數(shù)字化控制與制造技術(shù)精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇數(shù)字化控制與制造技術(shù)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；自動化；設(shè)計；制造

長期以來，世界諸多國家都非常重視機械制造產(chǎn)業(yè)，甚至將其作為國家經(jīng)濟發(fā)展水平與工業(yè)化水平的重要衡量指標(biāo)。步入新時代以來，精密化已成為機電產(chǎn)品的發(fā)展趨向，尤其是數(shù)控技術(shù)的誕生與廣泛應(yīng)用，為設(shè)備的自動化作業(yè)與運行提供了至關(guān)重要的技術(shù)支撐，也為加工的柔性與高效率提供了關(guān)鍵性條件，促使機電制造業(yè)從傳統(tǒng)的人工作業(yè)轉(zhuǎn)向了智能化、自動化與集成化的現(xiàn)代作業(yè)。所以，本文針對數(shù)控機床自動化設(shè)計與制造的研究，具有一定的理論意義與經(jīng)濟價值。

1數(shù)控機床與數(shù)控機床自動化的基本概述

數(shù)控機床的概念。數(shù)控機床的全稱為數(shù)字控制機床，英文名為Computernumericalcontrolmachinetools，數(shù)控機床為簡稱，指的是裝有程序控制系統(tǒng)的一種自動化機床。其中，動化程序控制系統(tǒng)可以對具有控制編碼與其他符號指令規(guī)定程序予以邏輯性的處理，并能夠通過代碼化形式對其譯碼進行數(shù)字式的表示，并通過一系列信息載體進行數(shù)控裝置的輸入。究其原因，數(shù)控機床屬于集信息、微電子、液壓、機械等多領(lǐng)域原理與技術(shù)為一體的機電產(chǎn)品，所涵蓋的內(nèi)容十分豐富，即便是在機械制造設(shè)備體系的整個領(lǐng)域中，也屬于自動化水平高、效率高、精度高的工作母機。[1]與大眾機床相比，數(shù)控機床獨具特色，不需要對夾具、模具進行更換與制造，也不需要對機床進行常態(tài)化的調(diào)整，故而數(shù)控機床在技工零件需要高頻率更換的狀態(tài)下更為適用，這樣能夠大大縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，并節(jié)約工藝裝備所需的大量成本費用。與此同時，數(shù)控機床的加工密度通常可達到0.05~0.1mm，且控制方式為數(shù)字信號模式，每當(dāng)數(shù)控裝置將一脈沖的信號輸出之后，機床就會移動部件一脈沖的當(dāng)量，尤其是在此過程中由機床傳送給傳動鏈的絲桿螺距和反向間隙的誤差平均值可以通過數(shù)控裝置予以曲補償，故而數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床相比，其精度更高。在工業(yè)生產(chǎn)能力與社會經(jīng)濟發(fā)展水平的評估體系中，數(shù)控機床的發(fā)展程度以及數(shù)控機床在金屬切削加工機床產(chǎn)量中的占比也是可供參考的重要評估指標(biāo)。由此可見，數(shù)控機床對工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展有著不可替代的價值與影響。數(shù)控機床的自動化內(nèi)涵。在當(dāng)前機床控制技術(shù)領(lǐng)域，數(shù)控車床自動化的應(yīng)用范圍十分廣泛，但其更多的應(yīng)用于盤類零件或軸類零件等諸多切削加工作業(yè)中，如軸類或者盤類零件的復(fù)雜回轉(zhuǎn)內(nèi)外圓柱和曲面、內(nèi)外圓柱面、圓錐螺紋、任意錐角的內(nèi)外圓錐面等，同時還需要完成鏜孔、鉸孔、擴孔、鉆孔、切槽等一系列作業(yè)程序。從本質(zhì)上講，數(shù)控機床自動化主要是前期予以設(shè)定好的具體加工流程，然后自動實現(xiàn)快速的零件加工程序。[2]在實際操作過程中，數(shù)控機床自動化技術(shù)工作者會根據(jù)零部件的加工路線、技術(shù)、位移量、工藝參數(shù)、輔助功能、切削參數(shù)等方面的指令性代碼予以高度整合，進而設(shè)計編制出有機統(tǒng)一的詳細加工程序單，羅列到該程序單上的有關(guān)內(nèi)容能夠被進一步轉(zhuǎn)移到相關(guān)控制介質(zhì)層面，進而最終在特定數(shù)控裝置內(nèi)部進行錄入，此時加工作業(yè)指導(dǎo)任務(wù)也就完成了。借助于數(shù)字化技術(shù)，數(shù)控機床自動化控制的應(yīng)用規(guī)模占數(shù)控機床總量的25%左右，是應(yīng)用范圍最廣、普及程度最高的技術(shù)類型之一。

2數(shù)控機床自動化設(shè)計與制造的優(yōu)勢

2.1減少機械制造所需成本。在以往的傳統(tǒng)機械制造領(lǐng)域，諸多工業(yè)類企業(yè)慣于借助人工操作方式實施工業(yè)產(chǎn)品的加工、生產(chǎn)與機床的制造等，因受多方面客觀因素的制約，導(dǎo)致人工操作的失誤率較高，機械制造質(zhì)量與效率偏低，同時龐大繁重的工作量又同時給廣大工人帶來了巨大的壓力，促使其很容易發(fā)生疲勞狀態(tài)下生產(chǎn)作業(yè)的現(xiàn)象，這對生產(chǎn)制造的整體工作成本產(chǎn)生了直接影響，促使生產(chǎn)成本費用大大增加，而企業(yè)經(jīng)濟效益也隨之顯著下降，市場競爭力也會弱化。然而，科學(xué)應(yīng)用自動化技術(shù)，不僅可以有效彌補人工操作的多種不足之處，而且可以最大程度保證工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，且能夠促使產(chǎn)品精度更優(yōu)更高。2.2提升機械制造質(zhì)量與效率。隨著數(shù)控機床自動化技術(shù)的積極推廣，工業(yè)領(lǐng)域中的機械制造自動化水平也隨之迅速提升。同時，因產(chǎn)品生產(chǎn)能夠通過預(yù)設(shè)程序?qū)ψ詣舆\作進行指導(dǎo)，使得生產(chǎn)實際效率在無形之中得到優(yōu)化與提升。加之，自動化技術(shù)的廣泛普及促使機械設(shè)計和制造技術(shù)得到大幅升級，進而在很大程度上規(guī)避了傳統(tǒng)機械制造模式帶來的消極影響，機械制造的質(zhì)量和制造效率都得到明顯升級。2.3增強機械制造的資源利用率。自動化技術(shù)作為機械加工和機械制造流程中的重要技術(shù)資源之一，本身就具有人工操作所無法比擬的獨特優(yōu)勢，如對人力資源的節(jié)約、降低物力和財力資源的消耗等。與此同時，還能夠通過多方面的自動化技術(shù)推廣、資源調(diào)配與優(yōu)化使用得以最大化實現(xiàn)，有效增強了機械制造的資源利用率。

