數(shù)字化工程的設(shè)計(jì)、制造與檢測（.ppt

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1、本資料來源數(shù)字化工程:設(shè)計(jì)、制造和檢測高健教授機(jī)電學(xué)院14April.2005數(shù)字化工程定義:數(shù)字化工程一般是指在國家經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)實(shí)施領(lǐng)域上、中、下游作業(yè)的數(shù)字化運(yùn)作，所需各種措施的集合。數(shù)字化工程又是一門工程學(xué)科，涉及領(lǐng)域數(shù)字化需求、領(lǐng)域數(shù)字化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建造、管理、運(yùn)作、應(yīng)用、評(píng)估、改進(jìn)等方面的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究、和領(lǐng)域數(shù)字化人才的培養(yǎng)和應(yīng)用等。數(shù)字化工程是推動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步，建立現(xiàn)代化國家經(jīng)濟(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)生先進(jìn)技術(shù)的源泉之一。數(shù)字化技術(shù)數(shù)字化技術(shù)指的是運(yùn)用0和1兩位數(shù)字編碼，通過電子計(jì)算機(jī)、

2、光纜、通信衛(wèi)星等設(shè)備來表達(dá)、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)。數(shù)字化技術(shù)是信息技術(shù)的核心，信息的媒體有多種，如字符、聲音、語言和圖像等。信息數(shù)字化技術(shù)----實(shí)際上是由一群高技術(shù)綜合發(fā)展而實(shí)現(xiàn)的。信息數(shù)字化技術(shù)涉及到數(shù)字的轉(zhuǎn)換（表達(dá)）、存取、處理、傳輸、控制等一系列高技術(shù)。例如，提高信息存取能力的微電子技術(shù)；提高信息傳輸能力的光纖技術(shù)，提高信息變換能力的光電技術(shù)；提高信息轉(zhuǎn)換和控制能力的計(jì)算機(jī)及其軟件技術(shù)等等。數(shù)字化技術(shù)優(yōu)勢(shì)數(shù)字化技術(shù)作為一種通用信息工程技術(shù)，具

3、有的技術(shù)優(yōu)勢(shì):這些重大技術(shù)優(yōu)勢(shì)給各個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)的改造、革新提供了嶄新的手段。信噪比高傳遞可靠迅速便于存儲(chǔ)、提取和集成聯(lián)網(wǎng)分辯率高表述精度高可編程處理處理迅速數(shù)字化制造技術(shù)數(shù)字化技術(shù)和各種專業(yè)技術(shù)相融合就形成了各種數(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(jì)技術(shù)、數(shù)字化視聽技術(shù)等。相對(duì)傳統(tǒng)制造技術(shù)，數(shù)字化制造技術(shù)是一項(xiàng)融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)，且以制造工程科學(xué)為理論基礎(chǔ)的重大的制造技術(shù)革新，是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，有廣闊的應(yīng)用前景。數(shù)字化是制造技術(shù)創(chuàng)新的手段人類在20世紀(jì)取得了令人矚目的制造技術(shù)成果，其中數(shù)控（NC）加工技術(shù)

4、與生長型制造技術(shù)（或稱可控添加材料制造，RPM）是兩項(xiàng)突破性創(chuàng)新成果。面對(duì)21世紀(jì)，制造技術(shù)同樣受到可持續(xù)發(fā)展策略、知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息化數(shù)字化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)，并將以新的面貌出現(xiàn)在世人面前，也迫使制造技術(shù)人員思考制造技術(shù)創(chuàng)新研究問題和創(chuàng)新策略：可持續(xù)發(fā)展是制造創(chuàng)新的動(dòng)力與空間，知識(shí)化是創(chuàng)新的資源，數(shù)字化是創(chuàng)新的手段，可視化是創(chuàng)新的虛擬檢驗(yàn)。數(shù)字制造的核心是產(chǎn)品數(shù)字模型----只有建立了適應(yīng)產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品數(shù)字模型，并在數(shù)字制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠采用該模型進(jìn)行數(shù)字設(shè)計(jì)、數(shù)字加工、數(shù)字裝配、數(shù)字檢測、數(shù)字維修和數(shù)字回收等，才能實(shí)現(xiàn)真

5、正的數(shù)字制造。數(shù)字化測量技術(shù)接觸式測量方式CMM(CoordinateMeasuringMachine)層析法非接觸式測量方式LaserOpticalCT(ComputerTomography)X-Ray----獲取產(chǎn)品數(shù)字模型的手段之一坐標(biāo)測量機(jī)CMM坐標(biāo)測量機(jī)是一種大型精密的三坐標(biāo)測量儀器，可以對(duì)具有復(fù)雜形狀的工件的空間尺寸進(jìn)行測量。一般采用觸發(fā)式接觸測量頭，一次采樣只能獲取一個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。主要優(yōu)點(diǎn)是測量精度高，適應(yīng)性強(qiáng)，但一般接觸式測頭測量效率低，而且對(duì)一些軟質(zhì)表面無法進(jìn)行測量。CMMmachineMachine

6、sincludeBrown&Sharpe,CarlZeiss,ITPMachinesinclude:Faro,Romer,Microscribe,StingerCMMArmLaserscanner:Kreon,Roland,Renishaw,Nextec,OptonCMM+Laser層析法層析法是將研究的零件原形填充后，采用逐層銑削和逐層光掃描相結(jié)合的方法獲取零件原形不同位置截面的內(nèi)外輪廓數(shù)據(jù)，并將其組合起來獲得零件的三維數(shù)據(jù)。層析法的優(yōu)點(diǎn)在于任意形狀，任意結(jié)構(gòu)零件的內(nèi)外輪廓進(jìn)行測量，但測量方式是破壞性的。非接觸式測量方

7、法（1）基于光學(xué)三角型原理的激光掃描法(Laserscanner)這種測量方法根據(jù)光學(xué)三角型測量原理，以激光作為光源，其結(jié)構(gòu)模式可以分為光點(diǎn)、單線條、多光條等，將其投射到被測物體表面，并采用光電敏感元件在另一位置接收激光的反射能量，根據(jù)光點(diǎn)或光條在物體上成像的偏移，通過被測物體基平面、像點(diǎn)、像距等之間的關(guān)系計(jì)算物體的深度信息。LaserScannerMachinesinclude3DScanners,Polhemus,Minolta,Perceptron,ScanTechnology非接觸式測量方法（2）基于相位偏移測量原

8、理的莫爾條紋法(OpticalScanner)這種測量方法將光柵條紋投射到被測物體表面，光柵條紋受物體表面形狀的調(diào)制，其條紋間的相位關(guān)系會(huì)發(fā)生變化，用數(shù)字圖像處理的方法解析出光柵條紋圖像的相位變化量來獲取被測物體表面的三維信息。OpticalScannersBreuckmannGomAtosII非接觸式