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数字化设计与制造重点实验室

实验室属于合肥工业大学机械工程学科，该学科创建于1945年，有一级学科博士点、6个二级学科博士点和7个硕士点、3个工程硕士点、4个高校教师系列硕士点，有3个二级学科是安徽省重点学科，有博士后流动站，并有“长江学者特聘教授”岗位。同时，学校内相关学科，如“计算机应用技术”、“精密仪器及机械”、“电力电子与电力传动”、“管理科学与工程”都有博士点。目前本学科可以从事数字化设计与制造的人员有近200人，其中博导11人、教授27人、副教授85人、博士25人在职博士27人。

本实验室涉及的学科基本上都有博士授权，仅在机械工程学科，就已培养出硕士500人、博士26人。有在读的硕士生250人、博士生60人，博士后4人、为企业和研究单位培养的工程硕士研究生100多人、研究生课程进修班学员200人。同时，也通过各种培训班为安徽省的企业培养出了大批CAD、CAM、数控等方面的大批人才。目前，实验室具有能够从事数字化设计与制造各个方面的研究与培训工作的人员近百名，有能够同时开展100多人培训工作的必要的设备和场地。因此，本实验室不仅具备了培养从本科生到博士后各个层次学历教育人才的能力，也具有为企事业单位培训大批专门人才的条件。同时，实验室还将对外开放，吸引海内外高校和企业高层次的人才来实验室工作。

本实验室的目标是：经过5年左右的建设，使本实验室成为在数字化设计与制造领域有国际先进乃至领先水平的创新基地、人才培养基地、技术服务成果转化基地。它能够为在该领域的创新思想提供实践的条件，进而不断地产生有价值的科研成果；它能够吸引大批国内外的高层次人才前来工作，并形成合理的人才流动机制，同时可为企业、研究单位培养各种层次的专门人才；它能够为广大制造业企业提供全面的技术服务，并能迅速有效地将成果转化为现实生产力，形成良好的自我造血功能和自我发展能力。通过以上工作，为安徽省乃至全国的经济建设做出自己应有的贡献。

实验室由实验室主任主持日常工作，由实验室学术委员会负责实验室的发展战略和发展方向，学术委员会由全国知名的专家学者组成。实验室下设8个研究室：企业信息化单元技术研究室、企业信息化集成平台技术与虚拟企业研究室、数字化监控和检测技术研究室、数控技术研究室、工业设计研究室、反求工程研究室、绿色设计与制造研究室、自动精密校直技术研究室。

实验室目前主要在合肥工业大学机械与汽车学院的机械楼内，约有4000多平方米。现有仪器设备总值1000多万元，包括120台微机工作站的中心机房（上图是其一半）、配有Pro/E、Solidworks、ANSYS以及工业造型设计等软件、Dell Precision Workstation 620图形工件站一、；服务器2台并形成了与Internet相连的实验室内部局域网、ZIPPY-I-b 型LOM激光快速成形机一台、RFMV80 立式加工中心一台（如下图）、YK3120数控滚齿机一台、XK715F-4数控铣一台、CKN6132和CK6140数控车各一台、消声室一座，此外，还有用于振动噪声测量、公差测量等多种测试仪器和分析仪器。

实验室目前主要有4个重点研究方向：数字化设计、数字化制造、数字化装备、数字化管理。目前重点开展的工作有：

1、建设高起点的数字化设计与制造实验研究平台

该平台主要由以下几部分组成：

（1）三维CAD工作站、服务器，配备pro/E、UG、Solidwofks、CAMworks、ANSYS 等主流支撑软件；

（2）流动式三维光学扫描、激光快速成形等反求设计关键设备；

（3）数控车、数控铣、立式加工中心、数控齿轮加工机床、精密电火花自动精密校直机等数字化加工设备；

（4）上下料机器人（机械手）、AGV小车、多功能柔性输送线等物料输送设备。

（5）Intranet/Internet网络连接到各个研究室及每台数字化设备。

建成后的实验平台将具有以下主要功能：

（1）验证各种单元技术的性能与可靠性。如典型产品三维CAD软件、图档管理等。

（2）验证多个单元技术集成系统的性能与可靠性。如3C系统、4C系统等。

（3）作为研究远程监控和检测技术的平台。

（4）作为实现车间级生产管理和物流管理的平台

（5）作为构建企业级信息化和构建虚拟企业的验证平台。

在这一平台上，不仅可以开展常规的CAD、CAM、、CAE、CAPP、PDM、生产管理等方面的研究和实验，也能开展基于Internet的协同设计、远程监控、并行工程、虚拟企业、代理服务等先进制造技术领域前沿性研究方向的研究工作。争取在5年内使研究工作达到国际先进乃至领先水平。

2、建设数字化装备及其产品的测试基地

本实验室将研制数字化装备、数字化测试仪器、用反求工程快速开发新型机电产品、开发远程监控的仪器和系统，这些研究开发工作的成果，往往需要经过测试和实验最终确定其性能。因此，有必要建立数字化装备及其产品的测试基地。在现阶段，计划重点建设如下测试基地：

（1）仪器信号分析与产品动态性能测试基地

该基地将以现有的消声室和振动台架为平台，配以先进的分析仪器和分析软件，争取在2—3年内使测试能力和水平达到国内先进水平，相应的研究开发能力达到国内领先、国际先进水平。

