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数字化技术与制造技术范文1
关键词 图学教育 改革 现代制造技术
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.10.064
Practice and Research of Teaching Reform on Mechanical
Drawing of Digital Manufacturing Technology
SUN Baofu， ZHONG Zhixian
（College of Mechanical and Control Engineering， Guilin University of Technology， Guilin， Guangxi 541004）
Abstract Graph is engineering language. With the rapid development of modern manufacturing technology， graphics education in teaching content， teaching method and teaching means also faces the reform， to adapt to the development needs. In this paper， the present situation， reform ideas and reform measures are studied， and the detailed reform steps are formulated.
Key words graphics education; reform; modern manufacturing technology
0 引言
随着现代工业的飞速发展，产品更新速度的加快，新型的制造技术在我国的应用越来越广泛，其中，数字化的制造技术已成为其典型代表。所谓数字化制造技术是指：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。发达国家以及我国大部分大中型企业已经实现了数字化的制造技术，它包括了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、产品数据管理（PDM）等内容。①而其中，产品的数字模型作为贯穿所有制造过程的一条主线，其表现形式、包含内容、建立方法、信息含量等尤为重要。在传统制造中，二维的工程图样承担了制造过程中的所有信息。然而，随着计算机技术和信息技术的飞速发展，以及如UG、PROE、Solidworks等新型综合软件层出不穷，传统的信息载体已越来越不适应现代制造技术的发展水平，改革势在必行。
1 改革思路
在传统的机械制图教学体系中，产品装配图和零件图的阅读与绘制是制图教学的最终落脚点。产品的装配工艺离不开装配图中的装配与配合尺寸、明细栏、装配要求等相关内容，而零件的制造的工艺信息则存在于零件图中的尺寸标注、技术要求之中。然而，无论是哪一种图样，对零件的形状、结构以及组成的表达都是读图与绘图的基础，所以，对工程图样表达方法的学习仍然是制图教学的重中之重。而对图样表达方法的掌握是以画法几何内容的学习为基础的，它是利用投影的基本知识，实现了三维实体与二维图样的相互转换。然而，由于画法几何部分内容的抽象性，造成了学生学习制图的枯燥与乏味，严重影响了学习的效果。
为适应现代制造技术的发展，机械制图的教学则需从以下几个方面进行相应的改革：（1）机械制图建模方式的转化。基于数字化制造技术之上的工程信息的载体已经从传统的二维模型向三维模型转化，依照三维建模设计的思想，根据实体的构成原理与构成方法，进行三维实体建模。这一建模理念忽略了点、线、面在制图中的基础作用，减少了教学内容，同时也培养了学生现代设计思想和设计方法。所以，从工程图学的教学内容来看，三维建模应贯穿教学全过程;（2）机械制图与计算机技术的融合。计算机技术在现代制造技术的地位和作用是无以替代的，作为基础课程的机械制图，自然也是无法割舍的。许多年来，众多的专家学者在二者的结合内容、形式、方法、途径等方面进行研究与实践，但大部分都归结于二者内容比例问题、时间前后问题。因为是传统的二维工程图样的教学，所以所用的教学软件基本都是AutoCAD，从而不能适应三维建模的需求。现代制造技术下的机械制图，其三维建模软件得到了根本性的改变，往往是运用一些大型的、集成的软件，例如UG、Pro/e、Solidworks等。选择什么样的软、硬件，如何实现与理论教学进行合理有效融合将是我们面临的另一选择;（3）机械制图与相关专业知识的整合。利用集成软件进行建模的过程实际上就是一个对零件设计、分析、检验的工程，所以这门课程的名称也应该称之计算机辅助设计与绘图（CADD），它不仅需要计算机技术的支持，同时也要求建模者具备充分的专业知识和专业技能。②怎样实现这一教学内容的整合，又如何恰当把握教学时机的安排是教学改革的重要课题。
上述的三项内容是相互关联、彼此依存的，而建模方式的转变是一条主线贯穿其中，对此，大连理工大学、清华大学以及北京航空航天大学均有研究，然而对与专业课程的整合虽有专家提出，却没有实际的研究成果，更没有符合这一教改思想的教材或教学内容大纲，这在全国尚属首创。
2 改革实践
在获得广西教育厅教改工程项目立项支持之后，我们在实际的教学中专门拿出了一个实验班，自己编制教材，进行了相关的课程改革试验。在教学过程中，取消了点、线、面的投影，截交线、相贯线的投影等原来较为繁琐且较抽象的内容，但保留了投影的基本知识，使得学生清楚二维工程图样的由来。三维建模则采用Solidworks软件，从棱柱、棱锥、圆柱、圆锥等基本形体的建模开始，完成基本形体的切割、基本形体的叠加等组合体的建模过程，然后将三维实体模型进行二维转换，直接形成二维工程图，从而加深对工程图的理解。
在完全掌握复杂形体的三维建模之后，对工程图样的表达方法、标准件常用件的表达方式、零件图、装配图等章节的学习依然不能缺少。他们是机械制图学习的落脚点，也应该是学习的重点。这便又从三维回到了二维，所以，投影知识的学习是必不可少的。
