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數字化制造技術范文1
時代的快速發展,使得汽車的社會需求量也大大提高,人們對于汽車產品的質量以及汽車產品的更新的速度也有更高的要求。為滿足社會的需要及人們的需要,汽車制造企業必須想辦法提升汽車產品質量、提高產品生產效率以及加快產品更新速度。這樣,企業才能在激烈的市場競爭中具有較強的競爭力。數字化技術的誕生為汽車制造的發展創造了一個有利條件,使這一切成為現實。本文詳細介紹了數字化技術的概念,以及數字化技術的理論基礎,分析了數字化技術在汽車設計制造中的應用,包括了拉延模及拉延面等方面的設計,并且提出了汽車制造采用數字化技術所存在的優勢。
【關鍵詞】
數字化技術;汽車設計;制造;應用
最近幾年,隨著汽車制造業的快速發展,其市場競爭也越來越激烈,為了提高市場競爭力,企業必須加快新產品推出的速度。企業需要降低汽車生產成本,同時提高汽車生產的效率,并且要保證汽車的性能。在這個背景下,數字化汽車制造技術應運而生。數字化技術是先進的、科學的以及系統的現代科學技術。數字化技術在汽車制造的各個環節的應用較為廣泛,較大程度上提高了產品生產的效率和質量,在汽車制造企業的發展過程中起到了重要而又積極的作用。
1數字化技術的概念
二十一世紀,人們已經進入數字化時代,數字化技術也使人們生活的各個方面發生翻天覆地的變化。關于數字化技術,其是指借助于計算機系統、數據庫以及多媒體等先進技術,結合實際生產的需要,快速進行相關信息的獲取,對產品各方面的信息進行處理,以此來完成產品外觀及結構的設計、性能的模擬以及生產制造,從而較快地制造出能滿足客戶需要的產品。計算機的快速發展和相關計算機軟件的大量研發,促進了計算機輔助設計()系統的誕生。系統的最重要的部分是數據庫,其采用的軟件為交互圖形系統,其具有較強的計算和數據分析能力。系統對于產品結構的設計可以在二維或者三維的空間里進行,具有較高的準確度,系統的應用使產品的生產效率與質量得到了較大程度上的提高,系統和數控機床及數控技術等一起為機械制造業中數字化的廣泛使用創造了有利條件。
2數字化技術應用于制造業的理論依據
數字化制造相比傳統制造具有較大的優勢:數字化技術能夠系統地、獨立地、靈活地對產品進行設計和制造,制造參數的數字化是其本質特征。其中,數字化技術最典型的特點是其具有分散性、獨立性,能夠將復雜的、不明確的相關信息進行具體化、詳細化,并以數據的形式進行代替。并且,計算機制造學是數字化制造中的基本理論。所謂計算機制造學,是指在建立各種設計模型的基礎上,采用計算機對其幾何數據進行計算,其中包括計算機智能運算的使用。通過計算機計算,將制造所需要的具體信息例如振動、聲波以及力學等計算出來,再建立設計模型,對設計模型進行調整和修正。模型中的一系列信息用具體的數字進行表示,從而使模型變成包含大量數據信息的“系統”,實現產品設計制造時的精確性、靈活性和合理性。計算機制造學涉及多方面的理論,其中計算機幾何數據融合理論是其最關鍵的部分。計算機幾何和組合幾何、代數幾何等都是解決制造中的幾何問題的重要辦法,而且均對產品制造中困難的處理起到了較大的作用。幾何模型、空間計算、計算機模擬等都是其理論結構,其中包含了數據和信息融合的過程。信息和數據的融合實際上是對諸多信息進行整理合并,其處理的順序應由低至高進行,在低層往高層遞增的過程中,其信息抽象性也逐步增強。數字化技術中數據融合的辦法包括信息互補以及傳感器信息的傳輸。信息互補能夠將現有的相關數據進行處理,進行優勝劣汰的選擇,最終確定最為合理的產品設計方案。
3數字化技術在汽車設計中的應用
就目前而言,在新產品的開發過程中,逆向工程技術是其中各種先進技術中的關鍵,在汽車、家用電器、飛機、摩托車等新產品的研發中被廣泛應用,其能夠將其他技術進行有效結合以及利用。新產品的快速設計及生產離不開逆向工程技術的應用。逆向工程技術被普遍被應用于原有產品的快速改造或者快速仿制中,從而實現產品的快速更新,簡單來說,逆向工程技術的設計是反向進行的,其根據該技術獲取到的相關數據信息,制作出一張具有抽象性的自由曲面,接著利用曲面反求軟件對其進行反求設計,然后把其引入或者等實體化設計軟件中,進行相關設計。需要注意的是,逆向工程技術對于激光快速成型制造的影響越來越明顯,其起到的作用越來越大。除此之外,在開發新產品時,產品設計師一般會憑借自己的想象及構思來設計汽車產品原型,而且往往采用油泥塑造的方式,制造出理想的汽車模型。之后,利用三坐標測量機,獲取汽車模型的三維數據信息。其中,三坐標測量機分為兩種,其分別是非接觸式及接觸式。非接觸式相比接觸式具有一定的優勢,比如其使用范圍廣、測量的速度快,在汽車模型設計中的應用更為廣泛。本文針對的汽車的車身三維數據的獲取就是利用非接觸式三坐標測量機完成的。因為獲取的數據都必定會將噪聲點帶入,尤其是位于尖角及邊沿周邊的位置的噪聲點比較突出,并且通過激光掃描得到的大量數據信息也會對曲面重建的算法造成嚴重的影響,于是一定要處理其相關數據。因為大多數測量系統的軟件自帶對點云進行初步處理的功能,其中包括對異常數據及噪聲數據的處理,以及還包括對數據進行整合、補充遺點、使其三角面片化等。所以,為滿足設計的需要,可以對獲得的數據進行簡化處理,然后進行相關操作,比如變換坐標及獲取截面等。
