前言：中文期刊网精心挑选了数字化控制与制造技术范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
数字化控制与制造技术范文1
关键词：自动化；发展趋势；技术
中图分类号：TP273 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 11-0000-03
On the Development of Numerical Control Technology and Automation Machinery
Lin Yinxiang
(Jinshan University of Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou350007,China)
Abstract:With China's rapid economic development,businesses there have been increasing trend.Machine automation,intelligent,network,
increasingly high demand for mechanical and electrical integration,and further promote the automation.
Keywords:Automation;Development trends;Technology
一、引言
伴随着我国经济的迅猛发展，各行各业也出现了与日俱增的趋势。机械自动化、智能化、网络化、机电一体化等要求越来越高，更进一步促进了自动化发展。目前我国的自动化制造水平已有大幅度的提升，机械自动化、智能化等逐渐替代了以前的手工操作，这也同时加快了自动化的前进步伐。
机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。
现代数控机床是机电一体化的典型产品，是新一代生产技术，如柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等的技术基础。近年来，随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，它的成果正在不断的渗透到机械制造的各个领域中，先后出现了计算机直接数控（DNC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等高级自动化制造技术。而这些高级自动化技术都是以数控机床为基础的。这些新一代的生产技术代表了制造业的发展方向与未来。
我国和世界上的发达国家一样，都把发展数控技术作为制造业发展的战略重点，将数控技术向深度和广度发展列入科技发展的重要内容，所以把握现代数控机床的发展趋势与自动化机械制造具有重要的意义。本文就数控技术的发展趋向与机械制造自动化进行浅析。
二、数控机床的发展趋向
现代数控机床的发展趋向主要是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、复合化、智能化和开放式结构。主要发展动向是研制开发软，硬件都具有开放式结构的智能化通用数控装置。德国SIEMENS推出的SINUMERIK8400系统、美国CINCINNATI的A2100系统、HP公司的OAC500系统及日本FANUC的180/210系统等是典型的代表，这些产品都是以32位微处理器核心，能实现上述的目标。
（一）高速化与高精度化
要达到数控设备高速化，首先要求计算机系统在读入加工指令数据后，可以高速处理并计算出伺服系统的移动量，而且要求伺服系统能高速做出反应。其次，为了能在极短的空行程内达到高速度和高行程速度的情况下保持高定位精度，必须具备高加（减）速度和高精度的位置检测系统和伺服系统。此外，主轴转速、刀具交换、进给量、托盘交换等各种关键组成部分要能实现高速化，并需要重新考虑设备的全部特性，即实现从基本结构到刀架的一个转换过程。
采用32位微处理器，是提高CNC速度的有效手段，已渐渐成为国内外生产厂家的必要选择，其主频可达到几十至几百兆。如日本FANUC的15/16/18/21系类CNC，其最大的进给速度可达120m/min。
在高速化的数控设备中，提高主轴转速一直是重点。高速加工的趋势和对高速主轴的需求将继续下去。主轴高速化主要采用内装式主轴电动机，使主轴驱动不必通过变速箱，直接把电动机与主轴连成一体后转入主轴部件，从而达到大大提高主轴转速的目的。目前机械传动的主要方法仍然是滚珠丝杆传动，有研究表明滚珠丝杆在1g加速度下，在卧式机床上能稳定可靠的工作，若再提高0.5g则会出现问题。采用直线电动机技术可以很好解决这个问题。例如：在卧式加工中心使用直线滚珠导轨，可使切削进给速度高于箱式导轨结构，刚度和磨损寿命高于传动的滚珠导轨。
提高数控设备的加工精度，一般通过减少数控系统的制造误差和采用补偿技术来达到。在减少数控系统控制误差方面，常采用提高系统的分辨率，及微小的程序段实现连续进给，使CNC控制单位精度化，提高位置精度。而位置伺服系统常用前馈控制与非线性控制方法提高加工精度。在采用补偿技术方面，除了齿轮隙补偿、丝杆螺距补偿的刀具补偿等技术外，近年来设备的热变形误差补偿和空间误差补偿的综合补偿技术已成为研究的热点课题。科学研究表明，综合误差补偿技术的应用可减少加工误差%60~%80。由于计算机运算速度和主轴转度的较大提高，已开发出具有真正零跟踪误差的现代数控装置，能满足现代数控机床的工作要求，使机床可以进行进给速度和高精度加工。
（二）复合化