（2）产品几何形状与产品精度测量及分析基地

该基地将以现有的公差测量实验室为基础，联合反求工程的测量设备，在购置少量的高精度测量仪器，使之能满足利用先进制造技术生产出的产品的几何精度与误差方面测试工作。

3、建设服务基地

为了使实验室能更好的为地方经济发展服务，我们将在一年内使实验室具备以下服务功能：

（1）为企业提供信息化方面的人员培训

我们将建设能容纳100人以上的计算机房和培训教室，同时组织出一批能够承担培训工作的高水平师资队伍。将开展三维CAD、CAM、PDM、ERP、数控机床等多方面的培训工作。

（2）为企业的信息化建设提供技术咨询

目前很多中小企业希望实施信息化工程以提高企业竞争力，但他们对信息化了解甚少，不知道如何规划，不知道选择什么的支撑软件，需要有专业的人员帮助他们。本实验室将在调研，和广大软、硬件供应商广泛合作的基础上，编写一些合适的文字材料，以便为他们提供咨询服务和编制信息化规划方面的服务。

（3）为企业选用支撑软件和开发原型系统验证

一些企业希望对支撑软件有较深入的了解，或者需要在自己的硬件环境尚未建立起来时了解别人为自己开发的原型系统功能和可靠性如何。对此本实验室将建立可以提供为企业信息化系统进行较为客观评价的体系。

（4）直接为企业信息化建设工程服务

对于没有大量资金而希望实施信息化的企业，本实验室可以利用自己研制的软件为它们实施信息化工程项目。

2019 年全国职业院校技能大赛高职组 “模具数字化设计与制造工艺”赛项样卷(八)

2019年全国职业院校技能大赛高职组“模具数字化设计与制造工艺”赛项样卷（八） 1. 将姓名、参赛证号，代表队名称、代码及赛位代码准确填写在规定的密封区域内； 2. 仔细阅读赛题内容，在计算机上用电子文件按《竞赛规程》及本子项目附加的要求完成竞赛内容； 3. 不要在文件资料上涂写、涂画，也不要删除赛卷； 4. 不允许在密封区域内填写无关的内容； 5. 在提交的文件中，不得泄露参赛队信息。一、竞赛总体要求概述（一）项目总体要求： 1、依据赛场提供的灯座不完整产品3D模型，产品部分结构图见附图1，将缺少部分设计一个塑料上盖，与提供的模型配合，组成一个完整的产品，该产品整体高度（不包含灯泡）不低于26.8mm，数据线插头处需在塑料零件上设计对应形状的通孔，满足实际使用需要，设计定位与固定结构，需要和现场提供模架及各机构位置相匹配，塑件尺寸公差等级为MT3，符合绿色生产要求。对设计的模型进行优化处理，并描述设计的方案； 2、应用注塑模CAE软件对模具设计方案进行分析，根据分析结果进行评价，生成分析报告； 3、根据优化的设计方案完成并细化模具3D结构设计和模具装配2D图、指定零件的2D图绘制； 4、编制产品与模具设计说明书； 5、利用ERP系统制定任务分配计划并输出任务分配计划表； 6、利用ERP系统制定模具BOM表并输出BOM表； 7、利用ERP系统完成零件工艺的编制并输出零件加工工艺卡； 8、根据现场机床刀具条件，完成型芯、型腔以及有关零件的加工制造； 9、根据检测结果（自检后输入系统）在ERP系统中录入检测报告信息并输出加工零件（型芯、型腔）检测报告；

10、根据现场提供的模具零件和模架，完成模具总装配。（二）竞赛用时间与流程：本项目竞赛总的时间为6小时，计算机设计和机床实操同时进行。三人一组，完成产品设计、产品成型工艺方案的制定,模具设计与分析、成型零件的设计和CAM加工程序编制、撰写分析报告与设计说明书以及相关文件制作；机床实操部分完成零件加工、模具装配。模具装配完成后由裁判工作人员进行制件成型试模，不记入竞赛时间。（三）特别说明：赛卷在竞赛平台自动下发、一场一题。竞赛结束后不得修改和删除，不允许参赛选手拷贝夹带离开赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容。二、竞赛项目任务书 (一)产品制件技术要求概要： 1、材料：PS； 2、材料收缩率：0.5%； 3、技术要求：表面光洁无毛刺、无缩痕；符合整个产品的功能要求。 4、原始数据：参阅产品给定部分的2D/3D图及模具装配图、模具零件图。 5、设计的产品制件高度不低于18mm。 (二)模具结构设计要求： 1、模腔数：试样模具一模一腔，企业生产模具按照年产量10万件设计型腔数量，合理布置； 2、成型零件收缩率：0.5%； 3、模具能够实现制件全自动脱模方式要求； 4、以满足塑件要求、保证质量和制件生产效率为前提条件，兼顾模具的制造工艺性及制造成本，充分考虑模具的使用寿命； 5、保证模具使用时的操作安全，确保模具修理、维护方便；