4數字化技術在汽車覆蓋件模具設計中的應用
數字化技術在汽車覆蓋件模具設計中也得到了較為有效的應用。拉延模型的設計,是基于覆蓋件產品的三維模型上進行,對其邊界進行創造性設計。其凹模圓角、工藝補充面、拉延筋、壓料面的設計均可以在數字化軟件平臺上進行。壓料面、工藝補充面、拉延筋和覆蓋件產品模型一起,組成了一個完整的拉延模型面幾何模型。
4.1拉延模型面的設計設計工藝補充面時,沖壓方面的確定是第一步,盡可能保證各個部位具有相似的拉延深度,方便其拉延成形。設計壓料面采用了三種方法,其分別是邊界法、掃描法和延展法。拉延筋的設計步驟如下所示:第一、制作類似半圓弧的二維特征曲線;第二、通過掃描生成拉延筋曲面;第三、旋轉圓角將拉延筋和兩邊的光滑曲面相連接。按照實際需求選擇拉延筋尺寸的大小。進行凹模圓角的設計應按以下步驟進行:在工藝延伸面和壓料面的相交線位置進行倒圓角變尺寸的處理,并且應該根據其金屬流動性進行圓角大小的取值。
4.2拉延模結構的設計拉延模結構的設計包括凹模、凸模和壓邊圈三大方面的內容。并且拉延模其三大方面的設計高度需要根據壓力機的特點而定。以下是凹模設計的基本步驟:第一、創建凹模二維特征輪廓的曲線;第二、進行拉伸操作制造出實體,利用拉延模型除去多余的部分;第三、在以上基礎上,進行布爾計算,對其局部特征進行細致處理,例如建凸臺、挖孔、建導柱、增加肋板等;第四、進行倒角操作,制造出凹模、凸模以及壓邊圈;第五、進行墊塊、頂桿、擋料銷等零件的設計。
5數字化技術在汽車模具制造中的應用
汽車自動化制造業也普遍采用了數字化技術,其不僅能夠對模具進行動態仿真、展示加工的具體步驟,也能馬上進行改變,其不但提高了模具設計和制造的效率,而且使復雜曲面的加工精度得到提升。
5.1工件和刀具的設置將上文所提到的汽車覆蓋件模具以統一的格式進行保存,并將其引入到數字化設計軟件中,對工件毛坯、原材料及原點等進行加工。打開工件設置選項,對工件進行設置,對毛坯尺寸的外形進行設定以及創建加工坐標系,之后調整其刀具號、下刀量以及冷卻量等相關參數,還應整理、檢查刀具名稱以及相關刀具材料。
5.2NC刀具軌跡的生成在數字化設計軟件中的走刀模式有許多種。按照模具的特征,適合采用平行切法,其不但能夠保證加工的質量,沒有較長的代碼,而且能縮短加工的時間。完成以上程序后,系統會立刻將刀具軌跡制作出來,接著把刀具以刀位點的形式進行離散,操作完成后進行數控程序的加工。而且,需引起重視的是:假如數控加工采用的球頭銑刀的半徑比曲面的曲率半徑更大,就會造成過切的狀況。此外還需注意的是,刀具的半徑如果比刀位點到曲面的距離更大,在操作過程中也會造成誤差,比如過切,需要重新調整相關參數進行加工。已經產生過切的位置可以采用一些方法進行處理,比如繞行或者抬刀。之后利用程序進行加工,借助坐標變換的方法使模具下模的坐標系與機床的坐標系相吻合,才能實現模具的初步加工。
5.3生成后置處理代碼通過軟件的公用管理模塊進行加工報表的制定,報表的制定需要根據數控系統的換刀指令、坐標系、刀具說明等具體信息來定,在使用前還需做進一步的檢查與修改。
6結語采用先進的數字化技術投入到汽車的設計及制造中,能夠較大程度上節約汽車的設計、調試、制造等方面的時間,并且也能使汽車的生產成本降低。通過數字化技術,可以使汽車的質量及安全性得到保障,同時提高汽車制造多方面的要素,包括質量、精度和效率,有利于企業及汽車行業的快速發展。
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數字化制造技術范文2
關鍵詞:以太網;移動平臺;農業機械;數字化管理
一、基于以太網和移動平臺開展農業機械云制造數字化管理的特征
