车工加工工时计算参考准备时间（分）1、一般：15-40分钟 （包括接受任务，领取图纸，熟悉加工方法，调整机床，装卸刀具清理工作地，擦拭润滑机床借还工具换三爪，四爪，花盘胎具校量具首件检查。）2、中等：30-60分钟 （除一般内容外增加装卸中心架，跟刀架，尾座调稍，刃磨复杂形状刀具。）3、复杂：40-120分钟 （除一般和中等内容外，增加装调弯板，平衡铁以及特殊复杂的准备。）切削速度 V_c=πdn/1000 n=(1000V_c)/πd n-转速（r/min） d-工件毛坯直径（mm） V_c-线速度（m/min）吃刀量 a_p a_p=(D-d)/2 （mm）进给量 f f=L/n （mm） 说白了，就是走刀，按照你得经历过操作工或者知道毛坯大小，应该用多少进给f,转数，知道工艺路线，操作人员水平，设备性能，简单举例，走刀时间就是加工总长度/进给/转数，等于时间，这是基本加工工时，还有辅助工时，准备结束工时，一句话两句话说不清楚，建议你多搜索一下基本的计算方法再下载工时定额手册。看看标准的，国家出台的计算工时。同时一定要下车间结合实际。
车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工，在我国香港等地也有人叫旋床。主要组成部件有：主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置。主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。外径内孔 T=60L/FS L:长度 F进给 S转速。
其实详细的计算还不如靠经验。主要是通过如下几个方面吧：1、磨刀时间 通常10~30分钟2、备料，制备毛坯时间3、钳工划线时间4、粗车时间5、精车时间6、钳工后处理时间7、其它时间车削过程时间计算：total time per component=n*进给行程/进给速度来确定；次数n就是走刀次数，由总的切削尺寸/走刀速度，那要看你怎么走刀了，是自动走刀还是手动走刀。其实这些计算都不精确，因为还要对刀等。
车床加工时间:L/转速*走刀=T(min) 。车床：车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工，在我国香港等地也有人叫旋床。主要组成部件有：主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置。主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。外径内孔 T=60L/FS L:长度 F进给 S转速。端面 T=(D1-D2)乘。T=（车削长度*工序余量）除以（转速*进给量*车削深度） =（车削长度*2）除以（转速*进给量）机床加工时间可以这样计算，轴上各个阶梯的长度除以进给量，再除以主轴转速，注意单位，长度单位毫米，进给量单位毫米/转，主轴转速单位rpm，就是每分种多少转，不过主轴转速和进给量的确定需要一定的经验，要根据零件材料，刀具情况及所要求的表面粗糙度和尺寸精度等综合确定，辅助加工时间要考虑换刀时间，磨刀时间，变换速度的时间，以及工人的生理需要时间等，一般和机床加工时间的关系不太大，这些东西在机加工工艺方面的书籍上都有较详细的介绍，你可以参考。但工时定额的确定在大批量加工时较有意义，单件小批量时往往很难准确。
随着我国经济的快速发展，建筑业对经济增长的推动作用明显增强。下文是我为大家搜集整理的关于建筑工程类毕业论文5000字左右的内容，欢迎大家阅读参考! 建筑工程类毕业论文5000字左右篇1 浅议我国绿色建筑对于节能与低碳经济的作用及影响 1 绿色建筑的解释 我国对Green Building的定义是：全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。 由此可见绿色建筑并不是指屋顶花园，小区内的绿化越多越好，而是需要表达出一种概念。这就要求从设计之初便注重“绿色”的概念，将建设房屋所需消耗的能耗控制在一定量之内;还需要为居住者提供舒适、健康的使用感受;并且能够与周围的环境融为一体。 2 绿色建筑是我国发展低碳经济的必然要求 低碳经济提出的现实背景是全球气候变暖给人类生存环境和发展带来了严峻的挑战。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平，所以低碳经济必然是我国未来发展的方向。 作为我国经济的支柱产业――建筑业，其具有规模大、能耗高、相关产业链广、寿命周期长的特点。因而Green Building在我国的推广、应用具有非常迫切的现实要求。 2009年12月全球气候变化峰会在哥本哈根召开，温家宝在会上发言说：我国正处于工业化、城镇化快速发展的关键阶段，能源结构以煤为主，降低排放存在特殊困难。但是，我们始终把应对气候变化作为重要战略任务。 3 绿色建筑的发展 国外Green Building的发展 1990年世界首个Green Building标准在英国发布 1993年美国创建Green Building协会 1996年香港地区推出自己Green Building的标准 1999年台湾地区推出自己Green Building的标准 2000年加拿大推出Green Building标准 我国Green Building的发展 建设部于2004年9月启动了“全国绿色建筑创新奖”。 2006年，住房和城乡建设部正式颁布了《绿色建筑评价标准》。 2007年8月，住房和城乡建设部又出台了《绿色建筑评价技术细则(试行)》和《绿色建筑评价标识管理办法》。 2008年，住房和城乡建设部组织推动Green Building评价标识和绿色建筑示范工程建设等一系列措施。 截至2011年底，中国取得Green Building标志的项目达353项，其中设计标识项目330项，运行标识项目23项。 2014年我国又发布了新的《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014。 4 绿色建筑的认识误区 绿色并不等于高价格和高成本 Green Building是一个广泛的概念，绿色并不意味着高价和高成本。比如新疆有一种当地的特色建筑，墙壁由石膏和秸秆组合，保温性好，加上当地样式的屋顶，就是典型的绿色建筑，造价非常便宜。再比如延安的窑洞冬暖夏凉，经过改造后就是一种很好的绿色建筑。 绿色建筑不仅局限于新建建筑 好多以前的老旧小区经过改造后也可以成为绿色建筑。比如在北方冬天供热时，一部分居民家里暖气不热，另一部分居民家里却热的开窗散热。政府应给每户安装热计量表，使得热量可以像电表和水表一样，按需所用，而不是像以前的大锅饭一样，一些人吃不饱，另一些人却吃的太撑。 建筑节能不只是政府的职责 政府应大力进行宣传，要让老百姓明白绿色建筑的概念和含义，并不是有鲜花绿草、喷泉水池、绿化得好的楼盘就是“绿色建筑”。 5 我国绿色建筑的推广与运用 研究和推广符合我国国情的绿色建筑 我国人均收入不高的情况下，我们引进绿色建筑标准和技术时，要充分考虑建筑的建造成本和使用成本，这样的绿色建筑和节能技术才符合中国国情。比如采用太阳能热水器、节能灯、节水马桶、节能空调等，这样百姓不但能够减少电费、水费等日常费用的支出，还可以在几年内收回增加的成本。 大力推广“绿色建筑”的标识 绿色建筑的标识需要在一系列的标准下进行评价。 ①在评价过程中，为了完善我国的Green Building评价标识体系，成立了专门的Green Building评价标识专家委员会并发布相关技术文件。 ②通过召开Green Building评价标识记者见面会、国际绿色大会Green Building评价与标识分论坛和Green Building评价标识推进会，将Green Building评价标识活动在全国范围内进行了广泛宣传和推广。 ③中国建筑科学研究院上海分院、环境测控优化研究中心开展Green Building标识咨询服务，协助地方政府和业主方申请Green Building标识。 我国绿色建筑推广的实例 国内首座智能化生态电厂投产绿建指日可待：随着华电莱州发电有限公司第二台百万千瓦超临界燃煤机组投产，我国首座智能化生态电厂一期工程全面投产，年发电量将达110亿千瓦时，有效地填补了我国东部沿海电力缺口。同时，以此为标志，华电集团发电装机容量突破1亿千瓦。 “升级版零碳馆”在沪现身可由卡车运到任何地方：在日前举行的零碳馆发布会上，零碳中心总裁、上海世博会英国零碳馆馆长陈硕说。世博零碳馆“升级版”，它集成了众多低碳、智能技术，能自行发电、供水。 海淀：海淀北部地区的低碳生态建设实施方案正式启动，项目负责人俞东伟透露，海淀北部新区将设准入门槛，区域内的所有建筑都将达到绿色建筑标准。北部还将规划“绿道”系统，鼓励人们绿色出行。这里将建设成北京市最大的低碳生态区。 建筑工程类毕业论文5000字左右篇2 浅析建筑装修施工技术管理 近几年来，随着装饰行业的不断发展，装饰施工企业的经营管理和科技含量都在提高，建筑装饰装修市场竞争目益激烈，各建筑装饰装修企业为适应市场需 要，提高市场竞争都加大了编制拖工组织设计工作的力度，施工组织设计编制工作的方法和水平都有很大提高。许多施工企业的施工组织设计文件，已经突破了多年因袭的土建工程施工组织设计的内容和形式，在其施工管理中发挥了一定作用。我们应当尽快提高编制建筑装饰工程施工组织设计的工作水平，使我们的施工组织设计真正能够起到指导施工达到优质高效的作用。 一、施工前的准备工作要充分设计要细致 1.装修工程的准备工作应该更加充分 因装修工程具有最新技术应用多、材料样式种类多、工种涉及要求多、中间穿插的程序多以及对成品的保护要求高等特点，因此装修工程的准备工作应该更加充分，更加完善。对照设计图纸，施工管理人员要进行细致的比对分析，对每项装修工程都要设计出最优化的施工方案。 2.施工管理人员是整个项目能够顺利进行的核心 项目的正常运转要通过施工管理人员的相互协作完成，因此一个项目中应有比较完善的人员管理体系。通常在一个项目中应包括项目总监、施工人员、技术人员、质检人员、预算人员以及安全管理人员等岗位，每个岗位所需人员数量应根据该岗位的需求以及实际情况来确定。 