在完全掌握复杂形体的三维建模之后，通过对相关课程内容的整合，它不仅是机械制图这一门课程的任务，还关联到相关的专业及专业基础课程，涉及的面广，改革的难度较大。通过与计算机技术的融合，从而实现建模方式的转变，是我们研究的重点。符合这一教改思想的教材的编写、教学方式方法的转变、教学内容与范围的确定是这一课题研究的关键问题。它需要集中一定的人力、物力，对相关院校及企业进行走访与调研，并且还要申请相关软件公司的支持与协助才能够得以顺利实施这一课题的研究。
3 实施方案（图1）
4 结语
机械制图是机械、机电专业或近机类专业必修的一门专业基础课程，但因其对学生的空间思维能力以及空间想象能力要求较高，所以，学生的学习的困难程度较大。改革之后课程从其建模方式将以三维建模为主，从而降低了课程的抽象性，同时也提高了学生对相关软件的熟悉程度及学习热情。
教改项目：广西高等教育教学改革工程项目，桂教高教【2013】28
注释
数字化技术与制造技术范文2
关键词：机械制造；自动化；计算机技术；通讯技术；制造业
中图分类号：G356.6
随着科学技术的发展，机械制造技术和自动化技术也在快速发展，根据现代化市场的需求，机械制造业和自动化技术已经紧密联系在了一起。制造自动化技术的先进性有目共睹，它是先进的制造流程工艺、计算机技术等多个系统学科的结合应用，自动化的内容还是以计算机技术的应用为主要元素。自动化技术是现代制造业的主流技术，它可以解放劳动力，把体力劳动与技术、流程、工艺等元素结合在一起，既节省了人力，也提高了生产力，使现代化企业能够实现自动化的批量生产，推动了社会进步，成为了各行业领域飞速发展的助推器。
1 我国机械制造自动化的现状
机械自动化技术自出现伊始到现在的发展应用，速度非常之快，特别是在计算机技术应用的集成化的大发展影响下，更是发展迅速。机械制造自动化主要是利用计算机技术的集成化系统进行制造，极大地提高了机械制造自动化的发展速度，但是我国的机械制造自动化技术还处于发展的初始阶段，这也是因为受到国情的影响。
我们国家的发展时间还很短，所以导致我国的机械制造自动化发展不平衡，机械制造自动化的使用高低落差较大，设备的先进程度和产品质量以及技术操作等方面与发达国家相比还有着不小的差距。我国的机械制造自动化技术发展不能急于求成，应当稳健前行，在充分学习的基础上，研究发展自己的机械制造自动化技术。
由于我国建国时间短，各发展领域处于摸索阶段，机械制造自动化技术产业的发展时间更为短暂，大部分机械制造自动化技术都是学习和模仿其他先进国家，有些技术并不适合我们国家的发展条件，所以我们应该发展有自己特色的机械制造自动化技术产业路线。
2 新形势下我国机械制造自动化的新趋势
2.1 机械制造自动化技术发展全球化
近年来，机械制造自动化技术发展过程中，我国很多知名企业进入国际市场后，在激烈的国际市场竞争中频频落败。还有计算机网络技术发展和应用的迅速加快和流行，更是刺激了国际市场的竞争，使其激烈程度不断提高。机械制造自动化技术要发展，首先要解决的就是计算机网络化和通讯技术的发展和应用方面的问题，只有这些问题解决了，机械制造自动化技术才能跟上时代的脚步，得以全球化发展。
2.2 机械制造技术数字化
随着通讯技术和计算机应用技术的不断发展，数字化制造的快速应用，使企业的生产和管理等各方面都有了翻天覆地的变化。全球机械制造业的用户都已经开始利用网络平台来信息，机械制造企业也通过网络来寻找和开拓市场。在这样一个数字化制造环境下，机械制造自动化各项技术的发展找到了一个虚拟化的数字平台，利用这个平台，在产品开发阶段模拟产品的生产加工等各个流程的全部内容，检验产品的性能以及市场适应能力等。
2.3 机械制造自动化技术绿色化
“绿色环保”是新时代的一个最大话题，环境的保护现在已经升级为全球化的重大问题，无论是个人、企业还是国家都要引起重视。人类要从各个方面、各个环节开始，促进人类和大自然的和谐相处。制造自动化应该从设计阶段开始，一直到产品的制造阶段以及销售和使用、维护等阶段都充分地考虑环境保护的问题，特别是产品的回收和再利用等各个阶段的环境保护问题。同时，我们不仅要保护自然环境，还要保护生产者的生产环境。在以人为本、人性化管理理论被人们广为接受和推广的今天，为生产者创造一个绿色的生产环境也是社会所激励和倡导的。
3 我国机械制造自动化技术的发展应该注意的问题
我国的机械制造自动化技术发展，应该坚持以我国的基本国情出发，不要盲目地复制发达国家的发展过程，要着眼于我国的基本国策，以可持续发展作为基本前提，全面考虑国家各个层次的真实情况，制定适合我们自己的机械制造自动化技术发展路线。
3.1 发展实用性的机械制造自动化技术
我国是一个制造业大国，机械制造业虽然规模很大，但是由于发展时间短，基础并不牢固，而且在机械制造自动化技术等方面还落后于很多发达国家。现阶段，机械制造自动化技术的发展应该以市场为导向，发展真正被市场需要的自动化技术，切勿盲目追求自动化，而忽略了其他方面的因素。真正做到从效率到质量、从成本到效益有机统一的机械制造自动化技术才是我们应该着重发展的实用性技术。
3.2 发展低成本的机械制造自动化技术
当前社会，所有企业都追求以最小的投资换取最大的收益。谁能做到这条，谁就能在激烈的市场竞争中存活下来，并且获得巨大的利润。与我国的经济快速发展相对应的是能源的快速消耗。所以在新的历史时期，“节能减排”就成为我国发展的一个主题。机械制造业是我国的基础性产业，对于能源的消耗也是非常大的，我们应当着力发展低成本、低消耗的机械制造自动化技术，将能源利用率提高到最大程度、资源浪费降低到最小程度，只有这样我们才能坚持可持续发展的道路。
3.3 注重发展一体化的机械制造自动化技术
机械制造自动化技术的发展固然重要，但是同时也要配套发展自动化元件以及自动化的控制体系等。注重自动化、一体化的产品开发和利用，而不是各自为政，只为关键环节服务，那样的制造自动化是片面的。只有发展全面的一体化的机械制造自动化技术才能让我们适应国际竞争的大形势，才能在机械制造自动化领域有更高更快的发展。
4 结语
机械制造业在所有的国家都有重要的地位，而自动化技术能够带动机械制造业的飞速发展，所以，追求机械制造自动化技术的发展成为机械制造业的重中之重。机械制造自动化是一个动态的产业概念，在新的时代环境下，对世界经济的发展有着重要的意义，一个国家只有大量发展先进的机械制造自动化技术，才能大力发展经济，才能更好地在当前的世界格局面前站稳脚跟。
参考文献
[1] 姜桂平.先进制造技术及其发展趋势[J].天津职业院校联合学报，2006，（2）.