复合化包含工序复合化和功能复合化。工件在一台设备上一次装夹后，通过自动换刀等各种措施，来完成多种工序（如车、铣、镗、钻）和表面的加工。达到替代多机床和多装夹的加工，减少装卸时间，节省工件搬运时间的目的，提高每台机床的加工能力，减少半成品库存量，又能保证和提高兴位精度，从而打破了传统的工序界限和分开加工的工艺规程。从近期发展趋势看，加工中心主要是通过主轴头的立卧自动转换和数控工作台来完成五面和任意方位上的加工。另外，磨削或车削复合加工中心也呈现出上升的势头。
（三）智能化
随着人工智能技术的不断发展，并未适应制造业生产高度柔性化、自动化的需要，数控设备的智能化程度在不断提高，形成了以下四种较成熟的人工智能。
1.应用自适应控制技术
数控系统能检测对自己有影响的信息，并自动连续调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。如：可通过监控切削过程的刀具磨损、破损、切屑形态、切切削力及零件加工质量等，实现自适应调节，以提高加工精度和减小工件表面粗糙度。
2.智能交流伺服系统
这种驱动装置可以自动识别电动机及负载的转动惯量，并自动对控制系统参数进行优化和调整，使驱动系统处于最佳运行状态。目前已开始研究能自动识别负载，并自动调整参数的智能伺服系统包括智能化主轴交流伺服驱动装置和智能化进给伺服驱动装置。
数字化控制与制造技术范文2
关键词：数字化工厂；关键技术；制造数字化
数字化工厂是以制造产品和提供服务的企业为核心，由核心企业以及一切相关联的成员构成，使所有运营信息数字化的动态“组织”。通过数字化工厂信息系统有效地组织控制人流、物流、资金流和信息流，实现组织内部所有成员之间的高度协作和资源共享，为客户提供满意的产品和服务。而数字化工厂工作流管理系统作为数字化工厂信息系统的基础，是协调数字化工厂成员内部、成员相互间的各项活动的具体执行者。数字化工厂是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是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。它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。
一、数字化工厂概述
数字化工厂（DF）以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。在设计部分，CAD和PDM系统的应用已相当普及；在生产部分，ERP等相关的信息系统也获得了相当的普及，但在解决“如何制造工艺设计”这一关键环节上，大部分国内企业还没有实现有效的计算机辅助治理机制，“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，紧承着虚拟样机（VP）和虚拟制造（VM）的数字化辅助工程，提供了一个制造工艺信息平台，能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和治理，并将制造信息及时地与相关部分、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。“数字化工厂”规划系统通过同一的数据平台，通过具体的规划设计和验证预见所有的制造任务，在进步质量的同时减少设计时间，加速产品开发周期，消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数目等，实现主机厂内部、生产线供给商、工装夹具供给商等的并行工程。数字化工厂（DF）是企业数字化辅助工程新的发展阶段，包括产品开发数字化、生产准备数字化、制造数字化、管理数字化、营销数字化。除了要对产品开发过程进行建模与仿真外，还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真，使生产系统在投入运行前就了解系统的使用性能，分析其可靠性、经济性、质量、工期等，为生产过程优化和网络制造提供支持。
二、数字化工厂的关键技术
通常研究的制造系统是非线性离散化系统，需要建立产品模型、资源模型制造设备、材料、能源、工夹具、生产人员和制造环境等、工艺模型工艺规则、制造路线等以及生产管理模型系统的限制和约束关系。数字化工厂是建立在模型基础上的优化仿真系统，所数字化建模技术是数字化工厂的基础。随着虚拟设计技术的发展，在计算机中进行产品零件的三维造型、装配分析和数控加模拟技术以及以上程分析技术不断发展和完善，这种技术进一步向制造过程领域发展。数字化建模的基础上，对制造系统进行运动学、动力学、加工能力等各方面进行动态仿真优化。随着三维造型技术发展，三维实体造型技术已得到普遍的应用。具有沉浸性的虚拟现实技术，使用户能身临其境地感受产品的设计过程和制造过程，使仿真的旁观者成为虚拟环境的组成部分。数字化工，软件模块之间以及和其他软件模块之间的信息交换和集成。虚拟环境的下具集、各种数据转换工具、设备控制程序的生成器、各种报表的输出工具等。
三、数字化工厂的解决方案
（一）产品研发的数字化和虚拟化
数字化工厂通过使用CAX等软件，建立产品的逻辑、几何、功能、性能和关联等模型，实现基于模型的产品定义与关联设计，在虚拟的数字世界中完成多学科优化、协同设计、优化分析、制造试验仿真及模拟产品的制造和运营过程（包括虚拟工厂、生产线布局、物流等）。同时，通过PLM与ERP/MES等集成，实现三维模型、数字化工艺指令等信息向生产现场的推送，并与质量、采购、物流等部门进行共享。各部门依据这些共享信息即可开展相应的零部件生产、原材料采购、产品验收和产品确认等工作。
（二）生产过程的精益化和标准化