二、施工组织设计方案要求 1.针对性： 认真编写“工程概况”：根据招标文件、施工图纸、现场踏勘记录、招标答疑文件准确扼要地叙述工程概况十分重要，它显示了投标单位对施工项目的理解和把握程度。“工程概况”中着重点应有施工项目的主要分部分项工程及工程施工特点分析，这是施工组织设计中针对施工项目拟定和编制施工的准备、部署、施工工艺、各项保证措施、各项计划的前提和依据。编写“施工部署”：“施工部署”是施工的战略部署、战术安排，是施工组织设计文件体现针对性的重要组成部分。 “施工部署”主要应有如下内容：①施工区段划分各区段的施工特点); ②主要分部分项工程量表; ③主要施工顺序、主要工艺流程(流水、交叉施工); ④工程施工所需工种安排(说明主要工种的工作范围); ⑤重点施工空问说明; ⑥施工现场平面布置图; ⑦与业主、设计、监理建筑各专业的协调配合措施 等。若招标要求投标方对施工质量和工期等做出承诺，施工组织设汁中必须明确做出承诺回答。施工组织设计文件编制的内容、顺序、结构形式必须符合招标文件要求。对施工项目需要的项目部人员、组织结构、劳动力、材料、机具设备、施工工艺、进度计划等几大要素做出安排。 对于招标书中提出的与施工有关的问题，必须做出具体明确的回答，满足招标的要求。对招标书中提出或未提出，但工程项目施工中实际存在的难点、重点问题，必须编制出相应的对应措施和解决办法，能显示出自身的能力和实力。施工组织设计，必须根据招标要求和项目施工需要，具备有项目经理部主要成员工程履历、资质证明文件，项目经理履历及资质证明文件。 2.可行性： 在拟定工程施工项目部人员的组成时，所需任职人员的安排必须全面，避免缺职，以免造成现场管理失控，与项目施工各部管理，需保证体系的人员职务安排必须前后一致，证明项目部各管理系统清晰、明确、高效、运作畅通。针对招标要求的施工质量目标、工期目标，拟定各项保证措施时，必须切合工程施工的特点需要。对以下可能出现的问题拟定有相对应的可靠措施，证明该施工组织设计的可行。 ①招标要求的超常规施工或提前竣工(施工工作时问短于实际需要时间)，或在特殊环境条件下(如外装修冬季施工、场地限制等)施工。 ②招标要求的或投标承诺的通过施工进一步降低成本。 ③落实施工中采用新技术、新工艺。 三、现场施工技术问题处理 建筑装饰工程的施工工艺复杂，材料品种繁多，现场施工工种的班组多，要求现场施工管理人员务必做好各种技术准备。 首先。必须熟悉施工图纸，针对施工合同要求，尽最大限度去优化每一道工序，每一分项分部工程，同时考虑公司内部的资源(比如施工队伍、材料供应、资金、设备等以及气候等自然条件，认真、合理地做好施工组织计划。确保每一分项工程能纳入受控范嗣之中。 其次。针对工程特点.除了合理的施工组织计划外，还必须在具体施工工艺上作好技术准备，特别是高新技术要求的施工工艺。技术储备包括技术管理人员、技术工长 及工人的新技术新工艺培训，施工规范、技术交底等工作。通过有计划有目的的培训，技术交底，可以使施工技术工人、工长熟悉新的施工工艺。新的材料特性。共同提高技术操作、施工水平，进而保证施工质量。 此外。从技术角度出发，施工质量能否达到相关的设计要求和有关规范标准要求，仅仅从施工过程中的每一道工序作出严格的要求是远远不够的，必须有相应的质量检查制度。而建立完善的质检制度、质检手段都必须经过科学的论证，所以，必须针对每一工序、每一施工工艺的具体情况提出不同的质量验收标准。以确保工程质量。 现场质量控制的主要工作包括： (1)进场材料、设备的验收管理; (2)施工样板的质量控制和确定; (3)各施工工序的质量验收; (4)出现质量问题后的整改监督管理等。 在质量控制上，相关的负责人一定要有较强的原则性和认真的工作态度。 猜你喜欢： 1. 建筑毕业论文5000字 2. 建筑工程造价毕业论文5000字 3. 5000字建筑毕业论文 4. 建筑工程造价管理毕业论文5000字 5. 建筑工程造价控制论文5000字
网上当，这种校内论文没人会追查你是不是抄的。
参考一下这个：建筑监理谈建筑装饰装修工程监理随着我国现代建筑的发展和人们文化生活水平的不断提高，对建筑室内环境外气氛与造型艺术的要求也越来越高。建筑装饰装修不仅用于高级宾馆，大商场，酒店，而且已走进平常百姓家庭。专业化的建筑装饰装修队伍已成为建筑装饰业不可缺少的主力。建筑装饰装修是以美学原理为依据，是艺术与技术的综合体。一定的装饰效果在相当大的程度上要依靠一定的技术手段来实现，因此需要利用各种装饰材料的特点，运用不断更新变化的设计技巧来实现这一项艺术性很强的作品。为此，沟通装饰设计，装饰材料与施工管理之间的关系，不断提高这方面的知识，掌握其内在施工关键性环节的管理以促进我们在装饰装修旋工中有针对性，指导性的进行监理是非常重要的。同时通过我们的监理更加促进建筑装饰装修应用技术的健康发展和建筑装饰装修工程质量的提高。一、建筑装饰装修工程设计与投资控制1、设计方案的确定建筑装饰装修方案的确定，是为搞好整个工程的必需程序，任何建筑装饰装修方案都必须在根据业主的安全使用功能和要求来确定。做为监理要首先掌握工程的建筑结构情况，水电暖通等设备的安装情况及施工的质量，布局，功能等的实际情况。同时要了解业主对装饰装修使用要求，功能要求及业主的意图。一个美好的装饰设计方案，必需在满足建筑结构要求的前题下，通过材料的选用，精确的施工工艺及精心的施工技术发挥和严格的管理，才能达到具有功能性，舒适性，安全性艺术性为统一的整体效果。精明的甲方是非常重视设计方案的确定，做为装饰装修工程的监理单位，要配合业主在满足工程使用功能的原则下，本着经济，实用，美观的主导思想，应与业主反复进行讨论，研究确定最佳的装饰装修标准，效果，并整理完整的装饰工程设计方案。装饰设计阶段是装饰装修工程质量，投资控制的关键性阶段，必须处理好质量和投资之间的关系。质量和投资之间，质量是核心投资决定于质量。装饰装修设计阶段对工程质量的基本要求是：使项目的质量在符合现行规范和标准的条件下，满足业主的要求。装饰装修设计阶段除满足质量和投资要求外，还要考虑施工可行性，施工安全性，设计经济性，这也是设计监理控制质量的主要内容之一。2、装饰装修工程投资的控制建筑装饰装修工程的投资控制首先要从设计阶段开始，设计在满足其质量及功能要求的前提下，在不超过计划投资并尽可能地节约费用。监理工程师应认真审查设计单位的概预算，如发现超投资，要向业主提出建议，在业主的指示下，通知设计单位修改设计，以控制投资。在设计或施工进展中，如遇业主提出变更时，监理工程师要慎重对待，认真分析，要充分研究设计变更对投资和进度带来的影响，并把分析的结果提交给业主，由业主最后审定是否要变更设计。在装饰装修工程中，主要设备和材料的投资占整个装饰装修工程投资约60%~70%，其对投资控制极为重要。监理工程师还要充分研究主要材料，设备的用途和功能，了解业主的要求，保证主要材料，设备的选用及采购经济实惠，即满足了业主的功能要求，又降低了造价。合理的投资是指满足业主所需功能条件下，所付出的费用最小。二、建筑装饰装修工程施工进度计划审核与控制施工进度计划的编制，主要依据施工合同所包括的项目和范围及工期要求。由于装饰工程风格迥异，工艺复杂多变，加上多专业工种交叉施工，所以要求进度计划的安排要有重点。在不同时期的重点部位必须有所侧重。在施工计划表中，要有单项工程量，劳动力安排。装饰装修在整体计划中要给水电，空调制冷，暖通，设备安装留有穿插时间。监理人员在施工进度控制中要严格监督施工单位按期完成计划内工程项目，对工期滞后项目及时发现分析原因采取有效措施加强组织赶上去。并在定期的工程例会时，合理统筹协调施工，对难度大延长工期项目应尽量提供方便，以达到全局进度计划的实施。三、建筑装饰装修质量控制1、施工方法《建筑装饰工程施工及验收规范》中曾经规定:："高级装饰工程施工前，应预先做样板（样品或标准间），并经有关部门认可后，方可进行"。因此要求施工单位在大面积开工前，应有主要材料的样板或做样板间，经甲方和监理确认后，严格按样板施工。当多单位施工时，为避免做法不统一而造成反工现象，可指定一个单位先做单项样板，经设计认可，甲方和监理同意后得以推广。按一般的施工程序应为先上后下，先难后易的原则编制装饰装修施工方案应包括：一是编写需要在场外加工予预制的构件，外协项目的施工措施和质量控制措施；二是编制现场预制的构件（装饰造型）的安装就位方案；三是编制协调并配合与设备安装单位的交叉施工措施。依据施工总进度计划定期或按部位组织施工单位的主要现场管理人员，进行联合检查，检查内容以施工质量，进度，安全三方面为主。在检查中发现问题及时进行整改。通过联合检查达到互相促进，互相提高的作用。2、技术措施承担建筑装饰装修工程施工的各单位应具备相应的资质，并应建立质量管理体系。施工单位要根据设计图纸，施工合同和规范要求进行施工组织设计。该施工组织设计要由承包单位公司及相关部门审核批准后，报监理和建设单位认可后方可施工。施工单位应按有关的施工工艺标准或经审定的施工技术方案施工，并应对施工全过程实行质量控制。承担建筑装饰装修工程施工的单位和人员应有相应的资质和上岗证书。施工单位应遵守有关环境保护的法律法规，并应采取有效的措施控制施工现场的各种粉尘，废气，废弃物，噪声，振动对周围环境造成的污染和危害。施工单位应遵守有关施工安全劳动保护，防火和防盗的法律法规，应建立相应的管理制度，并应配备必要的设备，器具和标识。3、质量保证措施建筑装饰装修工程的施工质量应符合设计要求和《建筑装饰装修工程质量验收规范》（GB50210-2001）的规定。因违反设计文件和规范规定施工而造成的质量问题由该施工单位负责。建筑装饰装修工程施工中，严禁违反设计文件擅自改动建筑主体承重结构或主要使用 因违反设计文件和规范规定施工而造成的质量问题由该施工单位负责。建筑装饰装修工程施工中，严禁违反设计文件擅自改动建筑主体承重结构或主要使用功能：严禁未经设计确认和建设单位有关部门批准擅自拆改水，暖，电，燃气，通风等设施。建筑装饰装修凡涉及隐蔽验收的分项工程必须向建设单位及监理报验合格方可转入下一道工序。制订保证设备设施使用功能，维修功能，检查功能的措施，避免因装修后影响了设施的正常使用和维修。4、施工质量控制严格监督施工单位按施工方案所定的施工程序施工。