数字化技术与制造技术范文3
关键词：机械制造；自动化技术；应用；发展
引言
机械制造作为我国国民经济的重要产业，在经济发展中所发挥的作用是不言而喻的，是人们生产生活的重要组成，其技术的提高能够从根本上提升人们的生活品质。在科学技术日益更新的大背景下，进一步提高机械制造的技术水平与科技含量，从而使制造业发展更为顺畅，是现阶段制造业发展所关注的重点内容。这样看来，自动化技术应该在机械制造业中得到有效的应用，能够保证机械制造的自动化和持续化生产，提高生产效率，全面保证机械制造业的转型与升级，这既是科技发展的一种历史必然，也是机械制造业未来的发展趋势。关于机械制造和自动化技术之间的关系和具体应用的探讨就显得很有必要了，文章将做具体的分析。
1发展机械制造自动化技术的重要性
自动化技术是机械制造业发展中较为重要的技术，也是使机械制造业繁荣发展的主要标志。有了自动化技术就能够大幅度提高制造业的工作效率，使机械制造的生产加工达到自动化和连续化，将加工过程得到良好的优化，从而降低生产成本，提高机械制造的技术水平和科技含量。从这一点上可以看出，自动化技术是机械制造业发展的航向标，在机械制造业的未来发展中将占有重要的位置，并发挥不可替代的作用。从某种意义上来讲，自动化技术的发展水平是制造业发展水平的集中体现，能够使制造业实现良性发展。除了会影响到机械制造业的未来发展外，还是衡量国民经济发展的重要手段。所以自动化技术在机械制造中的应用应该得到关注，这是必要的也是必须的，从我国国情出发不断的发展自动化技术，使机械制造水平也不断地得到提升，是机械制造发展的重点。
2发展机械制造自动化技术的主要策略
2.1因地制宜，发展实用自动化技术
自动化技术的发展要从我国的实际情况出发，这样所得到的发展目标才具有可操作性和可靠性。技术的更新发展是需要注意的地方，关于应用也绝对不可忽视。企业实际的发展状态是自动化技术应用所应该关注的问题，要保证所应用的技术始终与企业保持一致，以便促进企业的更好发展，获得更多的经济效益。自动化的发展不能盲目，要切实的从企业发展实际出发，首先要考虑到实用价值，因为只有适用于企业的发展，才能使应用有的放矢，有用武之地。但如果只是一味的想要实现机械设备的自动化与智能化，而没有经过科学的研究，想要得到预期的效果也是很难的。也要重点关注技术的引进与创新，彻底转变传统的低负荷率生产方式，依据现有的技术水平和发展情况确定自动化技术的应用途径，能够实现生产效益和速度的全面提高。
2.2提高效率，发展低成本自动化技术
现阶段我国自动化技术的引进与推广的重点应该放在投资少、效益高的基础上，提高自动化技术的水平，新型的低成本技术也是重点内容，实现资源的优化配置，实现小成本、大回报。这种低成本技术是由美国提出的LP生产模式。这也就是说在大力发展机械制造自动化技术时，技术和设备的引进是很重要的，然后再从发展的实际情况出发，使设备的升级改造更加科学，调整机床布局，降低设备和资金的投入，全面提高经济效益。还要不断提升机械制造设备的技术含量，提高技术人员的专业水平和综合素质，实现技术和人的有机结合，并且相互促进，使机械制造自动化水平全面提升。自动化改装在一些企业中已经得到了具体的实现，能够大大降低投资成本。在自动化技术的发展和通用机改装上的研究也需要加强，总而言之，机械自动化技术具有广阔的发展前景，必将推动企业在良性的轨道上更加稳步的前行。
2.3提高技术含量，发展现代自动化技术
自动化技术的发展应遵循从低到高、从简单到复杂阶段，当自动控制器在机械制造中应用后，标志着我国的机械制造走上了自动化的发展之路，并实现了由人工控制向机械和数字控制的转化。自动化工厂所代表的是机械制造发展的趋向，实现了自动化工厂才能使生产效率得到大大地提高。但应该清醒的认识到其发展不是一朝一夕就可以完成的，必须经过相关技术人员不懈的努力，才能成为可能。我国的机械制造业与发达国家相比还有一定的距离。我们应加强技术人员的专业技能，积极总结经验，使自动化技术实现持续、稳定、良好的发展。在机械制造的切削加工上，半自动机床和组合机床仍旧是主流设备，大批量的自动化生产模式没有建立，刚性的自动化生产是未来的发展方向，这样才能获得更多的经济效益。在机械制造的成批生产线上，生产的品种多，还可以重新调整设备，以成组工段的方式来发展自动化水平更高的生产线。自动线也可以更换为主轴箱组合机床，在自动生产线中发展成组自动化的生产模式。