数字化工厂是按照精益思想建设的，通过对生产过程进行优化整合，并制定相应的标准化操作规程，确保车间生产节奏更加紧凑和有序。它使用ERP统一管理和下达生产指令，使用MES和数据采集与监控系统实现对生产计划调度、物料追踪、数据采集、生产设备状态监控、工位操作、包装发货等生产运营全过程的管理，并将检测结果与PLM中设计模型进行快速对比，形成从虚拟产品设计到实际生产制造的闭环产品质量控制，实现从原料进厂到产品出厂的生产过程自动化、装备制造信息化和智能化、生产过程的高度透明化。
（三）车间生产的自动化和集成化
数字化工厂车间生产自动化是在统一通信、统一编程以及统一IT架构的基础上，通过高运行可靠性和可用性的数据链路（物联网及工业网等），把生产制造过程中众多独立的产品、工具与关联的服务进行集成，支持自动化控制、制造执行和企业资源管理等系统的完美整合。并将网络与通信、传感器与感知、自动检测、人机交互与专家系统等智能化技术加入车间制造单元与生产线中，实现系统自优化、自重构、自诊断，形成高度的柔性生产方式，达到信息技术和制造技术深度融合的目的，使得高度智能的快速生产成为可能。
四、结束语
绿色和人文是数字化工厂的重要特征，所以数字化工厂的建设不仅要求体现数字化、自动化和智能化元素，还要符合绿色人文的需求。它一方面用自动化设备来减轻人员的体力消耗和精神压力，以及用持续的职业发展规划来延长员工的工作寿命和工作质量。
参考文献：
数字化控制与制造技术范文3
[关键词]飞机；数字化；装配定位技术
中图分类号：V341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0287-01
近年来，信息技术和计算机等技术水平有了显著提升，在制造领域中，已经广泛应用到其中，对行业的发展奠定了良好基础。在航空制造行业发展期间，各个制造环节中，为了有效提升飞机承载能力，对飞机装配提出了严格的要求[1]。因此，应当采取科学的技术手段，通过加大飞机数字化装配定位技术的运用，从而促进航空飞机制造行业的长远发展。
一、飞机数字化装配定位技术的内涵
对机数字装配定位技术而言，运用先进的数字化装配方法以及柔性、虚拟仿真技术等，实现无型架装配和柔性装配等。总之，飞机数字化装配定位技术是多种先进技术的综合应用，在诸多技术中，主要包含了数字化钻铆技术、光学检测与反馈技术和集成控制技术等，从而为飞机装配定位的开展奠定良好基础。
二、飞机数字化装配定位技术要点分析
（一）装配准确度以及装配定位方法
在飞机装配过程中采用数字化装配定位技术时，主要是运用了数字化集成自动控制技术和误差补偿技术等，并采用了光学检测技术，在对飞机进行装配期间，在选取工装夹具时，一定要保证所选择的工装夹具拥有良好的柔性和通用性等特点。同时，在夹具的设计、安装等过程中，需要运用数字化技术，能够使得夹具的精度更高，而且采用的定位技术又称之为数字化定位技术，在利用该技术时，通过在数字量的作用下，载配合着误差补偿技术和光学测量技术等，从某种意义上来讲，有利机零部件的定位精度有明显增强。
通常情况下，在制造与装配夹时为了降低所产生的误差，要利用数字化装配定位技术，继而最大程度的提升装配的精确度。对于误差而言，是在夹具加工和制造决定的，当运用了数字化装s配定位技术，可以减少在加工制造飞机夹具时所产生的误差。同时，在对零件予以协调与定位期间，要加大数字化装配定位技术，并且采用定位闭合循环回路，该回路是由定位设备与定位控制模块所构成的，能够满足工艺设计的基本要求，对降低零件加工误差具有重要意义。
（二）机身壁板数字化的柔性装配工装技术
对于数字柔性装配工装技术而言，其包含了很多的模块，主要有两种，分别是动态模块和静态模块，在装s配机身壁板零件时，从装配框架中可以看出，静态模块是该架构的重要组成部分[2]。同时，也是构建数字化装配平台的基础，为创建动态模块发挥了关键作用。针对于动态模块，内型卡板与机械随动的定位设备是其构成的重要组成部分，工装静态模块与内型刻板是运用螺栓实施连接的，能够实现长衍定位，在运用误差补偿系统与光学测量系统时，对蒙皮和长衍装配精确度的提升发挥了关键作用。
在对壁板零件进行装配期间，需要在动态模块作用下，对装配有关内容予以及时更换和调整。此外，在对飞机零件予以装配时，运用数字化柔性装配平台，在可调转换器的作用下，将动态模块和静态模块相互连接在一起，将蒙皮挡件与内型卡板设置在工装静态框架中，在工装静态框架中，将机械随动定位设备设置在其中，进而有利于实现数字化装配定位平台的构建[3]。
在装配飞机零件时，采用了内型卡板，可以将蒙皮进行准确定位。同时，在机械随动定位设备的末端，要运用有关执行器将其予以长衍夹持，通过发挥数字化装配控制模式中的定位设备，有助于达到长衍移动的效果。从而顺利完成对长衍的精确定位。
（三） 数字化装配定位系统的集成控制
对于数字化装配系统来讲，在定位系统平台的作用下，能够从远程数据库中获取到有关定位信息，再对数据进行分析与计算，将所控制的信息向可变成控制器输送，通过将控制信息向驱动信息转换，在定位驱动设备的作用下，能够对零件予以定位。同时，运用驱动光学测量设备，可以对定位予以实时测量，从而达到对数据进行深入分析的效果，最终将零件定位补偿数据信息予以真实反馈，继而对飞机零件进行准确定位。
在运用飞机数字化装配定位技术对飞机进行定位时，要运用到以太网，将TCP/IP作为有关传输协议，构建开放型的先进信息网络。数字化装配定位系统是主要的控制平台，计算机运用了局域网信息数据库与以太网，可以保障相关系统能够交互，从而对飞机零件正确装配发挥了重要作用。
对于控制平台中心的计算机，应当具有10/100M自适应的以太网接口，其能够便于接入到以太网中[4]。对于设备网，以开放型和标准化的通信网络为主，针对中间的输入和输出系统，可以实现将可变成控制器和现场设备紧密联系起来，尤其是将其与智能化装置连接在一起，通常情况下，主要的智能化装置包含了变频器与传感器，还有按钮等，在诸多智能化装置的作用下，在飞机装配过程中，有利于对零件装配的精确定位，从而为飞机整体装配质量的提升提供有利依据。
