数字化设计和制造技术实用13篇

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数字化设计和制造技术

篇1

冲压模具;数字化技术;设计应用

0前言

目前我国以航空制造业和汽车工业为主的机械类制造业发展迅速,促使我国冲压模具以年20%的速度持续增长。冲压模具本质上属于技术密集型产品,冲压生产中的冲压产品的智联、生产效率等与模具设计具有较大的关联,大力发展模具的数字化设计与制造技术的分析与研究,将数字化技术广泛应用在模具工业中,促使现代机械制造业得到快速发展。

1冲压模具设计和制造中的数字化关键技术

在冲压模具的使用上,要将数字化技术应用在模具制造的全过程,实现自动化制造和精确化制造,促使冲压模具的高效开发。模具制造的数字化技术主要是将计算机技术应用在模具制造的过程中,实现每一制造环节的精确控制,从而满足冲压生产的要求。数字化关键技术具体包括以下几种:(1)冲压成形CAE技术。冲压成形CAE技术本质上是利用计算机技术制造计算机软件,并将计算机通用软件应用在模具自动化质量控制过程中,促使该技术能够满足模具制造的精确度要求,也显著提高冲压模具的使用周期。如AutoForm/PAM-STAMP软件应用在模具制造过程中,通过计算机分析、模拟机械用材的流动、厚度的变化以及材料的破坏、起皱等,以此来对模具产品零件的成形、工艺设计进行准确的预见和建议,实现模具的形变。(2)模块化的快速设计系统。对于冲压模具的制造与设计,要重视结果设计,能够将技术系统应用于模具制造上,提高模具设计的质量。如随着现代计算机技术的发展,冲压CAD/CAM的一体化技术应用在模具设计上,可以有效避免单一软件使用的弊端。CAD通用软件主要是应用在交互绘图和造型层次的设计上,一般是以模具设计人员的设计经验为主来进行模具绘图和造型设计,这种软件设计方法不能够及时发现模具设计中的不足之处,一定情况下会延误模具设计周期,影响模具的设计质量。因此在数字化关键技术的使用上,可以将模具设计的技术结合起来,弥补单一技术应用中的不足之处。

2冲压模具设计和制造中的数字化技术的优点

(1)数字化装配技术的优点。冲压模具的装配方法一般分为4种,包括互换装配法、分组装配法、修配装配法以及调整装配发等具体内容,在模具设计上,可以将这四种装配法按照先后顺序应用在设计环节中,有利于进行精加工,减少装配过程中模具标准件的损毁。(2)计算机仿真技术的优点。在传统的冲压模具设计上,高度钢材在循环加载条件的作用下,会产生较强的包辛格效应,而计算机仿真技术的应用极大程度上改变了冲压设计现状,通过计算机仿真模拟将设计参数设计在固定范围内,进行冲压设计,提高了模具设计的精确度。(3)数字化参数的程编优点。参数化程编应用在冲压模具的加工制造上,在数字化技术的作用下,逐渐从单纯的型面加工扩展到结构面加工,由中低速加工变化为高速加工,从小切深变为高进给,有效改善工件加工质量,减少加工打磨面;减少试模的工作量,提高模具制造的精度;刀具使用上以小型加工模具为主,注重细节制造,以此既满足模具的设计精确度要求,也有效降低使用费用。

3冲压模具设计和制造中的数字化技术的应用

3.1软件技术在模具产品设计同步工程中的应用

在模具产品的同步开发中,要想满足冲压模具的建设要求,就要将冲压工艺贯穿于冲压模具的同步开发过程中。在冲压模具的开发设计上,要求设计人员全员参与,从冲压模具的生产工艺、产品的冲压技术再到模具的具体开发,都要依据冲压成形的物理规律进行模具设计,借助计算机数字化技术真实的反映模具与板料的的关系,并将计算机软件应用在模具变形设计的全过程中。在冲压模具的设计上,可以应用非线性理论、有限元方法以及各项计算机软硬件,以此来对产品零件的成行进行精确的预算,全面提高冲压模具的技术机控制质量与效率。

3.2模块结构化的快速设计应用

在数字化技术使用上,要预先消化模具的任务要求(冲压要求),结合现场模具生产经验,应用模具结构库,进行模具的初设计;其次再要进行模面设计,这一阶段调用标准机械件库,组装成一套完整的模具。在参数化模块设计上,要实现典型结构模板化和重复工作智能化,以此来提高冲压模具的制造水平。典型结构模块化,主要是基于模块化的思想,对冲压模具的典型结构进行分类总结,应用数字化技术进行模具设计参数的控制,生成智能化模板,以此在模具设计过程中完成建模;重复工作智能化应用上,主要是将模具设计过程的重复工作利用智能化模板和二次开发工具来实现缩短设计周期的目的,以此来实现冲压模具的智能化、自动控制化进程。

3.3信息系统的应用

在冲压模具设计上,要将数字化技术应用在制造业的每一环节中,如可以将数字化技术应用在机械自动化管理、绘图设计、参数分析、模具制造以及模具检测中,在这一过程中应用信息化系统,可以实现产品信息的共享,并将模具制造信息以计算机信息化的形式固定下来,从而为冲压模具的制造设计提供借鉴意见,降低模具设计人员的工作量。

4结语

随着信息技术以及科学技术的发展,我国的冲压模具已经由传统的机械模具形式转变为机械自动化体系,将先进的数字化技术应用在模具制造上,极大提高了我国冲压模具的发展速度,也提高了冲压模具的精确度和使用周期,推进了我国冲压模具的行业的发展进程。

参考文献:

[1]潘宇祥.探讨数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].工程技术:全文版,2016(07):00258.

篇2

1 计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用优势

计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用主要体现在计算机辅助技术的应用、基于计算机平台的数控机床的应用、计算机三维技术的应用以及计算机ERP管理系统的应用。目前计算机绘图技术、数控机床已经在我国的机械行业中得到广泛应用,保证了产品的设计质量和使用价值。计算机ERP管理系统在机械行业中的应用有利于降低企业生产成本,提高企业的经营效率,在企业的快速发展中发挥了重要、积极作用。计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用优势主要体现在以下几个方面:(1)计算机辅助技术的应用大幅度提高了机械行业的生产效率,主要体现于产品的设计和研发速度的提升,明显缩短了产品设计时间,提高了产品设计质量。(2)计算机ERP管理系统的应用实现了企业的全方位管理,保证了企业各个部门、各个环节信息的及时传输和反馈,提高了企业的反应能力。(3)计算机存储技术的应用实现了对企业各种生产信息资源以及产品设计图纸的有效存储,不仅提高了信息资源的管理效率,同时也避免了纸张的浪费。

2 计算机技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用

机械设计制造及其自动化领域中计算机技术的应用主要体现在以下几个方面:一是可视化、仿真、模拟、绘图等辅助技术的应用,二是基于计算机平台的数控机床的应用,三是计算机三维技术的应用,四是计算机ERP管理系统的应用。

2.1 计算机辅助技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用

在机械设计制造及其自动化领域中应用较多的计算机辅助技术主要有计算机可视化技术、计算机仿真模拟技术等。顾名思义,计算机可视化技术就是将抽象的机械信息和数据进行直观化、具体化、可视化,将其转化为更容易让人理解的信息和数据,进而分析、计算以及掌握机械产品的特点和性能,了解机械产品的动态生产过程,不断对其进行改进、优化。计算机可视化技术在机械设计和制作领域中的应用一方面可以发挥基础的辅助设计作用,有利于减少人工误差,提高产品设计的精确性;另一方面能够极大地提高工作效率,节约了大量的人力和时间,推动了自动化的进程。计算机仿真模拟技术以计算机和软件为基础,汇集了多个学科的理论知识和技术原理,仿真模拟技术的应用可以有效解决机械制造中的复杂问题。在机械设计和制造过程中,产品加工是企业生产产品的基础环节,利用计算机仿真虚拟技术可以为产品的加工提供理论和技术支持。例如在某些机械产品的磨削过程,利用仿真技术可以对磨削行为以及磨削质量进行预测和模拟,并以此为依据优化磨削过程。在机械设计阶段,应用较多的计算机制图技术,例如CAD、CAM 都是常用的计算机绘图技术,利用计算机绘图技术一方面可以减少制图的差错率,降低产品生产损失;另一方面能够缩短制图周期,为新产品的研发提供更多的时间。

2.2 基于计算机的数控机床在机械设计制造及其自动化领域中的应用

数控机床的最主要优势特征就是能够实现产品生产自动化,以计算机为平台、软件为基础的数控机床的编程主要有两种方式,即软件自动编程以及软件手工编程。基于自动编程的数控机床软件主要应用于较复杂零配件的生产,以计算机为平台采用标准的数控软件语言对应用程序进行编写,然后经过处理形成数控机床的运行程序。近年来随着数控技术的快速更新和发展,计算机语言与数控编写程序之间的相互转换更加容易实现,更大程度上满足了数控机床编程的需要。

2.3 计算机三维技术在机械设计制造及其自动化领域中的应用

三维技术是现代计算机技术的重要组成部分,其采用了更先进的理论和方法制作神奇三维立体,为产品的生产提供了更科学的设计方法,例如对产品结构的受力分析以及对产品形状的模拟分析都是三维技术在机械设计和制作行业的重要应用体现。CAD三维技术的应用不仅体现在对产品大小、形状、特征以及产品位置的模拟分析方面,另外还可以对产品赋予一系列物理特征信息,通过对产品颜色、产品质量、产品体积、产品承压力等物理特征信息的分析从而进一步保障产品设计质量。在以往的机械产品设计过程中,往往需要通过各种物理实验和化学实验来检验产品质量,而现在通过三维技术的模型功能就不再需要通过物理和化学实验保证产品设计质量,如此就极大地节约了产品设计成本,同时也有利于提高企业的生产效率。