施工单位应做好各道工序的交接检查，对隐蔽工程要组织有关方进行验收并按规定做好记录，对不合格部位，坚决不允许进入下一道工序施工。装饰工程的隐蔽工程应重点验收保温，防腐，隔音，受力构件锚固，电线管路，通风管道和防火等，并督促施工单位认真填写隐蔽工程验收记录。建筑装饰装修工程应在基体和基层的质量验收合格后施工。对既有建筑装饰装修前，应对基层进行处理并达到《建筑装饰装修工程质量验收规范》（GB50210-2001）的要求。管道，设备等安装及调试应在建筑装饰装修工程施工前完成，当必须同步进行时，应在饰面层施工前完成。装饰装修工程不得影响管道，设备等施工和维修。涉及煤气管道的建筑装饰装修工程必须符合有关安全管理的规定。严格按规范规定，质量评定标准设计要求及样板标准进行分项工程的验收，并按规定填写检查验收记录。施工单位在单项部位施工后，及时进行自检，并认真按要求填写检查记录，在自检合格的基础上报监理检查。对所检查出的不合格部位（产品），坚决进行整改。监理人员要严格复查整改情况。5、装饰材料的质量控制装饰装修工程所用材料的质量优劣是非常关键的。监理工程师应要求施工单位对所有装饰装修材料进场前，提前通知监理单位，对材料的品种，规格，外观和尺寸等进行验收，并应将产品的合格证明书，中文说明书及相关性能的检测报告对照设计和规范标准的要求进行检查。监理工程师应要求施工单位对进场复试材料的抽样检验必须在监理见证人员的见证下，按要求随机抽样送有资质的测试单位进行复试检测，在得到合格的检测结果后方可正式使用。监理人员对未经验收或验收不合格的工程材料，构配件，设备等应该拒绝签认，并应签发监理工程师通知单，以书面通知施工单位限期将不合格的工程材料，构配件，设备撤出现场。施工单位进场材料要严格按装饰装修工程投标时的材料封样的品种，质量进行控制。施工单位定购材料时一定要有厂家样品，材料成批进场时严格按样品验收，发现与样品不符坚决不准进场。严格检查原材料的存放，倒运，避免因存放，倒运过程造成材料变形，破坏，污染，等质量问题。成品保护建筑装饰装修工程施工过程中应做好半成品，成品的保护，防止污染及损坏。成品保护是保证工程质量的重要环节，因此要求施工单位要认真制定各工序的成品保护措施，加强互相爱护成品的教育，养成自觉保护成品的习惯，加强成品保护的管理检查。制定成品保护措施应切实可行，建立建全完善的工序交接检查制度，加强隐蔽工程验收。制定保证设施的使用功能，维修功能，检查功能的措施，避免因装修后影响了设施的正常使用和维修。建筑装饰装修工程要保证文明施工，施工作业面要保持干净整洁，严禁乱堆乱倒。四、建筑装饰装修工程验收专业监理工程师应对施工单位报送的分项工程质量验评资料进行审核，符合要求后予以签证。总监理工程师要组织监理人员对施工单位报送的分部工程和单位工程质量验评资料进行审核和现场检查，符合要求后予以签证。
浅谈在设计阶段对工程造价的控制 摘要:对设计阶段控制工程造价的现状进行了分析,从选择设计单位、实行限额设计、加强设计过程控制、采用合同措施 及应用新技术等方面提出了在设计阶段控制工程造价的方法,揭示了在设计阶段积极、主动地控制工程造价的重要性。 关键词:设计阶段,工程造价,控制,优化设计 多年来,由于受计划经济的影响,许多工程技术人员虽然技 术水平、工作能力都很高,但大多数缺乏经济观念,把造价控制看 成仅是财务人员和工程概预算人员的职责,很少把工程设计过程 中的技术与经济有机结合。初步设计阶段的多方案经济比较尚 未真正实现。目前大多数设计单位仍然实行设计图纸完成后才 编制概算,而设计方案的比较主要是从技术先进性、可靠性等方 面比较,很少从工程造价方面认真比较。这样,编制概算仅仅是 设计的最后一道工序,使利用设计概算中的经济指标评价设计方 案、影响设计方案成为一句空话。 部分项目由于压缩设计周期,使设计人员没有足够的时间进 行方案优化,建设单位对设计阶段的工程造价无机会或无条件控 制,造成设计深度不够或标准选用不当。当概算超出投资限额 后,不是要求设计人员调整设计方案,而是要求造价管理人员想 办法把投资降下来,要么就是追加投资。现行制度使设计单位只 对工程的技术负责,对工程造价应负的责任不明确,这使不少设 计人员随意加大安全系数,肥梁、胖柱、粗钢筋、高标号、深基础、 重屋顶比比皆是。由于建筑构造和结构构造设计不当,造成大量 建筑裂缝、渗漏和装饰层脱落。部分设计人员责任心不强,缺乏 深入地调查研究,闭门造车,产生的错、漏、碰现象仍然相当严重。 工程设计质量的好坏,不仅决定着建设项目的艺术美,更决 定着工程造价的高低。实践表明,在保证安全可靠的基础上,在 合适的设计标准和使用性条件下,降低造价的潜力非常大,一般 可达5%~10%,有的可达10%~20%。因此要降低工程造价, 很重要的一点就是要把好设计关。 据有关资料分析,在初步设计阶段,影响工程造价的可能性 为75%~95%。因为在初步设计阶段,建筑物的结构形式、外观 设计、平面布置及装修标准就应全部确定,这些在建筑工程中占 工程总造价的75%~95%。在技术设计阶段,只是对工程设计的 合理性、可行性进行确定,而这一部分对工程造价的影响只占工 程总造价的35%~75%;在施工图设计阶段,影响项目投资的可 能性为5%~35%。因此,在整个设计阶段,对工程造价实施主 动、积极的控制是十分必要的。 要在设计阶段实施对工程造价的控制,可从以下几方面做起。 1 选好设计单位 设计单位的水平如何直接影响着工程设计质量的好坏,而工 程设计质量的好坏则直接影响工程的造价。不同的设计单位对 同一项目的设计是不同的,同一项目不同设计院的作品之间肯定 在工程造价方面存在不同的差异,我们假设同一个设计分别由两 家不同的设计院来设计,施工图完成后请一家造价咨询单位来做 预算,可以肯定不同的设计院的工程总造价绝对不同,而且大多 数两者的差异超过10%,甚至超过30%,并且不一定造价高的设 计就比造价低的好。我们都知道不同的人的设计有不同的风格 和不同的水平,设计出来的作品自然不一样,因此选择好设计单 位就是控制造价的第一步。 目前,招投标主要在施工阶段,设计阶段的招投标开展的不 够广泛,监督管理机制不够健全,设计市场比较混乱,挂靠设计等 不规范行为比较普遍。通过招投标来选择设计单位是很好的方 法,通过招投标把工程设计推向市场,通过比较来选择最优秀的 设计单位。 2 实行限额设计 所谓限额设计,就是在不降低工程效能的前提下,将设计投 资控制在建设项目的计划投资内。这就要求将设计阶段的限额 在设计中层层展开,纵向到底,横向到边。 从纵向限额设计来说,经批准的可行性研究报告和投资估算 就是限额设计最根本的基础,它是设计方案选择和进行投资造价 控制的目标。经批准的初步设计总概算应是技术设计和施工图 设计的造价控制目标,应层层把关,不得突破。 从横向限额设计来说,就是要将上阶段设计审定的投资额和 工程量,按建筑、结构、水、电、暖、装饰、设备等各专业进行分配, 然后再按专业根据工程设计的实际情况进行细分,以求对建设项 目造价影响程度最大的分项在设计上实现技术与经济的统一。 当前普遍存在着设计不精、深度不够的情况,这是增加工程 造价的不确定因素。限额设计可以促使设计单位改善管理,优化 结构,提高设计水平,真正做到用最小的投入取得最大的产出。 将整个项目按设施部位或功能的不同,分为若干单元,设计人员 根据限定的额度进行方案筛选与设计,这种限额设计能有效地控 制整个工程的造价。为使限额设计达到预期目的,应该做到参与 设计人员必须是有经验、懂技术经济的设计师,其设计的成果必 须是实用、先进的,而且造价合理。 建设单位应依据经验和投资估算的要求,对设计方案提出限 额设计要求,并建立奖惩考核激励机制。哪个专业或哪一段突破 了造价指标,必须分析原因,用修改设计的办法加以解决,并利用 同类建筑工程的技术指标进行科学分析、比较,优化设计,降低工 程造价。 作为设计单位,在设计中凡是能进行定量分析的设计内容, 均要通过计算,要用数据说话,充分考虑施工的可能性和经济性, 在设计技术与经济分析上要改变设计完后再算账、功能决定造价 的习惯做法,克服那种只顾画图不顾算账的倾向,变“画了算”为 “算了画”。 3 加强设计过程控制 加强设计过程的控制,在设计出图以前,根据不同的设计阶 段组织相关技术人员对图纸在技术上的合理性、施工上的可行 性、工程造价上的经济性进行评审,从各个不同角度对设计图纸 进行全面的审核管理工作,力争使项目的设计方案达到最优化, 将设计存在的错、漏、碰现象消灭在设计阶段,避免因设计考虑不 周或失误给施工带来变更,造成经济损失,从而有效地控制工程 造价。 为了更好地对设计过程进行控制,也可聘请专业的设计监理 单位,发挥监理单位技术、经济方面人力资源的优势,对设计全过 程实施监理。 4 采取合同措施 针对目前部分设计人员经济观念淡薄,设计变更随心所欲的 情况,可在设计合同经济条款上,增加设计变更及修改的费用额 度限制条款。 5 鼓励优化设计 在建设单位和设计单位内部要建立鼓励工程技术人员和造 价管理人员优化工程设计、简化工艺流程的机制。对在运用价值 工程原理进行设计方案综合评价、优化方面做出突出贡献的人员 予以适当的奖励。 6 合理安排设计周期 建设项目尤其是地产项目在设计运作过程中,经常会出现方 案阶段设计周期过长,留给施工图设计阶段的周期较短的情况, 设计院加班加点赶图,不能保证图纸质量,甚至会出现边设计边 施工的窘境。施工图设计的质量对工程的顺利施工和成本控制 关系很大,但时间的紧迫性将会限制设计师对问题的深度思考和 解决,给工程留下遗憾和隐患。 7 应用新技术和新材料 目前有很多新技术、新材料可以起到节省成本、提高效能和 缩短工期的作用。有很多的新技术和新材料要从设计开始,在设 计过程中可突破传统的设计方案,合理采用新技术、新材料。要 不断更新才可以改变传统方式,才能提高效益,节省投资。 总之,我们要充分认识到设计阶段对控制工程造价的重要性 和必要性,从设计阶段就采取可行的方法来控制工程造价。 参考文献: [1] 徐大图.工程建设投资控制[M].北京:中国建筑工业出版 社,1997. [2] 童晴,吴玮.建设项目工程造价控制的几点思考[J].岩 土工程界,2001(3):30-31. [3] 王鄂.建设工程造价控制浅议[J].山西建筑,2007,33 (21):281-282.