3數(shù)控機床自動化設(shè)計與制造路徑

3.1數(shù)控機床的主體設(shè)計與加工主軸。數(shù)控機床的主軸回轉(zhuǎn)精度的實際參數(shù)值的大小，對最終的加工精度有著直接影響，主軸的回轉(zhuǎn)精度參數(shù)值高則加工精度高，主軸的回轉(zhuǎn)精度參數(shù)值低則加工精度低。與此同時，主軸的回轉(zhuǎn)速度和運行功率的參數(shù)，也是影響加工效率的重要因素和關(guān)鍵。[3]與傳統(tǒng)機床制造不同，數(shù)控機床的主軸變速自動化水平以及定位的精準(zhǔn)性等，都對數(shù)控機床的自動化水平高低有著決定性的影響（如圖1所示）。究其原因，主軸箱主要負責(zé)機床的自動調(diào)速。截至目前，機械傳動式的變速裝置已經(jīng)被取代，大范圍推廣與使用的是無級自動化調(diào)整，自動化加工程度大幅提升。導(dǎo)軌。數(shù)控機床中的導(dǎo)軌主要負責(zé)引導(dǎo)和控制加工任務(wù)，是保證加工運動精準(zhǔn)性的核心與關(guān)鍵，更是促進車床精度加工實現(xiàn)的重要部件。目前，我國在數(shù)控機床領(lǐng)域中多采用金屬型的滑動導(dǎo)軌，對于部分特定的數(shù)控機床，則采用新型的貼塑導(dǎo)軌。[4]與傳統(tǒng)導(dǎo)軌相比，貼塑導(dǎo)軌優(yōu)勢十分突出，尤其具有良好的耐腐蝕性和耐磨性，最為突出的就是性極好，且摩擦系數(shù)較小。3.2數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)和數(shù)控裝置與普通機床不同，數(shù)控機床配置了伺服系統(tǒng)和數(shù)控裝置，同時機床檢測裝置也能對制造的全部過程進行測試與監(jiān)督，而數(shù)控裝置在整個運作系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的調(diào)配作用，伺服系統(tǒng)則需要對數(shù)控機床進行配合完成作業(yè)。具體而言，數(shù)控裝置的重要組成部件為計算機系統(tǒng)，其核心功能在于接受信息，再經(jīng)對其他系統(tǒng)的精確調(diào)配和處理實現(xiàn)制造過程按照既定指揮有序執(zhí)行，而數(shù)控裝置則用以反饋信息并發(fā)出新的指令。伺服系統(tǒng)。傳統(tǒng)的普通機床借助于伺服電機對機床進行驅(qū)動，進而完成作業(yè)加工，這一機構(gòu)就是所謂的伺服機構(gòu)。[5]但數(shù)控機床主要是借助于運算電路產(chǎn)生強烈的脈沖信號，并通過這些信號實現(xiàn)驅(qū)動電路控制的伺服系統(tǒng)。數(shù)控機床中的伺服系統(tǒng)能夠?qū)⒕唧w指令傳送給元件、其他設(shè)備或指示電路，進而實現(xiàn)精準(zhǔn)一位，其在生產(chǎn)與控制數(shù)控機床的過程中發(fā)揮著重要角色。

綜上所述，數(shù)控機床能夠有效促進產(chǎn)品的高效率生產(chǎn)，提升零件設(shè)備的精密度，并減小勞動強度，一定程度上為研發(fā)機電新產(chǎn)品節(jié)約了諸多人力與物力等，大幅增強了相關(guān)企業(yè)的競爭力。尤其是近些年來，我國在數(shù)控機床領(lǐng)域取得了一定成績，不僅產(chǎn)量顯著上升，而且質(zhì)量明顯改善，特別是在技術(shù)方面的重要突破，更是推動著我國數(shù)控機床行業(yè)進入快速發(fā)展軌道。然而，當(dāng)前我國在數(shù)控機床方面的相關(guān)技術(shù)還有較大的創(chuàng)新與改進空間，自動化程度依然偏低，因而加大數(shù)控機床自動化設(shè)計與制造力度具有深遠意義。

參考文獻：

[1]張敬華.機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)，2019（09）：62.

[2]鄭宏栗.淺析機械設(shè)計制造及其自動化中計算機技術(shù)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2019（09）：66.

[3]趙小慧.現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新設(shè)計理論與方法[J].內(nèi)燃機與配件，2019（06）：170-171.

[4]林曉慧.計算機輔助技術(shù)與機械設(shè)計制造的結(jié)合[J].科技風(fēng)，2019（08）：81，90.

[5]王煜，葉賽，范文濤.基于粒度結(jié)構(gòu)分析的數(shù)控機床制造信息資源自動化檢測方法[J].制造業(yè)自動化，2019（12）.

[6]沈烈初.數(shù)控機床與工具：裝備工業(yè)的母機、智能制造的基礎(chǔ)[J].制造技術(shù)與機床，2018（10）.

[7]韋建軍，李派霞.經(jīng)濟型數(shù)控機床安全防護門自動化改造的研究與實踐[J].裝備制造技術(shù)，2018（08）.