2.4 计算机ERP管理系统在机械设计制造及其自动化领域中的应用

机械零配件种类的复杂性决定了机械行业自身具有较强的离散性,企业很难保证产品的终端性。对于任何一个机械产品生产企业来讲,都需要详细、准确地了解和掌握自己所生产产品的零配件,包括零配件的个数、零配件的具体型号、零配件的可用性等信息都要有准确的记录资料,这些信息资料是企业生产部门制定产品生产计划的重要依据。机械产品生产企业日常运营主要包括产品加工以及产品管理两方面内容,产品管理涉及到零配件数量管理、库存管理、产品生产计划信息管理,另外就是企业ERP系统的维护和管理,从ERP系统中可以准确查询企业每个批次零配件的具体数量、毛坯数量、半成品数量、成品数量,如此可以实现对每个批次产品的动态跟踪分析,及时掌握当前毛坯数量是多少、半成品和成品数量是多少、产品报废数量是多少,对以上信息的掌握可以为企业决策部门提供科学的数据支持,对降低企业生产成本、提高企业经营效益有着重要意义。

3 结语

计算机信息技术的普及应用推动人类从机械化时代进入信息化时代,计算机技术的强大功能在各个行业领域中发挥着不可估量的作用,其在机械行业中的应用不仅提高了企业的生产效率,降低了企业的生产成本,同时在推动企业实现生产自动化中也发挥了不可替代的作用。目前计算机技术在机械行业中的应用主要体现在计算机辅助技术的应用、基于计算机平台的数控机床的应用、计算机三维技术的应用以及计算机ERP管理系统的应用,随着计算机技术的快速发展以及机械行业改革的深入,计算机技术与机械设计制造以及其自动化的融合将会成为以后的研究热点。

参考文献

[1] 何楠.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].山东工业技术,2016(7):148-149.

[2] 刘锐锋.探讨计算机辅助技术与机械设计制造的结合[J].化工管理,2015(7):194-195.

篇3

1工装数字化制造技术发展现状与趋势

1.1国内外工装数字化制造技术的发展现状

随着计算机技术的发展和普及,计算机在越来越多领域的运用得到了前所未有的重视,在制造业也不例外。制造业在信息技术与自身的制作技术相结合的环境下日益迈向了数字化的历程,工装数字化制造技术已经成为提高企业产品竞争力的重要技术手段,近三十年以来,数字化制造技术在加快发展的步伐,许多发达国家的工装产业实现了数字化设计和无图纸生产。同时,数字化制造技术也在纵深方向,在机器人化机床、多功能机床等整机方面和高速电主轴、直线电机等单元技术方面均有较为突破的发展。我国数字化制造技术的基础技术和数控技术都有很大的发展,基础技术的研发和应用使我国的制造业设计自动化水平产生了质的飞越,对数控技术的进一步研发促进了我国数字化制造技术的成熟。

1.2工装数字化制造技术的发展趋势

第三次科技革命催生了计算机的发明,凭借着自身的强大优势,计算机自诞生不就之后便被运用于控制机床加工。实现了由传统的依靠人工向依靠自动化控制机床的转变,为数字化制造技术的发展提供了可靠的条件[2]。无论是几十年以前还是科技发展越发成熟的今天,数控机床的拥有量以及年产量不可置疑的成为一个国家制造能力的重要标志。数字化制造技术是基于精密化、网络化、智能化的先进制造技术的基础和核心,随着计算机技术的不断成熟和网络技术的不断普及,工装数字化制造技术也将在更广阔的领域发挥造福于人类的重大作用。

2新形势下工装数字化制造技术的结构体系

2.1工装数据库

建立数据库是数字化设计中非常重要的基础性工作,是数字化设计和制作的必要内容,是也是数字化制造技术运行的动脉。工作数据库主要包括O型圆模具数据库、压型折弯零件及其模具数据库、加长镗杆钻杆数据库、配重汇总数据库等组成。O型圆模具数据库的主要任务命名工装名称、工装代号、制作标准和图号、对应产品信息以及进行模具设计、校对、审核等;压型折弯零件及其模具数据库汇总了工作室近几十年以来的压型折弯零件模具档案图纸,并将这些图纸制作成电子文档方便工装编制人员、设计人员以及管理人员搭建资源共享平台;加长镗杆钻杆数据库汇总了多套加长镗杆工装和加长钻杆工装,为后期的大规模生产提供必要的数据;配重汇总数据库主要收录了包括尺寸、重量、数量、等在内的多种配重。工装数据库是工装数字化制造的依据,它的建立对工装工艺设计、制造、监测具有不可忽视的作用。

2.2设计制造应用技术

应用系统可以将工装设计制造过程中各部分基于网络集成为一体化技术,使系统内设计、加工、监测等各项技术协调运行[3]。设计制作应用技术包括工装数字化设计、工装数字化工艺设计、工艺数模设计以及数字化工装制作。工装数字化设计是以三维设计为基础、采用并行工作方式的技术,它可以在设计的不同阶段将数模发送给工装设计数据库,并通过网络即时向有关部门反映问题;工装数字化工艺设计主要工作是制定工装制作工艺的总方案记忆各个协调方案,还需要设计出各个零件的制作工艺,将其刻录到工艺设计数据库之内;工艺数模设计是工装数字化制造过程的一个重要环节,也是工装制作过程的依据,它的主要任务是在工装数模基础上增加工艺余量和定位重构的数据库;数字化工装制作主要是依靠数字化加工设备来提高工作加工的精度,以便于缩短制作周期、提高制作速度和质量。

3结束语

数字化设计和制作技术是新形势下制作技术的变革,也是机械制造业发展的必然趋势。利用发展工装数字化制造技术是企业提高技术水平和业界竞争力的一个重要举措,同时也是提高我国现代化工装制作技术水平的必经途径,在国际舞台上,谁占据了工装数字化制造技术的制高点,谁就拥有更广阔的工装市场和发展前景。

参考文献:

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1 数字化技术在飞机设计及制造中的应用

数字化技术在飞机设计和制造等工作中的应用便是把实物飞机内全部参数以统一比例集中于3d模型,其与传统设计制造工作具有较大的差异。传统飞机设计和制造工作借助2d图纸绘制实现,若欲完成飞机的完整设计,应以不同方位对其进行绘制,工程量较大,同时因飞机制造工作涉及到的零件和零件相关参数众多,成功的飞机制造需要确保所有参数的正确。数字化技术的应用能够借助计算机技术完成上述工作,向计算机输入全部的参数,这些参数能够根据实际情况和位置进行标记,即三维标注技术,该技术对零件尺寸统一比例的标注具有较大的积极影响,各部分材料粗糙度等信息一目了然,并且在各类文字、数字以及语言的支持下,标记工作更加完善。

飞机制造和设计在模型精度方面具有较高的要求,为了对电子样机协调进行满足,使飞机设计及制造工作达到相应的工艺要求,需要对其精确度进行提升,部分零件达到完全真实的水平,其模型在零件尺寸、材料等方面还原度极高,甚至某些时候能够将某型直接引入到飞机制造工作中。当然3d模型并不完美,例如在表面处理及热处理技术方面目前的数字化技术无法更好实现,但依旧能够通过3d标注技术对其设计和制造工作进行辅助。

2 数字化技术在飞机设计及制造中的应用价值

2.1 方案设计和决策工作中数字化技术的应用价值

飞机设计软件工具能够根据飞机运营需求、特点等对舒适性、经济性、安全性等方面进行平衡,在先进软件及系统的支持下,将更多数据提供给方案设计及决策方面的工作。在数字化技术支持下,飞机设计及制造人员能够对飞机运营、技术需求、性能需求等方面进行掌握,进而对飞机设计和制造工作进行相应的调整和完善,对不同方案进行综合分析或调研,进而对方案进行不断提升和完善,为设计制造工作的开展提供更多支持。

2.2 预装配相关工作中数字化技术的应用价值

数字化技术能够对飞机设计、预装配等方面工作提供支持,所谓预装配即模拟装配飞机的过程,飞机装配工作对整体的制造工作而言至关重要,并且实际操作过程中容易出现各式各样的问题,因此数字化技术对此项工作的开展具有较大的应用价值。预装配工作的基础为数样机,在计算机技术和数字化技术的支持下,能够根据工艺流程步骤开展产品组装方面的工作,并且能够完成材料的质量检测工作,实际操作时误差的出现几率大幅度减少。

人们能够从四方面入手开展预装配仿真工作,例如人机工程、装配干涉、装配顺序以及虚拟数字化方面的仿真。所谓装配干涉仿真,即对报警装置进行建立,预装配环节存在诸多干扰因素,系统能够对其进行识别和报警,同时能够使工作人员在第一时间对问题进行处理和检查。此方面工作多数在虚拟条件下进行,然而仍旧需要人的参与,工作人员无需进到虚拟环境内,人们可以将人体3d模型放入其中,为工作人员提供各个方位的视角,为操作提供更多便利。所谓数字化车间仿真,即在虚拟3d零件的基础上对车间、起吊装置、厂房等方面的模型进行完善,将待装备的零件、半成品等投入虚拟车间。此外借助数字化技术能够对装配顺序进行模拟,在保证其与实际装配流程一致的情况下,能够及时发现存在的隐患问题,在确保顺序正确的情况下人们还能够减少漏零件的问题,为预装配乃至今后的实际装配奠定坚实基础。