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《浅谈在设计阶段对工程造价的控制》这也太少了，只是我论文的一小部分。我的论文题目是《政府投资市政工程的造价管理与控制》，从决策阶段→设计阶段→招标阶段→实施阶段→竣工结算阶段→举例。算上封皮整30页。你在网上绝对搜不到，是我一字一句的敲出来的。
迈入新世纪,具有中国特色的住宅开发建设正面临一场新的革命.倡导以人为本,天人合一的哲学观进行品牌定位,从规划设计,建筑设计,户型设计,建材采用,到功能和质量等方面要求越来越高,作为房地产开发企业首要的要求是工期短,投资效益好.针对房地产项目的这些情况,必须对项目投资实施全过程有效的成本控制,从组织,技术,经济,合同与信息等方面,挖掘潜力,降低成本,提高投资效益和社会效益. 本文针对影响工程造价比较大的设计阶段,招标投标阶段,施工阶段,竣工结算阶段的工程造价控制,发表一点拙见,起到抛砖引玉的作用,供广大同行商榷. 关键词: 工程造价 造价管理 一,设计阶段的成本控制 设计阶段是房地产项目成本控制的关键与重点.尽管设计费在建设工程全过程费用中比例不大,一般只占建安成本的,但对工程造价的影响可达75%以上,由此可见,设计质量的好差直接影响建设费用的多少和建设工期的长短,直接决定人力,物力和财力投入的多少.合理科学的设计,可降低工程造价10%.但在工程设计中不少设计人员重技术,轻经济,任意提高安全系数或设计标准,而对经济上的合理性考虑得较少,从根本上影响了项目成本的有效控制.例如:某高层住宅每层电梯井走廊仅十多米的距离,其间又无防火分区,就设了三只消防箱,而按消防规范要求,只要两支水枪同时到达室内任何部位即可.这种设计不合理,造成了一定浪费,显然是对工程的各种经济指标不够重视.因此,设计阶段对项目投资的影响是极其重要的.特别是扩初设计阶段对项目经济的影响达70-%95%,实际上,当扩初设计批复之后,存在的技术问题,费用问题都很难解决,因此必须重视扩初设计,以避免"先天不足". 1.推行设计招标,择优选择设计单位 积极推行建筑方案与经济方案相结合的设计招标方法,尽量将工程主体及配套的围护,绿化等均放在一起进行招标,采用多家竞投,组织有关专家综合评比,这样既可优选出好的设计单位,又可促进设计方在项目整体布局,建筑造型使用功能上开拓创新,在降低工程造价上下功夫. 2.开展限额设计,有效控制造价 积极推行限额设计,健全设计经济责任制.设计人员应熟悉掌握建筑工程预算定额及费用定额,熟悉建筑材料预算价格,然后按项目投资估算控制初步设计及概算,再用初步设计概算控制施工图设计及概算.因此,各专业在保证功能及技术指标的前提下,必须制定双赢策略,合理分解和使用投资限额,融施工图设计和施工图预算为一体,把技术和经济有机结合起来.严格控制设计变更,以保证投资限额不轻易突破.房地产开发企业的工程造价管理人员应与设计部门积极配合,及时提供可靠的工程基础资料. 当前普遍存在着设计不精,深度不够的情况.这是增加工程造价的不确定因素.由于设计频繁变更,给工程造价控制带来一定的难度.依据开发经验和投资估算的要求,必须有效地确定设计限额(造价,三材消耗指标等),并建立奖惩考核激励机制.对哪个专业或哪一段突破了造价指标,必须分析原因,用设计修改的办法加以解决.克服那种只顾画图,不顾算帐的倾向,变"画了算"为"算了画".并利用同类建筑工程的技术指标进行科学分析,比较,优化设计,降低工程造价. 文秘杂烩网
浅谈在设计阶段对工程造价的控制 摘要:对设计阶段控制工程造价的现状进行了分析,从选择设计单位、实行限额设计、加强设计过程控制、采用合同措施 及应用新技术等方面提出了在设计阶段控制工程造价的方法,揭示了在设计阶段积极、主动地控制工程造价的重要性。 关键词:设计阶段,工程造价,控制,优化设计 多年来,由于受计划经济的影响,许多工程技术人员虽然技 术水平、工作能力都很高,但大多数缺乏经济观念,把造价控制看 成仅是财务人员和工程概预算人员的职责,很少把工程设计过程 中的技术与经济有机结合。初步设计阶段的多方案经济比较尚 未真正实现。目前大多数设计单位仍然实行设计图纸完成后才 编制概算,而设计方案的比较主要是从技术先进性、可靠性等方 面比较,很少从工程造价方面认真比较。这样,编制概算仅仅是 设计的最后一道工序,使利用设计概算中的经济指标评价设计方 案、影响设计方案成为一句空话。 部分项目由于压缩设计周期,使设计人员没有足够的时间进 行方案优化,建设单位对设计阶段的工程造价无机会或无条件控 制,造成设计深度不够或标准选用不当。当概算超出投资限额 后,不是要求设计人员调整设计方案,而是要求造价管理人员想 办法把投资降下来,要么就是追加投资。现行制度使设计单位只 对工程的技术负责,对工程造价应负的责任不明确,这使不少设 计人员随意加大安全系数,肥梁、胖柱、粗钢筋、高标号、深基础、 重屋顶比比皆是。由于建筑构造和结构构造设计不当,造成大量 建筑裂缝、渗漏和装饰层脱落。部分设计人员责任心不强,缺乏 深入地调查研究,闭门造车,产生的错、漏、碰现象仍然相当严重。 工程设计质量的好坏,不仅决定着建设项目的艺术美,更决 定着工程造价的高低。实践表明,在保证安全可靠的基础上,在 合适的设计标准和使用性条件下,降低造价的潜力非常大,一般 可达5%~10%,有的可达10%~20%。因此要降低工程造价, 很重要的一点就是要把好设计关。 据有关资料分析,在初步设计阶段,影响工程造价的可能性 为75%~95%。因为在初步设计阶段,建筑物的结构形式、外观 设计、平面布置及装修标准就应全部确定,这些在建筑工程中占 工程总造价的75%~95%。在技术设计阶段,只是对工程设计的 合理性、可行性进行确定,而这一部分对工程造价的影响只占工 程总造价的35%~75%;在施工图设计阶段,影响项目投资的可 能性为5%~35%。因此,在整个设计阶段,对工程造价实施主 动、积极的控制是十分必要的。 要在设计阶段实施对工程造价的控制,可从以下几方面做起。 1 选好设计单位 设计单位的水平如何直接影响着工程设计质量的好坏,而工 程设计质量的好坏则直接影响工程的造价。不同的设计单位对 同一项目的设计是不同的,同一项目不同设计院的作品之间肯定 在工程造价方面存在不同的差异,我们假设同一个设计分别由两 家不同的设计院来设计,施工图完成后请一家造价咨询单位来做 预算,可以肯定不同的设计院的工程总造价绝对不同,而且大多 数两者的差异超过10%,甚至超过30%,并且不一定造价高的设 计就比造价低的好。我们都知道不同的人的设计有不同的风格 和不同的水平,设计出来的作品自然不一样,因此选择好设计单 位就是控制造价的第一步。 目前,招投标主要在施工阶段,设计阶段的招投标开展的不 够广泛,监督管理机制不够健全,设计市场比较混乱,挂靠设计等 不规范行为比较普遍。通过招投标来选择设计单位是很好的方 法,通过招投标把工程设计推向市场,通过比较来选择最优秀的 设计单位。 2 实行限额设计 所谓限额设计,就是在不降低工程效能的前提下,将设计投 资控制在建设项目的计划投资内。这就要求将设计阶段的限额 在设计中层层展开,纵向到底,横向到边。 从纵向限额设计来说,经批准的可行性研究报告和投资估算 就是限额设计最根本的基础,它是设计方案选择和进行投资造价 控制的目标。经批准的初步设计总概算应是技术设计和施工图 设计的造价控制目标,应层层把关,不得突破。 从横向限额设计来说,就是要将上阶段设计审定的投资额和 工程量,按建筑、结构、水、电、暖、装饰、设备等各专业进行分配, 然后再按专业根据工程设计的实际情况进行细分,以求对建设项 目造价影响程度最大的分项在设计上实现技术与经济的统一。 当前普遍存在着设计不精、深度不够的情况,这是增加工程 造价的不确定因素。限额设计可以促使设计单位改善管理,优化 结构,提高设计水平,真正做到用最小的投入取得最大的产出。 将整个项目按设施部位或功能的不同,分为若干单元,设计人员 根据限定的额度进行方案筛选与设计,这种限额设计能有效地控 制整个工程的造价。为使限额设计达到预期目的,应该做到参与 设计人员必须是有经验、懂技术经济的设计师,其设计的成果必 须是实用、先进的,而且造价合理。 建设单位应依据经验和投资估算的要求,对设计方案提出限 额设计要求,并建立奖惩考核激励机制。哪个专业或哪一段突破 了造价指标,必须分析原因,用修改设计的办法加以解决,并利用 同类建筑工程的技术指标进行科学分析、比较,优化设计,降低工 程造价。 作为设计单位,在设计中凡是能进行定量分析的设计内容, 均要通过计算,要用数据说话,充分考虑施工的可能性和经济性, 在设计技术与经济分析上要改变设计完后再算账、功能决定造价 的习惯做法,克服那种只顾画图不顾算账的倾向,变“画了算”为 “算了画”。 3 加强设计过程控制 加强设计过程的控制,在设计出图以前,根据不同的设计阶 段组织相关技术人员对图纸在技术上的合理性、施工上的可行 性、工程造价上的经济性进行评审,从各个不同角度对设计图纸 进行全面的审核管理工作,力争使项目的设计方案达到最优化, 将设计存在的错、漏、碰现象消灭在设计阶段,避免因设计考虑不 周或失误给施工带来变更,造成经济损失,从而有效地控制工程 造价。 为了更好地对设计过程进行控制,也可聘请专业的设计监理 单位,发挥监理单位技术、经济方面人力资源的优势,对设计全过 程实施监理。 4 采取合同措施 针对目前部分设计人员经济观念淡薄,设计变更随心所欲的 情况,可在设计合同经济条款上,增加设计变更及修改的费用额 度限制条款。 5 鼓励优化设计 在建设单位和设计单位内部要建立鼓励工程技术人员和造 价管理人员优化工程设计、简化工艺流程的机制。对在运用价值 工程原理进行设计方案综合评价、优化方面做出突出贡献的人员 予以适当的奖励。 6 合理安排设计周期 建设项目尤其是地产项目在设计运作过程中,经常会出现方 案阶段设计周期过长,留给施工图设计阶段的周期较短的情况, 设计院加班加点赶图,不能保证图纸质量,甚至会出现边设计边 施工的窘境。施工图设计的质量对工程的顺利施工和成本控制 关系很大,但时间的紧迫性将会限制设计师对问题的深度思考和 解决,给工程留下遗憾和隐患。 7 应用新技术和新材料 目前有很多新技术、新材料可以起到节省成本、提高效能和 缩短工期的作用。有很多的新技术和新材料要从设计开始,在设 计过程中可突破传统的设计方案,合理采用新技术、新材料。要 不断更新才可以改变传统方式,才能提高效益,节省投资。 总之,我们要充分认识到设计阶段对控制工程造价的重要性 和必要性,从设计阶段就采取可行的方法来控制工程造价。 参考文献: [1] 徐大图.工程建设投资控制[M].北京:中国建筑工业出版 社,1997. [2] 童晴,吴玮.建设项目工程造价控制的几点思考[J].岩 土工程界,2001(3):30-31. [3] 王鄂.建设工程造价控制浅议[J].山西建筑,2007,33 (21):281-282.