篇2

關(guān)鍵詞：安全自動化 機械制造 控制系統(tǒng)

中圖分類號：C35 文獻標(biāo)識碼： A

1、引言

機械的安全性能一般就是指在機械安全使用說明書規(guī)定下，在正常的使用條件下執(zhí)行其功能時不產(chǎn)生傷害工人身體健康的性能保證。但事實上任何一臺機械都有存在風(fēng)險，在操作不適當(dāng)?shù)臅r候，更會直接導(dǎo)致危險，而這些危險都會進一步導(dǎo)致安全事故的發(fā)生、對操作人員造成傷害。一般來說，事故的發(fā)生原因主要有兩個方面：操作人員人的不規(guī)范操作和機器的不安全狀態(tài)兩個因素有關(guān)。當(dāng)發(fā)生一起機械安全事故的時候，人們關(guān)注的.追究的是入的不規(guī)范操作行為。而對機械本身的不安全狀態(tài)考慮甚少。

2、安全控制系統(tǒng)與安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)的基本內(nèi)涵

2.1安全控制系統(tǒng)

安全控制系統(tǒng)是指在機械運行、停止時以及操作期間對生產(chǎn)裝置提供安全保護。這種安全系統(tǒng)在工廠裝置本身出現(xiàn)危險或人為原因而導(dǎo)致危險時，能夠立即做出反應(yīng)并輸出正確信號，使裝置安全停車，以防止危險的發(fā)生、事故的擴散或者降低事故的危害性。它包括了現(xiàn)場的安全信號，邏輯控制單元和輸出控制單元三個主要的方面。

安全控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)屬于兩個完全不同的概念。控制系統(tǒng)是一個動態(tài)的系統(tǒng)，它時刻監(jiān)控系統(tǒng)中的運行相關(guān)的參數(shù)，并根據(jù)系統(tǒng)邏輯進行相應(yīng)的輸出控制，保證機械的正常運行。安全控制系統(tǒng)是一個靜態(tài)的系統(tǒng)，其監(jiān)控系統(tǒng)中的安全相關(guān)的參數(shù)。在系統(tǒng)正常運行期間，安全控制系統(tǒng)不作出任何響應(yīng)。但是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常、或安全相關(guān)信號被觸發(fā)，安全控制系統(tǒng)立刻奪去系統(tǒng)的控制權(quán)，根據(jù)其內(nèi)部邏輯，對輸出設(shè)備進行安全控制，從而保證了整個系統(tǒng)的安全。

安全控制系統(tǒng)中的邏輯控制元器件是決定整個安全控制系統(tǒng)安全等級、設(shè)計成本、運行質(zhì)量的重要因素之一。在安全自動化領(lǐng)域，常用的安全邏輯控制元器件包括有安全繼電器模塊、安全可編程控制系統(tǒng)和安全總線系統(tǒng)。針對不同的應(yīng)用場合，這些安全邏輯元器件可以配置成合適的安全解決方案。

2.2安全現(xiàn)場總線系統(tǒng)

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)技術(shù)是20世紀80年代中期在國際上發(fā)展起來的一種嶄新的工業(yè)控制技術(shù)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)引起了傳統(tǒng)的PLC和DCS控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的革命性變化。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)技術(shù)極大地簡化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術(shù)含量較低的布線工作量，使其系統(tǒng)檢測和控制單元的分布更趨合理，更重要的是從原來的面向設(shè)備選擇控制和通信方式轉(zhuǎn)變成為基于網(wǎng)絡(luò)來選擇設(shè)備。

通俗的講，現(xiàn)場總線是用在現(xiàn)場的總線技術(shù)。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的接線方式是一種并聯(lián)接線方式，由PLC控制各個電器元件，對應(yīng)每一個元件有一個I/O口，兩者之間需要用兩個線進行連接，作為控制和/或電源。當(dāng)PLC所控制的電器元件數(shù)量達到數(shù)十個甚至數(shù)百個時，整個系統(tǒng)的接線就顯得十分復(fù)雜，容易搞錯，施工和維護都十分不便。為此，人們考慮怎么樣把那么多的導(dǎo)線合并到一起，用一根導(dǎo)線來連接所有設(shè)備，所有的數(shù)據(jù)和信號都在這個線上流通，同時設(shè)備之間的控制和通信可任意設(shè)置。因而這根線自然地被稱為總線，就如計算機內(nèi)部的總線概念一樣。由于控制對象都在工礦現(xiàn)場，不同于計算機通常用于室內(nèi)，所以這種總線被稱為現(xiàn)場的總線，簡稱現(xiàn)場總線。

在機械制造領(lǐng)域，對于采用現(xiàn)場總線的安全控制系統(tǒng)，必須具有失效安全功能。當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備，如傳感器、電纜、控制器或觸發(fā)器在發(fā)生障礙、錯誤、失效的情況下，應(yīng)該具有導(dǎo)致減輕以致避免損失的功能，以確保人員和機器的安全，這個要求就是失效――安全原則。

失效――安全狹義概念是指：當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，能自動導(dǎo)向安全一方的技術(shù)；廣義概念是指：當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，不僅能自動導(dǎo)向安全一方，而且具有維護安全的手段

3、機械制造控制系統(tǒng)安全自動化技術(shù)的應(yīng)用

3.1安全自動化控制系統(tǒng)在鋼鐵制造業(yè)中的應(yīng)用

鋼鐵制造是典型的機械制造業(yè)，并且具有一定的危險性，在其生產(chǎn)過程中，鋼板的開卷、剪裁以及冷軋生產(chǎn)線，如果操作不當(dāng)，很容易對生產(chǎn)工人造成傷害，在鋼鐵的冷軋生產(chǎn)線上，其生產(chǎn)原料是熱軋帶鋼，而熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中，需要經(jīng)過軋制與冷卻工藝的加工，這會在其表面形成一層氧化鐵層，為了保證生產(chǎn)工人的安全，必要在實施冷軋之前，將其表面的氧化鐵膜予以清除，清除的過程中可以應(yīng)用酸洗的方法來進行，使后續(xù)的生產(chǎn)工藝在干凈的金屬表面來進行，這樣才能保證機器的正常運轉(zhuǎn)，在該環(huán)節(jié)中，制造工藝是相對比較復(fù)雜的，對該過程中的安全性能具有較高的要求，并且很多步驟都需要技術(shù)人員及生產(chǎn)工人進行現(xiàn)場的裝載、清洗、調(diào)試、檢測等，在鋼卷的軋制、測厚、小車移動、乳酸噴射、再卷、開卷等過程中，如果機械設(shè)備出現(xiàn)故障，或者是人為操作不當(dāng)，很容易對相關(guān)的工作人員產(chǎn)生輻射、拖拽、灼傷、纏繞、沖擊、碰撞、切割等傷害。