2.3 飞机综合设计制造及工程发展过程中数字化技术的应用价值

在数字化技术支持下,能够为总体布置、设计等方面工作的开展提供更多支持,3d数字化模型和数字化设计分系统能够对结构强度设计、动力推进系统设计等分系统的设计进行完善,为设计工作开展提供支持。此外,在试验试飞、营运和制造、飞机设计及制造工作相关的知识管理工作等方面,数字化技术同样具有较高的应用价值,飞机试验试飞过程中产生较多的数据,在数字化技术支持下能够对全部试验数据进行有效的存储及处理,为飞机设计及制造工作的进一步优化奠定坚实基础。在营运制造过程中,通过对总装环境、地面维护保障参数等方面的仿真和模拟,能够以更低的代价达成设计及制造工作的各种要求,为飞机经济性、安全性、舒适度等方面提供更多保障。

3 结束语

飞机设计、制造等方面的工作较为复杂,涉及到的数据众多并且对数据精度和准确性具有极高的要求,通过传统方法和技术开展设计、制造等方面的工作时需要消耗较多的人力物力和时间,获取的数据精度较低,无法更好地满足飞机设计、制造等方面工作要求,数字化技术的应用能够对上述问题进行解决,并且在虚拟预装配功能的支持下减少资源浪费,设计制造时间有所减少,可见其应用价值极大。

参考文献

[1]高利.数字化技术在飞机设计与制造中的应用价值[J].探索科学,2016(4):174-174.

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中高速柴油机广泛应用于船舶动力推进和船舶电站、陆用电站等,具有结构复杂、尺寸大、零部件类型及数量多、配套行业面广的产品特点,产品生产具有批量小、配套方案多样化的特征,制造周期较长。如何在行业内广泛深入的应用数字技术,对于提高柴油机制造业的生产效率及产品质量具有重要的意义,也是未来中高速柴油机制造技术发展的方向。

1 国内中高速柴油机企业数字化制造技术现状

我国中高速柴油机企业数字化制造技术经过十几年的摸索,在柴油机零部件设计、工艺、工装、数控加工等方面取得了一定的效果,数字化应用水平逐步提高,大致如下。

1)基础环境:计算机应用基本普及,网络建设和计算机硬件配备与时代接轨,行业通用仿真分析软件、CAD/CAM/CAE/PDM等软件系统逐步普及,与软件开发公司合作开发了部分有企业特征的专用数字化系统,形成了初具模型的数字化工作方法和能力,为数字化技术推广应用提供了保障。

2)设计、工艺技术:普及了以二维CAD软件为基础的产品、工装设计,三维CAD/CAM设计份额持续增长;CAPP技术在工艺中得到了较普遍的应用;PDM开始在企业局部应用;MES数字化信息管理系统逐步构建。

3)企业管理:在人力资源、财务管理、生产计划、车间物流计划等方面均推广了各种信息数字化技术;实现了产品生产计划和物料定额计划数字化方案制定和管理;开展了EPR、OA等管理流程优化工作,管理效率明显提升,管理成本大幅降低,应用效果显著。

4)生产线:机械加工数控设备有较大增长,关键零件实现数控编程制造;检测设备仪器采用了三坐标、数显测量尺、电子窥镜、激光扫描等数字设备;仓储管理引入计算机管理系统。

2 我国中高速柴油机数字化制造面临的问题

国内中高速柴油机数字化制造技术应用与国外先进水平仍然差距显著,数字化制造在中高速柴油机制造业中的应用广度和深度函待提高。主要表现如下。

1)数字化制造技术缺少成熟模型。企业多注重柴油机产品设计技术,一般只在部分环节上辅以数字化技术手段,忽视数字化技术系统化应用。行业缺少可参考的完整成熟数字化方案,难以形成系统化数字制造技术体系。数字化制造技术应用产生的效益、效果只是比较传统作业手段有所长进,并未充分发挥数字化功效。

2)数字化技术“信息孤岛”问题十分严峻。单位与单位甚至单位内部不同部门,不同人员之间,数字化技术系统相互隔离、各自为政。各种相互有关联的数据资源无法有效的集成和共享、交流,大量不必要的重复建设经常发生。数据共享和交流平台建设缓慢,平台建设者和使用者缺乏深入沟通,纸介质技术资料继续是部门之间信息传递的唯一“合法”手序,数字化数据更新滞后难以实战。

3)企业内部数字化系统未摆脱传统串行模式,并行工程不易实施。企业设计、工艺、生产、检验数字化应用体系串行现象突出,缺乏能够引领团队协作的数字化顶层并行设计方案,使得制造数据衔接缺乏默契,生产准备周期长,信息交流存在各种障碍,由此造成实施柴油机制造并行工程困难。

4)数字化制造技术开发滞后。柴油机企业的数字化开发能力不强,数字技术标准建设滞后于数字技术的推广应用。数字化软件企业对柴油机行业又缺少符合时展要求的长周期系统化调研,数字化软件设计也常常只是简单模仿部分传统作业模式流程,数字化模式未能深入改变传统作业思路。

3 中高速规模柴油机企业数字化制造技术的发展趋势

柴油机的研制水平要与时展相得益彰,数字化技术必须在更广的范围和更深的层次上得到应用,通过数字技术增强柴油机企业的研发能力。我国中高速规模柴油机制造正处于与数字化制造技术相结合由引进技术向自行研发的重要时期,呈现出以下趋势。

1)建立基于单一数据源制造模式。实现CAD/CAPP/CAM/CAE等多种数字技术一体化,使产品制造向无纸化制造方向发展。产品设计、工艺工装设计、加工与装配数据实现共享和继承、重组,单一数据源为产品的优化设计、性能分析、生产制造、装配、质量检验及企业生产系统规划、调度、各级过程管理与控制提供一体化模型支持,可使生产全过程信息交流无障碍、从而使产品生产效率和质量得到更好的结果。

2)实现相互关联不同资源的整合。人力资源、知识库资源、制造资源、用户资源等各种相互关联资源将进一步得到整合,基于数字技术的虚拟体系使企业各级人员能够利用数字化工具协同工作,消除“信息孤岛”现象,进一步提升各种资源的利用效率。

3)建立数字化并行网络辅助制造体系。制造系统采用并行化网络制造环境组织业务流程,实现产品和工艺设计结果的早期验证,快速响应市场需求。

4)建立支持产品全生命周期的虚拟企业协同工作平台。实现数字化工厂和数字化车间,从产品设计,工艺方案、生产计划、零件制造、装配试验、仓储物流到用户服务的快速响应系统,建立基于实现共享和交流的集成工作平台标准体系。使产品从设计到交付全过程信息无缝链接传递及反馈。

4 数字化制造技术进一步发展的思路

面对国内中高速柴油机制造业的迫切需要,数字化制造技术还需要从以下几个方面着手推动进一步发展。

1)推动流程优化。研究和分析国内外先进制造、管理模式,总结和提炼适应我国柴油机设计和制造数字化模式。以自主研发为契机,推动中高速柴油机企业在设计、工艺、制造、管理等产品全生命周期数字化流程优化,落实并行工程全面实施。

2)重点研究数字化制造统一数据库及集成应用。着重研究CAD/CAPP/CAM/PDM/MES等各类单项数字化制造技术应用系统的集成,构建基于统一数据库体系的企业级集成平台,发挥集成应用效果。

3)开展柴油机企业之间、企业与院校、研究机构、软件公司等相互交流,共同为中高速柴油机行业摸索出一条具有行业特征的系统化数字制造技术模式。

4)加强人才队伍建设。制定数字化制造技术专业人员激励、培养、锻炼计划,对技术人员和管理人员规范化和高层次地数字化制造技术培训应广泛开展。

5 结束语

数字化制造技术是全局性、体系化的新技术,涉及产品研制的各个环节,中高速柴油机是关系我国国计民生,国防安全的重要产品,数字化制造技术的应用是国内中高速柴油机企业研制的必由之路,此项技术的深入发展和广泛应用必将使国内中高速柴油机研制水平跨上一个新的台阶。

参考文献

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1引言

围绕激烈的市场竞争,制造企业已经意识到他们正面临着巨大的时间、成本、质量、产品差异化等压力。如何快速适应市场的变化,实现从“以产定销”到“按订单生产”模式转变?数字化工厂提供了较为理想的解决方案。

2 数字化工厂概述

数字化工厂是BIM(建筑信息模型)技术、现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物,同时具有其鲜明的特征。

2.1数字化工厂

2.1.1数字化工厂的概念

数字化工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础,根据虚拟制造原理,在虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、优化和重组的新的生产组织方式。它是在设计建造阶段,建立全面、详实的信息,包括材料、工艺、设备运行管理等全生命周期的信息档案数据库,利用BIM(建筑信息模型)技术指导建筑物、构筑物及设备的科学使用和维护,为信息化、标准化管理提供数据基础平台,加上CAD、EEP、MEP等应用管理系统,实现工厂控制系统内部数字化信息的有效传递,既链接了生产过程的各个环节,又与企业经营管理相互联系,进而把整个企业数字化的资金信息、物流信息、生产装置状态信息、生产效率信息、生产能力信息、市场信息、采购信息以及企业所必须的控制目标都实时、准确、全面、系统地提供给决策者和管理者,帮助企业决策者和管理者提高决策的实时性和准确性以及管理者的效率,从而实现管理和控制数字化、一体化的目标。