工业产品数字化设计与制造赛项

工业产品数字化设计与制造赛项集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

附件7：高职装备制造大类工业产品数字化设计与制造赛项技能竞赛规程、评分标准及选手须知一、竞赛内容竞赛总时间为5.5小时，分为两个阶段进行。第一阶段为“数据采集、建模与创新设计”，含四个竞赛任务，本阶段竞赛时间为3.5小时。第二阶段为“创新产品加工、装配验证”，含3个竞赛任务，本阶段竞赛时间为2小时，不限制每个阶段内各项任务的完成时间。第一、二阶段成绩分别占总成绩的70%和30%。 1．第一阶段：数据采集、建模与创新设计任务1：实物三维数据采集。参赛选手使用现场提供的三维扫描设备和辅助用品等，对给定的实物进行三维数据采集，要求扫描点云数据完整，按点云完整比例评分，并使用专业软件将扫描点云数据与标准模型进行精确度自动比对，以精确度等级进行评分。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力。任务2：三维建模。参赛选手根据任务1三维扫描所采集的数据，选择合适的三维建模软件，对上述产品外观面进行三维数据建模，其中包含点云数据处理和建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力。任务3：结构创新优化设计。参赛选手在完成任务2的基础上，选择合适的三维建模软件，进行结构创新优化设计：以上结构创新优化设计要求依据零件结构工艺性等机械制造知识，很好地控制成本，并适应大批量生产的需求。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。任务4a：数控编程与加工（编程）。根据任务2和任务3建立的三维数字模型和赛场所提供的机床类型、毛坯规格和刀具清单进行工艺设计，并选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序，并编制加工工艺卡。该模块主要考核选手工艺编制和程序编制方面的能力。 2．创新产品加工、装配验证任务4b：数控编程与加工（加工）。参赛选手根据（第一阶段）制定的加工工艺方案和数控程序，并根据赛场提供的机床、刀具、毛坯等，对该产品(零件)进行数控加工（第二阶段不再提供编程软件）。主要考核选手选用刀

计算机程序设计员(数字化设计与制造)赛项

“计算机程序设计员（数字化设计与制造）”赛项第一阶段：“三维扫描与创新设计”阶段 (总时间：2.5小时) 任务书二〇一八年九月

注意事项 1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值。 2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。 3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。 4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。 5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。 6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。 7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。 8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。 9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。 10.所有电子文件保存在一个文件夹中，命名为“三维造型设计+工位号”，文件夹复制到赛场提供的U盘移动存储器中，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。

一、任务名称与时间 1.任务名称：三维扫描与创新设计。 2. 竞赛时间：2.5小时。二、已知条件电动剃须刀组件说明，图1是电动剃须刀实物照片。图1 电动剃须刀组件照片(整个组件视为一整体) 图1中，1为品牌logo，2为指示灯，3为电源开关，4为剃须刀刀头部件。三、数据采集与再设计任务、要求、评分要点和提交物竞赛任务一：样品三维数据采集（15分）参赛选手使用赛场提供的PowerScan型三维扫描装置和样件，选手自行将三维扫描仪重新标定，保证标定结果中的水平和垂直距离的标准偏差≤0.01mm。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件，文件命名为“工位号-biaoding”。“biaoding”是“标定”两个字的全拼。如图：

数字化设计及仿真

数字化设计及仿真祝楷天（盐城工学院优集学院江苏盐城224051）摘要：制造业信息化的发展促使许多企业建立起了相应的CAD/CAM软件环境平台，并应用CAD/CAM软件进行产品的设计、分析、加工仿真与制造，取得了显著的效果。利用计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)软件系统来完成机床夹具设计过程是加速夹具设计效率、提高设计质量的一种重要手段。但现有的通用CAD/CAM软件没有针对机床夹具设计的完整技术手册资料和三维标准件图库系统，设计人员仍然需要使用传统的纸质工具手册书籍进行资料查询和标准件三维实体图绘制工作，影响了机床夹具设计的效率和质量。因此，研究机床夹具数字化设计手册软件和三维标准件图库系统对满足数字化时代工程技术人员的需要具有重要的作用。关键词：机械产品；数字化；设计仿真。 Digital design and simulation ZHU Kai-tian （UGS College，Yancheng Institute of Technology，Yancheng，Jiangsu 224051）Abstract: The development of manufacturing industry has led many enterprises to set up the corresponding CAD/CAM software environment platform, and the application of CAD/CAM software for product design, analysis, processing simulation and manufacturing, has achieved remarkable results. Using computer aided design and manufacturing (CAD/CAM) software system to accomplish machine tool fixture design process is an important means to accelerate fixture design efficiency and improve design quality. But the existing general CAD/CAM software does not have the complete technical manual data and the 3D standard part library system for the machine tool fixture design, the design personnel still need to use the traditional paper tools manual books to inquire and the standard piece three-dimensional entity chart drawing work, has affected the efficiency and the quality of the machine tool jig design. Therefore, it is important to study the software and 3D standard part library system of the digital design of machine tool fixture to meet the needs of engineering and technical personnel in the digital age. Keywords: Mechanical products, Digitization , Design simulation.