將以太網與移動平臺相互結合,這樣在所開展的機械云制造技術中能夠實現自動化管理,數字管理技術得到了更高效的使用,無論是農業機械的生產加工,還是后續使用,都能夠達到一個理想的形式,分析其特點可以發現首先在設計平臺上更具有先進性,能夠達到理想的使用效果,使用過程中所存在的問題,通過數據庫建立可以提升管理效率,這樣的管理技術與實際情況之間的配合才能更加順利[1]。移動平臺結合網絡環境在使用范圍上更加的廣闊,不會受到系統平臺隱患影響,可以不受時間與距離的影響,通過網絡傳輸功能來實現系統的管理控制,在農業機械制造業發展中起到了推動作用。其次是這種管理理念具有虛擬性,管理信息傳輸是在網絡環境下進行的,在云制造的數據庫中會體現出這一特征,制造過程的管理需要配合平臺所提供數據來進行,只有數據信息得到有效利用,后續的農機生產制造質量才能得到保障,否則造成材料浪費,或者影響農業機械使用功能。
二、當前基于以太網與移動平臺開展農機制造數字化管理的技術
1.計算機輔助設計。對管理數據庫進行完善時會運用到計算機輔助設計技術,在此技術的保障下所開展的各項配合都能夠達到一個更理想的建設使用效果,對于一些比較常見的功能實現需求,數據庫建立期間會根據具體的需求來進行進一步完善,并在信息使用安全上得到更明顯的進步提升。計算機輔助設計需要程序軟件的參與,只有不斷的完善內部信息,在數據庫的信息存儲范圍上不斷進步,最終的使用效果才能更加理想[1]。首先確定一個數字化管理框架范圍,在框架范圍的基礎上再進行后續完善,對數據信息進行整合研究,實現數字化的農業機械制造管理,并與以太網、移動平臺充分結合。
2.虛擬原型技術應用。掌握了完善的信息技術后,后續進行的管理數字化設計可以在信息引導下完成。對于過程中比較常見的功能隱患問題,需要加強調解控制,移動網絡環境具有極強的數據傳輸能力,這一功能在發展農業機械制造數字化管理中起到了功能完善的作用,同時在管理過程中也能夠根據實際生產需求不斷的做出調整,達到一個更理想的安全生產效果,針對未來的功能進步提升也有很大的促進作用。虛擬原型充分利用了以太網環境特征,在所開展的工作任務上能夠將虛擬與現實管理相互結合,高效利用數據庫資源的同時根據現實管理需求不斷的調整管理系統,達到一個信息共享的作用。
3.強調農機產品的協同設計。在對農機產品進行數字化管理設計時,雖然在設計理念上做出了區分,但設計過程中仍然可能會遇到功能差異帶來的問題。以太網發展目前已經十分成熟,但應用在農機產品生產設計中仍然存在經驗方面的欠缺,通過這種方法來幫助提升管理工作完成效果,可以有效的促進管理計劃落實發展。協同設計會從多個層面共同開展,其中也存在很大程度上的差異性,尤其是在管理計劃與現場創新上,充分掌握這一技術性方法,并通過數字化管理技術研發設計來提升技術的落實程度,對于現場工作任務的開展也有很大幫助。移動平臺下信息傳輸速度得到了提升,同時更能夠根據農業機械生產需求來做出調整,這一點是傳統方法中所不具備的,也是未來數字化管理與云制造發展相互結合的有效技術性方法,充分完善設計理念,在最終的設計效果上才能有更好的進步。
結語
農業機械在農業經濟和農業的發展中始終處于十分重要的地位, 將數字化設計技術引入農業機械行業是改變傳統農業機械生產方式, 用新技術改造傳統農業, 支持新興農業技術, 提高農業競爭力的重要手段。
參考文獻
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關鍵詞 圖學教育 改革 現代制造技術
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.10.064
Practice and Research of Teaching Reform on Mechanical
Drawing of Digital Manufacturing Technology
SUN Baofu, ZHONG Zhixian
(College of Mechanical and Control Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541004)
Abstract Graph is engineering language. With the rapid development of modern manufacturing technology, graphics education in teaching content, teaching method and teaching means also faces the reform, to adapt to the development needs. In this paper, the present situation, reform ideas and reform measures are studied, and the detailed reform steps are formulated.