2.4做好基础工作，发展配套自动化技术
在发展自动化技术的过程中，技术含量高的技术自然是应该得到大力提倡的，但关于自动化技术的配套设施也要做好，注重自动化技术的发展基础，提高自动化技术的水平。各个项目的基础工作都要做好，并以企业自身的实际来发展机械制造主机，提高控制系统和各种元器件的技术水平，进而提升整个系统自动化水平。自动化控制技术的发展中，要关注编程控制器和传感器等设备，微处理机和各种刀具也要符合自动化技术的发展需要，以先进的计算机软件和控制系统管控自动化技术，便于机械制造技术走在数字化、智能化和自动化的道路上。还应发展更多性能好、智能化水平高的机电产品设备。在发展机械制造自动化技术中，要不断提高系统的刚性和耐性，优化系统结构，使生产设备的质量与体积不断优化。还要采用微电子和自动控制高新技术来提升机械制造的技术水准和科技含量，实现机械制造过程的自动化控制和检测，并使系统能够得到最终的完善。还要利用计算机进行信息的传输和处理，保证各种数据的运算和生产决策能够得到顺利实施。
3结束语
综上所述，自动化技术在机械制造业的良好发展，既能够提高机械制造的生产效率，获得更多的经济效益，还能提高企业竞争力，扩大市场份额，使企业实现更快更好的发展。显而易见应加大科学技术的投入力度，大力发展机械自动化技术，还要与我国的发展现状，企业自身的需要有机结合起来，这样有利于更好地发展，为企业提供更多地经济效益和社会效益，同时也能实现我国国民经济持续、健康、稳定的发展。
参考文献
[1]赵勇，李树平，赵丹关于机械制造与自动化的研究[J].中国石油和化工标准与质量，2012（9）.
[2]周韶翔.机械制造与自动化技术的发展[J].科技与企业，2013（4）．
[3]白晓海，刘岩．浅析机械制造与自动化应用[J]．内蒙古石油化工，2012（10）.
数字化技术与制造技术范文4
【关键词】机械自动化；技术核心；制造模式
随着我国科技的不断进步，机械工业也有了进一步的发展。传统的机械制造模式逐渐的被淘汰，新型的制造模式顺势而生。在机械工业不断发展的过程中，实现了机械自动化，机械自动化技术的应用，对新时期机械工作的发展奠定了基础。
一.机械自动化的现状
目前，我国的机械自动化技术有了进一步的发展，但是，与发达国家相比较，还是比较落后，仍然需要继续深入研究。机械自动化技术在发展的过程中，受传统工作模式的影响，制造水平较低，而且思维不够活跃，这些问题的存在，在一定程度上限制了机械自动化技术的发展。我国机械自动化技术以下问题：第一，控制能力有待加强。在机械工业中应用机械自动化技术，机械自动化技术的作用不能得到有效的发挥，对机械自动化的控制能力还有待加强；第二，管理理论落后。受传统管理理论的影响，管理方式比较落后，已经不能适应当今社会的发展趋势。机械自动化技术可以发挥作用，就必须创新管理理论，这样才能使机械自动化技术的优势得到充分的发挥[1]。
二、机械自动化的技术核心
2.1机械自动化的数控技术
数控技术，就是数字化控制技术，它是将工作人员预先编制好的工作程序，安置在电脑中，然后通过控制电脑，对机械零件进行加工。数控技术的有效应用，使大量的机械设备被淘汰，从而降低了购买机械设备的成本，与此同时，还提高了生产效率。员工编制的程序是数控技术实施的基础，对数控技术的发展有着重要的影响，并且员工编制的程序越完善，对机械的控制能力就越强，还可以提高机械的智能化，这样就可以实现使用数控技术对生产过程进行监督，及时发现生产中的问题，然后自行进行修复[2]。数控技术智能化的程度越高，工作效率就越高，并且能够有效的降低生产过程中的出错率，对机械工业的发展具有积极的作用。机械自动化是机械工业发展的主流，那么，数控技术就是机械自动化发展的中流砥柱。
2.2机械自动化的网络化
