较简单，首先建立一个装配体模型，让后将所需的零部件插入到装配体中，最后在装配体界面选择好操作基面，对零件进行相应操作即可完成装配体。

在具体操作中，由于整个机构太复杂，包含了5个子模块。故而先根据机构运动特点逐步先进行小模块的装配，再逐步向上进行装配。如下是最终部分装配图：

本系统基本实现了印刷机输纸机构纸张输送阶段5个模块虚拟样机的三维建模工作。可以通过系统实现输纸机构5个模块部件的组装，拆卸。使学生不必通过实体印刷机就可以了解输纸机构的组成及运作过程，并对其中重要部件的组成及功能有详细的了解；同时，利用系统生成的工程图和动画演示，可以对整体装配及零件细节加工有跟细致的掌握。