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(dú)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(jī)床；自動化；設(shè)計(jì)；制造

長期以來，世界諸多國家都非常重視機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)，甚至將其作為國家經(jīng)濟(jì)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(jī)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(yùn)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(jī)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(jī)床自動化設(shè)計(jì)與制造的研究，具有一定的理論意義與經(jīng)濟(jì)價值。

1數(shù)控機(jī)床與數(shù)控機(jī)床自動化的基本概述

數(shù)控機(jī)床的概念。數(shù)控機(jī)床的全稱為數(shù)字控制機(jī)床，英文名為Computernumericalcontrolmachinetools，數(shù)控機(jī)床為簡稱，指的是裝有程序控制系統(tǒng)的一種自動化機(jī)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(jìn)行數(shù)字式的表示，并通過一系列信息載體進(jìn)行數(shù)控裝置的輸入。究其原因，數(shù)控機(jī)床屬于集信息、微電子、液壓、機(jī)械等多領(lǐng)域原理與技術(shù)為一體的機(jī)電產(chǎn)品，所涵蓋的內(nèi)容十分豐富，即便是在機(jī)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(jī)。[1]與大眾機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床獨(dú)具特色，不需要對夾具、模具進(jìn)行更換與制造，也不需要對機(jī)床進(jìn)行常態(tài)化的調(diào)整，故而數(shù)控機(jī)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(fèi)用。與此同時，數(shù)控機(jī)床的加工密度通常可達(dá)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(jī)床就會移動部件一脈沖的當(dāng)量，尤其是在此過程中由機(jī)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(bǔ)償，故而數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，其精度更高。在工業(yè)生產(chǎn)能力與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的評估體系中，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展程度以及數(shù)控機(jī)床在金屬切削加工機(jī)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(jī)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(jī)床的自動化內(nèi)涵。在當(dāng)前機(jī)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(kuò)孔、鉆孔、切槽等一系列作業(yè)程序。從本質(zhì)上講，數(shù)控機(jī)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(shí)現(xiàn)快速的零件加工程序。[2]在實(shí)際操作過程中，數(shù)控機(jī)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(jìn)而設(shè)計(jì)編制出有機(jī)統(tǒng)一的詳細(xì)加工程序單，羅列到該程序單上的有關(guān)內(nèi)容能夠被進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到相關(guān)控制介質(zhì)層面，進(jìn)而最終在特定數(shù)控裝置內(nèi)部進(jìn)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(jī)床自動化控制的應(yīng)用規(guī)模占數(shù)控機(jī)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(jī)床自動化設(shè)計(jì)與制造的優(yōu)勢

2.1減少機(jī)械制造所需成本。在以往的傳統(tǒng)機(jī)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(shí)施工業(yè)產(chǎn)品的加工、生產(chǎn)與機(jī)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(jī)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(fèi)用大大增加，而企業(yè)經(jīng)濟(jì)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(bǔ)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(jī)械制造質(zhì)量與效率。隨著數(shù)控機(jī)床自動化技術(shù)的積極推廣，工業(yè)領(lǐng)域中的機(jī)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\(yùn)作進(jìn)行指導(dǎo)，使得生產(chǎn)實(shí)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(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)得到大幅升級，進(jìn)而在很大程度上規(guī)避了傳統(tǒng)機(jī)械制造模式帶來的消極影響，機(jī)械制造的質(zhì)量和制造效率都得到明顯升級。2.3增強(qiáng)機(jī)械制造的資源利用率。自動化技術(shù)作為機(jī)械加工和機(jī)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(dú)特優(yōu)勢，如對人力資源的節(jié)約、降低物力和財(cái)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(shí)現(xiàn)，有效增強(qiáng)了機(jī)械制造的資源利用率。