由此可見，采取有效的安全防護措施來保證機械設(shè)備及相關(guān)工作人員的安全，降低生產(chǎn)風(fēng)險是非常必要的，在鋼鐵制造業(yè)的安全保護系統(tǒng)中，主要的工作內(nèi)容是保證生產(chǎn)現(xiàn)場所有的安全功能，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中出現(xiàn)相應(yīng)的故障，應(yīng)該立即將相關(guān)的輸出進行自動的切斷，使得機械設(shè)備能夠安全的停止，如，依據(jù)生產(chǎn)的需要，工作人員進入到機械工作區(qū)域進行調(diào)試、清洗、維修等工作時，為了保證工作人員的人身安全，應(yīng)該對現(xiàn)場的安全隱患進行全面的分析，并在安全自動化控制系統(tǒng)中，進行相關(guān)的設(shè)置，保證在危險來臨時，安全自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)ぷ魅藛T實施有效的保護。

3.2安全自動化控制系統(tǒng)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

相對于其他行業(yè)的機械制造業(yè)生產(chǎn)，汽車制造業(yè)中的總裝、涂裝、焊裝、沖壓等制造工藝具有一定的危險性，尤其是其中的沖壓工藝，是所有汽車制造所有制造工藝中最危險系數(shù)最高的，在步驟的生產(chǎn)過程中，對其安全性能具有非常高的要求，所以在沖壓車間中，也應(yīng)用了比較多的安全自動化控制技術(shù)，在汽車制造的高速沖壓生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，在正常的機械生產(chǎn)過程中，不僅要保證其工藝功能，保證各個生產(chǎn)線的生產(chǎn)安全是非常重要的，其中包括機械設(shè)備的運行安全與工作人員的人身安全不受損害。

對汽車制造業(yè)應(yīng)用有效的安全自動化技術(shù)，保證生產(chǎn)安全，主要可以從以下幾方面進行：

（1）雙手控制設(shè)備，當(dāng)工作人員在進行相關(guān)的具有安全隱患的操作時，為了防止出現(xiàn)危險，強行的使工作人員進行雙手操作，并且要在操作的過程中工作人員要處于制定的安全操作范圍中，系統(tǒng)才能響應(yīng)其操作，這對于保證工作人員的人身安全具有非常重要的作用。

（2）緊急停止裝置，該裝置能夠?qū)o意之間進行的設(shè)備的重新啟動予以阻止，在一些老舊設(shè)備中，由于不具備鎖定功能，如果對啟動按鈕進行了誤動作，將會直接導(dǎo)致設(shè)備的重新啟動，非常的危險。

（3）防護安全門設(shè)備，工作人員在壓機內(nèi)工作時，具有一定的危險性，為了對工作人員實施有效的保護，應(yīng)用可移動的防護門設(shè)備是一種非常好的保護手段，該設(shè)備的主要工作原理時，在相關(guān)機械設(shè)備的危險動作停止之前，限制工作人員進入到危險區(qū)域中，這對于工作人員的人身安全具有非常好的保護作用。

結(jié)束語

總之，基于安全自動化控制系統(tǒng)、技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的科學(xué)重要性、優(yōu)質(zhì)內(nèi)涵我們只有開展機械制造業(yè)控制系統(tǒng)安全自動化技術(shù)的深入研究，明晰安全總線系統(tǒng)要求，實施有效的安全實踐策略，才能確保機械制造業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的安全有序，并促進其實現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。

參考文獻

篇3

數(shù)控機床較傳統(tǒng)機床具有利用二進制數(shù)學(xué)方式輸入，加工過程可任意編程，主軸及進給速度可按加工工藝需要變化，且能實現(xiàn)多座標(biāo)聯(lián)動，易加工雜曲面。對加工對象具有“易變、多變、善變”特點，換批調(diào)整方便，可實現(xiàn)雜件多品種中小批柔性生產(chǎn)，適應(yīng)社會對產(chǎn)品多樣化需求。

數(shù)控機床利用自身硬件和軟件相組合，實現(xiàn)信息反饋、補償、自動加減速等功能，可進一步提高機床加工精度、效率、自動化程度；是以電子控制為主的機電一體化機床，充分發(fā)揮了微電子、計算機技術(shù)特有的優(yōu)點，易于實現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，可較易地組成各種先進制造系統(tǒng)，如FMS、FTL、FA，甚至將來的CIMS能最大限度提高工業(yè)生產(chǎn)、勞動生產(chǎn)率。

數(shù)控機床運動精度動態(tài)

測試技術(shù)及裝置研究

項目簡介：該測試儀可對多系統(tǒng)進行測試。針對數(shù)控機床加工、檢測、研制、開發(fā)了基于CAN現(xiàn)場總線以及CORBA網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化加工管理系統(tǒng)，測試數(shù)據(jù)和圖形可通過CORBA網(wǎng)關(guān)與Intranet或Internet相連，用戶可直接在WEB網(wǎng)頁上瀏覽到相應(yīng)機床的運行狀態(tài)。該測試儀對數(shù)控系統(tǒng)測試可以對購買數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家提供可靠的參考。該測試儀也是將計算機技術(shù)與現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)測試領(lǐng)域的成功研發(fā)。該測試儀綜合了前期開發(fā)經(jīng)驗，實現(xiàn)了測試儀獨立化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化，并使用簡潔、方便，該測試儀成本較低。

