先进制作技术范文

《无线电通信技术杂志》2015年第二期

1QAM原理及幅相不一致的星座图

1．1QAM调制原理正交振幅调制QAM是一种振幅和相位联合键控，采用了2个独立的正交载波sinwct和coswct，其表达式。假设输入二进制序列为｛Ak｝，经过串并转换之后变为双路并行码元，在正交支路上又将每K／2个比特码元变换成相应的M进制幅度序列；再经过成形限带滤波之后，分别得到2路I（t）和Q（t）的M电平的脉冲编码调制（PulseAmplitudeModulation，PAM）基带信号，再将其2路信号进行正交载波M进制的振幅键控（AmplitudeShiftKeying，ASK）调制，2路调制好的正交ASK信号之和即是QAM信号［8］。

1．2QAM的误码率性能若在理想情况下，接收端解调前的信号无失真。在忽略常数衰减因子的情况下仅考虑窄带高斯噪声，接收端采用相干解调，经过低通滤波器滤除高频谐波之后，只剩下原信号的直流成分和窄带的加性噪声，则MASK信号在高斯白色噪声信道条件下的误码率。可以看出QAM的误码率与信噪比和不同的进制数相关。信噪比越高，M进制的越小，则误码率性能越好。

1．3QAM不同相位和幅度误差的星座图当QAM系统不存在幅度和相位误差时，其I和Q两路对应星座图将无任何偏差，此时误码率性能只受噪声和调制进数影响；而存在幅度和相位误差时，接收信号的星座图将偏离原有星座，导致判决失败。不同幅度和相位的星座图如图2所示。当只存在幅度差异时，星座图线性扩展或缩小；只存在相位差时，星座图整体发生偏转；当幅度和相位均存在差异时，星座图即线性扩展或缩小也同时发生偏转。QAM解调的过程中存在的幅度及相位差异，使得星座图偏离了原来的星座图。如果不采取措施改进，将导致判决错误进而使误码率急剧增加，严重时导致无法解调。

2基于PN序列的幅度相位均衡技术

载波相位误差的存在会严重影响通信系统的质量，会使通信系统的性能下降，而达不到应有的要求。采用基于PN序列的幅度相位均衡技术来补偿收发时的幅相差异，通过利用具有近似随机序列且具有一定周期规律的性质的PN序列［7］来矫正收发信号幅度不匹配的情况。在这里引入软件无线电的思想加以补偿，插入导频信息PN序列用于信号检测和相偏估计。

3仿真过程

摘要：

从当前我国船舶制造业生产效率低下和操作不规范等问题入手，对船舶曲型分段生产的工艺和技术提出了建设性建议，并提倡广泛借鉴国内外先进制造技术应用的经验，走最适合我国船舶制造业的发展道路；科学运用相关的理论知识，规范和优化生产工艺，建立完善的船舶曲型分段生产工艺体系，提高我国船舶制造业的整体生产水平，并从制造工艺和操作方式上全面指导相关企业的生产，使整个船舶建造业的生产效率得以有效提升。

关键词：

船舶；曲型分段生产；计算机；工艺设计

在我国船舶建造和生产的过程中，曲型分段的建造非常关键。由于在进行曲型分段生产时，通常采用小规模、多种类的生产模式，因此，每一个单独的分段都具有不同的造型且曲面形态差别较大，这就增加了曲型分段的生产难度，同时也对技术人员提出了更高的要求。目前，大多数船舶制造商都采用传统的生产方式，生产过程缺乏统一的理论指导，生产操作不规范，且生产成品的合格率较低。如果能够将先进、科学的制造技术引入船舶建造和生产阶段，那么就可以提高企业的生产效率和生产水平。现阶段，我国船舶制造业的生产水平参差不齐，急需加强技术指导。