结束语：
当前，在飞机装配过程中，为了进一步提高飞机装配的整体质量，对装配技术进行更新和完善，确保飞机装配质量有显著增强。随着科学技术水平的不断提升，为行业的发展奠定了良好基础。通过将飞机数字化装配定位技术运用在飞机装配中，并对该技术进行详细分析，有助于提高飞机各个部位的可靠性与稳定性，从而提高飞机的整体质量。
参考文献：
[1] 秦龙刚，陈允全，姚定等.飞机装配先进定位技术[J].航空制造技术，2009（14）：55-57.
[2] 王会周.飞机数字化装配定位技术[J].通讯世界，2015（18）：261-261，262.
数字化控制与制造技术范文4
【关键词】数字化；先进制造；机械；信息化
【Abstract】This paper presents the key feature of advanced manufacturing technology. The relationship of advanced manufacturing technology and digital technology were discussed. The status and development of the digital technology and advanced manufacturing technology were analyzed. Pointing out that digital manufacturing is the core technology of the advanced manufacturing technology. Several key technologies in the digital manufacturing system were specifically discussed.
【Keywords】Digital technology； Advanced Manufactories Technology； Mechanical Manufacture； Informatization
1 先进制造技术的含义
先进制造技术AMT（Advanced Manufactories Technology）是指以提高制造企业综合效益为目的，综合利用信息、能源、环保等高新技术以及现代系统管理技术，对传统制造过程中及产品的整个寿命周期中的使用、维护、回收、利用等有关环节进行研究并发行的所有适用技术的总称[1-2]。
相对传统制造技术，数字化制造技术是一项融合数字化技术和制造技术，且以制造工程科学为理论基础的重大的制造技术革新，是先进制造技术的核心。数字化先进制造是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的。它是对制造过程进行数字化的描述，将制造信息采用数字化的表征、存储、处理、传递和加工，从而在数字空间中完成产品的制造过程[3-6]。
2 数字化是先进制造技术的基础
2.1 先进制造技术的基本特征
先进制造技术包括以下五个基本特征。
（1）先进性。制造工艺作为先进制造技术的基础，必须是经过优化的先进工艺。先进制造技术的基础必须是优质、高效、低耗、清洁工艺，它从传统制造工艺发展起来，并与新技术实现了局部或系统集成。
（2）通用性。先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节，它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、销售使用、维修服务，甚至回收整个过程。
（3）系统性。随着微电子、信息技术的引入，先进制造技术的驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
（4）集成性。先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合，界限逐渐淡化甚至消失，技术趋于系统化、集成化，已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉学科。
（5）技术与管理的更紧密结合。对市场变化做出更敏捷的反应及对最佳技术经济效益的追求，使先进制造技术十分重视生产过程组织管理体制的合理化和最佳化。
2.2 基于数字化的先进制造技术
数字化制造技术符合先进制造技术的上述五个基本特征。先进制造技术时代是数字化信息的时代，数字化技术是数字的生产、采集、存贮、变换、传递、处理及广泛利用的新兴科技领域。制造业从50年代数控机床的发明，标志着机械制造业向着数字化走出了第一步，随后制造信息化沿着三个方面推进，一是现场生产方面，如：NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等；二是产品和工艺设计方面，如APT/CAD/CAM/CAE等；三是生产管理和集成方面，如MRP/PDM/ERP/CIMS等。可以说信息技术改变了当代制造业的面貌。
3 数字化是先进制造技术发展的核心
3.1 数字化先进制造的核心技术
数字化是先进制造技术的核心，它是在计算机和网络技术与制造技术的不断融合、发展和广泛应用的基础上诞生的。数字化先进制造主要包括以下几个核心技术[4，6]：
（1）制造过程的建模与仿真。制造过程的建模与仿真是在一台计算机上用解析或数值的方法表达或建模制造过程，建模通常基于制造工艺本身的物理和化学知识，并为实验所验证。