基于单片机的仪表车床简易数控系统的实现第2章 数控系统的设计要求概述该数控系统是为了适应国内众多的普通机床改造而设计的主要考虑四个方面：①经济性既然是用于普通机床的数控化改造，因此，必须充分考虑系统的成本，这是保证达到系统设计目的的关键。这里的成本包括整个系统的成本，包括数控系统、伺服驱动系统及机械传动系统等，其核心在于数控系统的方案选择。②方便性数控系统的方便性，又叫“宜人性”，主要反映在系统的编辑部分。编辑(编程)部分是人和系统直接打交道的部分，即所谓的“人机界面”。人机界而应当对用户友好，也就是说编辑(编程)部分应当尽量给用户提供力便、快捷舒适的操作使用环境。系统需从以下几个途径来体现：●汉化按键，方便各种层次的操作者使用。●输入、检索、修改尽量一体化。即输入时可以检索、修改，检索时可以修改、输入，并且自动显示程序段号。●快速检索，即能对程序进行上下翻页显示。③实用性经济则数控系统的设计不应追求功能的大而全，应以实用为原则。一般的机械加工只要能具有以下功能即可满足需要：●直线、圆弧插补。插补速度要充分考虑被机床本身的内在素质，如刚性、抗震性、耐磨性等，不宜过高。●速度衔接技术，即速度升／降速控制。速度衔接技术可以保证系统在加工过程中实现2段程序间的速度平滑连接，从而避免造成加工刀痕或平台，保证精度。●动态坐标显示。●加工程序的掉电保护能力。●电动刀架控制。采用电动刀架，用软件进行控制，可以提高生产效率。●细分技术。细分技术是当今经济型数控系统的一项重要技术。它可以有效解决步近电机的低频振荡问题，同时使机床脉冲当量细化，提高控制精度；另外，还可以提高低速加工时的出刀。④可靠性由于数控系统工作环境十分恶劣，必须有足够的可靠性才能保证系统稳定运行。数控系统的性能指标按照广述设计要求及设想，数控系统的性能指标可归纳为：●X，Z两轴联动，开环控制方式。●ISO国际数控标准格式代码编程。●快速定位。●具有直线、圆弧插补能力。●能与上价机串行通信、具有简单的联网能力。●最大编程尺寸，z轴脉冲当量，x轴脉冲当量，最大进给速度为（5m/min）。●预留螺纹加工功能的接口。●具有连动、点动2种手动加工方式，以及自动连续加工方式。第3章 总体方案的确定系统总体方案本系统在研制过程中，紧紧围绕可靠性、方便性、低成本等设计要求。确定总体方案如下：基于单片机的系统结构按照上述设计思想，本系统采用基于单片机的系统结构。这种方案结构简单，成本低。考虑到扩展性，主系统采用89S58单片机。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。1.一个个8位的CPU2、26个特殊功能寄存器（Special Function Register）3、一个片内振荡器及时钟电路4、全静态工作：0Hz-24KHz5、32条可编程I/O线6、2个16位可编程定时计数器7、5个中断优先级2层中断嵌套中断8、2个全双工串行通信口9、电源控制模式：低功耗的闲置和掉电模式10、8031 CPU与MCS-51 兼容11、4个8位并行（Parallel）I/O口12、三级程序存储器保密锁定13、128B 内部RAM14、内部硬件看门狗电路15、4k Bytes Flash片内程序存储器(寿命：1000写/擦循环)16、一个SPI串行接口,用于芯片的在系统编程17、可寻址64KB的外部ROM和外部RAM的控制电路这些我们称为单片机的资源（Souce），单片机的应用就是怎么充分合理地利用这些资源，来解决实际中的问题人机界面(1)采用液晶显示界面作为一个简易型数控系统，采用了12232汉字图形点阵液晶显示模块，带背光字符型液晶模块作为主显示界面，不采用数码管显示。这样做的目的有3个：●液晶显示方式具有显示容量大、可以显示所有字符及自定义字符的能力。至于不能显示图形以实现加工曲线动态显示的缺陷，可以通过上仪机模拟仿真加工来弥补。●液晶显示模块自身具有控制器，可以减轻主CPU的负担。●使系统具有菜单驱动的基本素质。采用菜单驱功方式实现编辑模块的全屏幕编辑功能，达到友好的人机界面要求。●可显示汉字和图形。(2)采用双功能按键设计，简化键盘系统设计中充分考虑功能的需要、操作方便的需要及系统复杂性的要求三者之间的关系确定系统的大多数按键为双功能键，使得整个系统界面简洁。采用开环控制方式系统设计的目的决定了系统只能采用开环控制方式。在开环型位置控制系统中，只能采用步进电机作为伺服执行单元。这是由步进电机车身的特性决定的。关于步进电机的特性等详细内容参见本章后续有关章节。开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低，仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。这类系统比较简单，价格最便宜，可以用于小型车床、铣床、钻床和线切割机床。如下图是常见的两坐标简易数控系统的组成框图。系统软件固化在单片机的存储器中，加工程序可通过键盘或磁带机输入，经系统软件进行编辑处理后输出一个系列脉冲，再经光电隔离，功率放大后大驱动两台步进电机，分别控制机床两个方向的运动，完成位置、轨迹和速度的控制。根据需要，微机还可通过继电器电路，实现对诸如主轴起停、变速、各种辅助电机起停、刀架转位、工件爽紧松开等动作的自动控制，使整个加工过程自动进行。图3-1开环步进电机与单片机连接电路单片机控制步进电机拖动的开环系统具有价廉，技术成熟等优点，因而使用较多。但这种系统还存在拖动力矩偏小，过载能力差、速度偏低，精度不够高及其价格随力矩增加成指数卜升等缺点。为此，选用时要注意在适当的范围内发挥其优势。一般主要适用于拖动力矩小于15Nm的小型机床，如C616，C618，C620，C6140等普通车床。对于转矩要求大、功能要求多的机床(如铣床、镗床、钻床及镗铣床)和高精度机床(如坐标镗床)就难于使用，需要开发与其适应的其他经济型数控系统。功能精简，提高可靠性设计具备简易型数控系统必需的基本功能●直线、圆弧插补能力。●端面、台阶的循环加工。●点动、连动、自动3种运行方式。●申行通信能力。系统功能模块及其分析系统功能模块与总体框架(1)系统操作界面按照上述图3-2 系统的人机界面图复位——系统在死机、工作出错等情况下的总清键，使系统回复设计的原始状态。运行——自动运行用户的零件加工程序，包括程序的语法检查、数据处理、编译、插补运算及步进电机控制等。暂停一—自动加工的暂停，是一个乒乓键，按一次，加工暂停，再按一次，继续加工。换刀一—用于手工换刀，每按一次．电动刀架转一个工位，本系统中为90度。手动——与“←、↑、→、↓”配合，以实现动作台的连动；在编辑程序时为光标移动键。数字1—9均为双功能键、用于程序输入、用“上下档”键进行切换。G—一准备功能键，用于ISO加工程序输入。M——辅助功能键，用于冷却泵的启/停、程序的结束等程序段的输入。插入—一用于程序编辑过程中“插入修改”方式的切换。也是乒乓键，用块光标或下划线光标指示。删除——在插入方式下，删除当前的字符；在修改方式下，删除当前光标位置字符。上页一—程序上翻到上一程序段。相当PC机的PageUp键。下页——程序下翻到下一程序段。与上页键一样是一个屏幕编辑键。相当PC机的PageDown键。回车——确认键。Esc——相当于PC机的Esc键。(2)系统功能模块与总体框架系统从总体上分为人机界面模块、伺服执行模块、电动刀架拧制模块、串行通信模块及基于AT89S51单片机的主控模块等5大模块，参见图3-2。各模块的功能分别是：图3-3 系统模块与总体框架①人机界面模块该模块主要完成人机的对话与交流，物理上表现为显示器与键盘，核心功能是加工程序的编辑。由于采用全程菜单驱动形式．使该模块具有较好的友善性。②伺服执行模块该模块主要由脉冲分配器、伺服驱动及步进电机等组成，是一个执行单元，按照主机的指令完成工作台与刀具的相对运动，实现车削加工。其速度特性、矩频特性等直接影响加工的精度和速度。③电动刀架控制模块采用2继电器方式的4方电动刀架．用软件完成刀架的换刀动作，即刀架电机的正转拾刀→换刀→反转锁紧，是经济型数控系统必不可少的部分，可以提高加工效率，大大减少在加工过程中因手工换刀带来的误差。④串行通信模块该模块的功能是完成与上位机的串行通信，采用三线制方式，使系统具有基本的组网能力。⑤主控模块主要包括零片微处理器(也括监控程序)、加工程序存储单元及与其他模块的接口电路要完成程序编辑、加工程序处理、软件插补达贸、电动刀架饺制及行程限位保护等。系统软件框架如图3-4展示了系统软件框图。系统上电后，执行初始化程序、键盘扫描程序。如有“计数显示”、“计数清零”、“点动”等功能键按下，执行其各自的工作子程序后返回初始化程序，并显示其相应的提示符。顺序控制程序也设计成子程序模块，它的主要功能是读入各行程开关及压力继电器的信号状态组合，经分析判断，输出一系列控制信号，完成对工件的自动加工。如按下“点动”键，则显示点动提示符，执行顺序控制程序，即返回初始化程序，如按下“连动”功能键，则首先置连动工作标记（此时，除“返回”键外，其余各键均用软件屏蔽），然后开中断，等待，刀具检测信号，收到中断请求信号后，执行中断服务程序。在中断服务控制中，先后执行顺序控制子程序，键盘扫描及显示子程序，并记录和显示数据。完成一次顺序控制或有“返回”键按下，则返回主程序。回到主程序后，仍判断是否有“返回”键按下，如有，则返回初始化程序。否则，重新等待中断。采用模块化设计：①点动，连动，换刀该模块主要实现工作台在x，z两轴上正、反2个方向的点动、连动操作，以及手动控制换刀等，用于方便对刀、工作原点设置等。②自动该模块主要实现加工程序的处理(包括程序语法检查、程序编译、数据处理等)、插补运算步进电机的控制及自动换刀控制等。③参数设置该模块主要实现刀具补偿参数设置、间隙补偿参数设置等自动加工参数的设置。④编辑模块该模块主要实现零件加工程序的键盘编辑、输入。⑤通信模块该模块主要实现与上位机或其他智能设备的串行通信，可用于加工程序的传送等。图3-4 系统软件原理框图第4章 硬件系统设计主模块设计主模块中关键器件及其选型(1)单片机本系统采用PHILIPS公司的8位单片机AT89S51为控制核心。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,全静态工作，RAM可扩展到64K字节，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，32个外部双向输入/输出（I/O）口，2个16位可编程定时计数器。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等.图4-1单片机系统原理框图(2)数据存储器的选用系统采用单片机作为控制核心，最高速度为33MHz，我们用到。速度高对外部电路特别是外部数据，程序存储器扩展电路要求很高。必须满足在CPU读数据或程序指令时，外部数据或程序指令已准备好了。所以必须进行芯片的时序校验。为了使系统工作可靠我们也进行存储器的校验。首先，对存储器作一介绍。单片机存储器分为内部存储器和外部存储器，内部存储器又分为内部数据存储器和程序存储器，同样，外部存储器也分为程序和数据存储器。本系统采用AT89S51为核心单元，其本身带有128B的RAM和4KB的Flash内部程序存储器。对于数据存储器，内外两部分是独立编址的，用不同指令来访问不同的数据存储器，即，MOV访问片内，MOVC访问片外，外部可扩展到64K，由于在外部数据存储器和I/0是统一编址的，应给I/0留一定的空间，且本系统要求留有一定的扩展空间，所以本系统扩展采用的芯片是6264。Y62256是HUNDAI公司的一种高速低功耗32K的CMOS的静态RAM，采用现代公司的高速CMOS工艺技术。HY62265具有数据保持模式，以确保在最低供电电压下2V数据有效。使用CMOS技术，电源电压在之间，数据保持电流几乎没有影响。HY62256适合使用在低压和电池供电工作环境。M28256用于扩展程序存储器，是一种采用ST微电子公司拥有知识产权的多极性硅技术制造的。在3V或}V供电条件下具有快谏低功耗工作模式。电路已被设计成可提供与微控制器柔性接口特征。可使用软件或硬件进行数据循环测试或位功能锁定。可以使用标准的JEDEG运算法则进行软件数据保护。电路扩展如图4-2所示。图4-2 存储器扩展(3)总线驱动、数据、地址锁存及译码电路由于单片机的数据线和低位地址线共用必须加地址锁存器进行低位地址锁存。使用74LS373作为地址锁存器，当应用系统规模过大，扩展所接芯片过多，超过总线的驱动能力时，系统将不能可靠工作，此时应加用总线驱动器来减少读数据的持续时间。整个系统可扩展的外部数据总共为64K，由于单片机外部数据存贮器和工/0是统一编址的，我们将低32K作为外部扩展的数据存储器，高译码电路采用两片74LS138,用了32K作为I/0使用或留给以后扩展用。由于外设使可编程器件，所以在使用138作译码时需要产生两种译码地址:一种是地址连续，一种是段地址连续。其中Ll,L5可作为系统再次扩展时用。译码地址输出在图4-3中已给出，Y0-Y7作为单地址芯片片选信号，Y8-Y15可作为可编程芯片片选信号，如8254可编程计数器。译码电路如图4-3.图4-3译码电路主模块电原理图设计本系统选用AT89S51CPU作为数控系统的中央处理机。主程序框图如图4-4。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等。8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接，它具有三个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。CPU对8279的控制是先读回8279的状态字，查看PIFORAM中有无字符 ，若有将根据字符个数读出所有字符，并进行相应处理；若无，则直接返回。CPU对8279的监视采用查询方式，对8279分配的数据口地址为8000H，状态口地址为8001H，CPU每隔10ms定时中断查询一次，所有显示采用查询段码表的方式实现，简化了程序设计过程，提高了程序质量。图4-4主程序框图输入/输出模块设计 I／O模块电原理图设计8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示。8279是可编程接口芯片，通过编程使其实现相应的功能，编程的过程实际上就是CPU向8279发送控制指令的过程。在软件设计中，显示方式采用了8个字符显示，左入方式，编码扫描键盘，双键锁定。I／O模块电原理图如图4-5所示。图4-5 I/O模块电原理图图4-6 8279工作程序框图步进电机控制接口X，Z两轴采用3相6拍步进电机，并口8255向控制端口写控制字，PUSLE来实现对步进电机的控制。8255接步进电机的环形分配器，通过3片4N25光电隔离，分别形成X、Z所需的3相控制信号，送往步进电机驱动电源，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。芯片YB013实现硬件环分任务，；达林顿光隔离管4N25实现计算机弱点部分和步进电机强电部分的隔离，既起功率放大作用，又充当无触点开关，实现对计算机的保护。单片机控制步进电机连接如图4-7所示。图4-7 单片机控制步进电机刀具控制接口(1)电动刀架及其工作原理电动刀架的机械部分类似于蜗轮机构，实现刀具的抬升、旋转(交换刀具位置)及下降锁紧，这里着重讨论实现上述动作所必须的硬件条件和电路原理。在图4-8中，继电器KA1，KA2实现电动刀架的动作切换控制，主要完成刀架电机的正、反转切换。在刀架旋转过程中，每个工位上的霍尔元件会依次切换为有效状态，系统根据T1，T2，T3及T4状态的变化，可以推断出目前的刀号，并判断是否为当前所选用刀具，一旦符合，则电机反向旋转，锁紧刀具。电动刀架各时序的切换反间隔是系统控制的关键，反向锁紧所用时间取决于电动刀架生产厂家的推荐指标，过长会引起电机发热甚至烧毁。为保证电动刀架安全运行，在电动刀架交流380V进线处加装快速熔断器和热继电器。图4-8电动刀架的电原理图(2)电动刀架与单片机的接口电动刀架与系统的硬件接口主要是控制电机正、反转信号J1，J2及刀号反馈信号TI，T2，T3和T4。上述信号均光电隔离后与单片机系统接口。电动刀架软件控制流程如图4-9所示，采用查询方式。图4-9电动刀架控制流程程序为：#include <>#include <>#define N1 XBYTE[ ]typedef unsigned char ucharvoid adc0809(uchar idata *x);void delay();void main(){static uchar idata ad[4];adc0809(ad);}void adc0809(uchar idata *x){uchar i,*ad_adr;uchar motor=1;ad_adr=&N1;for(i=0;i<4;i++){If(*ad_adr=i){delay1( );KA1=1;delay2( );return();}else KA1=0}}void delay1(motor==0){uchar j;for(j=0;j<20000;j++){;}}void delay2(void){uchar j;for(j=0;j<150000;j++){;}}急停、暂停、行程限位接口电路限位开关为常开状态；因此，X十，X一，Z十，Z一正常输人为低电平状态。因此如果行程开关被压合，向INT0发出中断信号，系统进行复位，步进电机的脉冲消失，也就无法继续前行，起到保护机床的目的。本系统采用三输入端与非门74HC10的输出端作为一个共用的中断信号接至单片机的INT0，用于实时处理紧急停车、暂停、限位报警功能。电路如图4-8所示：串行通信电路本系统由两部分构成，上位机系统和下位机系统，由于上位机主要完成管理显示等工作，下位机完成控制功能，所以上位机和下位机的数据传输实时性要求不高，我们采用串口通信。使用RS232标准，MAX232进行电频的转换。串口RS232标准，它是美国电子工业协会(Electronic Industry Association)的推荐标准。本系统采用9针连接器，其定义见表4-1。本系统采用三线制TXD,RXD,GND连接，以使电路简单。表4-1 连接器定义表串口通讯电路主要由MAX 232电平转换电路构成。MAX232是MAXIM公司产品，一种电平转换芯片。可以将TTL转换成RS232，或RS232转换成TTL。满足单片机和普通计算机的通讯电平转换要求。电路如图4-10所示。图4-10 通信接口电路人机界面模块设计单片机应用系统中常用显示方式及其比较在单片机应用系统中，目前比较常用的显示介质有数码管(LED)、液晶显示(LCD)及CRT等，在家用电器中用的比较多的是真空荧光屏(VFD)。现就各自特点简述如下：(1)数码管数码管是一种主动发光器件。所谓主动发光．是指环境越暗越清晰。分为7段数码管和“米”字数码管2种。前者用于显示ARCⅡ码，显示信息量小；后者除了可显示ARCⅡ字符外，还可显示一些自定义的比较复杂的字符。数码管按驱动电流分，又可分为普通亮度、高亮、超高亮等。数码管由于其廉价而且扩展方便等特性，—直是单片机系统中用得最多、最广的一种显示器件。国内有不少型号的数控系统、尤其是早期的数控系统，广泛采用数码管作为显示界面。(2)液晶显示液晶显示器是一种被动发光器件。所谓被动发光，是指环境越亮越清晰，黑暗环境下必须加入背光才能清晰显示。分为字段型液晶显示器、字符型液晶显示器及图形点阵液晶显示器。字段型只能显示ASCII字符，字符型可以显示ASCII字符，显示效果比字段型好，而且可以显示少量的自定义字符；图形点阵液晶显示器是目前在单片机系统中比较流行的新型显示器件，可以显示所有字符及图形，由于其可以显示汉字的特性，被广泛用于国内智能设备中，国内的数控系统也开始广泛采用。(3)CRTCRT显示器分为单色和彩色2种，在数控系统中，尤其是高档数控系统中应用日益广泛。其特点是成本低、显示容量大；可以显示所合字符、图形及汉字；采用视频专用接口电路MC6847等与单片机接口，比较复杂，因而在—般的应用中比较少见。(4)真空荧光屏真空荧光屏简称VFD(vacuunm fluorescent display module)，是一种新型的显示器件。它由3个基本电极——阴极(灯丝)、阳极及栅做封装在一个真空的玻璃容器内构成。阴极是涂敷了金属氧化物的钨丝；栅极是极细的金属网；阳极为段或点阵型的导电电极，它上面的荧光物质可显示相应的字符或符号。栅极和阳极之间加有正电压，从阴极发射出来的电子被这个正电压加速，碰擅到阳极表面的荧光物质产生辐射，发出波长为505nm左右的谈绿色荧光。通过按制栅极和阳极之间的电压，就可以显示各种字符。VFD由于其以下特点而被广泛应用于家用电器、商场POS机以及新型的仪器仪表中。①亮度高，并且不存在视角问题，②工作温度范围宽、寿命长；②外围电路简单，只需十5v电源就可以工作，提供准8位数据总线接口；④功耗低。但这种显示器目前用在数控系统上还比较少。点阵液晶显示模块(1)字符型液晶显示模块本数控系统采用字符点阵液晶显示模块DM12232。该模块具有以下特点：●能显示122列32行●电源（内置升压电路，无需负压）●与微处理器接8位或4位并行/ 3位串行●多种软件功能：自定义字符、画面移动、光标显示、睡眠模式等功能●配置LED背光}
前言由于各种机械的用途和性能不同，其零件的材料、结构和技术要求也各不相同。所以，各种零件的加工工艺是不同的，即使是同类型的零件，由于生产条件和批量大小的不同，其工艺也不同，因此，必须制定合理的工艺规程。在数控加工中，加工工艺路线表示刀具刀位点相对于工件运动的轨迹，也称进给路线。它不仅包括加工内容也反映加工顺序，是编程工作的主要依据。 摘要数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代数控技术专业学生必不可少的。 本次毕业设计内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。 关键词： 数控技术 加工工艺 编程 NC and NC machine tool technology in today's machine manufacturing industry in an important position and great benefits that its national infrastructure in the industrial modernization of the strategic role and has become a traditional machinery manufacturing industries to transform and enhance automation, flexible, Integrated production and an important means of signs. NC technology and the widespread application of NC machine tools, machinery manufacturing to the industrial structure, product variety and quality and production methods brought about a revolutionary change. NC machine tool processing workshop is the most important modern equipment. It is the development of information technology (1 T) and manufacturing technology (MT) with the result of the development. Modern CAD / CAM, FMS, CIMS, agile manufacturing and intelligent manufacturing technology, are built on the technology in the NC. NC master modern technology of modern machinery and electronic knowledge is essential to professional students. The design of the content on the characteristics of the NC, processing and analysis of the general steps NC programming. And, through a detailed example of the NC on the process of analysis. Key words: NC programming technology processing technology1毛坯的选择一、轴类零件的毛坯和材料 (一)轴类零件的毛坯 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。 根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。 (二)轴类零件的材料 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45~52HRC。 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50~58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。 精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。 2零件图工艺分析在设计零件的加工工艺规程时，首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑以下几方面：1．构成零件轮廓的几何条件在车削加工中手工编程时，要计算每个节点坐标；在自动编程时，要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时应注意：（1） 零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成；（2） 零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手；（3） 零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难。（4） 零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。2．尺寸精度要求分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否利用车削工艺达到，并确定控制尺寸精度的工艺方法。在该项分析过程中，还可以同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。3．形状和位置精度的要求零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时，要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。4．表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。5．材料与热处理要求零件图样上给定的材料与热处理要求，是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据。2．1零件加工工艺分析1加工工艺路线的确定原则 加工工艺路线合理与否，关系到零件的加工质量与生产效率。在确定加工工艺路线时，应综合考虑在保证加工精度的前提下，应最大限度地缩短加工工艺路线。所以数控加工工艺路线应遵循以下原则: (1)保证产品质量，应将保证零件的加工精度和表面粗糙度要求放在首位。 (2)提高劳动生产率和降低生产成本。在保证零件加工质量的前提下，应力求加工路线最短，并尽量减少空行程时间，提高加工效率。 (3)在满足零件加工质量、生产效率等条件下，尽量简化数学处理的数值计算工作量，以简化编程工作。此外，确定加工工艺路线中，还要综合考虑零件的形状与刚度、加工余量、机床与刀具的刚度等，确定一次进给还是多次进给，以及设计刀具的切人点与切出点、切入方向与切出方向。在铣削加工中，是采用顺铣还是逆铣等。2加工工艺的选择要点 在数控加工编程中，应强化工艺规程，选择合理的加工路线，优化程序编制。在制定加工工艺路线中应关注以下事项: (1)在确定加工路线时，为缩短行程，应考虑尽量缩短刀具的空行程。通常通过合理选择起刀点，合理安排回空路线都能使空行程缩短，提高生产效率。 (2)在安排加工工艺路线时，同时也要兼顾工序集中的原则。零件在一次装夹中，尽可能使用同一把刀具完成较多的加工表面，以减少换刀次数，简化加工路线，缩短辅助时间。有条件者可采用复合刀具，当一把刀具完成加工的所有部位后，尽可能为下道工序作些预加工，如使用小钻头预钻定位孔或划位置痕.或者进行粗加工，然后再换刀进行精加工。 (3)要选择工件在加工后变形小的加工路线。如对于横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分数次走刀至最终尺寸或应用对称去除余量法安排加工
毕业论文 一，我国数控系统的发展史 1.我国从1958年起，由一批科研院所，高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低，部门经济等的制约，未能取得较大的发展。 2.在改革开放后，我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五"(81----85年)的引进国外技术，“七五”(86------90年)的消化吸收和“八五”(91~一-95年)国家组织的科技攻关，才使得我国的数控技术有了质的飞跃，当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型，华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型，以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。 3.我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。从1 9 9 5年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1 9 9 9年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。 三，数控车的工艺与工装削 阅读：133 数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成所有车削工序，因而应注意以下几个方面。 1. 合理选择切削用量 对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。 切削条件的三要素：切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2。 进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。 用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。 最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。 然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。 2. 合理选择刀具 1) 粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。 2) 精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。 3) 为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。 3. 合理选择夹具 1) 尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具； 2) 零件定位基准重合，以减少定位误差。 4. 确定加工路线 加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。 1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求； 2) 应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。 5. 加工路线与加工余量的联系 目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。 6. 夹具安装要点 目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的，如图1。液压卡盘夹紧要点如下：首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。 四，进行有效合理的车削加工 阅读：102 有效节省加工时间 Index公司的G200车削中心集成化加工单元具有模块化、大功率双主轴、四轴联动的功能，从而使加工时间进一步缩短。与其他借助于工作轴进行装夹的概念相反，该产品运用集成智能加工单元可以使工件自动装夹到位并进行加工。换言之，自动装夹时，不会影响另一主轴的加工，这一特点可以缩短大约10％的加工时间。 此外，四轴加工非常迅速，可以同时有两把刀具进行加工。当机床是成对投入使用的时候，效率的提高更为明显。也就是说，常规车削和硬车可以并行设置两台机床。 常规车削和硬车之间的不同点仅仅在于刀架和集中恒温冷却液系统。但与常规加工不同的是：常规加工可用两个刀架和一个尾架进行加工；而硬车时只能使用一个刀架。在两种类型的机床上都可进行干式硬加工，只是工艺方案的制造者需要精心设计平衡的节拍时间，而Index机床提供的模块结构使其具有更强的灵活性。 以高精度提高生产率 随着生产效率的不断提高，用户对于精度也提出了很高的要求。采用G200车削中心进行加工时，冷启动后最多需要加工4个工件，就可以达到±6mm的公差。加工过程中，精度通常保持在2mm。所以Index公司提供给客户的是高精度、高效率的完整方案，而提供这种高精度的方案，需要精心选择主轴、轴承等功能部件。 G200车削中心在德国宝马Landshut公司汽车制造厂的应用中取得了良好的效果。该厂不仅生产发动机，而且还生产由轻金属铸造而成的零部件、车内塑料装饰件和转向轴。质量监督人员认为，其加工精度非常精确：连续公差带为±15mm，轴承座公差为±。 此外，加工的万向节使用了Index公司全自动智能加工单元。首批的两台车削中心用来进行工件打号之前的预加工，加工后进行在线测量，然后通过传送带送出进行滚齿、清洗和淬火处理。最后一道工序中，采用了第二个Index加工系统。