《數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)》課程論文

《《數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)》課程論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢學(xué)院：機械工程學(xué)院班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：日期：2014年1月8摘要從20世紀(jì)50年代數(shù)控機床的出現(xiàn)開始，經(jīng)過了單元制造技術(shù)、集成制造技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)的發(fā)展過程，數(shù)字化制造技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。本文在大量閱讀相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，對數(shù)字化技術(shù)進行了介紹,綜述了國內(nèi)外數(shù)字化制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀,論述了數(shù)字化制造技術(shù)是先進制造技術(shù)的核心,對數(shù)字化制造技術(shù)的幾個核心技術(shù)進行了較為詳細的介紹,并分析數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、展望其未來發(fā)展趨勢，最后概括總結(jié)了數(shù)字化制造經(jīng)歷的深刻變化與發(fā)展。關(guān)鍵詞：數(shù)字化

2、數(shù)字化制造發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展趨勢8數(shù)字化技術(shù)指的是運用0和1兩位數(shù)字編碼，通過電子計算機、光纜、通信衛(wèi)星等設(shè)備，來表達、傳輸和處理所有信息的技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)一般包括數(shù)字編碼、數(shù)字壓縮、數(shù)字傳輸、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)等技術(shù)。當(dāng)今世界已經(jīng)進入了數(shù)字化時代，數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)、生活、經(jīng)濟、社會、科技、文化、教育和國防等各個領(lǐng)域不斷擴大應(yīng)用并取得顯著成效。數(shù)字化技術(shù)與各種專業(yè)技術(shù)相融合形成了各種數(shù)字化專業(yè)技術(shù)，如數(shù)字化制造技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計技術(shù)、數(shù)字化測量技術(shù)、數(shù)字化視聽技術(shù)等。數(shù)字化制造技術(shù)是一項融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)、以制造工程科學(xué)為理論基礎(chǔ)的重大

3、制造技術(shù)革新[1]，并在虛擬現(xiàn)實、計算機網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規(guī)劃和重組，實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和功能的仿真以及原型制造，進而快速生產(chǎn)出達到用戶要求性能的產(chǎn)品整個制造全過程。它是制造技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融合、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢。數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀目前在工業(yè)技術(shù)先進國家，數(shù)字化制造技術(shù)已經(jīng)成為提高企業(yè)和產(chǎn)品競爭力的重要手段[5]。特別是近30年來

4、,數(shù)字化制造技術(shù)發(fā)展日益加快，在發(fā)達國家的大型企業(yè)中，已開始實現(xiàn)無圖紙生產(chǎn)，全面使用CAD/CAM，實現(xiàn)100%數(shù)字化設(shè)計。數(shù)字化制造技術(shù)在數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化制造、數(shù)字化產(chǎn)品、信息傳遞與協(xié)作、數(shù)字化管理等方面都有不同程度的發(fā)展?？傮w來看，數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展大致分為以下三個階段。1．?dāng)?shù)字制造裝備化20世紀(jì)50年代，數(shù)控機床的出現(xiàn)開辟了制造裝備的新紀(jì)元[5]。隨著微型計算機的產(chǎn)生和發(fā)展，計算機數(shù)控的廣泛應(yīng)用，數(shù)控機床得到廣泛應(yīng)用和提高。相繼出現(xiàn)的數(shù)控三坐標(biāo)測量機(CMM)、工業(yè)機器人和數(shù)控機床一起成為重要的數(shù)字化加工、測量和操作裝備

5、，其本質(zhì)是用數(shù)字控制代替凸輪行程控制，實現(xiàn)運動數(shù)字化。數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢是提升各種裝備性能甚至使其更新?lián)Q代，即所謂的數(shù)字制造裝備(簡稱數(shù)字裝備)。2．海量信息處理能力和加工精細化820世紀(jì)90年代，數(shù)字裝備的一個重要的發(fā)展是對海量信息處理能力的提高[6]。在數(shù)字仿形技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用H794/937、EI、核磁共振等數(shù)字測量設(shè)備實現(xiàn)零件幾何形狀的數(shù)字化然后通過數(shù)據(jù)預(yù)處理、表面建模、實體建模、后置處理等過程生成STL文件(或數(shù)控代碼)，驅(qū)動快速成型機(或數(shù)控機床)加工出新零件。伽馬刀、電鏡——視覺引導(dǎo)的機器人等數(shù)字醫(yī)療設(shè)備擴展了基于

6、視覺的數(shù)字測量儀器的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)了人體內(nèi)腔器官的數(shù)字化。數(shù)字裝備的另一個重要的發(fā)展是加工對象的尺度變化，由毫米、微米到納米，陸續(xù)出現(xiàn)了顯微數(shù)字圖像處理設(shè)備、電子制造裝備等精密數(shù)字制造裝備。在技術(shù)方面，數(shù)字裝備與數(shù)字制造的研究已從單純的制造過程的幾何量(位移、多坐標(biāo)聯(lián)動位移、運動形狀、微觀形狀等)的數(shù)字描述，發(fā)展到對制造過程的物理量(溫度、流量場、應(yīng)力場、熱變形、密度、物質(zhì)材料等)以及知識、經(jīng)驗、信息等的數(shù)字描述。系統(tǒng)的形式化、數(shù)字化描述與處理成為當(dāng)前研究熱點，包括海量信息處理，微納識別和分辨率，物理過程仿真與分析(包括有限元方法

7、、三角劃分、復(fù)雜邊界物理方程求解等)、網(wǎng)格計算以及物理本質(zhì)的探索等。在20世紀(jì)90年代中期．通過并聯(lián)機構(gòu)與數(shù)控技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)生了并聯(lián)機床．又稱虛擬軸機床，其應(yīng)用逐漸擴展到虛擬軸坐標(biāo)測量機、六維力傳感器等精密測量平臺設(shè)備。但從目前的技術(shù)發(fā)展來看，并聯(lián)機床還不能成為數(shù)控機床的主流產(chǎn)品。只在輕工、食品加工以及大型天文望遠鏡方面等具有一定用武之地。在數(shù)字裝備的研究方面應(yīng)該擴大范圍．要大力發(fā)展以電子制造裝備、大型醫(yī)療裝備、精密科學(xué)儀器、精密數(shù)控裝備等數(shù)字裝備為代表的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需裝備。3．虛擬制造階段作為現(xiàn)代制造裝備“靈魂”的數(shù)控系統(tǒng)已由N

8、C、CNC時代進入了PC—NC和NET—NC時代[7]。其主要目標(biāo)都是開發(fā)具有智能化和柔性化的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)，將各種新工藝、新技術(shù)、新方法集成于控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，開發(fā)先進制造裝備的支撐環(huán)境。數(shù)字化制造技術(shù)起源于美國，經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)已進入