3數(shù)控機(jī)床自動化設(shè)計(jì)與制造路徑

3.1數(shù)控機(jī)床的主體設(shè)計(jì)與加工主軸。數(shù)控機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)精度的實(shí)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(yùn)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(jī)床制造不同，數(shù)控機(jī)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(jī)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(fù)責(zé)機(jī)床的自動調(diào)速。截至目前，機(jī)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(jī)床中的導(dǎo)軌主要負(fù)責(zé)引導(dǎo)和控制加工任務(wù)，是保證加工運(yùn)動精準(zhǔn)性的核心與關(guān)鍵，更是促進(jìn)車床精度加工實(shí)現(xiàn)的重要部件。目前，我國在數(shù)控機(jī)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(jī)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(jī)床的伺服系統(tǒng)和數(shù)控裝置與普通機(jī)床不同，數(shù)控機(jī)床配置了伺服系統(tǒng)和數(shù)控裝置，同時機(jī)床檢測裝置也能對制造的全部過程進(jìn)行測試與監(jiān)督，而數(shù)控裝置在整個運(yùn)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(jī)床進(jìn)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(jì)算機(jī)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(shí)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(jī)床借助于伺服電機(jī)對機(jī)床進(jìn)行驅(qū)動，進(jìn)而完成作業(yè)加工，這一機(jī)構(gòu)就是所謂的伺服機(jī)構(gòu)。[5]但數(shù)控機(jī)床主要是借助于運(yùn)算電路產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈沖信號，并通過這些信號實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電路控制的伺服系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)一位，其在生產(chǎn)與控制數(shù)控機(jī)床的過程中發(fā)揮著重要角色。

綜上所述，數(shù)控機(jī)床能夠有效促進(jìn)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(qiáng)度，一定程度上為研發(fā)機(jī)電新產(chǎn)品節(jié)約了諸多人力與物力等，大幅增強(qiáng)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(jī)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(jī)床行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展軌道。然而，當(dāng)前我國在數(shù)控機(jī)床方面的相關(guān)技術(shù)還有較大的創(chuàng)新與改進(jìn)空間，自動化程度依然偏低，因而加大數(shù)控機(jī)床自動化設(shè)計(jì)與制造力度具有深遠(yuǎn)意義。

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篇2

關(guān)鍵詞：安全自動化 機(jī)械制造 控制系統(tǒng)

中圖分類號：C35 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1、引言

機(jī)械的安全性能一般就是指在機(jī)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(shí)上任何一臺機(jī)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(jìn)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(jī)器的不安全狀態(tài)兩個因素有關(guān)。當(dāng)發(fā)生一起機(jī)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(jī)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(jī)械運(yùn)行、停止時以及操作期間對生產(chǎn)裝置提供安全保護(hù)。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(kuò)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?？刂葡到y(tǒng)是一個動態(tài)的系統(tǒng)，它時刻監(jiān)控系統(tǒng)中的運(yùn)行相關(guān)的參數(shù)，并根據(jù)系統(tǒng)邏輯進(jìn)行相應(yīng)的輸出控制，保證機(jī)械的正常運(yùn)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(yùn)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(jìn)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(jì)成本、運(yùn)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(jì)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(jìn)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(dá)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(hù)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)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(jī)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(hù)安全的手段

3、機(jī)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(jī)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(shí)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(jìn)行，使后續(xù)的生產(chǎn)工藝在干凈的金屬表面來進(jìn)行，這樣才能保證機(jī)器的正常運(yùn)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(jìn)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(jī)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(hù)措施來保證機(jī)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(hù)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(jìn)行自動的切斷，使得機(jī)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(jìn)入到機(jī)械工作區(qū)域進(jìn)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(jìn)行全面的分析，并在安全自動化控制系統(tǒng)中，進(jìn)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(shí)施有效的保護(hù)。

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(jī)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(jī)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(jī)械設(shè)備的運(yùn)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(jìn)行：

（1）雙手控制設(shè)備，當(dāng)工作人員在進(jìn)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(qiáng)行的使工作人員進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(hù)安全門設(shè)備，工作人員在壓機(jī)內(nèi)工作時，具有一定的危險性，為了對工作人員實(shí)施有效的保護(hù)，應(yīng)用可移動的防護(hù)門設(shè)備是一種非常好的保護(hù)手段，該設(shè)備的主要工作原理時，在相關(guān)機(jī)械設(shè)備的危險動作停止之前，限制工作人員進(jìn)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(hù)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(jī)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(jī)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(shí)施有效的安全實(shí)踐策略，才能確保機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的安全有序，并促進(jìn)其實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