《虚拟设计与制造》实验1和2(DOC)

《虚拟设计与制造》实验指导书机电工程学院孙涛编徐州工程学院二〇一三年

虚拟现实技术是计算机图形学、人工智能、计算机网络、信息处理等技术综合发展的产物。虚拟现实技术在机械行业有广泛的应用前景，如虚拟布局、虚拟装配、产品原型快速生成、虚拟制造等。尽管虚拟设计的出现只有短短的几年时间，但它对传统设计方法的革命性的影响却很快地显现出来。由于虚拟设计系统基本上不消耗资源和能量，也不生产实际产品，而是产品的设计、开发与加工过程在计算机上的本质实现，即完成产品的数字化过程。与传统的设计和制造相比较，它具有高度集成、快速成型、分布合作等特征。这些特征能够很好地解决TQCS难题，因此，虚拟设计技术不仅在科技界，而且在企业界引起了广泛关注，成为研究的热点。实验教学是课堂教学的一个重要环节，它不仅仅是对课堂理论知识的验证，巩固和加强，而且更是对新知识领域的探索，研究和开拓。通过实验培养学生实践动手能力，以及分析问题，解决问题的能力，并提高分析与综合系统的能力；同时，还培养学生勇于探索，勇于开拓的精神和严肃认真，实事求是的科学作风。数控技术实验内容能够使学生更加真实的了解虚拟现实环境的体系结构和相关的软硬件技术；通过使用相应的建模软件工具，较熟练地掌握基于各种建模原理和方法的建模过程；从而进一步对整个虚拟装配环境、分布式虚拟现实环境加深理解。本实验指导书包含了上述的实验内容，要求学生通过实验，预习掌握实验的具体方法与步骤，独立完成实验环节的学习。本书由孙涛编写，由于时间有限，书中不免有误，恳请读者批评指正。编者 2013-07-01

实验一特征建模方法实验二虚拟装配方法

#三维建模数字化设计与制造

2014年全国职业院校技能大赛 “三维建模数字化设计和制造”赛项规程一、赛项名称赛项编号：G-044 赛项名称：三维建模数字化设计和制造英语翻译：3D Modeling of Digital Design and Manufacturing 赛项组别：高职组赛项归属产业：加工制造类二、竞赛目的本项竞赛旨在考核机械制造、数控技术使用等机械类相关专业的学生，组队完成三维逆向扫描、逆向建模设计、机械创新设计、数控加工技术使用等方面的任务，展现参赛队选手先进技术和设备的使用水平和创新设计等方面的能力，以及跨专业团队协作、现场问题的分析和处理、安全及文明生产等方面的职业素养。引领全国职业院校机械制造类专业将新技术、新工艺、新方法使用于教学，加快校企合作和教学改革，提升人才培养适应我国制造业更新换代快速发展的需要。三、竞赛内容和时间（一）竞赛内容竞赛内容将以任务书形式公布。针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面的机电类产品（或零部件）进行反求、建模，并对产品(或产品局部)外形进行数控编程和加工，对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行局部的创新（或改良）设计。整个竞赛过程，分为第一阶段“数据采集和再设计”和第二阶段“数控编程和加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分，分别为60%和40%的权重。 1．第一阶段：数据采集和再设计该阶段竞赛时间为3小时，竞赛队完成三项竞赛任务。

任务1：样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品，对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力；任务2：三维建模。根据三维扫描所采集的数据，选择合适软件，对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力；任务3：产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容，根据机械制造知识，按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手使用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 2．第二阶段：数控编程和加工竞赛时间为3小时，竞赛队完成两项竞赛任务。任务4：数控编程和加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯，选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具，以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。任务5：职业素养。主要考核竞赛队在本阶段竞赛过程中的以下方面：（1）设备操作的规范性；（2）工具、量具的使用；（3）现场的安全、文明生产；（4）完成任务的计划性、条理性，以及遇到问题时的应对状况等。（二）竞赛时间和比赛日程 1.竞赛时间各竞赛队总的竞赛时间为6小时，分成“数据采集和再设计”（3小时）和“数控编程和加工”（3小时）两个竞赛时段。 2.竞赛日程

数字化设计与制造

数字化设计与制造 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

数字化设计与制造一、背景在计算机技术出现之前，机械产品的设计与加工的方式一直都是图纸设计和手工加工的方式，这种传统的产品设计与制造方式，这使得产品在质量上完全依赖于产品设计人员与加工人员的专业技术水平，而数量上则完全依赖于产品加工人员的熟练程度，而随着工业社会的不断发展，人们对机械产品的质量提出了更高要求，同时数量上的需求也不断增长。为了适应社会对机械产品在质量与数量上的需求，同时也为了能进一步降低机械产品的生产成本，人们在努力寻求一种全新的机械产品设计与加工方式，而二十世纪四五十年代以来计算机技术的出现及其发展，特别是计算机图形学的出现，让人们看到了变革传统机械产品设计与生产方式的曙光。于是，数字化设计与制作方式应运而生，人们逐步将机械产品的设计与加工任务交给计算机来做，这一方面使得机械产品的设计周期大大缩短，另一方面也使得产品的质量与数量基本摆脱了对于设计与加工人员的依赖，从而大大提升了产品的质量，降低了产品的生产成本，同时也使得产品更加适合批量化生产。二、概念数字化设计：就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，旨在建立一套基于计算机技术和网络信息技术，支持产品开发与生产全过程的设计方法。数字化设计的内涵：支持产品开发全过程、支持产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持产品开发流程的控制与优化等。其基础是产品建模，主体是优化设计，核心是数据管理。数字化制造：是指对制造过程进行数字化描述而在数字空间中完成产品的制造过程。数字化制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果，也是制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。