Key words graphics education; reform; modern manufacturing technology
0 引言
隨著現代工業的飛速發展,產品更新速度的加快,新型的制造技術在我國的應用越來越廣泛,其中,數字化的制造技術已成為其典型代表。所謂數字化制造技術是指:在數字化技術和制造技術融合的背景下,并在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下,根據用戶的需求,迅速收集資源信息,對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規劃和重組,實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造,進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。發達國家以及我國大部分大中型企業已經實現了數字化的制造技術,它包括了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工程分析(CAE)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)、產品數據管理(PDM)等內容。①而其中,產品的數字模型作為貫穿所有制造過程的一條主線,其表現形式、包含內容、建立方法、信息含量等尤為重要。在傳統制造中,二維的工程圖樣承擔了制造過程中的所有信息。然而,隨著計算機技術和信息技術的飛速發展,以及如UG、PROE、Solidworks等新型綜合軟件層出不窮,傳統的信息載體已越來越不適應現代制造技術的發展水平,改革勢在必行。
1 改革思路
在傳統的機械制圖教學體系中,產品裝配圖和零件圖的閱讀與繪制是制圖教學的最終落腳點。產品的裝配工藝離不開裝配圖中的裝配與配合尺寸、明細欄、裝配要求等相關內容,而零件的制造的工藝信息則存在于零件圖中的尺寸標注、技術要求之中。然而,無論是哪一種圖樣,對零件的形狀、結構以及組成的表達都是讀圖與繪圖的基礎,所以,對工程圖樣表達方法的學習仍然是制圖教學的重中之重。而對圖樣表達方法的掌握是以畫法幾何內容的學習為基礎的,它是利用投影的基本知識,實現了三維實體與二維圖樣的相互轉換。然而,由于畫法幾何部分內容的抽象性,造成了學生學習制圖的枯燥與乏味,嚴重影響了學習的效果。
為適應現代制造技術的發展,機械制圖的教學則需從以下幾個方面進行相應的改革:(1)機械制圖建模方式的轉化?;跀底只圃旒夹g之上的工程信息的載體已經從傳統的二維模型向三維模型轉化,依照三維建模設計的思想,根據實體的構成原理與構成方法,進行三維實體建模。這一建模理念忽略了點、線、面在制圖中的基礎作用,減少了教學內容,同時也培養了學生現代設計思想和設計方法。所以,從工程圖學的教學內容來看,三維建模應貫穿教學全過程;(2)機械制圖與計算機技術的融合。計算機技術在現代制造技術的地位和作用是無以替代的,作為基礎課程的機械制圖,自然也是無法割舍的。許多年來,眾多的專家學者在二者的結合內容、形式、方法、途徑等方面進行研究與實踐,但大部分都歸結于二者內容比例問題、時間前后問題。因為是傳統的二維工程圖樣的教學,所以所用的教學軟件基本都是AutoCAD,從而不能適應三維建模的需求?,F代制造技術下的機械制圖,其三維建模軟件得到了根本性的改變,往往是運用一些大型的、集成的軟件,例如UG、Pro/e、Solidworks等。選擇什么樣的軟、硬件,如何實現與理論教學進行合理有效融合將是我們面臨的另一選擇;(3)機械制圖與相關專業知識的整合。利用集成軟件進行建模的過程實際上就是一個對零件設計、分析、檢驗的工程,所以這門課程的名稱也應該稱之計算機輔助設計與繪圖(CADD),它不僅需要計算機技術的支持,同時也要求建模者具備充分的專業知識和專業技能。②怎樣實現這一教學內容的整合,又如何恰當把握教學時機的安排是教學改革的重要課題。
上述的三項內容是相互關聯、彼此依存的,而建模方式的轉變是一條主線貫穿其中,對此,大連理工大學、清華大學以及北京航空航天大學均有研究,然而對與專業課程的整合雖有專家提出,卻沒有實際的研究成果,更沒有符合這一教改思想的教材或教學內容大綱,這在全國尚屬首創。
2 改革實踐
在獲得廣西教育廳教改工程項目立項支持之后,我們在實際的教學中專門拿出了一個實驗班,自己編制教材,進行了相關的課程改革試驗。在教學過程中,取消了點、線、面的投影,截交線、相貫線的投影等原來較為繁瑣且較抽象的內容,但保留了投影的基本知識,使得學生清楚二維工程圖樣的由來。三維建模則采用Solidworks軟件,從棱柱、棱錐、圓柱、圓錐等基本形體的建模開始,完成基本形體的切割、基本形體的疊加等組合體的建模過程,然后將三維實體模型進行二維轉換,直接形成二維工程圖,從而加深對工程圖的理解。