2.1.2数字化工厂的优势

数字化工厂利用其工厂布局、工艺规划和仿真优化等功能手段,改变了传统工业生产的理念,给现代化工业带来了新的技术革命,其优势作用较为明显。

预规划和灵活性生产:利用数字化工厂技术,整个企业在设计之初就可以对工厂布局、产品生产水平与能力等进行预规划,帮助企业进行评估与检验。同时,数字化工厂技术的应用使得工厂设计不再是各部门单一地流水作业,各部门成为一个紧密联系的有机整体,有助于工厂建设过程中的灵活协调与并行处理。此外,在工厂生产过程中能够最大程度地关联产业链上的各节点,增强生产、物流、管理过程中的灵活性和自动化水平。

缩短产品上市时间、提高产品竞争力:数字化工厂能够根据市场需求的变化,快速、方便地对新产品进行虚拟化仿真设计,加快了新产品设计成形的进度。同时,通过对新产品的生产工艺、生产过程进行模拟仿真与优化,保证了新产品生产过程的顺利性与产品质量的可靠性,加快了产品的上市时间,在企业间的竞争中占得先机。

节约资源、降低成本、提高资金效益:通过数字化工厂技术方便地进行产品的虚拟设计与验证,最大程度地降低了物理原型的生产与更改,从而有效地减少资源浪费、降低产品开发成本。同时,充分利用现有的数据资料(客户需求、生产原料、设备状况等)进行生产仿真与预测,对生产过程进行预先判断与决策,从而提高生产收益与资金使用效益。

提升产品质量水平:利用数字化工厂技术,能够对产品设计、产品原料、生产过程等进行严格把关与统筹安排,降低设计与生产制造之间的不确定性,从而提高产品数据的统一性,方便地进行质量规划,提升质量水平。

2.2数字化工厂的差异性

“数字化工厂”贯穿整个工艺设计、规划、验证、直至车间生产工艺整个制造过程,在实施过程需要注意系统集成方面的问题,“数字化工厂”不是一个独立的系统,规划时,需要与设计部门的CAD/PDM系统进行数据交换,并对设计产品进行可制造性验证(工艺评审),同时,所有规划还需要考虑工厂资源情况。所以,“数字化工厂”与设计系统CAD/PDM和企业资源管理系统ERP的集成是必须的。同时,“数字化工厂”还有必要把企业已有的规划“知识”(如工时卡、焊接规范等)集成起来,整个集成的底部是PLM构架。

同时,类似于PDM系统和ERP系统,每个企业都有自己的流程和规范,考虑到很多人都在一个环境中协同工作(工艺工程师、设计工程师、零件和工具制造者、外包商、供应商以及生产工程师等),随时会创建大量的数据,所以,“数字化工厂”规划系统也存在客户化定制的要求,如操作界面、流程规范、输出等,主要是便于使用和存取等。

3 数字化工厂的实现与应用

数字化工厂以突出的功能优点,在工业生产,尤其是制造业生产中具有广泛的应用,但其实现过程也涉及多种关键技术。

3.1数字化工厂的关键技术

数字化工厂涉及的关键技术主要有:数字化建模技术、虚拟现实技术、优化仿真技术、应用生产技术。

数字化建模技术:数字化工厂是建立在数字化模型基础上的虚拟仿真系统,输入数字化工厂的各种制造资源、工艺数据、CAD数据等要求建立离散化数学模型,才能在数字化工厂软件系统内进行各种数字仿真与分析。数字化模型的准确性关系到对实际系统真实反映的精度,对于后续的产品设计、工艺设计以及生产过程的模拟仿真具有较大的影响。因此,数字化建模技术作为数字化工厂的技术基础,其作用十分关键

虚拟现实技术:虚拟现实技术能够提供一种具有沉浸性、交互性和构想性的多维信息空间,方便实现人机交互,使用户能身临其境地感受开发的产品,具有很好地直观性,在数字化工厂中具有广泛的应用前景。虚拟技术的实现水平,很大程度上影响着数字化工厂系统的可操作性,同时也影响着用户对产品设计以及生产过程判断的正确性。

优化仿真技术:优化仿真技术是数字化工厂的价值所在,根据建立的数字化模型与仿真系统给出的仿真结果及其各种预测数据,分析虚拟生产过程中的可能存在的各种问题和潜在的优化方案等,进而优化生产过程、提高生产的可靠性与产品质量,最终提高企业的效益。由此可见,优化仿真技术水平对于能否最大限度地发挥企业效益、提升企业竞争力具有十分重要的作用,其优化技术的自动化、智能化水平尤为关键。

应用生产技术:数字化工厂通过建模仿真提供一整套较为完善的产品设计、工艺开发与生产流程,但是作为生产自动化的需要,数字化工厂系统要求能够提供各种可以直接应用于实际生产的设备控制程序以及各种是生产需要的工序、报表文件等。各种友好、优良的应用接口,能够加快数字化设计向实际生产应用的转化进程。

3.2常见数字化工厂软件

由于数字化工厂技术在工业生产过程中的优越性,各知名企业竞相开发各种数字化工厂软件,其中较为常见、应用最为广泛的数字化工厂软件主要有eM-Power和Demia等。

eM-Power是由美国的Tecnomatix技术公司开发的数字化工厂软件,它在工业生产中应用十分广泛。该软件架构是建立在Oracle数据库之上的三层结构,它为企业用户提供零件制造解决方案、装配规划、工厂及生产线设计和优化、产品质量和人员绩效等主要功能。这些主要的功能模块建立在统一的数据库eM_Server中,实现整个生产制造过程的信息共享。2007年以来,西门子公司在收购了UGS(UGS于2004年收购了Tecnomatix)的基础上,推出了功能更为强大的Teamcenter 8和Tecnomatix 9,提供工厂设计及优化、制造工艺管理、装配规划与验证、开发、仿真和调试自动的制造过程和质量管理等功能,在各大企业具有广泛应用。

Delmia是由法国的Dassault公司开发的数字化工厂解决方案,该解决方案是构建在Dassault公司的PLM结构的顶层,由其专用数据库(PPR-Hub)统一管理。Delmia的体系结构主要包括:面向制造过程设计的(DPE)、面向物流过程分析的(QUEST)、面向装配过程分析的(DPM)、面向人机分析的(Human)、面向虚拟现实仿真的(Envision)、面向机器人仿真的(Robotics)、面向虚拟数控加工方针的(VNC)、面向系统数据集成的(PPR Navigato)等。它主要由面向数字化工艺规划模块、数字化仿真平台工具集以及车间现场制造执行系统的集成模块等组成。

3.3数字化工厂的应用

数字化工厂是信息化技术发展过程中出现的一种新的企业组织形式,是促进企业现代化发展的新兴技术,目前主要应用在汽车制造、航空航天等大型制造企业。

3.3.1数字化工厂技术在汽车行业的应用。

目前,数字化工厂技术在国内外汽车制造业中得到了广泛应用。在国外,如通用汽车公司使用Tecnmatix eMPower的解决方案,大大缩短了通用公司从新产品设计、制造到投放市场的时间,同时提升了其产品质量。奥迪公司使用eM-Plant进行物流规划仿真,如A3 Sportback项目。通过物流规划仿真不仅使得整个生产物流供应链之间建立起了紧密有序的联系,同时也方便对物流方案进行先期评估和可行性分析。在国内,如一汽大众在车身主拼线工艺设计中采用数字化工厂技术,改善了车身焊接工艺,提高车身焊接质量。上海大众在发动机设计和产品总装领域采用数字化工厂技术,大幅提升了公司的制造技术和产品质量。目前,华晨金杯公司引进西门子的Tecnomatix软件,对产品的总装工艺进行数字化改造。

3.3.2数字化工厂技术在飞机制造业的应用。

在飞机制造业,数字化工厂技术的先进性也得到了充分体现。如美国的洛克希德马丁公司在F35研制过程中,采用数字化工厂技术缩短了2/3的研制周期,降低了50%的研制成本,开创了航空数字化制造的先河。有如波音787飞机在研制过程中采用基于Delmia的数字化工厂技术,实现其产品的虚拟样机。空客A380飞机采用虚拟装配方案,实现整机的三维虚拟装配仿真和验证。不仅国外飞机制造企业在其产品的研制、生产过程中使用数字化工厂技术,国内的飞机制造企业也是如此。如上海飞机制造厂利用数字化工厂技术在三维环境中进行人工装配操作的数字化模拟,提高了人工操作的标准化。而西安航空动力控制公司则采用Tecnomatix的数字化工厂软件对其异型件生产线进行仿真和优化,进行技术改造探索。

3.3.3数字化工厂在铸造行业的探索

共享铸钢团《数字化工厂示范工程》拟运用先进制造理念(如虚拟制造、智能制造、绿色制造、柔性制造等)和先进铸造技术、方法,结合共享集团在铸造行业内领先的制造、技术和管理经验,全面融合先进信息化技术,建设数字化模样生产线、数字化柔性造型生产线、智能化熔炼控制系统、智能体联合控制的铸件精整线、数字化在线检测等综合集成的数字化铸造工厂,在“多品种、小批量、快捷”铸造生产方面达到同行业领先水平,建成一座在铸造行业领先的“数字化、柔性化、绿色、高效”铸造工厂,集成并创造数字化铸造新模式。

4结束语

随着计算机技术、网络技术的飞速发展,数字化工厂技术不断与现代企业相结合,已成为提升企业竞争力的新动力。在当前企业发展的新形势下,数字化工厂技术出现了新的趋势。首先,现场总线技术在数字化工厂中的应用,提升数字化工厂的现场可操作性;其次,应用网络技术,拓展数字化工厂网络互联能力;最后,数字化工厂的智能化发展,实现虚拟仿真与企业真实生产的无缝链接,打造真正的智能数字化工厂。

作者简介

郭兆祥(1976-)男,硕士研究生,从事技术质量管理工作。

参考文献.