所處階段：成熟應(yīng)用階段

意義：該現(xiàn)場測試儀如能推廣到多機使用，具有較高經(jīng)濟價值及廣闊市場前景，對提高我國機床加工精度也很有幫助，對普及高精度的數(shù)控裝置也大有裨益。

CK6280A、CKA6480

數(shù)控機床研究開發(fā)

項目簡介：該項目開發(fā)了應(yīng)用于高溫合金盤環(huán)零件加工的大功率、高強度、高剛性機床。完成了高強度、高剛性、高精度機床導(dǎo)軌、主軸箱、進給部分設(shè)計，高性能數(shù)控系統(tǒng)與機床匹配設(shè)計及強電設(shè)計。

該產(chǎn)品主要設(shè)計參數(shù)：床身最大回轉(zhuǎn)直徑：Ф800mm，馬鞍內(nèi)最大回轉(zhuǎn)直徑：Ф1020mm，最大切削力20000N，控制聯(lián)動X、Z兩坐標(biāo)，定位精度X軸0.014mm、Z軸0.028mm，重復(fù)定位精度X軸0.006mm、Z軸0.011mm，系統(tǒng)最小設(shè)定單位0.001mm，零件程序存儲容量1.5MB。

所處階段：成熟應(yīng)用階段

意義：該項目開發(fā)填補了國內(nèi)同規(guī)格數(shù)控車床的空白，已廣泛應(yīng)用機發(fā)動機零件等特殊材料、精密加工領(lǐng)域。

數(shù)控機床多媒體教學(xué)軟件

項目簡介：該軟件建立了虛擬三維數(shù)控機床及其控制面板，采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼進行編程。使用該軟件，學(xué)生就像在操作一臺真正的數(shù)控機床―手動操作、對刀、編程及進行數(shù)控加工，在直觀的動畫環(huán)境下，輕松地學(xué)習(xí)數(shù)控機床的操作、編程與加工。該軟件將研究人員多年開發(fā)、應(yīng)用數(shù)控機床的經(jīng)驗與現(xiàn)代計算機軟件技術(shù)融為一體，使用簡潔，畫面逼真，真正實現(xiàn)了“Windows平臺下三維仿真數(shù)控模擬加工”。

所處階段：中期階段

意義：該軟件可以安裝在機房的計算機上，學(xué)生每人一臺進行實驗；教師也可以使用該軟件輔以多媒體投影儀進行課堂教學(xué)，取得良好的教學(xué)效果。

數(shù)控機床多軸聯(lián)動集成控制系統(tǒng)

項目簡介：針對專用數(shù)控機床數(shù)控加工多軸聯(lián)動集成控制系統(tǒng)進行了技術(shù)攻關(guān)研究，包括控制系統(tǒng)的硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、集成控制技術(shù)、空間包絡(luò)自動編程等多項核心技術(shù)。研制了以Windows為軟件開發(fā)平臺，以具有高性能伺服運動的DSP控制器為控制核心、以通用工業(yè)PC機為管理核心的多功能集成數(shù)控系統(tǒng)。

所處階段：初期階段

意義：該類集成數(shù)控系統(tǒng)是與通用數(shù)控系統(tǒng)不同技術(shù)類型的新一類數(shù)控系統(tǒng)，在多種專用及特種數(shù)控機床上將彌補通用數(shù)控系統(tǒng)的不足，滿足了螺桿數(shù)控加工行業(yè)的發(fā)展需求，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

高速數(shù)控機床大功率

電主軸單元技術(shù)

項目簡介：該項目研制了數(shù)控機床用大功率、高速陶瓷軸承電主軸單元樣機；研究了數(shù)控機床電主軸單元的設(shè)計方法、制造工藝及精密裝配技術(shù)；完善和提高電主軸用高精度氮化硅陶瓷球軸承的制造技術(shù)；研究了高速電主軸單元的技術(shù)、內(nèi)冷卻技術(shù)；研究了電主軸動靜態(tài)性能及其電主軸動平衡技術(shù)；研制了基于PMAC－PC的零件圓度誤差測量系統(tǒng)；設(shè)計了精密加工系統(tǒng)，實現(xiàn)了對圓及非圓零件的精密加工。

所處階段：成熟應(yīng)用階段

意義：該成果為高速高效機床主軸系統(tǒng)及自動化生產(chǎn)線提供關(guān)鍵性基礎(chǔ)部件；為主機廠提高國產(chǎn)化率、降低成本、增強市場競爭力做出了貢獻；對我國高檔數(shù)控機床的研制開發(fā)工作以及機械制造技術(shù)進步和理論發(fā)展都具有十分重要意義。

大型鏜銑數(shù)控機床及關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)

項目簡介：該項目通過采用液壓補償機構(gòu)，液壓缸由比例電磁閥控制，根據(jù)滑枕懸伸長短動態(tài)調(diào)整平衡力，解決了滑枕懸伸下垂這一難題，使滑枕移動直線度控制在全行程內(nèi)0.02mm；產(chǎn)品傳動部件采用滾珠絲杠副，移動部件采用矩形滑動鋼導(dǎo)軌，導(dǎo)軌正面貼塑，并配有滾動卸荷機構(gòu)，側(cè)面采用線性滾動體導(dǎo)向，導(dǎo)軌為滾動滑動復(fù)合導(dǎo)軌，實現(xiàn)了較高的定位精度；采用交流伺服電機驅(qū)動，傳動部件采用雙蝸輪蝸桿消隙傳動，精密定心軸承定位和支撐，回轉(zhuǎn)圓導(dǎo)軌采用聚四氟乙烯導(dǎo)軌板，為滾動滑動復(fù)合導(dǎo)軌；自動萬能銑頭由液壓缸實現(xiàn)牙盤的脫開與嚙合來完成A/C軸的自動定位，A/C軸具有角度記憶功能。

所處階段：中期階段

意義：該產(chǎn)品總體技術(shù)指標(biāo)達到了國際先進水平，將為企業(yè)帶來明顯經(jīng)濟效益。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及其在數(shù)控機床制造行業(yè)應(yīng)用