1生产原理

1.1系统的构建一个完整的船舶曲型分段生产计算机辅助工艺设计系统的基本框架通常由以下五个板块构成：①信息录入板块。这一板块是系统最基础的组成部分，主要用来接收、录入零件和供应商的相关资源信息。②工艺流程的确认板块。该板块主要是用来记录整体的建造工艺流程。整体建造工艺流程包括主要工艺流程和辅助性工艺流程。③工艺和方法板块。这一板块主要用于记录生产过程中所采用的工艺和方法，以及建造过程中所用到的各种理论知识和原理。④动素操作板块。这一板块主要用于分解板块与板块间的制作工序。⑤输出板块。该板块主要用来输出数据信息，以规范相关的制作工艺。

1.2设计思路船舶曲型分段生产计算机辅助工艺设计系统与普通的计算机辅助工艺设计系统存在很大的区别，前者大致从制作工艺流程、工艺操作和模拟操作这三个方面进行具体的设计。在生产工艺的选择上，要求设计人员对产品的结构、性能等非常熟悉，具体到每一道工序的细小环节，比如生产时间、工艺手段和操作方式等。这就要求相关企业必须制订完善的制作工艺章程，在生产的每一个环节上都能够加以指导和规范。此外，章程内容一定要清晰、明确，便于操作人员理解。

围绕实施“八八战略”建设“平安浙江”总体部署，根据“走在前列、干在实处”要求。结合分析评议阶段查摆的问题，整改提高阶段，要着力创建学习型、服务型、开拓型、廉政型机关，努力开创经贸工作新局面。营造氛围，创建学习型机关。经贸委作为调节全省近期国民经济运行的职能部门，要当好省委、省政府的参谋和助手，就必须加强学习，以开放的心态去吸收人类文明的一切成果。

作一次中心发言或为党员干部上一堂理论辅导课，委中心组成员要做到四个一”一年内至少自学一本政治理论书籍。撰写一篇学习体会文章或调研报告，有一本理论学习笔记本。委机关要以现代管理知识、市场经济知识、法律法规知识等为重点，每年组织一次集中轮训，每季举办一次知识讲座。把学习与提高驾驭市场经济能力相结合、与解决实际问题相结合、与培养人才相结合，切实提高干部素质，推进中心工作。

创建服务型机关。省工业经济目前正处于“发展机遇期”和“矛盾凸显期”这个关键时期，提高本领。全省经贸系统必须牢固树立大局观念和服务意识，坚持和落实科学发展观。当前要扎实开展企业服务年活动，着力抓好七件事：努力协调煤电油运和土地、资金等要素供需矛盾，鼓励企业加快发展；全面检查涉企政策落实情况，对未落实的政策措施，明确责任部门，督促落实到位；深化审批制度改革，加快转变政府职能，推进机关效能建设；注重产业政策引导，做好产业指导信息，为企业投资经营提供决策依据；认真落实国务院《关于鼓励支持和引导个体私营等非公有制经济发展的若干意见》推动民营经济实现新飞跃；大力整顿规范市场经济秩序，进一步减轻企业负担；树立和宣传一批优秀企业家典型，实施企业家素质提升工程。

努力创建开拓型机关。着力构建技术大力推进企业技术创新，创新机制。引导企业比技术、比管理、比竞争力。充分发挥综合协调机制作用，整合力量、形成合力，进一步推进院省合作，加强专项资金管理，加速我省先进制造业基地建设。加大促进经济增长方式转变机制建设，针对土地和资金趋紧的新问题，从省情出发，着眼于构建和谐社会，根据生产要素和生态环境的承载能力谋划工业经济发展，建设资源节约型社会。强化监督，创建廉政型机关。要按照中央提出的四大纪律、八项要求”认真抓好党员干部特别是党员领导干部的廉洁自律工作，争取在三个方面有所突破：

一是建立健全适合部门实际的教育、制度、监督并重的惩防体系上有所突破；

二是切实加强对干部人事、项目审批、资金审批、物资采购四方面工作的内部监管。

三是整顿规范市场经济秩序、贯彻落实省委省政府赋予的企业治乱减负以及加强先进制造业基地建设专项资金使用等工作任务上有新的突破。

一、引言

机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。

如何发展我国的机械自动化技术,应实事求是,一切从我国的具体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。

二、机械自动化在我国的特点及作用

机械自动化的特点很多:第一,机械自动化是面向21世纪的技术,是具有明确的范畴的新的技术领域;第二,机械自动化技术是面向工业应用的技术,可以提高制造业的综合经济效益和社会效益;第三,机械自动化技术是面向全球竞争的技术,同时是驾驭生产过程的系统工程,是市场竞争核心时间、质量和成本三要素的统一。

在工业生产中,机械自动化的作用很大:第一,机械自动化的应用,可以提高生产过程的安全性;第二,机械自动化可以提高生产效率;第三,机械自动化可以提高产品的质量;第四,机械自动化可以减少,生产过程的原材料和能源损耗。

很多方面机械自动化的特点与作用相辅相成,在工业中起到很大的作用,并且我国处于机械自动化的初期,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。

三、我国机械自动化的现状

制造业信息化进程

半个世纪以来，特别是近三十年来，信息革命已经渗透至各个经济部门，迅速改变着传统产业和整个经济的面貌。计算机和通信技术的迅猛发展极大地拓展了制造业的广度和深度，产生了一批新的制造哲理和制造技术，使制造业正发生着质的飞跃。纵观制造业信息化进程，可将其分为以下几个阶段：

功能自动化阶段。七十年代电子技术和计算机技术的发展为生产领域的自动控制提供了可能，使得以计算机为辅助工具的制造自动化技术成为可行，由此出现了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、物料管理计划(MRP)等自动化系统。

信息集成阶段。八十年代针对设计、加工和管理中存在的自动化孤岛问题，实现制造信息的共享和交换，采用计算机采集、传递、加工处理信息，形成了一系列信息集成系统，如CAD/CAPP/CAM、CAD/MRPⅡ、CAPP/MRPⅡ，CIMS。

过程优化阶段。九十年代信息和通信技术在知识经济发展过程中处于中心地位，企业意识到除了信息集成这一技术外，还需要对生产过程进行优化。如用并行工程（CE）方法，在产品设计时考虑下游工作中的可制造性、可装配性等，重组设计过程，提高产品开发能力；用企业经营过程重构（BPR），将企业结构调整成适应全球制造的新模式。

敏捷化阶段。九五年以后，以Internet为代表的国际互联网，正以极快的速度在发展。Internet在改变信息传递方式的同时也改变着企业组织管理方式，使以满足全球化市场用户需求为核心的快速响应制造活动成为可能，敏捷制造(AM)、虚拟制造(VM)等新的制造模式应运而生。

从制造业信息化进程可看出，随着信息技术、计算机技术的迅速发展，从知识到应用之间的间隔越来越短，未来的制造业在某种意义上将成为一种信息产业，信息将成为制造业的决定因素，用信息技术促进未来制造的改造已成为时代潮流。21世纪，世界制造业发展的总趋势是：信息技术在促进制造业发展过程中的作用仍然是第一位；独占性技术决定了产品的价值和价格；联合和竞争两位一体，并超出国界，敏捷性成为制造业追求的目标；管理创新对制造业发展的作用日益突出。制造技术继续围绕信息化、智能化、精密化、集成化和绿色化方向发展。

2敏捷制造信息化需求

摘要:介绍快速成型技术的原理,重点讨论了与快速成型相关的技术,并试图将此技术充分应用于产品设计评价,以期缩短产品的开发周期。

关键词:快速成型;RP;反求工程

引言随着科技进步和全球市场一体化的形成,现在工业正面临产品的生命周期越来越短的写作论文问题,作为一种新产品开发的重要手段,快速成型能够迅速将设计思想转化为产品的现代先进制造技术。它为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段,提高产品研发的效率。

1快速成型技术原理在工业产品设计过程中,设计师往往希望能快速由三维CAD模型,得到产品的实物模型,快速成型技术可以满足这种需求。快速成型(RapidPrototyping,RP)技术是一种基于离散/堆积成型思想的新型成型技术,它根据零件或物体的三维模型数据,快速、精确地制造出零件或物体的实体模型。

2关键技术2.1制造工艺目前,世界上已有几十种不同的快速成型工艺方法,比较成熟的就有十余种。其中光固化成型法(StereoLithographyApparatus,SLA)、叠层实体制造法(LaminatedObjectManufactur-ing,LOM)、熔融沉积法(FusedDepositionModel-ing,FDM)、选择性激光烧结法(SelectiveLaserSintering,SLS)和3DP(ThreeDimensionalPrintingandGluing,也称3DPG)五种方法,在世界范围内应用最为广泛。对于RP制造工艺的研究,一方面是在原有技术基础上进行改进,另一方面是研究新的成型技术。新的成型方法,如三维微结构制造、生物活性组织的工程化制造、激光三维内割技术、层片曝光方式等。2.2成型材料成型材料是决定快速成型技术发展的基本要素之一,它直接影响到原型的精度、物理化学性能以及应用等。与RP制造的4个目标(概念型、测试型、模具型、功能零件)相适应,使用的材料不同,概念型对材料成型精度和物理化学特性要求不高,主要要求成型速度快。如对光固化树脂,要求较低的临界曝光功率、较大的穿透深度和较低的粘度。测试型对于材料成型后的强度、刚度、耐温性、抗蚀性等有一定要求,以满足测试要求。如果用于装配测试,则对于材料成型的精度还有一定要求。模具型要求材料适应具体模具制造要求,如对于消失模铸造用原型,要求材料易于去除。快速功能零件要求材料具有较好的力学性能和化学性能。从解决的方法看,一个是研究专用材料以适应专门需要;另一个是根据用途分类,研究几类通用材料以适应多种需要。2.3加工精度影响成型件精度的主要因素有两方面:一是由CAD模型转换成STL格式文件以及随后的切片处理所产生的误差;二是成型过程中制件翘曲变形,成型后制件吸入水分,以及由于温度和内应力变化等所造成的无法精确预计的变形。为了解决第一类问题,正在研制直接切片软件和自适应切片软件。所谓直接切片是不将CAD模型转换成STL格式文件,而直接对CAD模型进行切片处理,得到模型的各截面层轮廓信息,从而可以减少三角面近似化带来的误差,所谓自适应切片是快速成型机能根据成型零件表面的曲率和斜率自动调整切片的厚度,从而得到高品质的光滑表面。为解决第二类问题,正在研究、开发新的成型方法、新的成型材料及成型件表面处理方法,使成型过程中制件的翘曲变形小,成型后能长期稳定不变形。2.4与RP技术相关软件软件是RP系统的灵魂,其中作为CAD到RP接口的数据转换和处理软件是其关键。不同CAD系统所采用的内部数据格式不同,RP系统无法一一适从,这就要求有一种中间数据格式既便RP系统接受又便于不同CAD系统生成,STL(StereoLithography)格式应运而生了,STL文件是用大量空间小三角形面片来近似逼近实体模型。由于STL格式具有易于转换、表示范围广、分层算法简单等特点,为大多数商用快速成形系统所采用,现己成为快速成形行业的工业标准。但是,STL模型也存在许多不足之处:2.4.1精度不足。由于STL模型用大量小三角形面片来近似逼近CAD模型表面,造成STL模型对产品几何模型的描述存在精度损失,并且在对多张曲面进行三角化时,在曲面的相交处往往产生裂缝、孔洞、覆盖及相邻面片错位等缺陷。2.4.2数据冗余度大。STL模型不包含拓扑信息,三角形面片的公用点、边单独存储,数据的冗余度大。随着网络时代的到来,STL模型数据冗余大的不足也使其不利于远程RF的数据传输,难以有效支持远程制造。

3快速成型技术的应用3.1在外观及人机评价中的应用新产品开发的设计阶段,虽然可借助设计图纸和计算机模拟,但并不能展现原型,往往难以做出正确和迅速的评价,设计师可以通过制作样机模型达到检验的目的。传统的模型制作中主要采用的是手工制作的方法,制作工序复杂,手工制作的样机模型不仅工期长,而且很难达到外观和结构设计要求的精确尺寸,因而其检查外观及人机设计合理性的功能大打折扣。快速成型设备制作的高精度、高品质样机与传统的手工模型相比较可以更直观地以实物的形式把设计师的创意反映出来,方便产品的外观造型和人机特性评价。现在的快速成型加工得到的成型件都是单一颜色,颜色主要由材料决定,为了对产品色彩外观进行评价,有时需要手工涂色,随着彩色成型技术的发展,这方面的问题可以解决。人机评价主要包括成型件尺寸及操作宜人性,快速成型可以很好地满足这方面的要求。3.2在产品结构评价中的应用通过快速成型制成的样机和实际产品一样是可装配的,所以它能直观地反映出结构设计合理与否,安装的难易程度,使结构工程师可以及早发现和解决问题。由于模具制造的费用一般很高,比较大的模具往往价值数十万乃至几百万,如果在模具开出后发现结构不合理或其他问题,其损失可想而知。而应用快速成型技术的样机制作可以把问题解决在开出模具之前,大大提高了产品开发的效率。3.3与反求工程结合反求工程(ReverseEngineering,RE)也称逆向工程,就是用一定的测量手段对实物或模型进行测量,然后根据测量数据通过三维几何建模方法重建实物的CAD数字模型,从而实现产品设计与制造过程。对于大多数产品来说,可以在通用的三维CAD软件上设计出它们的三维模型,但是由于对某些因素,如对功能、工艺、外观等的考虑,一些零件的形状十分复杂,很难在CAD软件上设计出它们的实体模型,在这种情况下,可以通过对模型测量和数据处理,获得三维实体模型。作为一种新产品开发以及消化、吸收先进技术的重要手段,反求工程和快速成型技术可以胜任消化外来技术成果的要求。对于已存在的实体模型,可以先通过反求工程,获取模型的三维实体,经过对三维模型处理后,使用快速成型技术,实现产品的快速复制,缩短了产品开发周期,大大提高产品的开发效率。

结束语快速成型技术可以大大缩短产品的开发周期,满足产品的个性化、多样化需求,在工业设计中得到广泛应用。但由于该技术的制作精度、强度和耐久性还不能满足工程实际的需要,加之设备的运行及制作成本高,一定程度上制约着RP技术的普遍推广。随着研究的不断深入,制约快速成型发展的因素会逐步解决,应用领域会不断得到拓展。

参考文献

一、目前电子设计大赛教学中存在的问题

(1)学生掌握的专业知识参差不齐，而电子设计所用的集成芯片种类型号繁多，学生必须学会自己查阅资料，尤其要会查阅英文资料。

(2)学生虽有一定的动手能力，但容易仅凭经验拿到元器件直接在电路板上进行焊接，往往导致功能测试时纠错困难。随着计算机技术的飞速发展，学生利用计算机仿真软件进行硬件原理图的设计是发展的必然趋势。

(3)学生制作出的电子作品外观布局多样，如何将设计好的电路进行科学PCB制板能力制板，才能方便焊接，且减少相互干扰，是设计最终成功的关键。

(4)学生在焊接技术不够娴熟，使得电子作品调试不能完全达到要求，焊接的好坏，直接关系到电子产品或制作的质量。为了取得好的赛绩，必须着力培养学生电子设计制作的综合能力，即查阅资料、硬件原理图的设计、电路板的布线与制作、焊接功能测试能力。其中硬件原理图的设计能力的培养是教学中的突出难点。

二、Proteus硬件仿真技术改革电子设计大赛教学内容

电子设计大赛采取理论教学与制作训练结合的集训思路对学生进行指导。理论部分进行模块化分解包括:基本元件;传感器;集成芯片部分。教师按此分类进行模块化理论教学，学生通过模块来构建自己的知识结构，形成个体独特的知识体系。制作训练部分包括:电子仪器和Proteus仿真软件的使用;常用的基本单元模块的设计和制作;综合电子制作训练。理论教学和制作训练在时间安排上遵循交替进行原则，并增加了Proteus硬件仿真技术的应用。Proteus是英国Lab-centerelectronics公司于1989年开发的一款电路仿真软件，拥有丰富的元器件、各种虚拟仪器、图形化的分析功能，现已在全球50多个国家得到应用，广泛应用于高校的大学生或研究生电子学教学与实验以及公司实际电路设计与生产。Proteus主要由两部分组成:ISIS原理图设计仿真系统;ARES印制电路板设计系统。硬件原理图的设计能力是困扰学生的突出难题，也是保障电子设计制作成功的重要前提。因此，在电子设计大赛中将主要应用Proteus软件的ISIS原理图设计仿真系统辅助教学。Proteus软件硬件原理图设计及仿真的具体步骤为:新建设计文件并设置图纸参数和相关信息;放置元器件;对原理图进行布线;利用ISIS提供的电气规则检查命令检查原理图，调整原理图布局;电路运行调试。

三、Proteus硬件仿真技术在电子设计大赛中的教学实施

摘要:介绍快速成型技术的原理,重点讨论了与快速成型相关的技术,并试图将此技术充分应用于产品设计评价,以期缩短产品的开发周期。

关键词:快速成型;RP;反求工程

引言随着科技进步和全球市场一体化的形成,现在工业正面临产品的生命周期越来越短的写作论文问题,作为一种新产品开发的重要手段,快速成型能够迅速将设计思想转化为产品的现代先进制造技术。它为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段,提高产品研发的效率。

1快速成型技术原理在工业产品设计过程中,设计师往往希望能快速由三维CAD模型,得到产品的实物模型,快速成型技术可以满足这种需求。快速成型(RapidPrototyping,RP)技术是一种基于离散/堆积成型思想的新型成型技术,它根据零件或物体的三维模型数据,快速、精确地制造出零件或物体的实体模型。

2关键技术

2.1制造工艺目前,世界上已有几十种不同的快速成型工艺方法,比较成熟的就有十余种。其中光固化成型法(StereoLithographyApparatus,SLA)、叠层实体制造法(LaminatedObjectManufactur-ing,LOM)、熔融沉积法(FusedDepositionModel-ing,FDM)、选择性激光烧结法(SelectiveLaserSintering,SLS)和3DP(ThreeDimensionalPrintingandGluing,也称3DPG)五种方法,在世界范围内应用最为广泛。对于RP制造工艺的研究,一方面是在原有技术基础上进行改进,另一方面是研究新的成型技术。新的成型方法,如三维微结构制造、生物活性组织的工程化制造、激光三维内割技术、层片曝光方式等。

2.2成型材料成型材料是决定快速成型技术发展的基本要素之一,它直接影响到原型的精度、物理化学性能以及应用等。与RP制造的4个目标(概念型、测试型、模具型、功能零件)相适应,使用的材料不同,概念型对材料成型精度和物理化学特性要求不高,主要要求成型速度快。如对光固化树脂,要求较低的临界曝光功率、较大的穿透深度和较低的粘度。测试型对于材料成型后的强度、刚度、耐温性、抗蚀性等有一定要求,以满足测试要求。如果用于装配测试,则对于材料成型的精度还有一定要求。模具型要求材料适应具体模具制造要求,如对于消失模铸造用原型,要求材料易于去除。快速功能零件要求材料具有较好的力学性能和化学性能。从解决的方法看,一个是研究专用材料以适应专门需要;另一个是根据用途分类,研究几类通用材料以适应多种需要。

2.3加工精度影响成型件精度的主要因素有两方面:一是由CAD模型转换成STL格式文件以及随后的切片处理所产生的误差;二是成型过程中制件翘曲变形,成型后制件吸入水分,以及由于温度和内应力变化等所造成的无法精确预计的变形。为了解决第一类问题,正在研制直接切片软件和自适应切片软件。所谓直接切片是不将CAD模型转换成STL格式文件,而直接对CAD模型进行切片处理,得到模型的各截面层轮廓信息,从而可以减少三角面近似化带来的误差,所谓自适应切片是快速成型机能根据成型零件表面的曲率和斜率自动调整切片的厚度,从而得到高品质的光滑表面。为解决第二类问题,正在研究、开发新的成型方法、新的成型材料及成型件表面处理方法,使成型过程中制件的翘曲变形小,成型后能长期稳定不变形。