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机械制造及其自动化数字化设计系统是作为一项复合型新兴技术,其独特的自动化、数字化使得传统的机械设备在技术和性能上有着很大的显著改变,具备更稳定、更快速、更高效的性能,设备上更为人性化,智能化和自动化。不可否认,这样的技术系统,在这二十一世纪里,不仅有巨大的发展空间,还有着跨越时代的意义。机械制造利用自动化的数字化设计程序对设备进行改造,实现设备可自行持续性的自动生产、加工、优化等过程。典型机械制造设备有机床、水轮机、传真机等。它们可经过机械制造及其自动化数字化设计系统的改造进而附于更多的功能,为人们提供更多方面的服务,更好的促进技术的创新,技术的发展。

二、机械制造及自动化的数字化设计系统的特点

随着我国经济的快速发展,工业行业的发展势不可挡,而机械制造及自动化的数字化设计系统在此领域优势凸显,与传统的机械设备相对比而言存在着以下几方面的优势特点。

(一)提高工业制造的效率

机械制造及自动化的数字化设计系统通过新一代的控制系统,使设备进而更为人性、智能从而代替人工操作的相关操作提高工作效率和质量,间接的也是针对某些特殊情况下,避免人工操作的意外情况发生,实现更好的专业操作。

(二)具有稳定的工作性能

机械制造及自动化的数字化设计系统可以在机械设备的正常运转中,难免会发生系统故障,一旦发生故障,可自行分析系统故障原由、扫描漏洞,进而及时修复系统问题维持系统的正常运转。传统的机械不能如此进行自我修复故障,维持正常运转,还需人工监控才能确保机械工作的正常运行。

(三)工作更快捷方便

机械制造的工作,不同部件的制造,其精准度和规格往往大不相同,因此,总是需要人为对此进行各种调整,难免会出现误差,导致产品规格不及格,造成经济的损失。而机械制造及自动化的数字化设计系统可根据实际,设置多种生产模式,需要时只需输入相对应的指令便可自动调整为另一种生产模式,除了精准度高意外,一旦出现偏差,会自行矫正,使得机械制造流程更为便捷。

(四)绿色节源

机械制造及自动化的数字化设计系统的结构小,重量小,相对消耗的能源也小。因而符合我国倡导“绿色环保”的社会理念,其日后在的相应领域中会倍受欢迎,更是紧密联系着我国建设节约环保型小康社会的发展观念。

(五)应用领域广

机械制造及其自动化数字化设计系统作为一种复合型新兴技术,适用于多方面领域,凭借其自身分析、处理故障的高效性能的绝对优势,可在多个领域立足,满足社会中人们与日俱增的个性需求,其产品质量安全有保障。

三、机械制造及自动化的数字化设计系统技术的现状

宏观这发展快速的工业领域,在人们日渐俱增的个性需求挑战下,目前机械制造及自动化的数字化设计系统技术方面经过历练成熟了不少,其发挥的作用也在这个社会上备受关注。

(一)工业制造业的新星

机械制造及自动化的数字化设计系统技术的自动化、智能化、自我维修故障等优势,比传统机械制造的产品更好、更快,产品类型也更加的多样化。机械制造及自动化的数字化设计系统技术在工业制造领域的普遍应用,证明了机械制造及自动化的数字化设计系统技术的成功,成为工业制造领域的新星。

(二)满足工业发展需要

机械制造及自动化的数字化设计系统技术的成功,掀起工业领域新一番热潮,工业各产业机构的竞争也越来越激烈。工业的制造是满足工业发展的需要为前提进行。机械制造及自动化的数字化设计系统技术全面提高了产业结构链,在相对的优势上,更能有力的占据工业市场的主导,能够基本满足自身发展的需要的同时,也能够给其他的产业提供便利的需要。

(三)提升产品的档次

机械制造及自动化的数字化设计系统技术代替了传统的机械化制造技术,就目前看来,机械制造及自动化的数字化设计系统技术体系逐步在工业领域中完善,进而从中了解“科学是第一生产力”的硬道理,在生产制造方面更具有强大的动力、支撑力,促进着工业领域的发展,也提高的机械设备的质量,进而提高产品的档次。

四、机械制造及自动化的数字化设计系统技术的发展意向

从机械制造及自动化的数字化设计系统技术在工业制造领域的成功到工业领域机械制造及自动化的数字化设计系统技术体系的完善,让我们对机械制造及自动化的数字化设计系统技术方面有着更深层的了解,进而对其日后的发展进行探索分析。

(一)技术趋向多元一体发展

机械制造及自动化的数字化设计系统技术的复合型功能,让我们体验到了前所未有的方便,快捷。正值当前,将更多项功能技术结合为一体,这样的产品形式是工业领域各方面技术相互交融的结果,进而追求更大工作效率的机械设备,提供更高质量的产品,推动产业一体化的发展。

(二)技术追求更智能化

机械制造及自动化的数字化设计系统技术的智能化是重要的技术指标之一,自动化的管理,降低了劳动者的负担,提高了工作的效率和精准稳定,通过自我修复等高效性能,很大程度的保证了工作的正常进行。追求更智能,不仅是为了让机械设备的稳定性和可靠性的提升,还是想让使其更人性地作为一个“人”,拥有类似人一样的思维对工作的操作程序等进行更快速,更合理、更正确的分析、处理,不断的把产品制造做得更加完美。

(三)系统技术多模式化

机械制造及自动化的数字化设计系统技术多模式化的研发设计,是为了提高产品制造的效率和速度而进行,面对人们需求各种各样的产品结构,通过机械制造及自动化的数字化设计系统技术多模式化实现不同结构的产品制造,产品制造过程规范、有序,也保障产品的质量,更好的在制造业中立于不败之地。

(四)绿色环保的工业制造

如今这社会现实,经济正在飞速的发展,但是环境质量却是飞速的下降,“绿色和谐社会”是我国正提倡的理念。因此,希望社会在经济发展的同时,也能考虑到自然的影响,减少对环境的污染。资源不是取之不尽,用之不竭的,对此低消耗能源,低环境污染的机械制造及自动化的数字化设计系统在现在具有非常重大的研究意义,争取做到机械制造及自动化的数字化设计系统所制造的产品经利用之后还可以再次回收利用,共创绿色和谐生活环境,坚持贯彻落实可持续发展的观念。

(五)数字化设计系统网络化

如今,全球信息化正是高速发展的阶段,网络应用的领域越来越大,而且信息化正逐步延伸至基层,并与人们的日常生活紧密联系。把机械制造及自动化的数字化设计系统网络化,可以远程控制设备服务器,进而达到远程监控设备的效果更方便、快捷利。也可以利用信息化交织成的信息网把产业领域扩大,面向全球销售产品,促进产业的发展。

五、机械制造及自动化的数字化设计系统发展举措

随着机械制造及自动化的数字化设计系统的普及应用,使得不少企业机构采用机械制造及自动化的数字化设计系统让企业处于不断生产运营状态之中,有效提高企业经济效益,抢占市场行情的商机。如今正处于机械制造及自动化的数字化设计系统发展阶段,以下是对机械制造及自动化的数字化设计系统发展进行设想的发展举措。

(一)调整数字化设计系统

企业机构之所以采用机械制造及自动化的数字化设计系统,全在于它可以为企业提供快速且高效率的生产力度,进而生产高质量的产品,提高企业的经济收益。历史的足迹告诉我们,不可盲目求快的发展,要根据实际生产情况,一步一步,脚踏实地将机械制造及自动化的数字化设计系统全球化。其原因有两个,一是因为相关领域的国际、国内市场竞争太过于激烈,弱肉强食的社会现实即便是知名企业,也会有面临倒闭或被兼并的可能;二是信息化的全球促进了各方面的发展,也加剧了彼此之间的竞争。只有以生产的实际情况作为技术发展的基础,保证足够的资金周转,才能应对不时之需和新技术的研发。

(二)研发可快速盈利的方案

科技是不断更新的,投资过高,收益见效太长的机械制造及自动化的数字化设计系统技术相对市场的性价而言比往往不受大众青睐,而投资少,见效快的机械制造及自动化的数字化设计系统是我国国情最为需要的,有着很大的潜力价值,和广阔的前景,便于与时代共同进步。此外,减少投资的方式可利用网络进行宣传,进而扩大宣传力度,进而推动机械制造及自动化的数字化设计系统发展进度。

(三)结合国家政策发展

绿色生产线是国家现在倡导的生产方式,绿色生产线保证了产品的安全性,经利用后可再次利用,尽最大努力将机械制造及自动化的数字化设计系统对环境的造成的负面影响。脱离政府政策支撑的企业是不可能快速发展的,也只有在政府支持的情况下,才能保证企业能够长期、稳定的发展下去。

六、总结

机械制造及自动化的数字化设计系统的发展经历了刚性自动化,柔性自动化,目前正向综合自动化发展。传感检测技术系统、自动化控制系统、接口技术、精密机械设计系统等机械自动化是工业制造中面临的主要挑战,而且各方各面的行业领域正以迅猛的形式在这个经济信息全球化的社会发展中,机械制造及自动化的数字化设计系统对于现在的时代来说是比较具有研究价值的领域,因其应用领域非常广泛,不但逐渐与人们的日常生活联系在一起,也与其他的行业领域联系在一起,如电子行业、网络信息行业等领域密切联系在一起。利用其他领域信息技术和经验充实自己,更新自己,实现多元一体化、人性化、智能化、网络化。此外,还应清晰理解机械制造及自动化的数字化设计系统机械工业领域中的重要地位,并突破技术引进形式的研发模式,日后研究出更为高端的机械制造技术。

[参考文献]

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[3]贾静.本科层次机电类技术人才需求状况分析――以机械设计制造及其自动化专业为例[J].科技信息.2011,15(06):124-125+81.