我国计算机技术的飞速发展，带动了我国网络的发展。随着计算机技术的广泛应用，相应的技术就逐渐的演化成网络化技术。网络化，就是指在利用计算机技术的基础上，将分布在不同地域的数字化设备连接在一起，在遵循协议的基础上，建立一个畅通的信息通信渠道，实现远距离数据共享。在机械自动化技术的发展过程中，数字控制技术的广泛应用，促使CAD技术以及CAM技术也与数字控制技术建立了关系，三者进行了有效的结合，机械行业的生产机床也开展了网络数据共享，从而推动了机械自动化技术的网络化发展[3]。
三.机械自动化的制造模式探索
3.1“车间-工人”的制造模式有所改变
在机械行业中，传统的制造模式是“车间-工人”，企业需要大量的车间、生产线以及工人，一切生产工作都需要工人来执行。在车间开展各项工作的工作人员，文化素养普遍较低，具有专业的车间生产工作能力，在这样的情况下，由工人操作生产出的产品，不仅数量较低，而且质量得不到有效的保证，对机械行业的发展有着不利的影响。随着我国科技技术的不断提高，机械自动化技术被广泛的应用，机械自动化技术的出现，有效的解决了产品质量问题。机械自动化制造模式，具有优越的性能，它的使用可以在减少工作人员的基础上，维持设备的正常运行，这样一来，企业就不需要雇佣大量的员工，减少了劳务成本支出。与此同时，车间的工作流程也随之减少了，从而实现机械自动化生产，在减少了工作人员劳动量的基础上，提高了生产的效率[4]。
3.2流水线的生产
在机械行业中，传统的生产方法是流水线生产，大部分生产工作都是由企业的工作人员进行的，这样不仅不能保证生产出的产品的质量，生产效率还非常的低。传统的流水线生产模式，存在很多缺点。例如，机械传输带的速率是固定的，而员工的工作效率是不固定的，两者在配合工作的过程中，错误率很高。有些企业为了提高生产效率，让员工加快工作速度，跟上传输带的速率，这就使员工的工作强度增强，员工在长期负荷工作之后，会出现疲倦、焦躁等感觉，这就为员工的工作埋下了安全隐患。机械自动化技术的出现，有效的解决了传统的流水线生产存在的弊端[5]。在流水线生产中，使用的都是机械，从原材料的加工到产品的生产、组装以及检测成品等过程，都是机械自动完成的，这就在很大程度上降低了工作人员的劳动量，并且提高了生产的效率，保证了产品的质量。
3.3智能化的控制
机械的智能化控制，主要表现在以下两个方面，一方面是对生产出的产品进行检测；另一方面是对产品进行复装，这两道程序充分体现了机械的智能化。对机械进行智能化制造，可以先设计有效的智能化程序，然后将程序安装在电脑上，最后通过电脑控制机械，从而实现对机械智能化的控制。智能化机械设计，可以使机械具有分辨识别的能力，机械可以在生产出的产品中，准确的甄别出存在问题的产品，然后对有问题的产品进行判断，根据判断的结果决定是剔除产品或是对产品进行复装。机械智能化控制，在很大程度上弥补了人工生产产品可能出现的疏漏[6]。通过应用智能化的机械，可以对生产出的产品进行检测以及复装，对产品质量的严格监控，可以在提高生产效率的基础上，促使产品生产工作更加准确、高效的进行。
结束语：
机械自动化是在长期的研究之后，才开始广泛的投入使用。对机械自动化技术的核心进行深入的分析，可以更加清楚了解到自动化技术的意义。机械自动化技术的出现，使传统生产过程中存在的问题得到了有效的解决，机械自动化技术的应用，简化了操作流程，减少了企业人力资源的投入，降低了企业的劳务成本，并且在保证产品质量的同时，提高了产品的生产效率。高效的机械自动化技术，是未来机械行业的发展主流，它的发展，是时展的必然结果。并且随着机械自动化制造模式的不断创新，机械自动化技术会逐渐的完善，将会更加的自动化、智能化，机械自动化技术所具有的高效性以及精准性，也必将会更加的精益求精。
参考文献：
[1] 薜国芳.机械自动化的技术核心与制造模式分析[J].煤炭技术，2013（10）：18-19.
[2] 王华生，刘志伟.机械自动化的技术核心与制造模式研究[J].中国机械，2014（14）：230-231.
[3] 左广州.机械自动化的技术核心与制造模式研究[J].河南科技，2014（19）：89.
[4] 刘春芝.机械自动化的技术核心与制造模式分析[J].黑龙江科技信息，2013（32）：19-19.
