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数字化制造技术发展及软件应用 西安交通大学 梅雪松 教授/博导 2009、1、13 提纲 一、 数字化制造技术的发展概况 3、数字化制造装备 　定义：具有数字或信息处理能力的机电一体化设备。 不再是过去的纯机械设备，而是机械学、微电子学、自动化技 术、计算机技术和信息科学等有机结合。 4、数字化制造技术的发展历程 5、我国现代制造业的发展现状 先进制造装备的品种少、档次低，导致大量进口的局面。一些工厂生产模式“一个工人，一把刀，一台机床”，生产率低下，产品质量不稳定。 装备的落后，严重的影响了机械制造业的振兴。 近年来制造业发展较快，但制造的产品技术含量低，附加值低，现在也只能是一个制造大国，不是制造强国。 6、数字化制造技术的发展趋势 制造业的高技术化趋势 提高高新技术含量，提高产品 附加值，广泛采用数控技术，提高制造效率、能力和水平 制造业的服务化趋势 由“以产品为中心” 正在转变为 “以 顾客为中心”，全方位地为顾客服务、为社会服务 制造业的信息化趋势 由先进的设计方法、信息和网络技术按照服务业的运行模式装备和改造传统制造业，使信息处理速度和精度不断提高。 1、CAD/CAM/CNC的发展 CAD与CAM几乎同步 50年代形成阶段 发展阶段：60年代计算机技术的发展 成熟阶段80年代二维软件市场化，90年代3维， 大批的软件I－DEAS，Pro－E 集成阶段：90年代 CAD/CAM软件系统 1、系统软件 操作系统：DOS/Windows/Linux 语言编译系统：人机交互语言的翻译软件 2、支撑软件 CAD/CAE/CAPP/CAM 3、应用软件:二次开发 充分利用计算机高速、准确、高效的计算功能,图形处理功能,以及对大量的各类数据的存储、传递、加工功能,在运行过程中，结合人的经验、知识及创造性，形成一个人机交互、各尽所长、紧密配合的系统,以提高设计制造的质量和效率。??? 1）、产品加工过程数据流 零件的描述与设计CAD 零件的特性分析与修正CAE/CAD 零件成型方法的设计与分析CAPP 零件成型刀具轨迹的规划CAM 零件的数控加工CNC 零件成型质量的评估与批量管理ERP 2、数控系统的功能组成 一般数控系统由3部分组成： MMC：人机接口 CNC：运动控制部分， 包括伺服部分，但一般 主轴在PLC部分。 PLC：机床的顺控部分 3、CNC系统硬件的层次结构 由计算机基本系统、设备支持层、设备层三部分组成。 主轴系统 精密高速滚珠丝杠、滚动导轨 问题：发热、振动 直线电机 F15 制动件，毛坯1600公斤，完工后：50公斤 分体加工装配：近500零件，工期2-3月 整体高速加工：工期只需几天 每件节约30000美元 空客A380机翼肋板3.1mX2m，最小壁厚：1±0.095mm 普通加工：工期1周 高速加工：工期1-2天 每件材料费：约15000欧元 汽车工业竞争力的重要标志 我国汽车工业产值2000亿元，十五进口机床1000亿元 日本汽车工业，切削速度每五年提高28％，效率是我国的8倍 模具工业的革命及生存手段 直接加工淬硬模具一次过技术 快速低成本，是模具行业核心竞争力及生存手段 复合化是指在一台设备能实现多种工艺手段加工的方法。 镗铣钻复合—加工中心（ATC）、五面加工中心（ATC，主轴立卧转换）； 车铣复合—车削中心（ATC，动力刀头）； 铣镗钻车复合—复合加工中心（ATC，可自动装卸车刀架）； 铣镗钻磨复合—复合加工中心（ATC，动力磨头）； 可更换主轴箱的数控机床—组合加工中心； 复合加工机床 二维绘图软件 AutoCAD CAXA_EB *其他二维绘图软件 SecoCAD、 BtoCAD、中望CAD、开目CAD…… 三维绘图软件 Pro/Engineer UniGraphics CATIA Inventor SolidWorks SolidEdge CAXA_Solid *其他三维绘图软件 I-DEAS、MDT(Mechanical DeskTop)、Cimatron、TopSolid、 MasterCAM…… 1 AutoCAD软件介绍 AutoCAD 是目前世界上应用最广的 CAD 软件，市场占有率位居世界第一。 完善的图形绘制、编辑功能 很强的数据交换能力，可进行多种图形格式的转换 通用性好，界面和软件操作人性化，入门简单 功能的系统性好，易于用户提高和深入掌握 方便的API二次开发接口(object ARX) 应用于：建筑、机械、测绘、电子