（2）网络化敏捷设计与制造。利用快速发展的网络技术，改善企业对市场的响应性。我国企业向国际接轨就必须在此领域开展研究，尽快掌握并赶上国外先进水平。
（3）虚拟产品开发。虚拟产品开发有四个核心要素：数字化产品和过程模型、产品信息管理、高性能计算与通讯和组织、管理的改变。
3.2 数字化对先进制造技术的实现
（1）数字制造的全球实现―网络制造。随着数字化技术、计算机网络技术及交通运输事业的迅速发展，这些企业可利用协同工作技术，在一定的时间、一定的空间内，利用计算机网络，小组成员共享通过数字网络在企业内部传递的知识与信息。
（2）数字制造的动态联盟―敏捷制造。为实现高增值、高产品质量及优质服务，只有借助于高性能计算机和高速网络，在数字化环境中，充分利用其他企业制造过程的信息流和数据库等有用的数字化资源，才能对变化市场做出快速的响应。对于某些产品一个企业不可能快速、经济地独立开发和制造其全部，必须根据任务，由一个公司的某些部门或不同公司按资源、技术和人员的最优配置。于是，一种以数字制造为平台的先进制造技术即数字制造的动态联盟―敏捷制造崭露头角。
（3）数字制造的计算机实现―虚拟制造。数字化表征与传递、建模与仿真是数字制造的核心科学问题。这种能实现制造形状与过程的数字化表征、非符号化制造知识的表征、制造信息的可靠获取及其传递的、由整个制造信息形成的数字空间，为计算机和计算机网络的应用提供了用武之地。
（4）数字制造的快速实现―快速原型制造。制造业面临两个重要的挑战：一是要大大减少开发时间，二是产品的个性化。虽然计算机辅助设计和制造（CAD和CAM）已在很大程度上改善了传统的产品设计和制造方法，但在计算机辅助设计和计算机辅助制造集成实践过程中仍有许多障碍。
虚拟制造技术在计算机上实现了产品实际的制造过程，对缩短产品开发的周期、减少开发费用、提高市场竞争能力做出了重大贡献。通过长期的探索与实践，催生了制造技术上的又一次新的变革―快速成型制造技术。
（5）数字制造的环保化实现―绿色设计与制造。制造业为人类的繁荣昌盛做出了巨大贡献的同时，每年产生了近55亿吨的无害废品和7亿吨的有害废品。因此，为了有效地保护环境，一定要在制造的各个阶段进行污染控制。有必要使用能在各个阶段评估环境被影响的后果的工具和方法学来支持设计和制造，一种具有意识的先进制造技术―绿色设计与制造ECD&M （EnvironmentallyConscious Design and Manufacturing ）。
4 数字化是先进制造技术发展的未来
目前，计算机和网络已成为制造业企业的基础环境和重要手段，目前世界500强企业无一例外地建立了内部网。制造业在知识经济到来时呈现明显的信息化趋势，可以说信息技术在促进当代制造业发展过程中的作用是第一位的，信息技术将在更深层次上渗透和改造传统制造业。
当前，数字化制造正在深入发展，其主要趋势呈以下四点：
（1）由二维向三维的转变―形成以MBD/MBI（Model Based Definition，MBD 基于模型的定义/Model-BasedInstructions，MBI基于模型的作业指导书）为核心的设计与制造。MBD是用集成的三维实体模型来完整的表达产品生命周期各阶段的产品定义技术标准，为设计人员服务，解决的是要制造什么的问题；MBI是以三维模型表达的车间工作规范和方法，为加工、装配、检测人员服务，解决的是怎么制造的问题。MBD/MBI技术将使工程技术人员从繁琐的二维图纸和表格文化中解放出来，可将更多精力转移到需求分析和产品创新研发上。
（2）真正并行和协同的实现-数字化制造中的直观可视化工作环境以及建模和仿真技术，为并行和协同工作提供了友好的协同工作环境及有效的实验验证手段和评估优化工具。数字化制造是制造业信息化发展的新阶段，也是目前制造业的重要发展方向，如精密化、智能化、网络化、极端化等，无一不与数字化制造技术的发展密切相关。
（3）数字化装配与维修的应用―装配是产品生命周期中的重要环节。虚拟现实技术（VR， Virtual Reality）的发展为解决装配序列规划和装配性能仿真提供新的思路和方法，虚拟装配技术可在无物理样机的情况下对产品可装配性、可拆卸性、可维修性和装配过程中的装配精度、装配性能等进行分析、预测和验证，并支持面向生产现场的装配工艺过程的动态仿真、规划与优化。目前虚拟装配技术已从简单的几何装配正朝着考虑精度、物性、过程、环境等多方面因素的装配技术方向发展，这是推进虚拟装配技术实用化发展的重要一步。
（4）数字化车间与数字化工厂―数字化工厂是数字化制造技术在车间和和工厂集成应用和高效运营的全新生产模式。它在三维工艺过程、工艺装备、生产线布局和生产管理综合优化和集成的基础上，实现产品在工厂、车间和生产线上由设计到制造的数字化执行、管理和控制问题，是实现企业挖潜和增效的最有效形式。目前，生产线建模仿真技术和车间布局规划已日益受到重视，它为高效物流实施以及精益生产、可重构制造、单元化制造等先进制造模式提供科学分析工具，尤其对多品种、变批量和混线生产等复杂生产模式具有重要指导意义。
5 结束语
先进制造技术是改造传统制造业的有效手段，为了有效地在我国利用先进制造技术改造传统制造业，需要明确研究、开发和应用先进制造技术的重点。综观以上先进制造技术的现状和发展，可以看出数字制造实为先进制造技术的核心技术，是实施其他先进制造技术的平台。
数字化先进制造技术是席卷全球的数字化浪潮中的重要一环，其本质是支持数字化或信息化制造业的技术。充分运用当代数字化技术，大力发展数字化先进制造技术符合本世纪制造业的发展趋势。
【参考文献】
[1]杨叔子，吴波，李斌. 再论先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报，2006，42（1）：5-8.