在完全掌握復雜形體的三維建模之后,對工程圖樣的表達方法、標準件常用件的表達方式、零件圖、裝配圖等章節的學習依然不能缺少。他們是機械制圖學習的落腳點,也應該是學習的重點。這便又從三維回到了二維,所以,投影知識的學習是必不可少的。
在完全掌握復雜形體的三維建模之后,通過對相關課程內容的整合,它不僅是機械制圖這一門課程的任務,還關聯到相關的專業及專業基礎課程,涉及的面廣,改革的難度較大。通過與計算機技術的融合,從而實現建模方式的轉變,是我們研究的重點。符合這一教改思想的教材的編寫、教學方式方法的轉變、教學內容與范圍的確定是這一課題研究的關鍵問題。它需要集中一定的人力、物力,對相關院校及企業進行走訪與調研,并且還要申請相關軟件公司的支持與協助才能夠得以順利實施這一課題的研究。
3 實施方案(圖1)
4 結語
機械制圖是機械、機電專業或近機類專業必修的一門專業基礎課程,但因其對學生的空間思維能力以及空間想象能力要求較高,所以,學生的學習的困難程度較大。改革之后課程從其建模方式將以三維建模為主,從而降低了課程的抽象性,同時也提高了學生對相關軟件的熟悉程度及學習熱情。
教改項目:廣西高等教育教學改革工程項目,桂教高教【2013】28
注釋
數字化制造技術范文4
【關鍵詞】機械制造; 自動化技術; 發展趨勢
中圖分類號:TD404 文獻標識碼:A 文章編號:
當代科技飛速發展,使得新時期的制造工業面臨前所未有的機遇與挑戰,而機械制造及其自動化技術則是這一時代的重要產物。機械制造及其自動化不僅是現代制造技術中的一個重要組成部分,而且還是機械制造業技術改造與進步的技術保障。在我國,機械自動化技術已經作為一種新興的技術表現形式得到了廣泛的應用和發展,從而為機械制造行業帶來了蓬勃的生機。
一、自動化及機械制造自動化的內涵
( 一) 自動化技術。自動化技術是集微電子、機械、計算機等技術為一體的一門綜合性的技術,它指的是機器設備或生產過程在不需要人工直接干預的情況下,可以按照預期的目標自發地實現量測以及操作等信息處理以及過程控制的總稱。自動化技術也是探索以及研究實現自動化過程的方法以及技術,是一門涉及多種學科以及應用廣泛的綜合科學技術,它由程序單元、作用單元、傳感單元、制定單元以及控制單元這五個單元組成。
由于自動化涉及多個領域,因此,其概念比較廣泛,但是其在機械制造自動化方面包含以下三個方面的含義: 一是有效地改變機械設備的功能,從而實現整個機械設備系統的自動化以及完全自主化,進而形成一個完全自動化的有機自動化體系。二是它能夠在很大程度上代替人的體力勞動,同時替代或者部分替代人們的腦力活動,使得機械制造中人與機械設備能夠更加協調化,優化對機械設備的管理和控制。三是機械制造中的自動化不僅僅能夠實現生產過程中的自動化,而且還能夠將其拓展延伸到整個產品的生命周期中去。
( 二) 機械制造自動化。機械制造自動化指的是在機械制造以及生產的過程中利用自動化的技術并且采用一些有效的運行方式,使得機械設備以及產品的生產作業過程完成一個有效的自動化審查,并且能夠生產大批量的產品,從而能夠加快加工速度,節約人力資源。機械制造自動化廣泛應用于發展,使得當代的機械制造業發生了巨大的變革,同樣其也是未來機械制造業發展的主要方向,機械制造自動化不僅能夠實現較高的生產率,而且還能在一定程度上降低生產成本,提高產品質量。
二、機械自動化技術在機械制造中的應用
( 一) 柔性化應用。機械自動化技術在機械制造中的柔性化應用的一個主要的特點是,其能夠根據外界因素所導致的作用力的不同表現出與之相對應的適應能力。柔性化的應用使得機械制造所生產出來的產品能夠很大程度地適應市場的更改特性。隨著時代的飛速發展,客戶們對于產品的需求也越來越多,因此,現代機械制造行業應該針對客戶的需求對機械制造產品的結構以及類型作適當的調整。而柔性化的應用則很好地解決了這一問題,它能夠在保證產品柔性的基礎上,對人與機械交互的界面進行了最大程度的優化,機械自動化技術在機械制造的柔性化應用不僅能夠提高機械制造產品的質量、提高生產效率、最大程度地滿足客戶的需求,而且它能夠優化企業內部以及外部的應變性能,增強信息系統在運行中的可靠性,并且在此基礎上它還能滿足機械制造產品多樣化以及個性化的發展需求。
( 二) 智能化應用。智能化的機械制造技術是一種由自動化技術、機械制造技術以及系統工程、人工智能等多種技術相互滲透以及交織所組成的綜合性的技術。它能夠將人類專家和智能機械進行完美結合進而形成一個人機一體化的智能系統,這種系統能夠在機械制造過程中進行一系列的判斷、分析、推理、決策等智能活動,它能夠將人工智能完美地融合于機械制造生產過程的各個環節中,并且能通過模擬專家們的智能,從而取代機械制造過程中需要專家來完成的那一部分。智能化的機械制造系統能夠模擬專家的智力活動,能夠對機械自身的運行狀況進行自動監視,如果發現錯誤了還能夠對其進行自動改進或者是預防,此外,它還能對外界的一系列突況有很強的處理能力,通過自動調整自身的一些參數來適應外部環境的要求,使得機械能夠始終運行在一個最佳的狀態。