数字化技术与制造技术范文5
关键词：噪声抑制阈值延时时间PCM编解码CPLD器件
语音信号的噪声抑制技术是基于人耳的声音屏蔽效应的，即当有较强的声音信号时，较小的噪声信号将被屏蔽而不易被听到。
在具有噪声抑制功能的语音通信设备中，没有语音信号时噪声抑制电路将信道关闭，使噪声信号不能到达语音终端，避免了噪声出现；语音信号来到时，噪声抑制电路自动打开信道，这时虽然噪声语音一起送到语音终端，但由于声音屏蔽效应，噪声的存在可以忽略。
模式式的噪声抑制电路直接对语音模拟信号进行处理，通常主要由取样放大器、模拟比较器、模拟开关、阻容延时器件等组成。因其集成度低、参数调整困难、设定的噪声抑制参数易受环境因素影响而漂移，使得噪声抑制性能难以得到保证。
在为某国孙工程研制新一代语音指挥通信设备时，为了避免模拟式噪声抑制技术的缺点，采用了数字化的噪声抑制技术。这一技术，是在对模拟语音信号进行PCM编码后，再用CPLD（复杂可编程逻辑器件）对PCM码流进行数字化噪声抑制处理，然后将PCM信号解码还原为模拟语音信号。结果，不仅获得了优良的噪声抑制效果，而且能够用软件调节噪声抑制参数，设备的集成主和稳定性都有显著提高。
1噪声抑制电路的主要技术参数
噪声抑制电路的主要技术参数为：噪声抑制阈值、前道时时间、后延时时间。
噪声抑制阀值是指打开语音信道的门限电平值。在阈值之下的信号认为是噪声，关闭语音信道；在阈值之上的信号则认为是语音，打开语音信道。这一阈值可根据环境噪声的大小、外来干扰的严重程度及语音信号的幅度而进行设置。例如，当语音信噪比为30dB时，噪声抑制阈值可设为32mV左右。
前延时时间是指语音信号在超过阈值后到语音信道打开的延时时间。这一时间太长将造成语音的起始音素被切除（称为“头切”），是不能允许的。但这一时间又不能太短，太短的话任何幅度超过噪声抑制阈值的突发的短暂干扰都会立刻打开语音通道并将这干扰送到语音终端，破坏静音效果。为尽可能地吸收这类干扰又不至于造成“头切”，根据语音声学特征的有关统计资料与经验数值，前延时时间可在0.5～4ms之间选择。
后延时时间是指在噪声抑制门限被打开并自己传送语音时，从语音信号幅度回落至噪声抑制阈值之下到语音信道关闭的延时时间。由于语音信号波形的动态范围很大，讲话时又随着语气的变化而起伏停顿，因此后延时时间太短会造成语音的断续，影响语音传送质量。后延时时间太长，则造成语音停顿时噪声拖尾，同样影响语音质量。为兼顾这两方面，后延时时间的量值范围约为0.05～0.5s左右。
由于语音特点因人而异，环境噪声和外界干扰情况又常有不同，所以上述的噪声抑制三参数经常需要在语音通信的过程中进行调节。在使用模拟噪声抑制电路时，这些参数是用电位器或开关来调节的。在使用模拟噪声抑制电路时，这些参数是用电位器或开关来调节的。采用数字化噪声抑制技术后，通过软件就可以设定和调节这些参数了。
2语音信号的数字化
采用数字化噪声抑制技术，必须先将语音信号数字化。模拟语音信号的数字化有多种方法，最通用的是按照G.711标准进行PCM编码[1]。对于频带为300～3400Hz的语音信号，采用2.048MHz的取样时钟，以8kHz的速率进行8位取样，取样数据按A律编码，偶数位交替反转。多路语音信号可以分配不同的取样时隙，32个时隙（125μs）组成一帧。
PCM编解码芯片选用NationalSemiconductor公司的TP3094[2]。该芯片为44引脚PLCC封装，单一5V供电，集成了四路PCM编解码电路，压扩方式为A/μ律可选，片内自带电压基准、低通接收滤波器和带通发送滤波器，通过外接电阻可以调节输入信号的增益。
TP3094可采用长帧和短帧两种同步方式，外接帧信号和2.048MHz的时钟即可工作。TP3094在进行PCM编解码时的工作方式有8bit和32bit两种，以8bit方式工作时需为每路语音的PCM码提供单独的帧同步信号，而以32bit方式工作时只要为第一个时隙提供短帧同步信号即可自动完成对其后连续的另三路PCM语音编码同步。在以32bit方式作时，还可以采用多片TP3094芯片级联工作。
图1所示为两片TP30094级联成为八路PCM语音编解码电路。图中TP3094的VCI0～VXI3为四种语音输入端，GXO0～GXO3为各路的增益调节端，在VXI和GXO之间接一电阻，此电阻与VXI端至信号源间的电阻比值可决定该路语音信号的输入增益。VRO0～VRO3为解码后的四路模拟语音信号输出端。电容C1、C2用于滤波。外接的2.048MHz主时钟脉冲冲送到两片TP3094的MCLK端，8kHz的帧信号F0（由CPLD产生）送到第一片TP3094的FSX0和FSR0端，再将第一片TP3094的FSX和FSR1分别连到第二片TP3094的FSX0和FSR0端，就完成了两片芯片的级联。两片以上的级联亦可由此类推。为避免数字信号对模拟信号的干扰，电路中数字部分和模拟部分的供电分别布线后再接到单一5伏电源。
两片TP3094的PCM信号输出端DX并联后送到数字噪声抑制电路，经数字噪声抑制电路处理后的PCM信号再送回两片TP3094的输入端DR进行解码。TSX0、TSX1是开路沟道输出端，R1、R2为上拉电阻。在所分配的时隙输出PCM信号时，TSX0、TSX1为低电平，可提供给CPLD作为控制信号。
TP3094工作于32bit短帧方式时的时序图如图2所示。
输入和输出的PCM信号DR、DX包含了从CH0至CH3的四路数字语音信号，每路为一个时隙，8个bit。每路语音的PCM编码中D7为符号位。D6～D0为数值位。FSX1和FSR1可用于级联下一个芯片。