三维建模数字化设计与制造

附件4：山西省第九届职业院校技能大赛（高职组） “三维建模数字化设计与制造”赛项规程一、赛项名称赛项名称：三维建模数字化设计与制造赛项组别：高职组赛项归属产业：加工制造类二、竞赛目的本项竞赛旨在考核机械制造、数控技术应用等机械类相关专业的学生，组队完成三维逆向扫描、逆向建模设计、机械创新设计、数控加工技术应用等方面的任务，展现参赛队选手先进技术与设备的应用水平和创新设计等方面的能力，以及跨专业团队协作、现场问题的分析与处理、安全及文明生产等方面的职业素养。引领全省职业院校机械制造类专业将新技术、新工艺、新方法应用于教学，加快校企合作与教学改革，提升人才培养适应我国制造业更新换代快速发展的需要。三、竞赛内容与方式（一）竞赛内容竞赛内容将以任务书形式公布。针对目前批量化生产的具有鲜明自由曲面的机电类产品（或零部件）进行反求、建模，并对产品(或产品局部)外形进行数控编程与加工，对无自由曲面的结构或零件根据机械制造类专业知识按要求进行局部的创新（或改良）设计。整个竞赛过程，分为第一阶段“数据采集与再设计”和第二阶段“数控编程与加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分，分别为60%和40%的权重。 1、第一阶段：数据采集与再设计该阶段竞赛时间为3小时，竞赛队完成三项竞赛任务。

任务1：样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品，对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力；任务2：三维建模。根据三维扫描所采集的数据，选择合适软件，对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力；任务3：产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容，根据机械制造知识，按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 2、第二阶段：数控编程与加工竞赛时间为3小时，竞赛队完成两项竞赛任务。任务4：数控编程与加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯，选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具，以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选手工艺编制、程序编制、机床操作等方面的能力。任务5：职业素养。主要考核竞赛队在本阶段竞赛过程中的以下方面：（1）设备操作的规范性；（2）工具、量具的使用；（3）现场的安全、文明生产；（4）完成任务的计划性、条理性，以及遇到问题时的应对状况等。（二）竞赛方式 1、竞赛采用团体赛方式。 2、竞赛队伍组成：每支参赛队由2名正式学生比赛选手组成，其中队长1名。每队设指导教师2名。

数字化设计制造技术基础

第一章 (4)数字化设计制造本质上是产品设计制造1.1数字化设计制造是现代产品研制的基本信息的数字化，它将产品的结构特征、材料手段。特征、制造特征和功能特征统一起来。 1.2先进制造技术的特征：(1)先进制造技术1.8典型的CAD模型标准交换格式，DXF、DWG、是制造技术的最新发展阶段；(2)先进制造技JGES、STEP。术贯穿了制造全过程以至产品的整个生命周 1.9典型的数字化设计制造应用工具系统：期；(3)先进制造技术注重技术与管理的结(1)CAD系统，AutoCAD、CATIA、UGS、Pro/E 合；(4)先进制造技术是面向工业应用的技(2)CAE系统，NASTRA、NANASYS 术。 (3)CAPP系统，CAPPFramework 1.3设计制造技术主要表现在全球化、网络(4)CAM系统，在CATIA、UGS和Pro/E等化、虚拟化、智能化和绿色化等几个方面。 CAD/CAM系统中，均包含有专门的CAM模块1.4任何一种产品的研制过程从大的方面可(5)DFx（designforx）系统，x可代表生以划分为设计与制造两部分。命周期中的各种因素，如制造、装配、检测 1.5可以将产品的制造过程的基本要素抽象等为产品（product）、工艺过程（process）、1.10产品数据管理（productdata 制造资源（resource），即PPR模型，实际的management，PDM）是一种帮助工程技术人员过程是三个要素相互耦合作用的结果。管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM 1.6串行设计与并行设计：系统确保跟踪设计、制造所需的大量数据和(1)串行设计的组织模式是递阶结构，各个阶信息，并由此支持和维护产品。段的活动是按时间顺序进行的，一个阶段的 1.11数字化设计制造的特点：(1)过程延伸；活动完成后，下一个阶段的活动才开始，各 (2)智能水平的提高；(3)集成水平的提高。个阶段依次排列，都有自己的输入和输出。 1.12数字化设计制造的性能要求：(1)稳定 (2)并行设计的工作模式是在产品设计的同性；(2)集成性(3)敏捷性；(4)制造工程信息时就考虑后续阶段的相关工作，包括加工工的主动共享能力；(5)数字仿真能力(6)支持艺、装配、检验等，在并行设计中产品开发异构分布式环境的能力；(7)扩展能力。过程各个阶段的工作是交叉进行的。第二章 1.7数字化设计制造基本概念： 2.1产品数字化模型是产品信息的载体，包 (1)数字化是利用数字技术对传统的技术内含了产品功能信息、性能信息、结构信息、容和体系进行改造的进程。零件几何信息、装配信息、工艺和加工信息 (2)数字化设计就是通过数字化的手段来改等。造传统的产品设计方法，旨在建立一套基于 2.2信息的表现形式主要以几何信息和非几计算机技术、网络信息技术，支持产品开发何信息为主。与生产全过程的设计方法。数字化设计制造 2.3设计过程的零件模型为主模型，其他模的内涵是支持产品开发全过程、支持产品创型均以主模型为基础，在此基础上进行新模新设计、支持产品相关数据管理、支持产品型的构建。