[2]江征风，吴华春.以数字制造为基础的先进制造技术[J].组合机床与自动化加工技术，2005，6：5-7.
[3]张训杰，童伟国，陈林静，胡金泽.先进制造技术与数字化制造[J].装备制造技术，2007，11：106-107.
[4]张伯鹏.数字化制造是先进制造技术的核心技术[J].制造业自动化，2000，22（2）：1-9.
数字化控制与制造技术范文5
关键词：螺旋锥齿轮;齿面展成;加工精度;
螺旋锥齿轮的齿面精度是保证机械产品质量的关键，对于产品效率、传动精度、噪声及使用寿命等性能都有重大影响。而其齿形复杂且精度要求较高，加工工作较为困难，因此改善螺旋锥齿轮齿面加工精度以及啮合质量成为了制造齿轮的关键问题。
1.齿面结构及相关工艺特点
螺旋锥齿轮的齿面几何特性是极其复杂的，工艺性非常强。从数学理论层面而言，即使已知锥齿轮的模数、压力角、螺旋角及齿面接触区等要求，锥齿轮的齿形也无法完全确定。因为在一定空间内，锥齿轮的齿面可以有无数种啮合情况，所以加工参数复杂。由此可见，螺旋锥齿轮的几何计算参数、加床结构等都十分复杂、繁琐。而与之相应产生的齿面展成技术、检测技术、修正技术等都比一般类型的齿轮要落后的多。制造螺旋锥齿轮的相关工艺有以下几个特点：
（1）参数的设计过程类似于数学计算，需要许多的假设、预设及两层迭代计算为求解基础，且求解过程极其复杂，难以理解。
（2）螺旋锥齿轮的节锥线呈圆弧缩齿形，因此加工齿轮所需的刀盘轴线是无法平行的，只能采取“局部共轭原理”进行加工。
（3）轮坯与铣刀盘之间除了有传动链、展成链和分齿机构以外，还具有变性、刀倾等机构，因此机床结构十分复杂。
（4）加工轮齿的方法有两种形式，第一种是大齿轮进行双面法加工、小齿轮进行单面法加工;第二种是大小齿轮都进行单面法加工。当采用第一种方法时，大齿轮的轮齿两侧刀盘半径不同，且中心点处的螺旋角不同，大齿轮的底槽会导致小齿轮底槽的刀盘错刀距离过小，影响刀具的强度和寿命;第二种方法加工齿轮不会出现以上情况，但是加工效率比较低，并且要经过各种切齿修正计算，才能保证啮合正确。
（5）刀盘轴线只有垂直于被加工齿轮的根锥，才能使齿根曲面展成正确，因此修正刀齿的齿形角，使其对称于节线，但这也会导致刀盘的规格和数量增多。
2.齿面展成技术及理论
随着螺旋锥齿轮加工机床制造技术的不断提高，螺旋锥齿轮齿面展成技术及成形理论也不断完善，因此螺旋锥齿轮加工机床的发展与其齿面展成技术是密切相关的。当前，螺旋锥齿轮加工机床及其齿面展成技术分为传统机械铣齿机床及其加工技术与现代数控铣齿机床及其加工技术两个阶段。我国从1954年开始就将格里森公司推出的NO.116型机床作为齿轮制造企业的主要设备。传统加工机床的结构十分复杂，由于传动链较长，容易导致在齿轮加工的过程中产生质量问题;并且其加工批量小，在加工参数不同的轮坯时还需要经过反复调整，加工周期较长。随着计算机技术、齿轮加工及成形技术、数控技术的不断发展，螺旋锥齿轮的齿面展成技术及加工精度控制技术逐渐得到较大进步。其加工机床也由传统的机械铣齿机床换成了现代数控铣齿机床。格里森公司为精确加工弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮，研发出Phoneix Ⅰ、Ⅱ系列的数控铣齿机和磨齿机，我国天津精诚机床股份有限公司、湖南中大创远数控装备有限公司等企业也相继研制出具有自主知识产权的CNC螺旋锥齿轮数控铣齿机和磨齿机。