( 三) 集成化應用。機械制造技術始終堅持對計算機技術、微電子技術以及自動化技術等高新技術的應用,并且在此基礎上形成了一系列新的科學技術,例如計算機的輔助設計與制造、工藝評估、數控加工、柔性管理以及信息管理系統等等。為了構造一些不同級別的集成制造系統,就可以對一些技術進行系統組成。集成制造是對企業的制造過程通過信息技術來進行整體優化,它是以系統工程理論為指導的,它可以將企業中的全部生產要素以及全部經營活動在計算機網絡以及工程數據庫系統的支持下集成一個有機的整體,從而實現一個以人為中心的柔性化的生產過程,進而使得企業能夠在產品質量、生產成本、新產品的開發、服務等各個環節都能取得最佳的效果。
三、機械制造及其自動化未來發展趨勢
( 一) 綠色化。機械制造及其自動化的綠色化發展是其實現機械制造產業可持續發展的必由之路,人與社會均是自然世界的一部分,因此人與社會在發展過程中必然不能脫離自然世界,而且還應該促進人與社會同自然世界的和諧一致,機械制造業也同樣如此。機械制造過程中從對產品的設計、生產、維修、回收等階段都應該充分考慮環保問題,不僅要考慮對自然環境的保護,而且還應該考慮對社會環境以及生產環境的保護。機械制造自動化的綠色化發展使得生產出來的產品在一定程度上可以稱之為藝術品,可以與用戶的需求相一致,進而給用戶一種高尚的精神享受,充分體現出物質文明、精神文明與環境文明的結合。
( 二) 數字化。先進的制造技術離不開數字化的發展,數字化的機械制造集計算機網絡技術、制造技術、管理科學等多種學科為一體。它不僅包括數字化設計與制造,而且還包括數字化的控制。制造設備中的控制參數均為數字化信號,而制造業中的各種信息都可以通過網絡以數字化的形式在企業內部傳遞,可以依據市場信息,對于一些資料信息進行及時的搜集,通過快速原型、虛擬技術以及多媒體等數字化技術的支持,對產品、工藝以及資源信息進行分析和重組進而實現對產品設計、生產中的高度仿真,滿足客戶的各方面需求。
( 三) 高度集成化。二十一世紀機械制造及其自動化進行發展的一個重要方向便是高度集成化,同樣其也將成為機械制造領域的一種重要生產方式。高度集成化的發展就是以計算機網絡技術為基礎,從而將整個生產操作系統集成為一個整體,并且通過多個相互關聯的分系統來對總體系統進行模塊式的組合。一般的集成化系統包括工程設計信息系統、自動化管理系統以及自動化制造系統,對于一些高度集成系統,還應該包括質量信息系統以及程度更高的制造系統。
四、結語
機械自動化技術在機械制造業中的成功應用,使得機械制造的生產率大大增加,使得機械制造業能夠在很大程度上滿足市場的需求。機械制造自動化技術的發展對機械制造行業有著很大的影響,因此,我們必須有效并且快速地發展機械制造及其自動化技術,充分利用自動化技術在機械制造中的柔性化應用、集成化應用以及智能化應用,從而推動機械制造自動化朝著綠色化、數字化以及高度集成化發展。
【參考文獻】
1.馬振華,李丹.論我國機械自動化技術的發展應該注重的幾個問題[J].科技資訊,2008
數字化制造技術范文5
[關鍵詞]機械制造自動化技術特點發展趨勢指導
中圖分類號:TH164文獻標識碼:A文章編號:1009-914X(2018)11-0085-01
每一種產業的發展和革新,都離不開對其技術的研究和發展。我國是一個傳統的機械制造大國,機械制造業在我國的經濟體系中占有極大的比重,在國民經濟發展中有舉足輕重的地位。而為了推動我國機械制造業的進一步健康有序可持續發展,必須進一步強化對自動化技術的研究,從而帶動行業的良性運營,提升產品質量,提高生產效率。因而,本文綜合分析了機械制造自動化技術特點,分析探討了行業的發展趨勢,從而為行業的發展,提供一點的指導作用。
一、機械制造自動化技術的特點
每一項技術都有自身獨特的運行方式,為了更好的掌握并使用機械制造技術,就必須對其技術特點進行歸納研究,為進一步的技術升級打好基礎。通常來說,機械制造業的特點有如下幾個:
1、系統性
每一種技術都不是獨立存在的,都是相互滲透融合的。機械制造業同樣不例外,該技術也整合力很多的新興技術,并融會貫通,不斷的促進著自身的提升和發展,諸如計算機技術、管理技術、信息技術和材料技術等。正是這種技術的大融合,使得機械制造業有了更多以前不具備的優勢。因此,在我們分析機械制造業技術時,一定要認清其系統性,要充分考慮到該技術與其他技術學科的內在聯系,從整體的眼光看待問題,有助于我們更加全面、更加深入的了解和認識機械制造業的本質,為技術的升級改造打好基礎。
2、高效性