数字化设计与制造试题及答案

数字化设计与制造试题及答案一、填空题 1.在全球化竞争时代，制造企业面临严峻挑战体现在时间产品质量成本服务水平和环保 2.从市场需求到最终产品主要经历两个过程：设计过程和制造过程。 3.设计过程包括分析和综合两个阶段。 4.数字化设计技术群包括：计算机图形学计算机辅助设计计算机辅助分析和逆向工程。 5.有限元方法是运用最广泛的数字化仿真技术。 6.数控加工是数字化制造中技术最成熟最、运用最广泛的技术。 7.实现数据交换的两种方式：点对点交换和星形交换。 8.计算机图形学主要是对矢量图形的处理。 9.笛卡尔坐标系分为：右手坐标系和左手坐标系。 10.常用坐标系的转换关系：建模坐标系-世界坐标系--观察坐标系--规格化坐标系--设备坐标系。 11.参数化造型的软件系统分为：尺寸驱动系统和变量设计系统。 12.仿真的对象是：系统。 13.CAPP的类型：派生型、创成型、智能型、综合型、交互型。 14.高速切削刀具的材料有;金刚石、立方氮化硼、陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金刀具。 15.逆向工程的四种类型：实物逆向、软件逆向、影像逆向和局部逆向。 16.逆向工程基本步骤：分析、再设计、制造。 17.实物逆向工程的关键技术主要有：逆向对象的坐标数据测量、测量数据的处理及模型重构技术。 18.对三坐标测量机数据修正方法：等距偏移法、编程补偿法。 19.典型的快速原型制造工艺及设备：立体光固化（SL）、熔融沉积成形(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、叠层实体制造(LOM)、三维印刷(3DP)。 20.尺寸驱动系统只考虑尺寸及拓扑约束，不考虑工程约束，变量设计系统不仅考虑尺寸及拓扑约束还考虑工程约束。 21.FMS是指柔性制造系统二、简答题 1.CAD、CAE、CAM之间的关系？答：以计算机辅助设计和计算机辅助分析为基础的数字化设计和以计算机辅助制造为基础的数字化制造，是产品数字化开发的核心技术。数字化设计与制造的特点有哪些？答：a.计算机和网络技术是数字化设计与制造的基础； b.计算机只是数字化设计与制造的重要辅助工具； c. 数字化设计与制造能有效地提高了产品质量、缩短产品开发周期、降低产品成本； d.数字化设计与制造技术只涵盖产品生命周期的某些环节。 2.窗口与视口的变换关系是怎样的？答：视口不变，窗口缩小或放大，视口显示的图形会相应的放大或缩小；窗口不

数字化设计与制造的现状和关键技术讲解学习

数字化设计与制造的现状和关键技术一、数字化设计与制造的发展现状数字化设计与制造主要包括用于企业的计算机辅助设计（CAD）、制造（CAM）、工艺设计（CAPP）、工程分析（CAE）、产品数据管理（PDM）等内容。其数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化等，归纳起来就是产品建模是基础，优化设计是主体，数控技术是工具，数据管理是核心。由于通过CAM及其与CAD等集成技术与工具的研究，在产品加工方面逐渐得到解决，具体是制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得到了解决，促使数字制造技术得以迅速发展。作为制造业的一个分支，船舶行业要实现跨越式发展，必须以信息技术为基础。世界造船强国从CAX开始，逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展，形成船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全生命周期的数字化支持系统，实现船舶设计全数字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精细化、船舶制造装备自动化和智能化、船舶制造企业虚拟化、从而大幅度提高生产效率和降低成本。所谓数字化设计就是运用虚拟现实、可视化仿真等技术，在计算机里先设计一条“完整的数字的船”。不仅可以点击鼠标进入船体内部参观一番，还可以在虚拟的大海中看它的速度、强度、抗风浪能力。这样一来船舶设计的各个阶段和船、机、舾、涂等多个专业模块在同一数据库中进行设计。船舶是巨大而复杂的系统，由数以万计的零部件和数以千计的配套设备构成，包括数十个功能各异的子系统，通过船体平台组合成一个有机的整体。造船周期一般在10个月以上，既要加工制造大量的零部件，又要进行繁杂的逐级装配，涉及物资、经营、设计、计划、成本、制造、质量、安全等各个方面。这样的一个复杂的系统需要非常强大的信息处理能力。我国船舶行业今年来虽有很大的发展，但与国际造船强国相比，无论在产量，还是在造船技术上差距甚大，信息化水平落后是直接原因。其中，集成化设计系统与生产进程联系不紧密、船舶零部

数字化设计与制造

一、什么是数字化设计制造技术术语性定义：在数字化技术和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。通俗地说：数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。计算机技术的发展，使人类第一次可以利用极为简洁的“0”和“1”编码技术，来实现对一切声音、文字、图像和数据的编码、解码。各类信息的采集、处理、贮存和传输实现了标准化和高速处理。数字化制造就是指制造领域的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势，其内涵包括三个层面：以设计为中心的数字化制造技术、以控制为中心的数字化制造技术、以管理为中心的数字化制造技术。二、数字化制造技术的未来发展方向 1.数字化设计与制造技术的发展先进制造技术发展的总趋势可归纳为：精密化、柔性化、网络化、虚拟化、数字化、智能化、清洁化、集成化及管理创新等。而数字化设计与制造技术是先进制造技术的基础。随着计算机技术的不断提高，Internet网络技术的普及应用，以及用户的不同需求，CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM(C4P)等技术本身也在不断发展，集成技术也在向前推进，其发展趋势主要有以下几个方向。一是利用基于网络的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM(C4P)集成技术，实现产品全数字化设计与制造。在CAD/CAM应用过程中，利用产品数据管理PDM技术实现并行工程，可以极大地提高产品开发的效率和质量。企业通过PDM可以进行产品功能配置，利用系列件、标准件、借用件、外购件以减少重复设计。在PDM环境下进行产品设计和制造，通过CAD/CAE/CAPP/CAM等模块的集成，实现产品无图纸设计和全数字化制造。二是CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技术与企业资源计划、供应链管理、客户关系管理相结合，形成制造企业信息化的总体构架。 CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技术主要用于实现产品的设计、工艺和制造过程及其管理的数字化；企业资源计划ERP是以实现企业产、供、销、人、财、物的管理为目标；供应链管理SCM用于实现企业内部与上游企业之间的物流管理；客户关系管理CRM可以帮助企业建立、挖掘和改善与客户之间的关系。上述技术的集成，可以整合企业的管理，建立从企业的供应决策到企业内部技术、工艺、制造和管理部门，再到用户之间的信息集成，实现企业与外界的信息流、物流和资金流的顺畅传递，从而有效地提高企业的市场反应速度和产品开发速度，确保企业在竞争中取得优势。三是虚拟设计、虚拟制造、虚拟企业、动态企业联盟、敏捷制造、网络制造以及制造全球化，将成为数字化设计与制造技术发展的重要方向。

三维建模数字化设计与制造

局部的创新（或改良）设计。整个竞赛过程，分为第一阶段“数据采集与再设计”和第二阶段“数控编程与加工”这两个可以分离、前后又相互关联的部分，分别为60%和40%的权重。 1、第一阶段：数据采集与再设计该阶段竞赛时间为3小时，竞赛队完成三项竞赛任务。任务1：样品三维数据采集。利用给定三维扫描设备和相应辅助用品，对指定的外观较为复杂的样品进行三维数据采集。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力；任务2：三维建模。根据三维扫描所采集的数据，选择合适软件，对上述产品外观面进行三维数据建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力；任务3：产品创新设计。利用给定样品和已经完成的任务2内容，根据机械制造知识，按给定要求对样品中无自由曲面部分的结构或零件或附属物进行创新设计。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 2、第二阶段：数控编程与加工竞赛时间为3小时，竞赛队完成两项竞赛任务。任务4：数控编程与加工。赛场提供第一阶段被测样品的标准三维数据模型,选手根据这组三维模型数据和赛场提供的机床、毛坯，选择合适软件对该产品进行数控编程和加工。主要考核选手选用刀具，以最佳路径和方法按时高质量完成指定数控加工任务。并考核选

《数字化设计与制造课程标准》

《数字化设计与制造》课程标准课程代码：汽车学分：3 建议课时数：64 英文名称：适用专业：计算机辅助设计与分析先修课程：《计算机辅助设计》课程团队负责人及成员：陈良萍、刘宏强、王云、赵静、李蕾、黄艺、史俊玲、毛新 1.课程定位和设计思路 1.1课程定位本课程是计算机辅助设计与分析专业的专业核心课程之一，主要培养学生对典型零件的数字化设计与制造的专业能力培养，同时培养学生的社会能力和方法能力，通过对现代产品开发中的数字化设计与制造的基本理论、基本方法及关键技术的了解，为学生后续的专业学习及以后的工作奠定基础。 1.2设计思路以职业分析和职业标准确定课程的职业能力，以职业能力为目标，建构主义理论，多元智能理论为基础，构建由实践情境构成，工作过程为中心，任务驱动的“理论——实践”一体化的教学过程；以职业能力为目标进行课程各环节的评价和调控；以多种教学形式注重学生职业能力的培养，并将素质教育贯穿整个教学过程中。本课程教学设计以情境性原则为主、科学性原则为辅，营造“真实的虚拟”情境，以工作过程作为参照系，将陈述性知识与过程性知识整合、理论知识与实践知识整合，以任务驱动设计工作过程环节，并针对每一个工作过程环节来传授相关课程内容，实现实践技能与理论知识的一体化。明确教学目的，抓住教学重点，突破教学难点，探索教学方法，注重教学效果。课程既着重培养学生的职业专门技术能力，即让学生通过实践操作的训练和理论知识的学习，掌握产品的数字化设计与制

造技术；又着重培养学生的职业关键能力，即学习能力、工作能力、创新思维与创新能力。 2.工作任务和课程目标 2.1工作任务制造业的发展推动了产品的不断更新与发展，作为先进制造技术与信息技术相结合的产物，数字化设计与制造技术在各个行业获得了越来越广泛的应用。经过广泛的企业调查表明，数字化设计与制造人才作为国家技能型紧缺人才，必须掌握三维结构设计、自动编程及数控加工等技术，具有责任心强、职业态度端正、愿意从基层做起，有一定的专业理论知识，动手能力强，能吃苦耐劳的精神。 2.2课程目标使学生具备从事产品三维造型和自动编程岗位所必备的素质、知识与技能，培养学生掌握数字化设计、数字化装配、数字化制造的理论基础；培养学生能熟练应用Proe软件，独立完成中等复杂程度的产品从三维造型到正确选择刀具、加工方法、后置处理、生成数控加工程序并在数控机床上完成零件加工的整个过程的能力。培养学生理论联系实际，严谨踏实、实事求是的科学态度和科学作风，具备较强的动手能力、分析解决问题能力及创新能力，树立全面质量管理意识，以及团队合作精神，为后续的专业职业能力培养打下扎实基础。培养学生自我学习和自我发展的能力。通过大量的网络教学资源，包括视频资料、教学录像、课件等，鼓励学生根据自己的能力和实际情况，有针对性地进行自学和超前学习，具备跟踪专业技术发展方向，探求和更新知识的自学能力。 3.教学方针落实情况

数字化设计与制造

江南大学现代远程教育课程考试大作业考试科目:《数字化设计与制造技术》一、大作业题目（内容）：一、快速成形有哪几种主要方法？(10分) 3DP技术，快速成形技术FDM熔融层积成型技术，快速成形技术SLA立体平版印刷技术，快速成形技术SLS选区激光烧结技术，快速成形技术UV紫外线成型技术二、产品设计包括哪几个阶段和阶段的模型？(10分) 产品开发的阶段划分具体要看开发的什么产品,如果寻求共性的总结,产品开发一般应该分为六个阶段,第一阶段是项目前期,主要是做市场调研之类的；第二个阶段是项目概念建造（项目开始节点）；第三个阶段是尺寸结构（选择主题节点）；第四个阶段是具体设计（实施工装节点）；第五个阶段是产品调整（上线节点）；第六个阶段是工业化生产. 产品开发总体分自主开发和国产化两大类. 三、何谓物理样机？何谓数字样机？(10分) 物理样机就是根据设计要求制作出来样品去检测是否符合设计要求数字样机就是产品的数字仿真，可用于测试产品的外形、装配和功能。随着相关概念、机械和电气设计数据的集成，数字样机也变得越来越完整了。完整的数字样机是整个最终产品的真实数字仿真，可用来以虚拟方式优化和验证产品，减少制造昂贵的物理样机的必要。四、什么是CAPP？CAPP技术的发展分为哪几个阶段？(10分) CAPP[1] 是ComputerAidedProeessPlanning(计算机辅助工艺规划或设计)的英文缩写。由于长期以来采用手工方式进行的传统工艺过程设计不可避免地存在一些缺陷:对工艺设计人员要求高;工作量大,效率低下:难以保证数据的准确性;且信息不能共享等:同时,计算机技术的发展及其在机械制造业中的广泛应用,使得计算机辅助工艺设计(以即)应运而生,广度和深度也在不断发展中五、工艺决策方法主要有几种？分别叙述其原理。(10分) 生产工艺决策的内容包括:产品的主要制造生产技术决策，产品的基本制造流程决策两方面。 1. 产品的主要制造生产技术决策。制造技术的决策通常要考虑自然技术上的可行性和经济方面的效益型两方面的因素。对工艺设计人员，对每一项工艺都要作仔细的分析试验，确保工艺的可靠性。但是对企业决策人员只需考虑其中几种主要的工艺，这些工艺技术将决定产品能否加工，产品的关键功能是否能够较好地实现，产品的质量能否保证，制造成本的是否适宜，以及能否大幅度地提高产品的附加值。另外，在选择技术时，还要从经济角度考虑，即从技术所具备的功能角度，选择适当的技术，避免选择过剩功能的技术。 2. 产品的基本制造流程决策。不同的产品特点，不同生产规模，不同的品种数量，不同的工艺方法都会影响制造流程的选择。生产流程的类型有单件生产、成批生产、大量生产、连续生

数字化设计与制造技术课程论文

数字化制造技术的发展现状与发展趋势学院：机械工程学院班级：姓名：学号：指导教师：日期： 2014年1月

摘要从20世纪50年代数控机床的出现开始，经过了单元制造技术、集成制造技术和网络化制造技术的发展过程，数字化制造技术得到了迅猛的发展。本文在大量阅读相关文献的基础上，对数字化技术进行了介绍,综述了国内外数字化制造技术的研究现状,论述了数字化制造技术是先进制造技术的核心,对数字化制造技术的几个核心技术进行了较为详细的介绍,并分析数字化制造技术的发展现状、展望其未来发展趋势，最后概括总结了数字化制造经历的深刻变化与发展。关键词：数字化数字化制造发展现状发展趋势

数字化技术指的是运用0和1两位数字编码，通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备，来表达、传输和处理所有信息的技术。数字化技术一般包括数字编码、数字压缩、数字传输、数字调制与解调等技术。当今世界已经进入了数字化时代，数字化技术在生产、生活、经济、社会、科技、文化、教育和国防等各个领域不断扩大应用并取得显著成效。数字化技术与各种专业技术相融合形成了各种数字化专业技术，如数字化制造技术、数字化设计技术、数字化测量技术、数字化视听技术等。数字化制造技术是一项融合数字化技术和制造技术、以制造工程科学为理论基础的重大制造技术革新[1]，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融合、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。数字化制造技术的发展现状目前在工业技术先进国家，数字化制造技术已经成为提高企业和产品竞争力的重要手段[5]。特别是近30年来,数字化制造技术发展日益加快，在发达国家的大型企业中，已开始实现无图纸生产，全面使用CAD/CAM，实现100%数字化设计。数字化制造技术在数字化设计、数字化制造、数字化产品、信息传递与协作、数字化管理等方面都有不同程度的发展。