3数字化噪声抑制电路的原理框图
数字化噪声抑制电路的原理框图如图3所示。由于采用的是“自顶向下”的CPLD设计方法，这一电原理框图本身就是最顶层的图形设计文件（.gdf文件）。图中的各个组成部分，根据需要分别采用了基本逻辑门电路、参数化模块、以缺省符合（DefaultSymbol）表示的文本输入（TextEntry）和宏功能逻辑单元（MegaFunction）组合。
从PCM解码输出端DX输出表示八路语音信号的64bit串行信号，进入64位的参数化移位寄存器模块进行串/并变挛，变换后的输出经64位参数化锁存器模块锁存，每帧刷新一次。锁存信号以八位为一路，依次送到八个噪声抑制控制器（Symboll）。每个噪声抑制控制器独自控制一路语音信道，将PCM信号的偶数位取反后，再将除符合位（最高位）以外的七位数字与由S[6..0]设定的噪声抑制门限值进行比较，比较结果输出给延时器（Symbol2），延时器输出则作为控制信号送到噪声抑制控制器。各噪声抑制控制器输出的PCM信号经64位参数化称位寄存器模块完成并/串行变换后恢复成串行PCM码流送往两片TP3094解码成为具有噪声抑制效果的语音信号。噪声抑制控制器还输出八路指示信号LED[7..0]至八只发光二极管作为各语音信道的噪声抑制门限指示。
Symbol3用来产生TP3094要求的帧脉冲F0，提供移闰寄存器、锁存器、噪声抑制控制器所需的时序信号，并为延时器提供不同的时钟信号；P0、P1用来选择PCM帧32个时隙中的哪八个时隙用于本片作语音噪声抑制处理；TSET[3..0]用来选择CLK1、CLK2的分频系数以调整噪声抑制延时时间。这些输入都可以通过外部数字信号进行设置和调节。
按以上方法对PCM信号进行的数字化噪声抑制处理使语音信号产生一帧（125μs）的固定时延，但人耳的听觉对这一时延是完全不能觉察的。
4CPLD设计要点
CPLD器件选用Altera公司的EPF6016ATC100集成电路[3]，内含16000个等效门，1320个逻辑单元，采用100-PinTQFP封装。设计软件使用MAX+PLUSII10.0版本[4]，下面介绍设计要点。
4.1Symbol1的设计
Symbol1实施噪声抑制控制功能，首先通过偶数位取反将PCM码转换成便于作大小比较的码型，再将D[6..0]与S[6..0]输入的设定值进行噪声抑制门限比较。比较结果从D端输出到延时器，并从B端收延时信号。根据比较结果和延时状态决定是将输入的PCM信号原样送往输出，还是将代表无语音信号的“55H”码送往输出。
Symbol1的逻辑功能由AHDL语言编写，具体如下：
Subdesignsymbol1
（A[7..0],S[6..0],B:input；
Y[7..0],D,L:output；）
variable
E[6..0]：node；
begin
E6=！A6；E5=A5；E4=!A4；
E3=A3;E2=!A2;E1=A1;
E0=!A0;
L=!B;
if(E[6..0]>S[6..0])then
(D)=B"1";
endif;
if(B)then
(Y[7..0])=H"55";
else(Y[7..0])=A[7..0];
endif;
end;
以上文本通过编译后即可建为缺省图形符号Symbol1。
4.2Symbol2的设计
Symbol2实现前后延时功能，采用图形输入，电路图见图4。
图4中CLK1、CLK2为前、后延时的计时脉冲，由2.048MHz的MCLK主时钟经分频后得到，分别用于前延时计数器Countr1和后延时计数器Counter2计时。当无语音信号时，噪声抑制控制器Symbol1的输出D为“0”，Counter2计至Q2端为“1”后停止计数，并通过反相器将CLK2的输入封住。Q2端的高电平同时对Counter1清零，使B输出为“1”，噪声抑制控制器输出PCM码“55H”，即无语音信号。
当接收到的PCM信号幅度超过设定的噪声抑制阈值时，D变为“1”，Counter2被清零，此时Counter1脱离清零状态开始计数器。Counter1计至Q1为“1”后B端输出电平从“1”转为“0”，前延时结束，Symbol1的输出从“55H”变为转发输入的PCM码。与此同时，B端的低电平将CLK1时钟封住，只要Counter1不被清零，B始终为低。
如果接收到的PCM信号不是连续的语音而是突发噪声，幅度只是短暂地超过设定的噪声抑制阈值，那么D变为“1”后在Counter1未来得及将B变为“0”时D又回到了“0”，B的电平就一直是“1”，PCM输出码也始终是“55H”，突发的噪声就不会传到输出端。
在话音信号持续期间，信号幅度在短暂时间内低于噪声抑制阈值虽然使得D端电平有时为“0”，从而使Counter2有时脱离清零状态开始计数，但只要信号幅度低于噪声抑制阈值的时间不超过设定的后延时时间，Counter2就总是在计数未满时就被再次清零，其输出一直保持为“0”，使B也一直为“0”，输出与输入的PCM信号始终保持一致，语音不会发生继续。只有当输入信号幅度低于噪声抑制阈值的时间超过设定的后延时时间后，Q2输出“1”，才使Counter1被清零，使B为“1”，输出PCM码“55H”。再有信号来时，仍按上述流程工作。
4.3时序的设计
数字化噪声抑制电路必须严格按照标准的PCM时序工作，电路由外部提供2.048MHz的主时钟信号MCLK和帧同步信号Fi。Fi用于本部分电路PCM信号与其它电路的PCM信号组帧时进行同步，在不需要该功能时可将Fi输入端接高电平。