现代数控铣齿机床的水平导轨和垂直导轨代替了传统机械铣齿加床的摇台和偏心机构，并以伺服电动机中的直接驱动代替了原来的传动链、传动齿轮、交换齿轮，使机床结构更为精简。其数字系统更能够有效控制各轴的精确度，使齿形精度和齿面质量都得到提高，实现了齿面加工精度控制。数字化的切齿加工能够将齿面几何精度与数控的高精运动结合起来，有效控制加工精度与啮合质量。
3.齿面质量检测、修正
随着机械制造技术的不断发展，具有速度快、可靠性强、噪声小、成本低、重载等高品质的螺旋锥齿轮制造成为了齿轮制造行业的追求目标。齿面质量的检测是控制螺旋锥齿轮齿面几何精度的关键，目的是依据齿面检测信息反调修正数控机床运动参数，将齿面偏差达到最小化。20世纪90年代末期，出现了锥齿轮测量中心，能精密测量螺旋锥齿轮等各种复杂形状工件，实现了齿面几何精度的数字化控制螺旋锥齿轮的加工精度及质量。通过数字化测量及分析螺旋锥齿轮齿面几何偏差，并根据偏差信息对机床的运动参数进行修正，并依据其修正数据对数控机床进行加工修正，通过调整机床误差降低机床加工对螺旋锥齿轮齿面几何精度造成的影响，能有效提高螺旋锥齿轮的齿面加工质量。
4.齿面精度中数字化闭环控制
国内许多齿轮制造企业为了使齿面加工质量和精度能够得到提高并缩短加工周期，除了引进国外先进的铣齿和检测等设备以外，还自主研发了发亮数控加工设备和检测设备，并灵活应用于螺旋锥齿轮的生产中。为了节省昂贵的设备进口费用，充分利用国内现有的齿轮加工和检测设备，利用数字化闭环控制系统，以齿面偏差的数字化检测和修正为基础，实现齿面加工精度的有效控制以及成为了现代螺旋锥齿轮制造技术的关键问题。从齿轮制造技术的现状来看，螺旋锥齿轮的加工是集“轮坯设计―加工―检测―调整修正―再加工―合格齿轮产品”的数字化闭环制造全过程。数字化闭环制造控制技术，就是通过中心计算机，将螺旋锥齿轮的数字化检测与加工技术有效结合，组成具有自动反馈、修正等功能的螺旋锥齿轮齿面闭环加工控制技术。该技术能充分利用计算机精密的检测功能与数控机床高效的加工及修正功能，将齿面加工精度、啮合质量及生产效率大大提高。
5.结束语
现代化螺旋锥齿轮的制造技术能将数控展成、数字化检测及修正等技术有效结合，构建出数字化闭环制造控制技术，避免了传统制造模式的繁琐过程，大大提高了齿面加工效率及进度。
参考文献：
[1]李天兴，张波，螺旋锥齿轮齿面展成及加工精度控制的现状与趋势[J].矿山机械，2013，07：110-115.
[2]李聚波.螺旋锥齿轮网络化制造关键技术研究[D].江苏大学，2013.
