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磁翻板液位计介绍制造业数字化的产生背景

作时间：2012-01-04 08:29:40 来源：作者：

    开展数字制造是全球数字化浪潮中的重要一环。磁翻板液位计在美国加利福尼亚科学中‘合发表了题为“数字地球—了解21世纪我们这颗地球”的创意演说，各国政府和科技界专家、学者疾速对其做出积极反响，这一趋向对数字化时期的制造技术也产生了普遍的影响。目前，先进制造技术与信息科学、资料科学、管文科学等学科不时穿插交融，在产品、制造配备和系统的描绘、规划和操作等方面都发作了深入的变化，呈现了数字化趋向。
  1.产生背景
    20世纪50年代麻省理工学院为美国海军研制胜利三坐标数控铣床，它标志着数控机床的呈现。随后相继呈现了数控三坐标丈量机与工业机器人，它们与数控机床一同构成重要的数字化加1、丈量和操作配备，成为数字制造的根底之一。在20世纪90年代中期，经过并联机构与数控技术的分离，产生了并联机床(Parallel Machine Toil)，又称虚(拟)轴机床(VirtualAxis Machine Toul )，其应用逐步扩展到虚拟轴坐标丈量机、六维力传感器等精细丈量设备。从机械构造和控制方式来看，数控机床、坐标丈量机和工业机器人具有共同的特性:都可看作数控多坐标配备，运动副都是挪动副和转动副，运动链以串联开环为主。其实质是用数字控制代替凸轮行程控制，完成了运动数字化(Motion Digitized) o
    随同着微型计算机的产生和开展，计算机数控技术与数控机床得到普遍应用和进步。目前，数控系统已由NC、计算机数控时期进人了基于PC的开放式数控和网络数控时期，日趋智能化、柔性化和浮球液位计开放性，不时将各种新工艺、新技术、新办法集成于控制系统平台之上。值得注意的是数控技术开展还促进了各种配备的性能提升和更新换代，呈现了所谓的‘“数字配备”.如电子制造配备，使得微米级、亚微米级芯片的批量消费成为可能。
    在20世纪50年代末期，以美国麻省理工学院林肯实验室研制的空中防御系统为标志，诞生了交互式图形生成技术，以此为根底，计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术简直与数控机床相平行地开展起来。在CAD技术开展过程中，阅历了几个重要开展阶段。60年代呈现的三维CAD系统只是简单的线框式系统，液位计完成了根本几何信息的数字化表达。进人70年代，飞机和汽车工业的蓬勃开展遇到了大量的自在曲面外形描绘和表达问题。在外形信息的计算机表示、剖析和综合中，中心问题是计算机表示。贝齐尔(BMzier)办法的提出使得自在曲线及曲面的计算机表达与处置成为可能，为计算机辅助几何设计的开展莫定了坚实的根底。同时，法国达索(Dassault)飞机制造公司也基于此算法开发出以外表模型为特性的三维外型系统CATIA，标志着初次完成以计算机完好描绘产品零件的主要信息，改动了以往只能借助油泥模型来近似表达曲面的工作方式。随后，经过CAGD算法的不时开展，在CAD系统中完成了形体外表信息和IL何数据间拓扑关系的有效表达，使得CAE及CAM技术有了完成根底。作为CAD系统中心的几何外型系统从线框外型技术、边境外表外型技术、实体外型技术开展到参数技术和变量化技术。一批特地运营CAD/CAM系统硬件和软件的公司相继开发了功用模块齐全、价钱相对廉价的系统.使CAD/CAM技术得到疾速开展和普遍应用。CAD/CAN技术的产生和开展完成了在计算机系统的支持下，依据开发流程停止数字化产品设计·和制造的技术，为产品设计和制造技术人员提供了把学问、经历与CAD/CAM系统中的软件功用相分离的平台。
    在制造配备的开展过程中，20世纪80年代问世的快速成形(Rapid Protntyping, RP)技术是继CAD/CAM后的又一项数字制造技术，标志着生长型制造技术(或称可控添加资料制造)取得打破性创新成果，为制造工艺带来宏大的革新。快速成形是在防腐磁翻板液位计数字仿形技术的纂础上，应用3D激光扫描丈量仪等数字丈量设备完成零件外形特征等儿何量的数字化，然后经过数据预处理、外表建模、实体建模、后置处置等过程生成STL文件(或数控代码)驱动快速成型机(或数控扫眯功0工出新零件。90年代中末期是lip技术疾速开展的阶段，推进了快速制模(RapidTooling, RT)和快速制造(Rapid Manufacturing, RM)的开展，完成了由三维CAD模型直接驱动RPM系统制造原型的技术。从3D系统公司与克莱斯勒公司的第一次协作开端，RP技术曾经在许多范畴里得到了压力发生装置应用，其应用范围主要在设计检验、市场预测、工程测试(应力剖析、风道等)、装配测试、模具制造、医学、美学等方面。快速成形与制造降生以来已胜利地完成了面向市场的产品外型设计与产品试制的矫捷化，并经过与反求工程, CAD/CAM的分离构成了重要的快速产品开发配备和技术。
    时至今日，加工、测旦和装配系统逐渐构成以机器人或机器人化机器(robotiz xl machine)为荃础结构的数学表达体系、计算模型、信息系统构造和约束求解战略，具有可编程、自主规划能力、可谐和性和传感控制的特性。经过与CAD/CAM有机结谷，.具备了与整个制造的上、下游过程停止数字信息交流的潜在才能，为逐渐构成数字产品开发技术、数字制造系统和数字企业提供了普遍的可能性。