項目簡介：該項目主要是關(guān)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及其在數(shù)控機床制造行業(yè)的應(yīng)用，在鍛壓數(shù)控加工設(shè)備的制造中，采用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)設(shè)計流程管理，圖檔管理，而且可以加強設(shè)計數(shù)據(jù)庫的保密與安全性，同時為企業(yè)信息化提供集成平臺，項目所應(yīng)用的產(chǎn)品集聚了我國數(shù)控設(shè)備制造企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的特點和應(yīng)用特色技術(shù)，尤其是在與三維設(shè)計數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用方面突破國內(nèi)傳統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理僅基于二維圖紙數(shù)據(jù)的應(yīng)用局限。

所處階段：中期階段

意義：項目的實施對我國制造業(yè)信息化工程，制造業(yè)信息化自主軟件的發(fā)展，數(shù)控機床制造行業(yè)的信息化應(yīng)用均具有十分重要意義和技術(shù)供鑒價值。

基于嵌入式技術(shù)的數(shù)控機床群控系統(tǒng)

項目簡介：該項目開發(fā)了基于嵌入式技術(shù)的數(shù)控機床群控系統(tǒng)。本系統(tǒng)以開放的以太網(wǎng)絡(luò)為平臺，采用嵌入式工控計算機技術(shù)為DNC終端樞紐，為企業(yè)搭建數(shù)控生產(chǎn)的信息化管理平臺，實現(xiàn)了CAPP系統(tǒng)、刀具管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)等資源的有效集成。該系統(tǒng)按中心總服務(wù)器和車間服務(wù)器兩級進行配置，每臺數(shù)控機床配備一臺DNC智能終端，便于升級擴展；可實現(xiàn)數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控系統(tǒng)包括FANUC、三菱、HEIDENHEIN等。

所處階段：成熟應(yīng)用階段

意義：該項目對機械加工車間的自動化及集成化生產(chǎn)管理方面有重要的理論意義和實用價值。

開放式結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)研究開發(fā)與數(shù)控機床配套產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

項目簡介：該產(chǎn)品為首次獨立開發(fā)完成的開放式、全功能數(shù)控系統(tǒng)。在軟硬件的設(shè)計上應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化原則，將PC與運動控制卡相結(jié)合，使產(chǎn)品具有開放性，便于用戶進行功能擴展和二次開發(fā)；采用圖形化軟功能鍵菜單，屏蔽與主菜單當(dāng)前功能不相關(guān)的操作，使得機車面板操作按鈕減少，界面簡潔友好，易學(xué)易操作；將多媒體技術(shù)融合到數(shù)控系統(tǒng)的使用、操作、培訓(xùn)、維護和故障診斷中，借助于文本、聲音、圖像和動畫，改善數(shù)控系統(tǒng)的可操作性和可維性，有效降低用戶的難度，降低使用成本。

篇4

關(guān)鍵詞：船舶建造；數(shù)字化；信息技術(shù)

中圖分類號：U673 文獻標(biāo)識碼：A

1.什么是船舶建造數(shù)字化

船舶建造數(shù)字化是以數(shù)據(jù)處理、圖形圖像、虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字控制等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，將數(shù)字化技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、制造、管理、經(jīng)營和決策的全過程，使船舶產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)向著自動化、精細化、柔性化、智能化的方向發(fā)展。通過數(shù)字化技術(shù)與現(xiàn)代管理思想和先進工程方法的融合，形成船舶制造業(yè)信息化的完整體系，實現(xiàn)對造船業(yè)的信息化改造，使得造船企業(yè)全面提升產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本，縮短設(shè)計、生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.船舶建造數(shù)字化技術(shù)的內(nèi)涵

船舶建造數(shù)字化技術(shù)主要體現(xiàn)在如下3個方面：

2.1 CAX（計算機輔助技術(shù)）

CAX（計算機輔助技術(shù)）是CAD（計算機輔助設(shè)計）、CAE（計算機輔助工程）、CAM（計算機輔助制造）和CAPP（計算機輔助工藝計劃）的統(tǒng)稱。

（1）CAD（計算機輔助設(shè)計）指在計算機及可視化設(shè)備為基礎(chǔ)的專業(yè)化計算機系統(tǒng)的支持下，幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作。可以在CAD系統(tǒng)的輔助下完成從合同設(shè)計開始的一系列設(shè)計工作，建立產(chǎn)品數(shù)字模型，進行工程計算和分析，生成和繪制工程圖，生成物料清單等。

（2）CAE（計算機輔助工程）是用計算機輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。

（3）CAM（計算機輔助制造）是將計算機應(yīng)用于生產(chǎn)制造的過程或系統(tǒng)，其核心是計算機數(shù)值控制（簡稱數(shù)控NC）。有狹義和廣義兩個概念。CAM的狹義概念指的是數(shù)控，包括數(shù)控機床、數(shù)控加工中心、數(shù)控生產(chǎn)流水線、數(shù)控火焰或等離子切割、激光束加工、自動繪圖儀、焊機、機器人等；廣義概念還包括制造活動中與物流有關(guān)的所有過程（加工、裝配、檢驗、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。

（4）CAPP（計算機輔助工藝計劃）是通過計算機進行產(chǎn)品加工的工藝路線制定、工序設(shè)計、加工方法選擇、工時定額計算，包括工裝、夾具設(shè)計、刀具和切削用量選擇等，生成必要的工藝卡和工藝文件等。CAPP是連接產(chǎn)品設(shè)計CAD信息和加工制造CAM信息之間工藝信息的橋梁，是生成各種加工制造，管理信息的重要環(huán)節(jié)。

2.2 企業(yè)業(yè)務(wù)技術(shù)過程與信息管理

通常包括PDM/PLM/ERP/MES/CIMS等。即產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM、產(chǎn)品生命周期管理PLM、企業(yè)資源計劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS等。它們通過信息技術(shù)與現(xiàn)代管理理念的融合，使人、資源、技術(shù)、管理等要素有機地結(jié)合起來，從而實現(xiàn)設(shè)計及生產(chǎn)過程管理的精細化和企業(yè)資源利用的優(yōu)化。