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[5]邱友梁.论机械设计制造及其自动化专业教学难点与对策[J].中国科教创新导刊.2013,01(04):173.

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数字化技术正以前所未有的速度和深度影响着世界航空产业的发展,国内航空业也在积极响应这一趋势;试验机设计改装专业承担着我国特种试验机设计技术研究、试验机测试改装的设计/施工及机载专用试验系统研制等工作,它是我国航空产业试飞板块中重要一环,因此,数字化在航空领域的发展必将对其产生巨大影响。

试验机设计改装正在从初期的型号测试改装向特种试验机设计改装技术研究、试验机测试改装的设计/施工及机载专用试验系统研制3个方向发展;为了应对未来我国众多的试飞任务,试验机数字化改装技术显得尤为重要,它将为未来特种试验机设计研制和型号试飞任务提供高效、有力支撑。本文从技术角度提出了试验机数字化改装技术的关键要求,以及数字化改装技术建设的核心内容,以期为试验机数字化改装技术发展提供参考。

1 数字化改装技术要求

数字化改装技术的目标就是实现试验机改装数字化协同设计、制造,促进试验机研制、试飞进程,匹配国内外航空企业飞机研制的信息化、数字化新模式,提高试验机改装水平。综合国内外航空业的发展趋势以及试验机改装设计制造的自身发展需求等多方面因素,数字化改装技术应该具备以下几个方面的显著特点:

1)全三维设计。全三维设计是实现数字化协同设计制造的基础条件。全三维设计是以三维实体为最终设计结果和生产依据的设计模式,替代了原二维图样的全部功能。全三维设计技术可保证设计数据的唯一性及一致性,设计结果直观明了并可以有效提高设计、制造效率。

2)研制工作并行展开与传统产品开发过程并不相悖,它同样遵循产品开发的每一个必经阶段,而且是基于连续的信息转化实现的。研制工作并行开展就要求信息的转化伴随活动随时进行传递。

以型号新机试飞研制为例:第一,在项目的总体研制过程中,试验机设计、试验机改装设计、试验机制造等研制过程可以并行交叉进行;第二,在具体的设计阶段,试验机改装设计各系统和原机各系统的设计工作可以并行开展。设计过程中各系统之间的相互关联和相互影响不可避免,通过互相协调适应以及各系统间实时迭代设计,可使得设计工作最大限度的展开;第三,设计人员可以并行开展工作。基于相同的设计技术平台,同一系统的不同设计人员及不同系统的设计人员可以并行工作,使设计资源得到了有效的利用。试验机改装协同设计制造充分融入到试验机研制过程中,提高了试验机的研制效率。

3)跨地域协同设计制造。世界航空产业正在形成研制和市场的全球数字化协同模式,例如,我国部分主机厂就承担了欧洲空客及波音系列飞机相关部件甚至部分重要结构件的生产制造工作。这一案例充分说明了数字化协同技术已成为飞机研制活动中重要的技术手段之一,可以有力推动研制活动高效、精准开展。

外部的这种发展趋势也正在强有力的影响着我国的飞机研制产业,国内飞机研制体系正在突破传统的串行封闭式研发模式。例如,我国某型飞机研制工程项目中首先尝试采用异地协同设计、全国多地协同制造、国内外19家供应商的协同研制模式,实现了国内外不同地域的分包商和配套商的协同工作[ 1 ]。

2 数字化改装技术建设

综合分析国内外协同设计制造现状和发展趋势,结合试验机改装研制的特点及现阶段的具体情况,数字化改装技术建设应该分步进行。

第一步,进行数字化设计基础平台建设,加强数字化设计人才队伍培养,建立数字化改装技术规范。

通过第一步建设,可以实现数字化改装技术的初步目标:1)试飞机构内部实现大型试验机改装、特种试验机研制等大型项目的全三维数字化协同设计;2)具备试飞机构与主机厂所间试验机数模顺利传递的能力;3)培养出一支高素质的数字化设计队伍。

第二步,在国内航空领域条件成熟时实现行业内数字化协同改装设计制造。国内在跨地域数字化协同设计制造方面只是进行了试验性的尝试,目前还不具备行业内跨地域数字化协同设计制造的条件,但是我国航空业正在积极努力地向实现这个目标迈进。

在数字化设计基础平台建设及数字化改装技术规范方面建议如下:

1)数字化设计基础平台。在三维建模软件方面,CATIA作为世界航空领域三维设计的主流软件应该是最佳的选择。CATIA以设计对象的混合建模、变量/参数化混合建模以及几何/智能工程混合建模等先进的混合建模技术,支持从项目调研、构思、详细设计、分析、模拟、装配及维护在内的全部工业设计流程,是全球航空业界普遍使用的一个集成产品开发环境。CATIA在国内航空企业中已得到了广泛的应用。

在产品数据管理方面,ENOVIA VPM以其与CATIA在产品建模之间已紧密集成的优势成为首选数据管理软件系统,能够实现物料管理、任务流管理、事件管理、配置管理、人员组织和权限管理等,它能提供一个上下关联的设计环境,便于多专业同时开展设计工作,便于不同部门之间制定设计的优化方案,便于开展不同配置的并行设计[ 2 ]。

在协同平台方面,可以基于Windchill系统根据试验机设计和改装业务进行配置和二次开发,使之成为试验机协同研制平台。Windchill是PTC 公司的一个大型PLM软件,该软件提供了近10个功能模块,涵盖了企业级产品数据管理和协同工作平台应具备的所有功能。Windchill 还提供了功能强大的工作流引擎,能够方便地对航空企业的各种复杂工作流程进行自动化和规范化的管理和控制[3]。

对于改装数字化设计基础平台可以考虑以三维设计软件CATIA作为基本的设计工具软件,通过ENOVIA VPM系统实现对产品数据管理以及设计过程的管理,依靠基于Windchill系统进行二次开发的协同平台实现研制工作流程自动化和规范化的管理和控制。

数字化改装设计基础平台构架示意图如图1所示。

2)数字化改装技术规范。波音公司根据相关标准和规范制定了BDS-600系列规范,使参研人员在统一的规范下有序进行。我国航空企业正在建立统一的数字化设计制造规范,已经颁布和实施了关于数字化设计制造的初步标准和规范,可以看出我国航空业正在积极推进数字化设计制造规范化建设。因此,作为试验机研制的一个重要环节,数字化改装技术规范化势在必行。数字化改装技术规范应该依据我国航空业现有标准、规范的统一约定,结合试验机改装设计特点及相关要求进行制定,并随着行业标准的完善不断地修订,最后形成与全行业标准规范相统一的完善的数字化改装技术规范。

3 结论

数字化技术、信息化技术对飞机的研制及业务模式产生了深刻的影响,我国在航空领域积极推进数字化、信息化建设,试验机数字化改装技术将是试验机设计改装的发展目标之一,它将有力地推动试验机数字化研制进程。

参考文献

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压力容器在加工制造业中广为应用,不论是在能源化工、军工生产、还是科研工作中都会利用到压力容器。这是因为压力容器属于一种特殊盛装容器,主要服务于能源气体或液体等,发挥承装、贮运、密封等实用性作用,对制造生产业的生产加工有着极为重要的现实意义。特别是在如今的准入市场机制下,企业竞争手段也更为多元化,所以掌握先进的生产科技才是促进企业竞争力提高的根本途径。数字化与制造技术应用强调的是利用先进的计算机信息化、电子集成技术、辅助制造技术等来实现设备。工艺等的自动化生产过程,其中包括对制造工艺的改进、自动化设备的运用、智能软件平台的优化设计等。同样,金属压力容器中在应用数字化设计与制造技术手段后,也不再是单纯的能源介质盛装容器,更是促进加工制造企业等提高核心竞争力的一种有力标志。

一、数字化制造的科技内涵

数字化设计与制造技术杂糅到一起则可称为数字化制造技术,强调的是通过计算机辅助设计手段,即CAD、CAM、CAPP、CAE等计算机电子科技手段的应用来实现数字化设计。其中,CAD属于机械制造行业中非常冠以使用的制图软件设计辅助产品;CAPP主要针对于工艺生产进行辅助设计,具有较高的逻辑性;CAM属于计算机辅助制造系统,用于生产加工时的一些指令发出,从而能够高效控制车床完成锐、钻、绞等多道工序,系统实用性强大。CAE属于计算机数据辅助分析的求解系统,比如通过该技术应用可以分析复杂的产品结构强度、动力响应、强塑性等指标参数。由此可见,数字化设计属于计算机辅助技术的综合设计运用,其科技内涵完全体现能够有利于企业加快产品的开发过程,包括企业在创新设计、数据分析评估、工艺制造开发等方面也能进一步实现技术成果应用突破。

同时,在数字化制造技术的充分支持下,许多生产加工制造业不仅在技术工艺加工生产方面获得了重要突破,同时在经济效益上也屡获收获。例如,我国印刷加工制造业的印前部门已经全面实现了数字化,同时这种发展趋势也在逐渐渗透到印后加工环节中;再如测绘行业,以数字化技术应用为主的“3s”技术也广为应用在土地勘测、工程测绘等工作中,应用前景广阔。