数字化控制与制造技术范文6
【关键词】 飞机 数字化 柔性装配
1 引言
传统的飞机装配采用刚性工装定位、手工制孔连接、基于模拟量传递的互换协调检验方法和分散的手工作坊式生产。自20世纪 80 年代以来，随着计算机辅助设计/制造（CAD/CAM）技术、计算机信息技术、自动化技术和网络技术的发展，数字化技术在现代飞机制造中得到了广泛的应用，飞机制造进入了数字化时代。
在数字化技术的推动下，飞机装配技术快速发展，形成了现代飞机的数字化柔性装配模式。数字化柔性装配模式具体表现为：在飞机装配中，以数字化柔性工装为装配定位与夹紧平台，以先进数控钻铆系统为自动连接设备，以激光跟踪仪等数字化测量装置为在线检测工具，在数字化装配数据及数控程序的协同驱动下，在集成的数字化柔性装配生产线上完成飞机产品的自动化装配。
2 飞机装配生产线特点
一般机械制造中的装配线是指人和机器的有效组合，通过将生产中的输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备等进行有机组合，从而满足多品种产品的装配要求，充分体现了设备灵活性。装配生产线的应用，提高了生产效率缩短了制造周期，但自动化生产线的成本较高，主要用于批量生产，如在汽车行业。
但飞机产品型号多、批量少的特点使得飞机装配生产线需要在具有一般机械产品装配生产线的特点基础上，还应具有一定的柔，这样同一生产线既能用于同型号同批次，又能适用于同型号改进改型系列机型的飞机产品装配，从而满足了装配生产线对产品产量的要求，可充分发挥其优势，实现现代飞机产品的精益制造。
与国外发达国家相比，我国现代飞机柔性装配生产线技术无论在研究层面还是应用实践层面都存在较大的差距，主要表现在：
(1)现有的产品设计模式和产品特征没有充分考虑产品柔性装配技术的应用需求，不适应柔性装配生产线的发展要求。
(2)基于MBD的数字化装配工艺规划与管理技术缺乏系统研究和应用。工艺设计手段还停留在二维工艺设计和表述为主的水平，存在与数字化产品设计不衔接、设计周期长、返工量大、需要实物验证和示教性差等诸多问题，大量制造依据信息以工艺文件形式分离存在，管理混乱，不能满足柔性装配生产线可视化装配、无图制造的发展要求。
(3)数字化检测技术严重滞后。
大量采用专用工装、标准量具等模拟量设备进行产品的测量与检验，测量效率低、精度差，不能满足柔性装配生产线快速精确测量、在线质量控制的需求。
3 数字化柔性装配生产线内容及关键技术
通过研究国外数字化装配技术的发展状况，结合飞机装配及其生产线的特点，可得出构建新一代飞机数字化柔性装配生产线必须包括以下内容及关键技术：(1)面向装配的数字化产品并行设计，为实现柔性装配、敏捷制造提供前提和基础；(2)数字化三维装配工艺设计与仿真系统，实现整个装配过程中数字量传递；(3)数字化柔性工装系统，实现工装快速响应、快速重构以及数字化定位；(4)先进的连接设备及技术（包括柔性制孔技术、自动钻铆技术、电磁铆接技术等），保证装配质量和效率，实现装配过程的自动化；(5)数字化测量检验系统，实现装配过程中的精确测量和协调装配，装配完成后的精确检验；(6)数字化装配生产线辅助装备及管理，建立数字化柔性装配生产线集成管理系统，实现从产品设计、工艺、装配、检验和现场管理各装配生产环节信息的高度集成和移动生产线的自动配送物流管理。
上述各项内容在实际应用中互相联系、互相支撑，通过将其整合和集成，可构建现代飞机的数字化柔性装配生产线，实现现代飞机产品的数字化、柔性化、自动化装配。
数字化三维装配工艺设计与仿真系统是实现飞机数字化装配模式、构建飞机数字化装配生产线的软件基础，现代飞机整个装配过程都是建立在数字化工艺设计的基础之上的，只有采用基于单一产品三维数字量模型的数字化工艺设计方式，为整个装配过程从源头上提供数字量数据基础，基于数字化装配的柔性装配生产线才有可能真正实现。
数字化柔性工装系统、先进连接设备及技术、数字化测量检验系统是实现数字化柔性装配生产线的硬件基础。通过数字化装配工艺设计仿真系统得到的数字量数据必须由数字化的工装及设备来执行，才能保证整个装配过程的全数字量传递，从而实现整个装配生产线的数字量协调。
4 结论与展望
当前国内军机产品的数字化设计与零件制造技术发展迅速，但是装配技术作为飞机制造的关键还停留在二、三代机的制造水平，与其他军机制造技术相比严重滞后，已成为军机型号快速研制和生产的瓶颈。数字化产品定义取代二维工程图样已成为必然趋势，零件精准制造技术的快速发展为实现飞机柔性装配提供了必要的前提，新一代飞机长寿命、隐身、高可靠性、低成本快速研制的需求对数字化柔性装配生产线的应用提出了迫切要求。
(1)发展应用柔性装配生产线是现代飞机制造业大势所趋，通过发展应用柔性装配生产线，可大幅度提高产品装配质量和效率，是现代飞机产品制造的显著特点。
(2)通过发展柔性装配生产线，可促进数字化柔性装配技术的发展和应用，从而解决现有装配技术难以满足新一代飞机长寿命、隐身和高可靠性等要求的瓶颈问题。
(3)通过发展柔性装配生产线，可建立飞机柔性装配多系统异构测量平台和集成检测系统，形成数字化装配模式下的新质保体系和产品检测机制，从而解决现有模式下测量手段简单、无法实现空间大尺寸动态测量，测量数据手工记录，与产品设计和工艺规划系统脱节，难以保证装配的高精度与产品及工艺的完整性等关键技术难题。
综上所述，在国内发展应用数字化柔性装配生产线势在必行，但应充分利用前期研究工作基础，围绕数字化装配技术的发展趋势和生产线的迫切需求，根本上改造传统的设计体系、制造体系、技术体系和管理体系，实现流程再造、资源整合和生产组织调整，从而构建现代飞机数字化柔性装配生产线。
参考文献:
