數控技術畢業論文範文

數控技術畢業論文範文一

摘要

關鍵詞：汽車，數控機牀，模具設計，NC加工，精密

數控技術及數控機牀在當今機械製造業中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎工業現代化中的戰略性作用，並已成為傳統機械製造工業提升改造和實現自動化、柔性化、集成化生產的重要手段和標誌。

數控技術及數控機牀的廣泛應用，給機械製造業的產業結構、產品種類和檔次以及生產方式帶來了革命性的變化。數控機牀是現代加工車間最重要的裝備。它的發展是信息技術(1T)與製造技術(MT)結合發展的結果。現代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷製造和智能製造技術，都是建立在數控技術之上的。掌握現代數控技術知識是現代機電類專業學生必不可少的。

因此我們要掌握好數控加工工藝與設計。數控加工工藝與設計的內容包括選擇適合的機牀、刀具、夾具、走刀路線及切削用量等，還要有合理的加工方法、工藝參數等。

隨着時代的發展、社會需要和科學技術的發展，產品的競爭愈來愈激烈，更新的週期越來越短，因而要求設計者不但能根據市場的要求很快的設計出新產品，而且能在儘可能短的時間內製作出產品的樣品。

產品的材料也是很重要的部分;隨着現代科技的進步和生產的快速發展，機械工業對材料性能的要求越來越高，單一的金屬材料已不能滿足生產發展的需要，因而各種非金屬材料應運而生，特別是工程塑料，其發展特別迅猛。

對此我設計了汽車塑料內飾件的模具設計與NC加工。介紹了數控加工工藝和數控加工的特點，加工工藝過程的概念，數控加工工藝和數控加工工藝過程的主要內容，數控加工工藝與數控編程的關係，設計方法，對此零件如何工藝分析，程序如何編輯等。利用CAD/CAM軟件及G代碼指令進行自動編程。

目錄

第一章 緒論

1.1 數控加工的特點

1.2 數控加工工藝的概念

1.3 數控加工工藝的主要內容

1.4 數控編程系統的簡介

1.5 CAD/CAM系統簡介

第二章 汽車內飾件的模具設計

2.1 設計任務

2.2 文件準備

2.3 模具組件設計

2.3.1 調入模具參照模型

2.3.2 設置收縮率

2.3.3 設計毛坯工件

2.3.4 設計分型面

2.3.5 分割體積快

2.3.6 抽取模具元件

2.3.7 鑄模

2.4 開模演示

第三章總結

3.1 心得與體會

3.2 參考資料

第一章 緒論

1.1.數控加工的特點

數控加工，也稱之為NC(Numerical Control)加工，是以數值與符號構成的信息，控制機牀實現自動運轉。數控加工經歷了半個世紀的發展已成為應用於當代各個製造領域的先進製造技術。

數控加工的最大特徵有兩點：一是可以極大地提高精度，包括加工質量精度及加工時間誤差精度;二是加工質量的重複性，可以穩定加工質量，保持加工零件質量的一致。也就是説加工零件的質量及加工時間是由數控程序決定而不是由機牀操作人員決定的。數控加工具有如下優點：

(1)提高生產效率;

(2)不需熟練的機牀操作人員;

(3)提高加工精度並且保持加工質量;

(4)可以減少工裝卡具;

(5)可以減少各工序間的週轉，原來需要用多道工序完成的工件，數控加工一次裝夾完

成加工，縮短加工週期，提高生產效率;

(6)容易進行加工過程管理;

(7)可以減少檢查工作量;

(8)可以降低廢、次品率;

(9)便於設計變更，加工設定柔性;

(10) 容易實現操作過程的自動化，一個人可以操作多台牀;

(11) 操作容易，極大減輕體力勞動強度

隨着製造設備的數控化率不斷提高，數控加工技術在我國得到日益廣泛的使用，在模具行業，掌握數控技術與否及加工過程中的數控化率的高低已成為企業是否具有競爭力的象徵。數控加工技術應用的關鍵在於計算機輔助設計和製造(CAD/CAM)系統。

1.2.數控加工工藝的概念

(1) 數控加工工藝是採用數控機牀加工零件時所運用各種方法和技術手段的總和，應用於整個數控加工 工藝過程。數控加工工藝是伴隨着數控機牀的產生、發展而逐步完善起來的一種應用技術， 它是人們大量數控加工實踐的經驗總結。

(2)數控加工工藝過程是利用切削工具在數控機牀上直接改變加工對象的

形狀、尺寸、表面位置、表面狀態等，使其成為成品或半成品的過程。

1.3.數控加工工藝的主要內容

(1). 選擇並確定進行數控加工的內容;

(2). 對零件圖紙進行數控加工的工藝分析;

(3). 零件圖形的數學處理及編程尺寸設定的確定;

(4). 數控加工工藝方案的制定;

(5). 工步、進給路線的確定;

(6). 選擇數控機牀的類型;

(7). 刀具、夾具、量具的選擇和設計;

(8). 切削參數的確定;

(9). 加工程序的編寫、校驗與修改;

(10). 首件試加工與現場問題處理;

(11). 數控加工工藝技術文件的定型與歸檔;

1.4.數控編程系統的簡介

(1). 數控程序

輸入數控機牀，執行一個確定的加工任務的一系列指令，稱為數控程序或零件程序。

(2). 數控編程

即把零件的工藝過程、工藝參數及其他輔助動作，按動作順序和數控機牀規定的指令、 格式，編成加工程序，再記錄於控制介質即程序載體(磁盤等)，輸人數控裝置，從而指 揮機牀加工並根據加工結果加以修正的過程。

數控加工機牀與編程技術兩者的發展是緊密相關的。數控加工機牀的性能提升推動了編程技術的發展，而編程手段的提高也促進了數控加工機牀的發展，二者相互依賴。現代數控技術下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向發展，而編程方式也越來越豐富。

系統

20世紀90年代以前，市場上銷售的CAD/CAM軟件基本上為國外的軟件系統。90年代以後國內在CAD/CAM技術研究和軟件開發方面進行了卓有成效的工作，尤其是在以PC機動性平台的軟件系統。其功能已能與國外同類軟件相當，並在操作性、本地化服務方面具有優勢。一個好的數控編程系統，已經不是一種僅僅是繪圖，做軌跡，出加工代碼，他還是一種先進的加工工藝的綜合，先進加工經驗的記錄，繼承，和發展。

第二章 模具設計

2.1 設計任務

本章以圖2-1所示的汽車內飾件三維產品零件為參照模型，介紹其模具的設計過程。

圖2-1 內飾件參照模型

2.2 文件準備

在進行模具設計前首先為該模具建立一個專用的文件夾，並將【源文件】文件夾下的“”文件(內飾件的拼音縮寫)複製到該文件夾下，同時將該文件夾設置為當前的工作目錄，這樣一來，在模具設計過程中產生的文件一一存入該文件夾下，使整個設計過程產生的文件一目瞭然，具體操作過程按以下步驟進行。

(1)建立模具專用文件夾。

在用户計算機D盤的根據目錄下建立一個名為【nsjmjsj】的文件夾(內飾

件模具設計的拼音縮寫)，建立的文件夾如圖2-2所示。

(2)複製相關文件到模具專用文件夾中。

模具專用文件夾【nsjmjsj】建好後，將光盤中【源文件】文件夾下的“”文件複製到該文件夾下，如圖2-3所示。

圖2-2 建立【nsjmjsj】 圖2-3 複製文件

(3)設置工作目錄。

啟動Pro/ENGINEER Wildfire 4.0軟件系統，執行如圖2-4所示【文件】/

【設置工作目錄】菜單命令。

圖2-4 設置工作目錄

系統彈出如圖2-5所示【選取工作目錄】對話框，選擇【nsjmjsj】文件夾，單擊確定按鈕，系統將【nsjmjsj】文件夾設置為當前的工作目錄。

圖2-5 選擇【nsjmjsj】文件夾

2.3 模具組件設計

模具組件設計是整個模具設計中的主體部分，它包括參照模型的佈局、收縮率的設置、毛坯工件的設計、分型面的設計、分割體積塊及抽取模具元件等幾大部分。

2.3.1 調入模具參照模型

1.選擇菜單欄中的【文件】/【新建】命令建立新的文件，系統彈出如圖2-6所示【新建】對話框，在【類型】欄選擇【製造】模塊，在【子類型】欄選擇【模具型腔】模塊，在【名稱】輸入欄輸入文件名nsj，並取消【使用缺省模板】複選框，單擊確定按鈕。

2.系統彈出如圖2-7所示【新文件選項】對話框，在【模板】欄選擇公制模具設計模板mmns_mfg_mold,單擊確定按鈕。

圖2-6 新建對話框 圖2-7 選擇公制模板

3.系統啟動模具設計模塊，如圖2-8所示並在界面頂部顯示當前模具文件為NSJ。

圖2-8 模具設計模塊界面

4.選擇如圖2-9所示菜單管理器中的【模具模型】/【定位參照零件】命令。

圖2-9 定位參照模型 5.系統彈出如圖2-10所示【打開】對話框(系統自動定位在前面設置的當前工作目錄E: sjmjsj下),選擇文件,單擊

按鈕。

圖2-10 選擇參照模型文件

6.系統會彈出如圖2-11所示的【創建參照模型】和【佈局】對話框，

選擇按參照合併，點擊確定按鈕。此時【佈局】對話框中的參照模型起點與定向命令呈可選狀態，單擊該命令。

圖2-11 接受默認參照模型並設定佈局

7.此時系統會彈出如圖2-12所示的【菜單管理器】對話框，單擊該對話框中的動態命令，則彈出如圖2-13所示的【參照模型方向】對話框。單擊中的 移動到點命令，則【參照模型方向】對話框變為如圖2-14所示，此時，單擊該對話框中的模型中心命令，再單擊旋轉命令，則【參照模型方向】對話框又變為如圖2-15所示，單擊軸‘Y’命令，接着在數值文本框中輸入數字27.511.單擊確定。

圖2-12 選擇座標系類型

圖2-13 圖

2-14

圖2-15

8.如圖2-16所示，單擊【佈局】對話框中的確定按鈕，則彈出

【菜單管理器】對話框，單擊完成/返回命令。

圖2-16

9.如圖2-17所示的，成功定位參考模型nsj。

圖2-17 成功定位參照模型

2.3.2 設置收縮率

1.

選擇菜單管理器中的【收縮】命令，系統提示選擇要設置收縮率的

參考模型，選擇設計區中的參考模型，再選擇如圖2-18所示菜單管理器中的【按尺寸】命令，取消【更改設計零件尺寸】複選框，輸入收縮比例為0.005，按Enter鍵確認，單擊

果)。

按鈕(提示：輸入收縮率後一定要按Enter鍵確認，否則會產生不正確的結

圖2-18 設置收縮率

2.選擇菜單管理器中的【收縮信息】命令，系統彈出如圖2-19所示的收縮信息顯示窗口，顯示收縮模型名稱、所採用的收縮公式以及收縮因子等信息。

圖2-19 顯示收縮信息

3.單擊收縮信息窗口中的按鈕，關閉收縮信息顯示窗口，選擇菜單管理器中的【完成/返回】命令，結束收縮率設置。

2.3.3 設計毛坯工件

1.選擇如圖2-20所示菜單管理器中的【模具模型】/【創建】/【工件】/【手動】命令，手動創建毛坯工件。

圖2-20 手動創建毛坯工件

2.系統彈出如圖2-21所示的【元件創建】對話框，在【名稱】欄輸入毛坯工件名稱workpiece，單擊按鈕。

3.系統彈出如圖2-22所示的【創建選項】對話框，選擇【創建特徵】選項，單擊按鈕。

圖2-21 輸入毛坯工件名稱 圖2-22 選擇創建特徵選項

4.選擇如圖2-23所示菜單管理器中的【實體】/【加材料】/【拉伸】/【實體】/【完成】命令，以拉伸方式創建毛坯工件。

圖2-23 選擇拉伸命令創建毛坯工件

5.在如圖2-24所示拉伸特

徵操作欄選擇【放置】命令，單擊

按鈕。

6.系統彈出【草繪】提示對話框，提示選擇拉伸剖面草繪平面，選擇如圖2-25所示MOLD_FRONT基準面為草繪平面，單擊草繪按鈕。

圖2-25 選擇草繪平面

7.系統彈出如圖2-26所示【參照】對話框，點擊區域中的MOLD_RIGHT和MAIN_PARTING_PLN為草繪參照。點擊關閉按鈕，關閉【參照】對話框。

圖2-26 選擇草繪參照

珠海市歐亞技工學校畢業設計(論文)

8.

如圖2-27所示，點擊草繪工具欄的

具欄中的剖面確定按鈕命令，草繪如圖所示的矩形剖面(該矩形一定要將零件的輪廓包涵在其內)。點擊單擊繪圖工，結束剖面繪製。

圖2-27 草繪矩形

9.如圖2-28所示，在拉伸特徵操作欄中，選擇往兩方面拉伸按鈕

，輸入拉伸高度120，按Enter鍵確認，點擊按鈕。

圖2-28 定義拉伸選項

10.選擇菜單管理器中的【完成/返回】命令，結束毛坯工件的創建。毛坯創建結果如圖2-29所示。

圖2-29 產生毛坯工件

2.3.4 設計分型面

1.在設計分型面前，先將毛坯工件臨時遮蔽起來，便於後面複製參照模型的曲面，如圖2-30所示，在模型樹列表中的NSJ_組件上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【遮蔽】命令。

2.將模型以無隱藏線形式顯示，則模型顯示如圖2-31所示。

圖2-30 遮蔽毛坯工件 圖2-31 遮蔽毛坯工件後的顯示結果

3.選擇如圖2-32菜單欄【插入】/【模型幾何】/【分型曲面】命令。

圖2-32 選擇分型曲面命令

4.如圖2-33所示，選擇該表面(圖中着色面)為種子面。

圖2-33 選擇種子面

5.按住Shift+Ctrl鍵不放，選擇邊界曲面，邊界面包括兩個等大的 燈籠形型腔內表面(如圖2-34所示着色面)、五個通孔內表面(如圖2-35所示着色面)以及種子面所對應的下表面和四周面(如圖2-36所示着色面)。

圖2-34 燈籠形型腔內表面

圖2-35 五個通孔內表面

圖2-36 種子面所對應的下表面和四周面

6.鬆開Shift+Ctrl鍵，結束分型面的選取，分型面選取結果如圖2-37所示。

圖2-37 選取的分型曲面

7.依次單擊工具欄的複製按鈕分型面成功創建。

和粘貼按鈕，如圖2-38所示，

圖2-38 分型面的產生

8.如圖2-39所示，在曲面複製操作欄中，單擊選項按鈕，選擇

【排除曲面並填充孔】選項。

圖2-39

9.按住Ctrl鍵， 依次選取要填充的孔，分別為圖2-34中的兩個等

大的燈籠形的孔和圖2-35中的五個通孔。單擊

的分型面如圖2-40所示。

按鈕，複製

圖2-40 複製的分型面

10.選擇如圖2-41所示模型樹中的參照模型，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【遮蔽】命令，將參照模型遮蔽起來。

圖2-41 遮蔽參照模型

11.選擇如圖2-42所示模型樹中的毛坯工件，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【取消遮蔽】命令，重新顯示毛坯工件。如圖

2-43所示。

圖2-42取消毛坯工件遮蔽 圖2-43重新顯示毛坯工件

12.接下來將複製好的分型面延伸至毛坯工件。如圖2-44所示，以分型面的一條曲邊(紅色)為例，介紹延伸做法。

圖2-44 以此為例延伸曲面

13.如圖2-45所示，選取該條邊的任意一條線段，選擇如圖2-46所示菜單欄【編輯】/【延伸】命令。

圖2-45 選取拉伸對象 圖2-46單擊延伸命令

14.如圖2-47所示，在延伸特徵操作欄中單擊延伸到面

圖2-48所示面(着紅色面)為目標面。

，單擊如

圖2-47 延伸特徵選項 圖2-48 選擇目標面

15.如圖2-49所示，單擊延伸特徵選項中的參照按鈕，單擊按鈕，彈出如圖2-50所示的【鏈】對話框。

圖2-49 選取延伸選項 圖2-50 【鏈】對話框

16.如圖2-51所示，依次選取其餘的各條線段，將其添加到【鏈】對話框中。單擊按鈕。完成鏈的選取。單擊按鈕，如圖2-52所示，完成邊的延伸。

圖2-51 添加其餘各條線段 圖2-52 延伸結果展示

17.以同樣的方法完成其餘

三條邊的延伸。得到如圖

2-53 所示的延伸後的分型

面。

2.3.5 分割體積塊

1.如圖2-54所示，選擇菜單欄中的【編輯】/【分割】命令，然後選擇如圖2-55所示菜單管理器中的【兩個體積塊】/【所有工件】/圖2-53 延伸得到的分型面

【完成】命令。

圖2-54 選擇分割命令 圖2-55 選擇分割模具體積塊命

令

2.選擇如圖2-56所示分型面(着色面)為模具體積塊分割面。

圖2-56 選擇分型面

3.單擊如圖2-57所示【選取】對話框中的按鈕，再單擊【分割】

對話框中的按鈕，結束分型面的選擇。

圖2-57 結束分型面的選擇

4.系統高亮顯示毛坯工件的下半部分，並彈出如圖2-58所示體積塊名稱輸入對話框，輸入後模名稱B(即B板)，單擊

被分割的型腔體積塊如圖2-59所示，單擊

按鈕。

按鈕，

圖2-58 輸入後模名稱 圖2-59 着色顯示體積塊

5.系統高亮顯示毛坯工件的上半部分，並彈出如圖2-60所示體積塊名稱輸入對話框，輸入前模名稱A(即A板，型芯板)，單擊

按鈕，被分割的型腔體積塊如圖2-61所示(旋轉視圖後的效果)，單擊按鈕,結束分割操作。

。

圖2-60 輸入前模名稱 圖2-61 着色顯示體積塊

2.3.6 抽取模具元件

1.選擇如圖2-62所示菜單管理器中的【模具元件】/【抽取】命令。

圖2-62選擇抽取模具元件命令

2.系統彈出如圖2-63所示【創建模具元件】對話框，單擊選取全部體積塊按鈕 ，再單擊按鈕。

圖2-63 選取全部體積塊

3.選擇菜單管理器中的【完成/返回】命令，結束抽取模具元件。

4.模型樹中同時產生抽取的模具元件零件，如圖2-64所示。

型腔板型芯板

圖2-64 產生模具元件零件

2.3.7 鑄模

1.鑄模就是指，當模具設計完成後，利用Pro/ENGINEER系統能進行注射模擬的功能，將模具型腔形成的空間填充塑料材料，以模擬澆

注完成的產品模型。

2.選擇如圖2-65所示菜單管理器中的【鑄模】/【創建】命令。

3.在如圖2-66所示提示區輸入鑄模零件名稱moiding，單擊鈕。

按

圖2-65 選擇鑄模命令 圖2-66 輸入鑄模零件名稱

4.模型樹中同時新增鑄模零件,如圖2-67所示。

5.按住Ctrl鍵，選擇如圖2-68所示的模型樹中的A板和B板，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【遮蔽】命令，將A板B板兩個零件臨時隱藏起來。

圖2-67 新增鑄模零件 圖2-68 遮蔽A板和B板

6.鑄模完成的產品模型，如圖2-69所示。

5.按住Ctrl鍵，選擇如圖2-70所示的模型樹中的A板和B板兩個零件，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【取消遮蔽】命令，重新顯示A板B板兩個零件。

圖2-69 鑄模模型 圖2-70 取消遮蔽A板和B板

2.4 開模演示

鑄模完成後，利用PRO/ENGINEER系統的開模功能模擬模具的開閉，以便更清晰地觀看模具型腔、型芯及滑塊的結構。

(1)在開模前先隱藏參考零件、分型面和毛坯工件，然後選擇如圖2-71所示的菜單管理器中的【模具進料孔】/【定義間距】/【定義移動】命令，進行開模模擬。

圖2-71 選擇開模命令

(2)系統會提示選擇要移動的零件，選擇如圖2-72所示的“A板”為移動零件，單擊如圖2-73所示的頂面為移動方向參照。

圖2-72 選擇移動零件 圖2-73 選擇方向參照

(3)在如圖2-74所示提示區輸入移動距離為“80”，單擊按鈕。

圖2-74 輸入移動距離

(4)選擇菜單管理器中的【完成】命令，零件成功向上移動，同理，將“B

板”以同樣的方法向下移動(在圖2-74中輸入“-80”即可)，最後得到的開模圖如圖2-75所示。

圖2-75 開模演示

(7)如圖2-85所示，選擇【編輯】/【實體化】命令，單擊

電極的實體化，點擊創建完成。結果如圖2-86所示。

按鈕，完成

第三章 總結

時光飛逝，三年的大學課程伴隨着畢業設計的完成也落下了帷幕，與中學相比，大學不但讓我在知識上有了新的提高，更多的是思想上的進步，是以學習為中心，多方面、多層次的不斷提升自己。

4.1 心得與體會

本次課題貫穿本專業所學到的理論知識與實踐操作技術，畢業設計有實踐

性，綜合性，探索性，應用性等特點，本次選題的目的是數控專業教學體系中構成數控技術專業知識及專業技能的重要組成部分，是運用CAD/CAM技術的一次綜合練習。傳統的模具設計是採用普通機牀應用系統方法分析和研究產品生產的問題和需求。

現代模具體類的數控加工設計理論已經不拘泥於系統論的理論基礎，開始強調產品尺寸精度，工藝嚴格性，從而更加有利於學生注重數控編程及操作的創新精神和實踐能力。隨着畢業設計做完，也將意味我的大學生活即將結束，但在這段時間裏面我覺得自己是努力並快樂的。在繁忙的的日子裏面，曾經為解決技術上的問題，而去翻我所學專業的書籍。經過這段時間我真正體會了很多，也感到了很多。

在兩年的大學生活裏，我覺得大多數人對本專業的認識還是不夠,在大二上學期初，學院曾為我們組織了一次在天航集團一個月的實習，但由於當時所學知識涉及本專業知識不多，更多的是衝牀。所看到的東西與本專業很難聯繫起來,所以對本專業掌握並不是很理想。

為了更深入的理解並掌握大學的專業知識，加強專業技能。我選擇的畢業設計課程是：汽車塑料內飾件產品的模具設計，以及利用CAD/CAM技術對所設計出的模具進行NC加工。通過次此的思考與分析，需要對刀具的材料、切削參數、機牀類型、加工工藝數控編程等多方面的問題給予考慮，這些方面的知識都需要我們去複習以前的知識，在對以前學的知識進行初步系統回顧之後，大腦形成一初步的印象。各專業課之間相關聯的知識也能很好的理解。

這次畢業設計，給我最大的體會就是熟練的操作技能來源於我們對專業知識掌握的熟練程度。比如，我們想加快編程程度，除了對各編程指令的熟練掌握之外，還需要你掌握零件工藝方面的知識，對於夾具的選擇，切削參數的設定我們必須十分清楚。

在上機操作時，我們只有練習各功能鍵的作用，在編程時才得心應手。因此，我總結出一個結論“理論是指導實踐的基礎，只有不斷在實踐中總結驗，並對先前的理論進行消化和創新，自己的水平會很快的提高”

本畢業的選題、設計內容、及設計的形成是在袁野老師的悉心指導下完成的。在畢業論文的完成過程中傾注了老師大量的心血，因此，在論文完成之際，特向我尊敬的老師表示衷心的感謝。

設計期間，我亦是非常感謝袁野老師的認真指導，在論文的設計過程中。

他給了我許多寶貴的經驗和好的加工方法。給我講解了一些工藝上的問題和要注意的事項，讓我在做論文時思路更加清晰。

通過此次設計使我掌握了科學研究的基本方法和思路，為今後的工作打下了基礎，在以後的日子我將會繼續保持這份做學問的態度和熱情.

4.2 參考資料

【1】機械製圖 朱強 人民郵電出版社 2009.5

【2】數控加工工藝 趙長旭 西安電子科技大學出版社2006.1

【3】數控機牀及其應用 李善術 機械工業出版社2001.5

【4】數控加工編程與操作 顧京 高等教育出版社2008.6

【5】數控編程 鄒新宇清華大學出版社2006.6

【6】模具設計實例精講 何滿才 人民郵電出版社2008.8

【7】Pro/E3.0實用教程 巫修海 胡如夫 郭建等 人民郵電出版社2007.11

數控技術畢業論文範文二

普通機牀的數控化改造

1.數控編程與其發展

數控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統中最能明顯發揮效益的環節之一，其在實現設計加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研製週期等方面發揮着重要作用。在諸如航空工業、汽車工業等領域有着大量的應用。由於生產實際的強烈需求，國內外都對數控編程技術進行了廣泛的研究，並取得了豐碩成果。下面就對數控編程及其發展作一些介紹。

1.1數控編程的基本概念 數控編程是從零件圖紙到獲得數控加工程序的全過程。它的主要任務是計算加工走刀中的刀位點(cutterlocationpoint簡稱CL點)。刀位點一般取為刀具軸線與刀具表面的交點，多軸加工中還要給出刀軸矢量。

1.2數控編程技術的發展概況

為了解決數控加工中的程序編制問題，50年代，MIT設計了一種專門用於機械零件數控加工程序編制的語言，稱為APT(AutomaticallyProgrammedTool)。其後，APT幾經發展，形成了諸如APTII、APTIII、APT(算法改進，增加多座標曲面加工編程功能) APTAC(Advancedcontouring),APT/SS(SculpturedSurface)等先進版。

採用APT語言編制數控程序具有程序簡煉，走刀控制靈活等優點，使數控加工編程從面向機牀指令的“彙編語言”級，上升到面向幾何元素仍有許多不便之處：採用語言定義零件幾何形狀，難以描述複雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性;缺少對零件形狀、刀具運動軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗證手段;難以和CAD數據庫和CAPP系統有效連接;不容易作到高度的自動化，集成化。

針對APT語言的缺點，1978年，法國達索飛機公司開始開發集三維設計、分析、NC加工一體化的系統，稱為為CATIA。隨後很快出現了象EUCLID，UGII，INTERGRAPH，Pro/Engineering，MasterCAM及NPU/GNCP等系統，這些系統都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，交互設計、修改及刀具軌跡生成，走刀過程的仿真顯示、驗證等問題，推動了CAD和CAM向一體化方向發展。

到了80年代，在CAD/CAM一體化概念的基礎上，逐步形成了計算機集成製造系統(CIMS)及並行工程(CE)的概念。目前，為了適應CIMS及CE發展的需要，數控編程系統正向集成化和智能化方向發展。

在集成化方面，以開發STEP(StandardfortheExchangeofProductModelData)標準的參數化特徵造型系統為主，目前已進行了大量卓有成效的工作，是國內外開發的熱點;在智能化方面，工作剛剛開始，還有待我們去努力INA 開式衝壓滾針軸承 HN2020 FAG 止推軸承座 BND3234-H-C-T-AF-S TSPW25- INA液壓桿端軸承 GIHRK80-DO QJ244-N2-MPA-C3 FAG 止推軸承座BND3080-Z-T-BL-S KWE15-G3-V4 NUP312-E-TVP2 FAG 球面滾子軸承22214-E1 INA 滾針和保持架組件 K40X45X13 中國機械工程市場上海世邦機器超前發展模式帶動礦山行業新走向機械工程城鎮中國投資推動多點支持工程機械再迎發展良機東盟我市印尼廈門廈工全系列產品赴印尼參展劍指東盟市場瑞安市公司零部件瑞安中建零部件通過ISO/TS16949:2009體系認證機牀瀋陽中國企業瀋陽機牀真相：一場深刻的變革已在內部醖釀今年鋼材新產品目標龍工首季產品銷量全面急增 漲價逾2%缸體柱塞磨損間隙汽車起重機用75泵的修復瀝青磨削工藝磨盤剪切機和磨機在改性瀝青成套設備中的應用.

2.人工智能的發展和應用

近年來，隨着計算機技術的迅猛發展和日益廣泛的應用，自然地會提出人類智力活動能不能由計算機來實現的問題。幾十年來，人們一向把計算機當作是隻能以極快地、熟練地、準確地運算數字的機器。

但是在當今世界要解決的問題並不完全是數值計算，像語言的理解和翻譯、圖形和聲音的識別、決策管理等都不屬於數值計算，特別像醫療診斷要有專門的特有的經驗和知識的醫師才能作出正確的診斷。這就要求計算機能從“數據處理”擴展到還能“知識處理”的範疇。計算機能力範疇的轉化是導至“人工智能”快速發展的重要因素。

2.1人工智能的定義

著名的美國斯坦福大學人工智能研究中心尼爾遜教授對人工智能下了這樣一個定義：“人工智能是關於知識的學科??怎樣表示知識以及怎樣獲得知識並使用知識的科學。”而另一個美國麻省理工學院的温斯頓教授認為：“人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作。”

這些説法反映了人工智能學科的基本思想和基本內容。即人工智能是研究人類智能活動的規律，構造具有一定智能的人工系統，研究如何讓計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。

人工智能(Artificial Intelligence，簡稱AI)是計算機學科的一個分支，二十世紀七十年代以來被稱為世界三大尖端技術之一(空間技術、能源技術、人工智能)。也被認為是二十一世紀(基因工程、納米科學、人工智能)三大尖端技術之一。這是因為近三十年來它獲得了迅速的發展，在很多學科領域都獲得了廣泛應用，並取得了豐碩的成果，人工智能已逐步成為一個獨立的分支，無論在理論和實踐上都已自成一個系統。

人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為(如學習、推理、思考、規劃等)的學科，主要包括計算機實現智能的原理、製造類似於人腦智能的計算機，使計算機能實現更高層次的應用。人工智能將涉及到計算機科學、心理學、哲學和語言學等學科。

可以説幾乎是自然科學和社會科學的所有學科，其範圍已遠遠超出了計算機科學的範疇，人工智能與思維科學的關係是實踐和理論的關係，人工智能是處於思維科學的技術應用層次，是它的一個應用分支。從思維觀點看，人工智能不僅限於邏輯思維，要考慮形象思維、靈感思維才能促進人工智能的突破性的發展，數學常被認為是多種學科的基礎科學，數學也進入語

言、思維領域，人工智能學科也必須借用數學工具，數學不僅在標準邏輯、模糊數學等範圍發揮作用，數學進入人工智能學科，它們將互相促進而更快地發展。 從實用觀點來看，人工智能是一門知識工程學：以知識為對象，研究知識的獲取、知識的表示方法和知識的使用。

2.2計算機與智能

通常我們用計算機，不僅要告訴計算機，要做什麼，還必須詳細地、正確地告訴計算機怎麼做。也就是説，人們要根據任務的要求，以適當的計算機語言，編制針對該任務的應用程序，才能應用計算機完成此項任務。這樣實際上是在人完全控制計算機完成的，是談不上計算機有“智能”。

大家都知道，世界國際象棋棋王卡斯帕羅夫與美國IBM公司的RS/6000(深藍)計算機系統於1997年5月11日進行了六局“人機大戰”，結果“深藍”以3.5比2.5的總比分獲勝。比賽結束了給人們留下了深刻的思考;下棋要獲勝要求選手要有很強的思維能力、記憶能力、豐富的下棋經驗，還得及時作出反映，迅速進行有效的處理，否則一着出錯滿皆輸，這顯然是個“智能”問題。

儘管開發“深藍”計算機的IBM專家也認為它離智能計算機還相差甚遠，但它以高速的並行的計算能力(2r108步/秒棋的計算速度)。實現了人類智力的計算機上的部分模擬。 從字面上看，“人工智能”就是用人工的方法在計算機上實現人的智能，或者説是人們使計算機具有類似於人的智能。

2.3智能與知識

在20世紀70年代以後，在許多國家都相繼開展了人工智能的研究，由於當時對實現機器智能理解得過於容易和片面，認為只要一些推理的定律加上強大的計算機就能有專家的水平和超人的能力。

這樣，雖然也獲得一定成果，但問題也跟着出現了，例如機器翻譯當時人們往往認為只要用一部雙向詞典及詞法知識，就能實現兩種語言文字的互譯，其實完全不是這麼一回事，例如，把英語句子“Time flies like an arrow”(光陰似箭)翻譯成日語，然後再譯回英語，竟然成為“蒼蠅喜歡箭”;當把英語“The spirit is willing but the flesh is weak”(心有餘而力不足)譯成俄語後，再譯回來竟變成“The wine is good but the meat is spoiled”(酒是好的但肉已變質)。

在其它方面也都遇到這樣或者那樣的困難。這時，本來對人工智能抱懷疑態度的人提出指責，甚至把人工智能説成是 “騙局”、“庸人自擾”，有些國家還削減人工智能的研究經費，一時人工智能的研究進入了低潮。

然而，人工智能研究的先驅者們沒有放棄，而是經過認真的反思、總結經驗和教訓，認識到人的.智能表現在人能學習知識，有了知識，能瞭解、運用已有的知識。正向思維科學所説“智能的核心是思維，人的一切智慧或智能都來自大腦思維活動，人類的一切知識都是人們思維的產物。”“一個系統之所以有智能是因為它具有可運用的知識。”

要讓計算機“聰明”起來，首先要解決計算機如何學會一些必要知識，以及如何運用學到的知識問題。只是對一般事物的思維規律進行探索是不可能解決較高層次問題的。人工智能研究的開展應當改變為以知識為中心來進行。

自從人工智能轉向以知識為中心進行研究以來，以專家知識為基礎開發的專家系統在許多領域裏獲得成功，例如：地礦勘探專家系統(PROSPECTOR)擁有 15種礦藏知識，能根據巖石標本及地質勘探數據對礦產資源進行估計和預測，能對礦牀分佈、儲藏量、品位、開採價值等進行推斷，制定合理的開採方案，成功地找到了超億美元的鉬礦。

又如專家系統(MYCIN)能識別51種病菌，正確使用23種抗菌素，可協助醫生診斷、治療細菌感染性血液病，為患者提供最佳處方，成功地處理了數百個病例。

它還通過以下的測試：在互相隔離的情況下，用MYCIN系統和九位斯坦福大學醫學院醫生，分別對十名不清楚感染源的患者進行診斷和處方，由八位專家進行評判，結果是MYCIN和三位醫生所開出的處方對症有效;而在是否對其它可能的病原體也有效而且用藥又不過量方面，MYCIN 則勝過了九位醫生。顯示出較高的水平。

專家系統的成功，充分表明知識是智能的基礎，人工智能的研究必須以知識為中心來進行。由於知識的表示、利用、獲取等的研究都取得較大的進展。因而，人工智能的研究得以解決了許多理論和技術上問題。

2.4人工智能研究的目標

1950年英國數學家圖靈(ng,1912—1954)發表了”計算機與智能”的論文中提出著名的“圖靈測試”，形象地提出人工智能應該達到的智能標準;圖靈在這篇論文中認為“不要問一個機器是否能思維，而是要看它能否通過以下的測試;讓人和機器分別位於兩個房間，他們只可通話，不能互相看見。

通過對話，如果人的一方不能區分對方是人還是機器，那麼就可以認為那台機器達到了人類智能的水平。圖靈為此特地設計了被稱為“圖靈夢想”的對話。在這段對話中“詢問者”代表人，“智者”代表機器，並且假定他們都讀過狄更斯(ens)的著名小説《匹克威克外傳》，對話內容如下：

詢問者：在14行詩的首行是“你如同夏日”，你不覺得“春日”更好嗎? 智者：它不合韻。

詢問者：“冬日”如何?它可完全合韻的。

智者：它確是合韻，但沒有人願意被比作“冬日”。

詢問者：你不是説過匹克威克先生讓你想起聖誕節嗎?

智者：是的。

詢問者：聖誕節是冬天的一個日子，我想匹克威克先生對這個比喻不會介意吧。 智者：我認為您不夠嚴謹，“冬日”指的是一般冬天的日子，而不是某個特別的日子，如聖誕節。

從上面的對話可以看出，能滿足這樣的要求，要求計算機不僅能模擬而且可以延伸、擴展人的智能，達到甚至超過人類智能的水平，在目前是難以達到的，它是人工智能研究的根本目標。

人工智能研究的近期目標;是使現有的計算機不僅能做一般的數值計算及非數值信息的數據處理，而且能運用知識處理問題，能模擬人類的部分智能行為。按照這一目標，根據現行的計算機的特點研究實現智能的有關理論、技術和方法，建立相應的智能系統。例如目前研究開發的專家系統，機器翻譯系統、模式識別系統、機器學習系統、機器人等。

2.5人工智能的研究領域

目前，人工智能的研究是與具體領域相結合進行的。基本上有如下領域; 專家系統,專家系統是依靠人類專家已有的知識建立起來的知識系統，目前專家系統是人工智能研究中開展較早、最活躍、成效最多的領域，廣泛應用於醫療診斷、地質勘探、石油化工、軍事、文化教育等各方面。它是在特定的領域內具有相應的知識和經驗的程序系統，它應用人工智能技術、模擬人類專家解決問題時的思維過程，來求解領域內的各種問題，達到或接近專家的水平。

2.6機器學習

要使計算機具有知識一般有兩種方法;一種是由知識工程師將有關的知識歸納、整理，並且表示為計算機可以接受、處理的方式輸入計算機。另一種是使計算機本身有獲得知識的能力，它可以學習人類已有的知識，並且在實踐過程中不總結、完善，這種方式稱為機器學習。

機器學習的研究，主要在以下三個方面進行：一是研究人類學習的機理、人腦思維的過程;和機器學習的方法;以及建立針對具體任務的學習系統。

機器學習的研究是在信息科學、腦科學、神經心理學、邏輯學、模糊數學等多種學科基礎上的。依賴於這些學科而共同發展。目前已經取得很大的進展，但還沒有能完全解決問題。

2.7模式識別

模式識別是研究如何使機器具有感知能力，主要研究視覺模式和聽覺模式的識別。如識別物體、地形、圖象、字體(如簽字)等。在日常生活各方面以及軍事上都有廣大的用途。近年來迅速發展起來應用模糊數學模式、人工神經網絡模式的方法逐漸取代傳統的用統計模式和結構模式的識別方法。 特別神經網絡方法在模式識別中取得較大進展。

2.8理解自然語言

計算機如能“聽懂”人的語言(如漢語、英語等)，便可以直接用口語操作計算機，這將給人們帶極大的便利。計算機理解自然語言的研究有以下三個目標：一是計算機能正確理解人類的自然語言輸入的信息，並能正確答覆(或響應)輸入的信息。二是計算機對輸入的信息能產生相應的摘要，而且複述輸入的內容。三是計算機能把輸入的自然語言翻譯成要求的另一種語言，如將漢語譯成英語或將英語譯成漢語等。目前，研究計算機進行文字或語言的自動翻譯，人們作了大量的嘗試，還沒有找到最佳的方法，有待於更進一步深入探索。

2.9機器人學

機器人是一種能模擬人的行為的機械，對它的研究經歷了三代的發展過程： 第一代(程序控制)機器人：這種機器人一般是按以下二種方式“學會”工作的;一種是由設計師預先按工作流程編寫好程序存貯在機器人的內部存儲器，在程序控制下工作。另一種是被稱為“示教—再現”方式，這種方式是在機器人第一次執行任務之前，由技術人員引導機器人操作，機器人將整個操作過程一步一步地記

錄下來，每一步操作都表示為指令。示教結束後，機器人按指令順序完成工作(即再現)。如任務或環境有了改變，要重新進行程序設計。這種機器人能盡心盡責的在機牀、熔爐、焊機、生產線上工作。日前商品化、實用化的機器人大都屬於這一類。

這種機器人最大的缺點是它只能刻板地按程序完成工作，環境稍有變化(如加工物品略有傾斜)就會出問題，甚至發生危險，這是由於它沒有感覺功能，在日本曾發生過機器人把現場的一個工人抓起來塞到刀具下面的情況。

第二代(自適應)機器人：這種機器人配備有相應的感覺傳感器(如視覺、聽覺、觸覺傳感器等)，能取得作業環境、操作對象等簡單的信息，並由機器人體內的計算機進行分析、處理，控制機器人的動作。雖然第二代機器人具有一些初級的智能，但還需要技術人員協調工作。目前已經有了一些商品化的產品。

第三代(智能)機器人：智能機器人具有類似於人的智能，它裝備了高靈敏度的傳感器，因而具有超過一般人的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺的能力，能對感知的信息進行分析，控制自己的行為，處理環境發生的變化，完成交給的各種複雜、困難的任務。而且有自我學習、歸納、總結、提高已掌握知識的能力。目前研製的智能機器人大都只具有部分的智能，和真正的意義上的智能機器人，還差得很遠。

2.10智能決策支持系統

決策支持系統是屬於管理科學的範疇，它與“知識—智能”有着極其密切的關係。在80年代以來專家系統在許多方面取得成功，將人工智能中特別是智能和知識處理技術應用於決策支持系統，擴大了決策支持系統的應用範圍，提高了系統解決問題的能力，這就成為智能決策支持系統。

2.11人工神經網絡

人工神經網絡是在研究人腦的奧祕中得到啟發，試圖用大量的處理單元(人工神經元、處理元件、電子元件等)模仿人腦神經系統工程結構和工作機理。 在人工神經網絡中，信息的處理是由神經元之間的相互作用來實現的，知識與信息的存儲表現為網絡元件互連間分佈式的物理聯繫，網絡的學習和識別取決於和神經元連接權值的動態演化過程。

多年來，人工神經網絡的研究取得了較大的進展，成為具有一種獨特風格的信息處理學科。當然目前的研究還只是一些簡單的人工神經網絡模型。要建立起一套完整的理論和技術系統，需要作出更多努力和探討。然而人工神經網絡已經成為人工智能中極其重要的一個研究領域。

3.全文總結

人類經過五千的發展進入了基於知識的“知識經濟”。人類社會空前地高速發展。知識是智能的基礎，知識只有轉化為智能才能發揮作用，知識無限的積累，智能也就將在人類社會起越來越大的作用，更有人提出：知識經濟的進一步發展將是“智能經濟”。

“智能經濟”是基於“廣義智能”的經濟，“廣義智能”包含：人的智能、人工智能以及人和智能機器相結合的“集成智能”。可以想象基於廣義智能的“智能經濟”將比基於知識的“知識經濟”將具有更高的智能水平，更高更快發展速度。