二、当前压力容器制造业主要发展现状

压力容器盛装的能源种类多以高温、高压、毒性或易燃爆等介质为主。为了控制高危事故发生,确保生产安全,压力容器在设计及制造技术应用方面也有着较多的行业控制标准与要求。特别是在制造环节中,其中某一道加工制造工序稍有差池,轻则造成材料报销,使产品组件组装失败,重则可能影响与压力容器相关的生产作业搁浅。现阶段,国内压力容器生产企业组织机构的工艺水准并不处在同一水平线上,有些企业由于技术条件相对落后,基于生产指标要求也在使用着传统制造工艺,故而也就形成了增时减效、费时费力的技术落后局面。虽然,现阶段在设计压力容器方面采用了AutoCAD、ANSYS等平台软件,有效降低了设计工作的作业强度,但在制造技术攻坚方面,我国许多企业采用的是机床操控,加工精细程度和国外相比相对滞后,国外在数控技术操作组装构件、焊接等作业进行时的自动化程度较高,而我国CAPP系统理论研究虽然趋于成熟,但碍于经济经费及现有技术改造的约束条件存在,也并未能在金属压力容器的数字化制造技术应用上实现充分的自动化过渡。

三、数字化在压力容器设计中的应用

压力容器具有的化工能源应用特性决定了其生产加工的难度。如果从产品研发设计角度去看待其数字化设计应用,则需要利用计算技术辅助设计CAD等软件平台,同时还需要配套应用建模等分析方法,从而才能使之设计层次与之提升。目前,现阶段应用设计平台相对可靠的有AutoCAD、Solidworks等制图软件平台,能够有效保障设计效率提升。但如此设计辅助手段还称不上准备充分,即最为关键的是能够使之与生产加工达到紧密衔接。

在如今多数压力容器生产厂商中应用数字化制造技术,首先需要建立可靠的PDM平台,然后配套应用计算机辅助设计手段,包括数控技术等完成车间加工的一条龙生产才能进一步保证产品设计与加工出来的高端质量。如此一来,企业必须从产品规划、品牌概念、设计理念、数字化建模、虚拟样机仿真试验等工作下功夫,包括对数控车间加工到产品形成的整个过程的质量监控,以确保压力容器在设计、加工、成品运营时都能渗透重要的数字化制造技术。这一过程期间,PDM始终贯穿于产品的整个研发到运营的全过程,和计算机辅助设计平台应用下的CAD、CAPP等关系密切,可有效作用于产品的数字化生产进程与加工成果。此外,在压力容器产品设计建模阶段,也应当建立一种可以展现产品全寿命周期数据的产品模型。此时,则需要考虑产品数据交换、数据集成、功能集成等,以做好软件平台应用的接口自动化,强化客户端与服务器间的信息资源控制等,从而才能搭建有力的网络辅助设计平台,指导于压力容器产品的实践加工。

结 语:

数字化制造技术背景下,化工能源、加工制造业、军工等重工行业生产都必须要实现自动化与数字化,这是社会科技发展与市场经济增长的形势要求。同样,压力容器生产制造业则需要深刻研究配套的数字化设计与制造技术,从而才能随着CAD、CAE等数字化手段的运用,有效指导于产品生产与加工,最终使得市场竞争力迅速提高,实现经济价值和社会效益的关键突破。

参考文献:

篇11

在数字化技术的不断发展下,人们对汽车轮胎模具设计方式和轮胎模具制造提出了更高的要求,使得传统的汽车轮胎模具设计方式受到了一种全新的挑战。轮胎的花纹样式得到了不断更新,对于汽车的子午线轮胎来讲,一旦轮胎花纹设计和结构加工精度差一点,最终很可能导致企业轮胎动、静平衡性能、均匀性、散热性等方面出现问题。为了实现轮胎模具设计的科学、有效,保证汽车性能的充分实现,需要有关汽车轮胎设计人员充分利用数字化技术完善汽车轮胎模具设计。

1 数字化技术概述

21世纪的发展是数字化发展时代,一系列的数字概念如雨后春笋般产生,同时也促进了汽车制造业的发展变化。数字制造一般是指在虚拟现实、计算机网络上技术、快速原型、数据库和多媒体技术的支持下,根据用户需求来获得其需要的信息资源,并在对资源获取分析的同时实现对产品设计和产品功能的仿真制造,从而以最快的速度生产消费者满意的产品。简单的说,数字制造是指在针对制造过程数字化描述而建立的数字空间中完成产品制造的过程。在计算机的快速发展下,计算机图形和机械设计技术得到了充分的结合,继而产生了以数据路为中心,以交互图形系统和技术为基本手段,以工程分析计算为主体的一体化计算机辅助系统(CAD)。这种系统能够在二维或者三维空间来对物体进行精准化的描述,从而提升产品的生产效率。将计算机辅助系统中产生的产品设计信息转化为产品制造、工艺规则等信息,能够实现对机械加工工序和工步的重新组合,并能够对每个工序的机动时间及辅助时间进行计算。这种规划是计算机辅助工艺规划(CAPP)。

通过对数字化技术性能的分析,可以发现数字制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术共同作用的结果。在科技快速发现下,制造器、生产业的数字化发展是一种必然趋势。以制造业发展为例,其设备的控制参数一般都是数字信号,各种信息都会以数字的形式借助网络在企业内部进行传播。在数字制造的影响下,企业、个人、设备、经销商等会形成一种连接。

2 轮胎模具制造技术的现状

轮胎模具行业在近几年的发展中,基本处于一个设备不断更新、产品不断升级的快速发展时期,对原有传统的手工刻模模具加工工具进行了更新,用电火花蚀刻工艺加工模具代替了传统手工刻模模具。在科技不断发展的情况下,尤其是微机控制在模具加工方面的应用,得到了先进软件和设备的支持,表现为先进三维CAD、CAM技术的应用,微机能够对曲面造型进行仿真加工,且应用的加工策略能够支持三轴数控机床来完成电机和模具加工。其中全自动的数控电火花机床分度误差没有超过±20″,深度误差≤0.01mm,体现了模具设计的高精度和高档次。

文章以轮胎模具花纹制造技术加工为例,阐述数字化技术下汽车轮胎模具制造发展现状。现阶段,国内外对轮胎模具花纹加工应用的方法主要有三种,包括数控雕刻花纹、EDM(电火花腐蚀加工)、精密铸造。数控雕刻花纹设计主要应用的是计算机辅助设计软件、模拟加工路线、机械雕刻成型、人工修整成型技术。EDM(电火花腐蚀加工)主要应用的是计算机辅助设计花纹电极,利用电极放电腐蚀成型,最后由人工对设计模型表面进行修整。精密铸造一般是利用计算机辅助软件设计加工出能够用于仿制精铸母模(基模),之后利用材料模仿制作硅胶模、石膏模芯、砂芯等,最后浇铸成型,其中精密铸造用于半钢丝子午线轮胎模具。

3 数字化技术在汽车轮胎模具中的应用

3.1 数字化技术在汽车轮胎模具花纹设计中的应用

汽车轮胎模具的花纹设计是否合理对汽车花纹系列轮胎的开发成果影响意义深远。但是,现阶段全球范围内的具有汽车轮胎模具花纹设计开发能力和轮胎厂以及研究机构很少,大多数的轮胎厂商开发花纹轮胎模具都需要借鉴有开发经验的轮胎厂家,并根据自身发展实际,在轮胎模具设计结构的基础上对产品进行改进和完善。进过模仿改进而设计出来的花纹汽车轮胎,其各项性能指标是否合格有待验证,且在预测轮胎成型过程中存在一些缺陷。我国现阶段很多轮胎厂花纹技术设计基本停留在二维水平,对于轮胎模型花纹的实际加工缺乏科学的规划。

数字化技术的应用能够实现轮胎花纹的三维立体设计,即通过对三维造型模拟轮胎表观的计算,保证轮胎花纹设计的美观、合理。在数字化技术的支持下,我国有一些轮胎厂家通过模具制造设备、软件等将轮胎的二维花纹进行了三维立体设计,通过数据技术在一定程度上隐含和处理了轮胎花纹的缺陷,实现了轮胎花纹的合理设计,提升了设计的效率。

3.2 数字化技术在汽车轮胎花纹工艺中的应用

轮胎模具的设计需要很高的技术含量,尤其是汽车子午线胎轮胎模具。汽车子午线胎轮胎模具具有特殊的花纹造型、特殊的设计结构,由此决定其加工工艺的复杂、独特。因此,汽车轮胎花纹设计中除了需要注重CAD/CAE技术之外,还需要注重轮胎花纹的加工工艺。数据化技术在轮胎模具中的应用主要是指计算机辅助工艺设计在轮胎花纹中的应用,通过数字化技术处理能够将轮胎花纹加工工艺在实际操作之前可能遇到的问题事先展现给工艺设计人员,从而不断优化汽车轮胎花纹工艺,实现一次性合格设计。数字化技术能够为汽车轮胎花纹工艺设计提供一种新的设计思想,在综合模拟技术、分析、干涉报告等智能技术于一体的同时,对轮胎模具,尤其是高性能的子午线轮胎花纹设计优化产生了重要的影响。