2.3 數(shù)字化裝備

軟硬件相結(jié)合的數(shù)字化裝備，如NC（數(shù)控設(shè)備）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）、Robot（機器人）等通過數(shù)字控制形成的生產(chǎn)自動化裝備。這些設(shè)備通過離散的數(shù)字信息控制設(shè)備或傳動裝置的運行，實現(xiàn)生產(chǎn)加工的自動化。

3.船舶建造數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展歷程

3.1 單項技術(shù)的企業(yè)部門級應(yīng)用階段

該階段主要是單項技術(shù)，如數(shù)值計算技術(shù)、CAD/CAE/CAM技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及各種部門級的管理信息系統(tǒng)，如財務(wù)、人事、OA、物資等管理系統(tǒng)在企業(yè)部門的局部范圍內(nèi)的應(yīng)用。部門級數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用作為一種技術(shù)手段對提高設(shè)計和生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。

3.2 企業(yè)內(nèi)綜合應(yīng)用集成階段

這一階段是由企業(yè)內(nèi)的信息集成、過程集成到應(yīng)用集成。通過信息集成保證了系統(tǒng)間信息的一致性，通過應(yīng)用集成使企業(yè)內(nèi)部的各種信息系統(tǒng)組成了一個有機的整體，大幅提高了數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的整體效益，使得企業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的各種業(yè)務(wù)活動得以協(xié)調(diào)運行，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力。

3.3 企業(yè)間的應(yīng)用集成階段

由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，促使電子商務(wù)、供應(yīng)鏈管理、協(xié)同設(shè)計、敏捷制造等一些基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型管理思想和管理方法得以實施，使得船舶這種具有大量配套設(shè)施的高度復(fù)雜產(chǎn)品的制造能夠?qū)崿F(xiàn)跨地域的專業(yè)化企業(yè)間的協(xié)同運作，使產(chǎn)品能夠快速地、柔性地應(yīng)對用戶的需求。

自20世紀60年代末將計算機用于船舶線型放樣開始，我國船舶行業(yè)信息化已歷經(jīng)40多年，國內(nèi)造船業(yè)經(jīng)過不懈的努力，使得造船數(shù)字化技術(shù)已逐步滲透到造船業(yè)價值鏈的每一個環(huán)節(jié)，引進或自主開發(fā)了各種各樣的信息系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于船舶設(shè)計、建造和管理過程中。國內(nèi)一些骨干造船企業(yè)和研究院所已開始引進虛擬仿真技術(shù)，開展船舶和海洋工程的產(chǎn)品虛擬設(shè)計和建造過程模擬等研究。

4.船舶建造數(shù)字化技術(shù)體系

制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)是以現(xiàn)代設(shè)計制造的工程方法和先進制造理論為依據(jù)，以數(shù)字化技術(shù)為手段，面向產(chǎn)品全生命周期，理論方法與應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合的一個復(fù)雜的技術(shù)體系。

4.1 現(xiàn)代制造理論與數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)

主要有計算機集成制造、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、大批量定制等現(xiàn)代制造理論，以及建模技術(shù)、仿真技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、集成技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)緊密結(jié)合，形成了其技術(shù)理論基礎(chǔ)。

4.2 數(shù)字化基礎(chǔ)環(huán)境

主要包括計算機系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)、信息安全體系、信息標(biāo)準(zhǔn)化體系等。

4.3 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計技術(shù)

主要包括產(chǎn)品需求分析、設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造等各個階段中，為分析和解決產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的各種問題而提供的數(shù)字化的技術(shù)方法和應(yīng)用工具，如單項應(yīng)用技術(shù)CAD、CAE、CAM、VR等，過程管理和集成平臺PDM、仿真及優(yōu)化應(yīng)用等。

4.4 數(shù)字化制造技術(shù)

主要有數(shù)字化生產(chǎn)計劃與制造執(zhí)行控制、數(shù)字化工藝過程、數(shù)字化裝備、數(shù)字化制造單元、基于數(shù)字化的生產(chǎn)系統(tǒng)綜合集成等。

4.5 數(shù)字化管理技術(shù)

主要包括現(xiàn)代企業(yè)管理模式、集成化管理與決策信息系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃與管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)項目管理系統(tǒng)、企業(yè)間協(xié)作的供應(yīng)鏈管理與電子商務(wù)技術(shù)、企業(yè)質(zhì)量管理的相關(guān)技術(shù)及企業(yè)管理系統(tǒng)的應(yīng)用實施過程及方法等。

船舶建造數(shù)字化技術(shù)是制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)針對船舶制造的特點和具體要求的實際應(yīng)用。船舶建造數(shù)字化技術(shù)體系包括現(xiàn)代制造與數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)、船舶產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、數(shù)字化管理技術(shù)和一體化集成技術(shù)，此外，還有數(shù)字化基礎(chǔ)支撐環(huán)境與相關(guān)技術(shù)等。

（1）船舶產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計技術(shù)以三維建模技術(shù)、數(shù)值計算技術(shù)、CAD、PDM、并行協(xié)同技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，按照船舶設(shè)計不同階段及不同專業(yè)的規(guī)范和技術(shù)要求，形成船舶各設(shè)計階段的數(shù)字化技術(shù)。

（2）船舶產(chǎn)品數(shù)字化制造技術(shù)以MES、CAPP、NC、過程仿真等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)代造船模式的要求，形成制造執(zhí)行層面的船舶數(shù)字化制造技術(shù)。

（3）船舶產(chǎn)品數(shù)字化管理技術(shù)則是將制造業(yè)先進的管理理念和方法與數(shù)字化技術(shù)相融合，按照船舶生產(chǎn)管理特點，形成船舶制造數(shù)字化管理技術(shù)。

（4）一體化集成技術(shù)則是進一步在設(shè)計、制造、管理等數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)信息的集成和應(yīng)用的集成，達到工程的并行和協(xié)同。

上述數(shù)字化技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用需具備相應(yīng)的基礎(chǔ)環(huán)境，需要解決一些相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，如信息標(biāo)準(zhǔn)化、編碼體系、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫、集成平臺、信息安全體系等。