篇3

數(shù)控機(jī)床較傳統(tǒng)機(jī)床具有利用二進(jìn)制數(shù)學(xué)方式輸入，加工過程可任意編程，主軸及進(jìn)給速度可按加工工藝需要變化，且能實(shí)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(diǎn)，換批調(diào)整方便，可實(shí)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(jī)床利用自身硬件和軟件相組合，實(shí)現(xiàn)信息反饋、補(bǔ)償、自動加減速等功能，可進(jìn)一步提高機(jī)床加工精度、效率、自動化程度；是以電子控制為主的機(jī)電一體化機(jī)床，充分發(fā)揮了微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)特有的優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，可較易地組成各種先進(jìn)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(jī)床運(yùn)動精度動態(tài)

測試技術(shù)及裝置研究

項(xiàng)目簡介：該測試儀可對多系統(tǒng)進(jìn)行測試。針對數(shù)控機(jī)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(jī)床的運(yùn)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(jì)算機(jī)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(yàn)，實(shí)現(xiàn)了測試儀獨(dú)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(jī)使用，具有較高經(jīng)濟(jì)價值及廣闊市場前景，對提高我國機(jī)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(jī)床研究開發(fā)

項(xiàng)目簡介：該項(xiàng)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(qiáng)度、高剛性機(jī)床。完成了高強(qiáng)度、高剛性、高精度機(jī)床導(dǎo)軌、主軸箱、進(jìn)給部分設(shè)計(jì)，高性能數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床匹配設(shè)計(jì)及強(qiáng)電設(shè)計(jì)。

該產(chǎn)品主要設(shè)計(jì)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(xiàng)目開發(fā)填補(bǔ)了國內(nèi)同規(guī)格數(shù)控車床的空白，已廣泛應(yīng)用機(jī)發(fā)動機(jī)零件等特殊材料、精密加工領(lǐng)域。

數(shù)控機(jī)床多媒體教學(xué)軟件

項(xiàng)目簡介：該軟件建立了虛擬三維數(shù)控機(jī)床及其控制面板，采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼進(jìn)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(jī)床―手動操作、對刀、編程及進(jìn)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(jī)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(jī)床的經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)融為一體，使用簡潔，畫面逼真，真正實(shí)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(jī)房的計(jì)算機(jī)上，學(xué)生每人一臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；教師也可以使用該軟件輔以多媒體投影儀進(jìn)行課堂教學(xué)，取得良好的教學(xué)效果。

數(shù)控機(jī)床多軸聯(lián)動集成控制系統(tǒng)

項(xiàng)目簡介：針對專用數(shù)控機(jī)床數(shù)控加工多軸聯(lián)動集成控制系統(tǒng)進(jìn)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(xiàng)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(yùn)動的DSP控制器為控制核心、以通用工業(yè)PC機(jī)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(jī)床上將彌補(bǔ)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(jì)效益和社會效益。

高速數(shù)控機(jī)床大功率

電主軸單元技術(shù)

項(xiàng)目簡介：該項(xiàng)目研制了數(shù)控機(jī)床用大功率、高速陶瓷軸承電主軸單元樣機(jī)；研究了數(shù)控機(jī)床電主軸單元的設(shè)計(jì)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(jì)了精密加工系統(tǒng)，實(shí)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(jī)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(jī)廠提高國產(chǎn)化率、降低成本、增強(qiáng)市場競爭力做出了貢獻(xiàn)；對我國高檔數(shù)控機(jī)床的研制開發(fā)工作以及機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)步和理論發(fā)展都具有十分重要意義。

大型鏜銑數(shù)控機(jī)床及關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)

項(xiàng)目簡介：該項(xiàng)目通過采用液壓補(bǔ)償機(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)了較高的定位精度；采用交流伺服電機(jī)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(shí)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(dá)到了國際先進(jìn)水平，將為企業(yè)帶來明顯經(jīng)濟(jì)效益。

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

項(xiàng)目簡介：該項(xiàng)目主要是關(guān)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及其在數(shù)控機(jī)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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程管理，圖檔管理，而且可以加強(qiáng)設(shè)計(jì)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(xiàng)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(diǎn)和應(yīng)用特色技術(shù)，尤其是在與三維設(shè)計(jì)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(xiàng)目的實(shí)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(jī)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(jī)床群控系統(tǒng)