3.3 数字化技术在汽车轮胎加工中的应用

在国内,汽车轮胎模具,尤其是子午线轮胎活络模具的花纹加工,大多是由模具厂家进行加工,主要的加工手段仍停留在传统加工工艺方面,大规模的加工厂家大多是以EDM为主力加工手段。伴随高性能子午线轮胎的大规模应用,社会主义经济市场对轮胎硫化生产的要求逐渐提升,表现在对汽车子午线轮胎的活络模具精确度提出了更高的要求。数字化技术的应用,能够实现对高性能子午线轮胎模具花纹中壁厚只有0.8mm这样细小的花纹的一次成型,在最短的周期内加工出高质量、低能耗的产品。数字化应用在汽车轮胎高速加工与传统的加工方式相比,具有以下六种优点:第一,汽车轮胎加工精确度能够达到0.002mm;第二,汽车轮胎加工时间减少了原来的60%~80%;第三,汽车进给速度应该提升5~10倍以上;第四,汽车轮胎所应用刀具的耐用度应该提高原来的70%左右;第五,汽车轮胎表面粗糙度至少要达到Ra0.8;第六,在高速切削和风冷却影响下,对于工件冷热加工引起的轻微变形可以适当地

忽略。

3.4 数字化技术在汽车轮胎生产管理中的应用

现阶段,我国汽车轮胎模具制造厂家的发展规模很难扩大,大多数的轮胎制造企业都是中小型规模的企业,一些甚至还是家庭作坊。这些企业的轮胎制造管理手段较为落后,轮胎生产质量遭到投诉的情况时常发生,可见大多数企业的轮胎模具生产制作存在技术方面的问题,对于大额投资的设备也不能充分利用。汽车轮胎模具设计和制造与一般类型的模具制造不同,但基本存在一些共性,即都是典型的依据订单加工生产的单件小批量产品,在模具的业务订单、技术设备、物料采购以及生产滚利方面都需要信息的充分对应。成功的企业管理需要应用先进的管理方式,而数字化技术的应用能够实现企业的高效管理,加强企业和客户之间的交流沟通,从而提升企业轮胎模具生产的效率,加强对汽车轮胎模具生产成本的控制,实现对汽车生产车间的及时性监控和管理,同时在CAD技术的应用下,实现企业内部信息资源的共享。应用数字化管理是提升汽车企业良好经营发展的重要手段,在实现企业发展规范化管理的同时,不断提升企业在市场发展的竞争力,将企业工作人员从繁琐的工作程序中解脱出来,为业务人员和顾客之间的交流沟通提供更充分的时间。

3.5 数字化技术在汽车轮胎模具检验中的应用

伴随公路建设的发展,汽车轮胎特别是高性能子午线轮胎得到了快速的发展。汽车轮胎生产厂家对轮胎模具设计要求逐渐提升。在这种形势下,汽车轮胎模具检测技术和检测设备的应用变得尤为重要。数字化技术下的3D检测技术和4D激光检测设备的应用能够满足这种性能的需要,加强对汽车轮胎的精确检测。

4 结语

综上所述,数字化技术在汽车轮胎模具设计和制造中具有重要的应用意义,得到了有关人员的广泛应用,为我国汽车轮胎模具设计和制造创造了新的发展机遇。为此,需要有关人员加强对国内外先进汽车轮胎模具设计制造数字化技术的学习,并结合汽车企业自身发展实际,将数字化技术充分应用到汽车轮胎模具设计和制造中,不断促进企业的稳定、健康发展。

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一、教学体系和教学内容的改革

在保持专业原有优势和特色的基础上,着重对数字化设计、数字化制造的教学内容、实习和实训等进行改革与创新,形成了一套完整的提高学生数字化设计制造技术能力的教学体系。

(一)工程制图类教学与实践

工程制图类是学生认识机械、了解机械的重要专业基础课,开设了机械制图、计算机绘图、三维设计等制图类课程,在教学中注重各门课程之间的融会贯通。计算机绘图将制图基本知识、视图表达方法、零部件绘制、装配关系等用计算机实现,提高了效率和设计质量,加深了对机械制图的理解和掌握。在三维设计中,通过建立三维实体模型、动态仿真,使学生容易理解,更容易激发其空间想象力和创新热情。

(二)工程力学类教学与实践

开设了机械系统动力学分析(如ADAMS)和有限元分析(如ANSYS)等分析课,增强工程力学类课程的直观性。如将刚体的静力学、动力学分析,变成动态的曲线或动画等输出形式,将构件的应力、应变分析等,变成动态的颜色改变、形状改变以及数据改变,形象直观,印象深刻。

(三)机械基础类教学与实践

机械基础类包括完整的机器设计过程―运动设计和工作能力设计。利用ADAMS等可以根据机构的运动尺寸建模,对机构进行运动学、动力学分析,为工作能力设计提供技术支持。利用ANSYS等进行应力、应变以及应力集中问题的仿真分析,加深学生对传动方案、结构尺寸和选用原则的理解。

(四)机制基础类教学与实践

机制基础类教学的一个主要任务是培养学生的工艺设计和夹具设计的能力。针对工程实际中的一个具有典型特征的机械产品零件,根据生产纲领要求以及现实生产条件,进行工艺设计和夹具设计。利用数字化设计表达夹具零件和装配体,并验证其设计结果。

(五)数控技术类教学与实践

针对工程实际中的典型加工对象,利用三维数字化设计首先进行建模、编程,生成加工轨迹,仿真加工及检验,后置处理,最终生成数控G代码。通过串行通讯或网络,实现上位机与数控机床之间通讯,将编制好的数控G代码下载到数控设备中,从而进行实际加工。从对象建模、刀具选择、工艺规划、代码生成、实际加工、加工效率检验等多方面培养学生的设计制造综合能力。

(六)现代设计方法类教学与实践

反求工程是现代设计方法之一。其利用三维激光扫描仪无接触地扫描被测对象表面轮廓,获得几何数据,构建曲面数字化模型,经过后置处理,生成RP需要的模型截面轮廓数据或NC代码,最终复制出原型或加工出实物。反求工程实现了从产品原型、产品设计到产品制造的数字化,达到了对学生进行综合应用训练的目的。

二、工程训练体系和内容的改革

工程训练的基本指导思想是四年不断线,分阶段、分内容、分层次系统地进行训练和培养。

(一)机械基础认知实习

对于刚入校的学生,进行包括传统设计、数字化设计、常规制造技术以及数控制造技术等在内的机械设计和制造方法的参观演示,使学生对主要的设计方法、制造技术和实现方式有一定的感性认识,激发学生对专业知识的学习热情和对专业的热爱。

(二)机械基础技能训练

进行全面的机械设计技术、制造技术等基础知识的学习与训练。绝大部分时间是用于车削、铣削、磨削、钳工、焊接、铸造、锻压、冲压、剪切等传统制造技术训练。同时,也进行简单典型零件二维、三维设计、读图能力训练以及基本的数控加工技术训练。

(三)数控技术训练

学生使用数字化设计制造手段进行典型零件的设计和数控编程,并在数控机床上完成零件的加工,突出了数字化设计与制造二者的有机融合。

(四)特种加工训练

训练学生掌握和使用多种与特种加工有关的设计、加工软件,掌握特种加工方法。加入这些训练内容,可使训练内容更加全面、生动、丰富。

三、项目驱动式第二课堂创新与实践能力培养

项目实践过程与听课不同,是一个主动的学习经历。项目课题主要来源于三个方面:一是学生自主命题,就是学生将在生活实际中遇到的困难、问题,进行提炼、分析、总结,提出有创造性价值的课题,这有助于培养学生的创造性思维和发现问题、分析问题及解决问题的能力。二是有主题的实践活动,例如根据各种学科竞赛的主题要求,组织学生开展创新设计实践,选拔优秀的创新设计作品参加竞赛,这有助于提高学生的创新能力。三是教师提供项目课题,教师可以根据自己的科研课题为学生提供创新实践项目。在项目的实施过程中,从设计构思、具体设计、工艺规划、加工制造、装配调试以及产品商业化等全过程都需要学生付诸实践。数字化设计与制造手段为项目课题的顺利实施起到重要作用。

四、结语

以数字化设计制造能力培养为切入点进行教学改革,促进了人才培养模式的不断完善。通过实践,该方法行之有效。不但使学生在空间思维能力、图形表达能力、常规工程设计制造能力得到培养和提高,而且其创新设计能力、先进制造能力以及工程实践能力也得到培养和训练,适应了知识创新和技术创新的需求。

参考文献:

[1] 雷辉. 机械类专业实验创新模式的构建与实践―链式工程训练实验教学法研究[J]. 中国大学教育, 2010, (6).

[2] 张树仁. 构建数字化设计制造技术教学平台的探索与实践[J]. 长春理工大学学报(高教版), 2010, (4).

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预浸料数控下料在产品的生产制造过程中,下料是既重要又复杂的工序,应该采取自动剪裁机进行预浸料的平面切割,完成预浸料的自动下料。其作用替代了手工下料,使得每一层的放置形状和纤维方向愈加精确,而且能够将层次逐一编号,减少了在放置层次过程中的错误,其效率比手工下料高出3倍以上,节省了20%左右的原资料,此外,排样是提高材料利用率的主要因素。激光投影系统的应用FiberSIM软件能够根据构件的CAD三维设计数据,将激光反应出来的数据输入到激光投影体系中,经过特别反光镜,将构件层次形状概括线上的点按顺序投影到模具外表,但由于点的投影速度比较快,所以在操作者眼中,模具或零件外表会生成相应的鸿沟概括线,操作者可根据该概括线进行有关的定位操作(如定位铺叠等),然后完成各层次的准确定位,消除了传统的叠放模式。