5.船舶建造集成系統(tǒng)

船舶建造集成系統(tǒng)涵蓋船舶建造企業(yè)的設(shè)計、制造、管理的主要業(yè)務(wù)過程：

（1）設(shè)計方面主要包含船、機、電、舾裝、涂裝等專業(yè)門類的設(shè)計CAD系統(tǒng)、船舶設(shè)計虛擬仿真系統(tǒng)，以及結(jié)合生產(chǎn)工藝要求的各個專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)計系統(tǒng)。設(shè)計系統(tǒng)生成的設(shè)計數(shù)據(jù)通過PDM（船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）存放并管理，以PDM作為平臺，為船舶制造系統(tǒng)和管理系統(tǒng)提供有關(guān)產(chǎn)品信息的共享。

（2）船舶建造和管理系統(tǒng)通常包含工程計劃管理、物資與物流管理、成本管理、財務(wù)管理、質(zhì)量管理、企業(yè)資源（設(shè)備與人力資源）管理，以及MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）等。

（3）制造執(zhí)行系統(tǒng)控制車間級的生產(chǎn)制造執(zhí)行過程，如造船精度管理、資源日程計劃、作業(yè)安排與執(zhí)行實績反饋等。制造和管理系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)經(jīng)管計劃和產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計的要求制訂工程計劃、采購計劃、生產(chǎn)計劃和其他生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)貫徹實施生產(chǎn)作業(yè)過程。

結(jié)語

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)的新思想、新方法、新技術(shù)層出不窮、日新月異，船舶建造業(yè)應(yīng)該緊跟現(xiàn)代科技潮流，不斷創(chuàng)新，以實現(xiàn)船舶建造技術(shù)的跨越式發(fā)展。

參考文獻

[1]姜波.船舶制造企業(yè)項目成本管理問題及優(yōu)化研究[J].現(xiàn)代商業(yè)，2009（26）：178-178.

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航空飯金工裝數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)

與其他加工制造方法相比,飯金件的數(shù)字化設(shè)計制造有自身的特點。飯金件并非一次成形,它的制造過程包括多個工序,因此飯金件的數(shù)字化定義不僅包括零件本身的定義,更包括工序件的定義和優(yōu)化。為了保證制造精度,必須根據(jù)零件形狀、成形工藝、材料特性等進行成形過程中工藝數(shù)模的定義,作為工序間的制造依據(jù)和檢測依據(jù)。其次,飯金件成形是塑性變形過程,無法完全定量控制。再次,飯金成形過程中需控制的主要是成形力、溫度等工藝過程參數(shù),而非坐標(biāo)等幾何參數(shù),控制難度更大。由于材料性能的不穩(wěn)定性和隨機性,使工藝參數(shù)設(shè)計和成形過程精確控制十分困難。因此必須從成形工藝開始直至工裝模具試壓交付整個過程進行研究,形成飯金件數(shù)字化設(shè)計制造的解決方案,建立飯金的數(shù)字化設(shè)計制造體系。飯金數(shù)字化設(shè)計制造包括工藝數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化工藝數(shù)模(即制造模型)、工裝數(shù)字化設(shè)計、工裝模具數(shù)字化制造等內(nèi)容,這些內(nèi)容以產(chǎn)品數(shù)模庫、產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)庫、工藝數(shù)模庫、模具設(shè)計知識庫、標(biāo)準(zhǔn)件庫、成形分析/仿真庫等共享數(shù)據(jù)為支撐,通過數(shù)據(jù)接口與相關(guān)部門進行數(shù)據(jù)交換,由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行管理,進行系統(tǒng)集成,實現(xiàn)并行設(shè)計制造,從而提高飯金模具設(shè)計質(zhì)量,縮短制造周期。飯金的數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)工藝設(shè)計和制造模型的定義是核心,應(yīng)該進行以下方面的工作:建立企業(yè)共享數(shù)據(jù)庫。飯金件設(shè)計是典型的知識需求密集的過程。企業(yè)在以往的制造過程中積累了大量關(guān)于飯金材料性能數(shù)據(jù)、典型流程、工藝參數(shù)等經(jīng)驗及試驗數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為共享知識,建立模具工藝知識數(shù)據(jù)庫,有助于提高飯金工藝設(shè)計的效率和成形質(zhì)量。此外還有模具設(shè)計知識數(shù)據(jù)庫、模具數(shù)字化分析數(shù)據(jù)庫等。研究飯金件制造模型定義方法,建立毛坯和工藝模型的專用計算工具,為工裝設(shè)計、工藝參數(shù)設(shè)計、數(shù)控編程等提供數(shù)據(jù)源,以滿足零件精密成形的需要。圖1中,成形模具的外形制造依據(jù)為制造模型中的成形工藝模型而不是零件原始數(shù)模。成形工藝模型考慮了零件的回彈等因素,對型面和尺寸進行了合理的預(yù)修正。以制造模型為框肋零件橡皮囊液壓成形工藝過程的數(shù)據(jù)源,改變了反復(fù)試錯的制造方式,簡化了模具設(shè)計的工作,減少了人為不確定因素的影響,提高了模具設(shè)計的效率,同時可保證零件成形后的精度,提高零件制造的質(zhì)量,實現(xiàn)零件的精密、快速和低成本的制造。圖1框類零件橡皮囊液爪成形過程飛機蒙皮柔性工裝是數(shù)字化制造的一個典型案例。圖2所示是一種柔性多點吸盤式夾持工裝系統(tǒng),采用數(shù)字量傳遞的蒙皮制造技術(shù),與工藝數(shù)字化和數(shù)控設(shè)備結(jié)合很容易實現(xiàn)蒙皮零件的數(shù)字化生產(chǎn),使工裝制造周期大幅減少,生產(chǎn)效率顯著提高。模具外形調(diào)整在10分鐘之內(nèi)可以完成,對于多品種小批量蒙皮零件的生產(chǎn)具有獨特優(yōu)勢。國內(nèi)北京航空制造工程研究所已經(jīng)開展了這方面的工作5:。

國內(nèi)航空公司的飯金工裝數(shù)字化設(shè)計制造