我們對于每一種技術的探討,都離不開對效率問題的討論,生產效率也是技術發展的核心和命脈。傳統的機械制造業主要依靠人工操作,生產效率較低,同時還存在著較大的操作誤差風險。隨著電子計算機技術在機械制造業中的發展和普及,更多的數字控制和指令控制代替了人工操作,極大的提高了生產效率,讓操作線更加的協調、統一、可控。同時,降低了人工作業的壓力和成本。
3、綜合性
機械制造業并不僅僅局限于對產品的生產,它和前期的市場調研、工藝設計以及后期的產品運輸、銷售有著緊密的聯系,形成了一個系統的產業鏈。因此,對機械制造業自動化技術的提升,對整個產業鏈的良性運行也有著積極的意義。
4、安全性
但凡所有的生產性行業,都必須以安全為前提。在傳統的機械制造業生產活動中,由于大量的人工操作,不可避免的出現一些操作事故。而隨著機械制造自動化的發展,數字化控制使得機器精度和生產控制更加精密,同時,更多的生產模塊中安裝有報警機制,大大降低了生產事故發生的概率。
二、機械制造技術在我國發展現狀
雖然從改革開放以來,我們國家十分重視機械制造業的發展,但由于我國起步較晚,設備較落后,技術上也處于學習追趕階段,和發達國家有一定的差距,主要表現在以下幾個方面:
1、制造工藝落后
西方國家的現代機械制造業起步較早,從工業革命開始,其工業技術經歷了爆炸式的增長,發展至今,自動化技術已經很成熟。我國機械制造業起步晚,發展比較緩慢,技術相對粗糙,目前一些尖端科技,如納米技術等,發展并不成熟。
2、管理制度落后
西方發達國家經歷工業革命的洗禮,已經制定出一套完善的管理制度,信息化管理被廣泛的運用到生產的各個環節。我國機械制造業經歷的發展時間較短,信息化并不普及,管理模式相對落后,自動化管理并沒有普及。
3、自動化程度低
經過多年的研究探索,西方國家機械制造業自動化程度已經極度發達,柔性制造系統已經相對成熟并普及,如自動化機床。而我國大多數企業仍處于人工模式,自動化水平相對落后。
三、機械制造自動化技術的發展趨勢
就目前來看,機械制造業正朝著網絡化、世界化和綠色化發展,具體情況如下:
1、網絡化
隨著互聯網的普及發展,各個行業都以此為契機,進行了技術升級和革新。機械制造業也正將互聯網技術運用到行業的每一個角落,諸如對機械設備的電子化操控,通過一臺控制器,即可對大多數的機器設備的運行進行控制。同時,還可以對各機器設備的運轉情況進行實時監測,確保生產線的良性運行,對出現故障的機器快速上報維修,組織技術人員進行維修,確保生產活動的安全性和效率性。另外,互聯網技術的精確性能保證所有指令下達的準確無誤,最大程度的降低生產誤差,保證產品質量和合格率,降低生產成本。除此之外,通過計算機網絡管理,能夠實現對機器設備參數性能的快速調節,以適應不同的生產要求。
2、世界化
如今,我們的世界進入了經濟全球化時代,各個國家的聯系越來越緊密,地球也被形象的稱為地球村,網絡技術的發展打破了空間的限制,讓國家之間的物質和信息交流變得十分快捷。從企業的角度來說,應該講目光放長遠,充分認識到經濟全球化帶來的巨大商機。同時,企業也應該意識到,越來越多的競爭對手正在帶來跟多的壓力。因此,企業應該更加重視對技術的研究升級,通過積極主動的技術創新,來面對當今世界的機遇和挑戰。
3、綠色化
在現今社會,環境保護成為了一個沉重且嚴峻的話題,在追求經濟社會快速發展的同時,我們應該更加意識到環境問題給社會帶來的傷害。因而,綠色、健康、可持續發展,成為了當今社會經濟發展的主旋律。機械制造業也正在朝著綠色無污染的方向發展,改變以往的高能耗、高污染的生產模式,最大程度的降低企業對環境的污染。
四、結語
數字化制造技術范文6
[關鍵詞]飛機鈑金零件;數字化治療;系統設計
中圖分類號:V260.5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)16-0381-01
鈑金零件制造作為飛機制造工程的重要構成,而諸如壁板、蒙皮及框肋等鈑金零件,則構成了整個分級機體的啟動外形及框架,對于鈑金制造技術的發展而言,其為飛機產品發展的加快、飛機性能的提升及低飛機研制費用的降低,均具有重要的促進作用。數字化作為當前航空制造技術當中的新趨勢及新標志,乃是整個飛機鈑金制造技術發展的新方向。
1.飛機鈑金數字化制造系統設計