項(xiàng)目簡介：該項(xiàng)目開發(fā)了基于嵌入式技術(shù)的數(shù)控機(jī)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(jì)算機(jī)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(shí)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(jìn)行配置，每臺數(shù)控機(jī)床配備一臺DNC智能終端，便于升級擴(kuò)展；可實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)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(xiàng)目對機(jī)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(shí)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(jī)床配套產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

項(xiàng)目簡介：該產(chǎn)品為首次獨(dú)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(jì)上應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化原則，將PC與運(yùn)動控制卡相結(jié)合，使產(chǎn)品具有開放性，便于用戶進(jìn)行功能擴(kuò)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(jī)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(hù)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(xiàn)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(shí)、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(jì)、制造、管理、經(jīng)營和決策的全過程，使船舶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)向著自動化、精細(xì)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(jìn)工程方法的融合，形成船舶制造業(yè)信息化的完整體系，實(shí)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(jì)、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(jì)算機(jī)輔助技術(shù)）

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

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

（2）CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問題的一種近似數(shù)值分析方法。

（3）CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)制造的過程或系統(tǒng)，其核心是計(jì)算機(jī)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(jī)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(jī)、機(jī)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(yàn)、存貯、輸送）的監(jiān)視、控制和管理。

（4）CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝計(jì)劃）是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品加工的工藝路線制定、工序設(shè)計(jì)、加工方法選擇、工時定額計(jì)算，包括工裝、夾具設(shè)計(jì)、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(jì)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(jì)劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、計(jì)算機(jī)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(jī)地結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過程管理的精細(xì)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(jī)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(yùn)行，實(shí)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(xiàng)技術(shù)的企業(yè)部門級應(yīng)用階段

該階段主要是單項(xiàng)技術(shù)，如數(shù)值計(jì)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(cái)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(jì)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(jī)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(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的各種業(yè)務(wù)活動得以協(xié)調(diào)運(yùn)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(jì)、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(shí)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(yùn)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(jì)60年代末將計(jì)算機(jī)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(jìn)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(jì)、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(jìn)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(jì)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(jì)制造的工程方法和先進(jìn)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)技術(shù)

主要包括產(chǎn)品需求分析、設(shè)計(jì)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(jì)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(xiàng)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(jì)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(jì)劃與管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)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(shí)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(diǎn)和具體要求的實(shí)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(jì)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(jì)技術(shù)以三維建模技術(shù)、數(shù)值計(jì)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(jì)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(jì)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(jìn)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(diǎn)，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(jìn)一步在設(shè)計(jì)、制造、管理等數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息的集成和應(yīng)用的集成，達(dá)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(jì)、制造、管理的主要業(yè)務(wù)過程：

（1）設(shè)計(jì)方面主要包含船、機(jī)、電、舾裝、涂裝等專業(yè)門類的設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)、船舶設(shè)計(jì)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(jì)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)生成的設(shè)計(jì)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(jì)劃管理、物資與物流管理、成本管理、財(cái)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(jì)劃、作業(yè)安排與執(zhí)行實(shí)績反饋等。制造和管理系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)經(jīng)管計(jì)劃和產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要求制訂工程計(jì)劃、采購計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)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(shí)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(shí)現(xiàn)船舶建造技術(shù)的跨越式發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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

篇5

航空飯金工裝數(shù)字化設(shè)計(jì)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(jì)制造有自身的特點(diǎn)。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(jìn)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(jī)性,使工藝參數(shù)設(shè)計(jì)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(jìn)行研究,形成飯金件數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的解決方案,建立飯金的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造體系。飯金數(shù)字化設(shè)計(jì)制造包括工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化工藝數(shù)模(即制造模型)、工裝數(shù)字化設(shè)計(jì)、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(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)交換,由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行管理,進(jìn)行系統(tǒng)集成,實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)制造,從而提高飯金模具設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短制造周期。飯金的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)工藝設(shè)計(jì)和制造模型的定義是核心,應(yīng)該進(jìn)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(jì)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(yàn)及試驗(yàn)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(jì)的效率和成形質(zhì)量。此外還有模具設(shè)計(jì)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(jì)算工具,為工裝設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)、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(jìn)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(jì)的工作,減少了人為不確定因素的影響,提高了模具設(shè)計(jì)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(shí)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(jī)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(diǎn)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(shí)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(dú)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(jì)制造