Symbol3在MCLK的作用下产生PCM编解码电路TP3094所需的帧同步信号F0，又从TP3094接收TSX0和TSX1信号以产生数字噪声抑制处理所需的时序信号TSX、TT。为了保证PCM信号的正确读入、锁存、处理和移位输出，这些信号间的时序关系必须如图5所示。
TSX由TSX0、TSX1经“与非”后得到，在每帧中所选定的八个时隙传输PCM信号时为高电平。TSX为串/并行移位寄存器提供赋能信号，在主时钟MCLK的下降沿将来自DX端的PCM信号读入寄存器并移位寄存。TSX同时是PCM信号从DR端输出的三态门控制信号。
TT是CPLD噪声抑制时序中的一个重要控制信号，由TSX延时半个主时钟周期（244ns）后取反得到。由于TT的延时作用，使得图3中的参数化锁存器模块能在输入的PCM信号完成串/并行变换后随即于TT的升沿将数据锁存住。在通过并/串行移位寄存器输出PCM信号时，TT为高电平时把并行数据装载进移位寄存器；TT为低电平时MCLK的上升沿将寄存器内的数据逐位地串行移出至DR端。
CPLD产生的时序信号只能满足图2和图5的要求，实现起来并不复杂，可用简单的图形输入或文本输入实现。值得注意的是，正确使用MAX+PLUSII软件中的“Assign-Clique”[4]功能，为时序相关的功能模块指定相同的“Clique”，能够使波形仿真的结果明显得到优化。
数字化技术与制造技术范文6
一：机械制造技术的特点
在研究如何发展机械制造技术时，首先要先研究机械制造技术的特点，发挥这一系统工程的具体优势，进而带动相关服务产业的发展。
1、机械制造技术的体系化系统工程
在机械制造行业发展中，需要将先进科学技术与旧技术进行持续衔接，以此实现对机械制造整个生产中的能量、物质以及信息流进行系统化控制。机械制造技术发展到至今极大的融合了计算机技术、远红外线感应技术、机械自动化技术、信息管理技术以及新材料开发技术等现代化制造工艺。在系统工程的运转中，产品研发设计、组织架构、销售网点管理的发展以及后期维修售后服务等多个环节已经发展的相对完备，具有了一定的架构发展体系和广泛的现代技术的应用。由此可见，机械制造技术已经从国家传统的第三生产制造产业向第一高新技术产业转变，而将高新技术为发展基础，把传统制造技术同现代信息技术相融合。
2、现代机械制造的综合发展
机械制造技术不应局限于产品制造，而应全方面进行，其中涉及市场调查、新品研发、产品设计、前期准备、生产加工以及销售服务等，而且要让这些环节成为高度协调和适应的整体，从而全面提高机械制造行业综合经济利益和社会效益。而这种有别于传统单一环节的管理提升了企业的整体经济效益，推动了国家高新技术产业的发展。
3、现代机械制造反映市场竞争
提高产品质量和使用价值直接影响产品的市场竞争力。随着经济全球化的影响越来越大，全球经济一体化的速度也不断加快，制造业受到国外高新技术的冲击失去了一定份额的国内市场，由此刺激了国内制造产业不断创新，占领市场份额。而在90年代后制造业在市场竞争中脱颖而出的核心竞争力在于将劳动生产力转变成为综合考虑时间、成本和质量的生产管理方式。而国外先进制造业作为国内制造业发展的借鉴，引导国内制造企业保证高效生产的基础上同时兼顾产品的成本和质量。
二：机械制造技术的发展趋势
在经济全球化的影响之下，国内的经济建设举措为机械制造业开启了新时代，大发展大跨步的发展规划极大的促进了机械制造业的发展。但是相比国外高新制造业，国内的机械制造产业起步较晚，技术指导不到位，与发达国家相比仍有不小的差距。
国内制造从上个世纪整体进入改革发展期，历经了几个国家经济发展大计划，但是相比国外的制造业发展仍显稚嫩。西方经历蒸汽时代和电气时代的改革，发展时间非常充分，制造技术也相对成熟，尤其制造业在经济全球化发展的大背景下，借助雄厚的技术资源力量，发展速度相比国内要快的多。相反，对比国外工业强国的机械制造业技术，国内机械制造业相对粗糙落后，现代化水平也比较低，对于尖端高新技术的发展还不到位。
在发展中，机械制造自动化技术主要是根据实际的生产为基础，发展的技术也主要是为了贴合实际，以提升经济效益作为主要目标，在此基础上降低研发以及使用机械制造自动化技术的成本，对于其中的自动化技术，如人机一体化技术以及环境控制等都要深入研究。在发展中呈现出更多的是以人为本的理念，因为机械制造业是我国的重要产业，对于经济的发展有着非凡的意义，因此在传统的发展中投入了很大的人力。但是實现机械制造自动化，就能够在很大程度上减少人力的投入，甚至有的生产车间已经实现了无人管理。此外，机械制造在不断发展中更加智能化，虚拟化。因为自动化技术是建立在一定的基础之上的，可以通过计算机系统实现生产的智能化，提高人机交流的效率，从而让自动化生产将其价值发挥到最大。
三：结束语
综上所述，在机械制造中实现自动化能够有效提高生产效率，不仅能够将生产的产品质量进行提高，对于企业的可持续发展也具有积极意义。因此当前我国的机械制造应该认清现实，结合其发展的实际情况有效融合自动化技术，不断升级机械生产技术。另外，借助对精度和效率的综合评定，能看出机械制造技术已经得到了大力发展，但是仍需要国家相关部门通过有效管理促进其大力发展。
参考文献
[1]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技，2013（06）
[2]吴艳升.现代机械制造技术的应用及其发展走向分析[J].科技与企业，2015（14）：231.
[3]张长虹，易映强，周华忠.浅谈自动化技术在机械制造中的应用[J].装备制造技术，2012（10）.
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