物理模型(實體模型)
通過材料(如金屬、塑料、木材等)手工或機械加工制作的實體模型,直觀展示設(shè)備的外觀結(jié)構(gòu)、尺寸比例。
應用場景:產(chǎn)品原型展示、工業(yè)設(shè)計驗證、展覽展會等。
特點:可觸摸、立體感強,但制作成本較高,修改難度大。
按技術(shù)領(lǐng)域分類
機械加工設(shè)備模型
如機床(車床、銑床、加工中心)、沖壓設(shè)備、鑄造設(shè)備等,重點體現(xiàn)機械傳動結(jié)構(gòu)、運動軌跡和加工工藝。
動力設(shè)備模型
如發(fā)動機、汽輪機、壓縮機等,注重內(nèi)部熱力循環(huán)、流體力學原理的展示。
自動化設(shè)備模型
如工業(yè)機器人、流水線生產(chǎn)線、智能倉儲設(shè)備等,強調(diào)控制系統(tǒng)、傳感器布局和協(xié)同作業(yè)流程。
特種設(shè)備模型
如化工反應釜、礦山機械、航空航天設(shè)備等,需結(jié)合特定行業(yè)標準和工況進行建模。
建模技術(shù)
正向建模:從概念設(shè)計出發(fā),通過 CAD 軟件逐步構(gòu)建設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系。
逆向建模:通過三維掃描(如激光雷達、結(jié)構(gòu)光掃描儀)獲取現(xiàn)有設(shè)備的點云數(shù)據(jù),反推三維模型,用于舊設(shè)備改造或仿制。
多物理場建模:結(jié)合流體力學(CFD)、有限元分析(FEA)等工具,模擬設(shè)備在溫度、壓力、電磁等多場耦合下的性能。
典型工業(yè)設(shè)備模型案例
數(shù)控機床模型
物理模型:展示主軸、刀庫、導軌等關(guān)鍵部件的裝配關(guān)系,用于職業(yè)院校教學。
數(shù)字模型:通過 CAM 軟件生成加工路徑,模擬零件切削過程,優(yōu)化刀具軌跡。
工業(yè)機器人模型
數(shù)字模型:在 RobotStudio 等軟件中仿真機器人抓取、焊接等動作,驗證軌跡規(guī)劃的合理性。
數(shù)字孿生模型:連接真實機器人的編碼器數(shù)據(jù),實時顯示關(guān)節(jié)角度和負載狀態(tài)。
化工設(shè)備模型
概念模型:用流程圖表示反應釜、換熱器、管道之間的物料流動和化學反應過程。
物理模型:按比例縮小的精餾塔模型,展示內(nèi)部塔板結(jié)構(gòu)和傳質(zhì)原理。