飛機鈑金數字化制造系統主要分為四個層次,分別為門戶層、應用層、數據層及環境層,對于環境層而言,其又包含為兩部分,分別為鈑金件數字化制造標準規范及計算機軟硬件。數據層包含有數據管理及數據儲存,另外,還可以一種數據庫方式來管理鈑金制造知識。而對于應用層而言,則針對機鈑金零件制造整個過程來開展,諸如以鈑金零件制造要素相應信息定義為主要框架的集成運用及專業應用。對于門戶層而言,則將鈑金制造統一業務活動入口及門戶服務提供給個業務部門。制造信息的傳遞、管理及定義乃是整個數字化制造的核心及架構實質。對機鈑金零件數字化制造而言,其以鈑金制造的設備、工具、方法和規范為基礎,將鈑金零件制造過程當中相應各種信息采用數字形式予以表達,如鈑金工藝知識、設備控制指令、工裝模型及制造模型等,利用網絡在各個業務部門之間實現傳遞及交換,針對基于制造全過程相應資源信息、工藝信息及零件信息開展描述及分析,并實施規劃與仿真,對設備、工裝、工藝及零件進行控制。針對飛機鈑金零件數字化制造而言,在整個過程中描述重點為信息流,采用信息過程對鈑金制造相應物理工程實施驅動。
1.1 鈑金制造信息分類
在鈑金制造時,其中的信息可分為兩類,分別為鈑金制造知識及鈑金零件制造要素信息。所謂鈑金零件制造要素信息實質上就是在實際制造時所存在的各種設計信息,如制造工藝、工藝裝備及制造模型等,這些內容實屬生產性數據。為了更好的對鈑金加工工藝當中相應工序件信息進行描述,提出了針對飛機鈑金零件制造模型的具體概念。對于鈑金零件制造模型而言,其所運用的乃是系統觀點,通過工藝鏈對零件工序件具體的模型信息進行組織,比如排樣模型及下料工序毛坯模型等,對于鈑金制造知識而言,其實際上就是對零件信息定義給予支持的各種類型的知識,乃是一種具有支撐性的數據。依據鈑金成形工藝自身特點及鈑金制造要素相應信息多樣化可知,鈑金制造實際上就是“知識需求密集”的過程,鈑金制造知識除具有數量多之外,還具有復雜性、經驗性及種類多等特點。
1.2 鈑金制造信息管理
無論是制造模型還是制造工裝及工藝數據,均選用產品數據管理系統實施集中管理,并將鈑金零件制造模型作為其核心環節,以此對鈑金零件制造中獲取、應用及表達零件制造信息的系統集成予以實現,無論是工藝設計,還是具體的工裝設計子系統,對于相關設計人員而言,均可從中抽取相應領域信息,構建相應模型;對于知識庫管理系統而言,其能夠將飛機鈑金零件制造相關的各類標準、規范及知識進行儲存,而各個應用系統則利用集成接口,將知識予以獲取,最終促進鈑金數字化在具體制造過程中各種類型工程設計相應智能決策予以實現,并對鈑金制造要素相應數字化定義給予支持。
1.3 鈑金制造信息傳遞與制造
因為飛機鈑金具有諸多的制造工藝,較常選用與某一類零件成形相適應的專業設備,所以對于任何一種類型的工藝,都需要構建與之對應的專門化的制造要素信息定義方法。通過對復雜曲面展開突破,且突破工藝知識建模,對工藝知識相應分布式應用進行開發,并對要素信息相應數字化定義系統進行制造,比如框肋零件成形工藝模型定義、整體壁板數字化展開及、基于Web的鈑金零件制造指令設計系統等,對鈑金制造具體的要素信息予以定義,繼而促使以數字量傳遞至零件制造及工裝制造予以實現。
2.飛機鈑金制造知識型譜圖及知識庫
要想成功構建飛機鈑金制造知識庫,首先要解決的問題便是對分級鈑金制造知識組成進行刻畫,構建知識模型。對于知識的功能而言,其在現有問題相應求解當中得以體現,針對各鈑金制造問題,均需要相應范圍內的知識進行求解。對于鈑金制造問題而言,可將其分解為多個彼此之間存在緊密相連的問題,而各個問題彼此對應的鈑金制造知識,乃是知識空間當中處于獨立狀態的知識子系統構成的有機整體,乃是一個復雜的并具有多層次結構的知識系統,各個層次在知識種類上各不相同。在統一標準框架內,通過許多中間層次,將領域知識進行不同種類劃分,最終將其分解成為基類知識型,組建成為知識階元模型,此模型在本文稱作型譜圖。對于“階”而言,其所代表的乃是知識系統所具有的層次性;“元”則反映的是基于某種層次內的知識組成。而分類標準的選擇乃是整個知識型譜圖構建的關鍵。本文依據實際工程應用,將其實施粗分類,即主要劃分為兩個層次,即屬與族;依據工藝不同實施細分,此便稱之群,最后則依據知識將所包含的信息依據抽象程度實施劃分,即為型。
3.數字化技術應用從單項技術轉變為網絡化全過程集成應用
基于企業網絡,整合數據庫、軟件工具及應用系統,使其劃定到一個統一平臺內,促使相關制造構成具有高度整合的三個信息環境,對于各個平臺系統而言,則依據數據接口形成連接,并在制造過程當中有關集成數據的協調傳遞及數據交換予以實現。采用以網絡分布式集成平臺技術為基礎,把飛機鈑金件制造模型實施相應數字化定用,建立最終的鈑金制造系統,促進飛機鈑金零件質量的提升,實現成本的降低,還可達到縮短周期的目的。
3.結語
數字化乃是整個飛機鈑金制造技術未來發展的重要方向,而飛機鈑金制造知識庫則為鈑金件數字化制造集成技術研究開發的關鍵與基礎。針對飛機鈑金零件結構復雜及種類多等特點,本文通過對飛機鈑金零件數字化制造系統開展相應設計工作,構建了鈑金制造知識具體的知識庫及型譜圖。此技術在航空企業中的應用,可實現其集成化及智能化。
參考文獻:
[1] 張楠,湯軍社,馬剛.數字化飛機鈑金件加工定位用柔性夾具的設計[J]. 機械設計與制造工程, 2010, 39(01):41-44.