由两台G200车削中心对转向节的轴承座进行硬车。在机床内完成在线测量，然后送至卸料单元。集成的加工单元完全融合到车间的布局之中，符合人类工程学要求，占地面积大大减少，并且只需两名员工看管制造单元即可。 五，数控车削加工中妙用G00及保证尺寸精度的技巧 数控车削加工技术已广泛应用于机械制造行业，如何高效、合理、按质按量完成工件的加工，每个从事该行业的工程技术人员或多或少都有自己的经验。笔者从事数控教学、培训及加工工作多年，积累了一定的经验与技巧，现以广州数控设备厂生产的GSK980T系列机床为例，介绍几例数控车削加工技巧。 一、程序首句妙用G00的技巧 目前我们所接触到的教科书及数控车削方面的技术书籍，程序首句均为建立工件坐标系，即以G50 Xα Zβ作为程序首句。根据该指令，可设定一个坐标系，使刀具的某一点在此坐标系中的坐标值为(Xα Zβ)(本文工件坐标系原点均设定在工件右端面)。采用这种方法编写程序，对刀后，必须将刀移动到G50设定的既定位置方能进行加工，找准该位置的过程如下。 1. 对刀后，装夹好工件毛坯； 2. 主轴正转，手轮基准刀平工件右端面A； 3. Z轴不动，沿X轴释放刀具至C点，输入G50 Z0，电脑记忆该点； 4. 程序录入方式，输入G01 W-8 F50，将工件车削出一台阶； 5. X轴不动，沿Z轴释放刀具至C点，停车测量车削出的工件台阶直径γ，输入G50 Xγ，电脑记忆该点； 6. 程序录入方式下，输入G00 Xα Zβ，刀具运行至编程指定的程序原点，再输入G50 Xα Zβ，电脑记忆该程序原点。 上述步骤中，步骤6即刀具定位在XαZβ处至关重要，否则，工件坐标系就会被修改，无法正常加工工件。有过加工经验的人都知道，上述将刀具定位到XαZβ处的过程繁琐，一旦出现意外，X或Z轴无伺服，跟踪出错，断电等情况发生，系统只能重启，重启后系统失去对G50设定的工件坐标值的记忆，“复位、回零运行”不再起作用，需重新将刀具运行至XαZβ位置并重设G50。如果是批量生产，加工完一件后，回G50起点继续加工下一件，在操作过程中稍有失误，就可能修改工件坐标系。鉴于上述程序首句使用G50建立工件坐标系的种种弊端，笔者想办法将工件坐标系固定在机床上，将程序首句G50 XαZβ改为G00 Xα Zβ后，问题迎刃而解。其操作过程只需采用上述找G50过程的前五步，即完成步骤1、2、3、4、5后，将刀具运行至安全位置，调出程序，按自动运行即可。即使发生断电等意外情况，重启系统后，在编辑方式下将光标移至能安全加工又不影响工件加工进程的程序段，按自动运行方式继续加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的实质是将工件坐标系固定在机床上，不再囿于G50 Xα Zβ程序原点的限制，不改变工件坐标系，操作简单，可靠性强，收到了意想不到的效果。中国金属加工在线 二、控制尺寸精度的技巧 1. 修改刀补值保证尺寸精度 由于第一次对刀误差或者其他原因造成工件误差超出工件公差，不能满足加工要求时，可通过修改刀补使工件达到要求尺寸，保证径向尺寸方法如下： a. 绝对坐标输入法 根据“大减小，小加大”的原则，在刀补001～004处修改。如用2号切断刀切槽时工件尺寸大了，而002处刀补显示是，则可输入，减少2号刀补。 b. 相对坐标法 如上例，002刀补处输入，亦可收到同样的效果。 同理，对于轴向尺寸的控制亦如此类推。如用1号外圆刀加工某处轴段，尺寸长了，可在001刀补处输入。 2. 半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度 对于大部分数控车床来说，使用较长时间后，由于丝杆间隙的影响，加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时，我们可在粗加工之后，进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后，可在001刀补处输入，调用G70精车一次，停车测量后，再在001刀补处输入，再次调用G70精车一次。经过此番半精车，消除了丝杆间隙的影响，保证了尺寸精度的稳定。 3. 程序编制保证尺寸精度 a. 绝对编程保证尺寸精度 编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上，各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。也就是说，相对编程的坐标原点经常在变换，连续位移时必然产生累积误差，绝对编程是在加工的全过程中，均有相对统一的基准点，即坐标原点，故累积误差较相对编程小。数控车削工件时，工件径向尺寸的精度一般比轴向尺寸精度高，故在编写程序时，径向尺寸最好采用绝对编程，考虑到加工及编写程序的方便，轴向尺寸常采用相对编程，但对于重要的轴向尺寸，最好采用绝对编程。 b. 数值换算保证尺寸精度 很多情况下，图样上的尺寸基准与编程所需的尺寸基准不一致，故应先将图样上的基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。如图2b中，除尺寸外，其余均属直接按图2a标注尺寸经换算后而得到的编程尺寸。其中， φ、φ16mm及三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到的编程尺寸。 4. 修改程序和刀补控制尺寸 数控加工中，我们经常碰到这样一种现象：程序自动运行后，停车测量，发现工件尺寸达不到要求，尺寸变化无规律。如用1号外圆刀加工图3所示工件，经粗加工和半精加工后停车测量，各轴段径向尺寸如下：φ、φ及φ。对此，笔者采用修改程序和刀补的方法进行补救，方法如下： a. 修改程序 原程序中的X30不变，X23改为，X16改为，这样一来，各轴段均有超出名义尺寸的统一公差； b. 改刀补 在1号刀刀补001处输入。 经过上述程序和刀补双管齐下的修改后，再调用精车程序，工件尺寸一般都能得到有效的保证。 数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式，实际加工中，操作者只有具备较强的程序指令运用能力和丰富的实践技能，方能编制出高质量的加工程序，加工出高质量的工件。 六，数控机床故障排除方法及其注意事项 由于经常参加维修任务，有些维修经验，现结合有关理论方面的阐述，在以下列出，希望抛砖引玉。 一、故障排除方法 （1）初始化复位法：一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。 （2）参数更改，程序更正法：系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。 （3）调节，最佳化调整法：调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正系统故障。如某厂维修中，其系统显示器画面混乱，经调节后正常。如在某厂，其主轴在启动和制动时发生皮带打滑，原因是其主轴负载转矩大，而驱动装置的斜升时间设定过小，经调节后正常。 最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法，其办法很简单，用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间，来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性，而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下，根据经验，即调节使电机起振，然后向反向慢慢调节，直到消除震荡即可。 （4）备件替换法：用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。 （5）改善电源质量法：目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。 （6）维修信息跟踪法：一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。以此做为故障排除的依据，可正确彻底地排除故障。 二、维修中应注意的事项 （1）从整机上取出某块线路板时，应注意记录其相对应的位置，连接的电缆号，对于固定安装的线路板，还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内，以免丢失，装配后，盒内的东西应全部用上，否则装配不完整。 （2）电烙铁应放在顺手的前方，远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整，以适应集成电路的焊接，并避免焊接时碰伤别的元器件。 （3）测量线路间的阻值时，应断电源，测阻值时应红黑表笔互换测量两次，以阻值大的为参考值。 （4）线路板上大多刷有阻焊膜，因此测量时应找到相应的焊点作为测试点，不要铲除焊膜，有的板子全部刷有绝缘层，则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。 （5）不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验，习惯断线检查，但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板，印刷线路细而密，一旦切断不易焊接，且切线时易切断相邻的线，再则有的点，在切断某一根线时，并不能使其和线路脱离，需要同时切断几根线才行。 （6）不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了，就立即拆换，这样误判率较高，拆下的元件人为损坏率也较高。 （7）拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳，切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸，以免损坏焊盘。 （8）更换新的器件，其引脚应作适当的处理，焊接中不应使用酸性焊油。 （9）记录线路上的开关，跳线位置，不应随意改变。进行两极以上的对照检查时，或互换元器件时注意标记各板上的元件，以免错乱，致使好板亦不能工作。 （10）查清线路板的电源配置及种类，根据检查的需要，可分别供电或全部供电。应注意高压，有的线路板直接接入高压，或板内有高压发生器，需适当绝缘，操作时应特别注意。 最后，我觉得：维修不可墨守陈规，生搬理论的东西，一定要结合当时当地的实际情况，开阔思路，逐步分析，逐个排除，直至找到真正的故障原因。 综上所述，数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的，同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟，发展将更深更广更快。未来的CNC系统将会使机械更好用，更便宜。 参考资料：参考资料：1.张耀宗.机械加工实用手册编写组.机械工业出版社，1997
数控专业的毕业论文叶片五轴联动加工刀位轨迹的生成 针对大型混流式叶片各曲面的特点，进行合理的刀位轨迹规划和计算，是使所生成的刀位轨迹无干涉、无碰撞、稳定性好、编程效率高的关键。由于五轴加工的刀具位置和刀具轴线方向是变化的，因此五轴加工的是由工件坐标系中的刀位点位置矢量和刀具轴线方向矢量 组成，刀轴可通过前倾角和倾斜角来控制，于是我们可 根据曲面在切削点处的局部坐标计算出刀位矢量和刀轴 矢量。从加工效率、 表面质量和切削工 艺性能来看，选择 沿叶片造型的参数 线作为铣削加工的 方向分多次粗铣和 一次精铣，然后划 分加工区域，定义 与机床有关的参数， 根据以上所选叶片 的加工部位、装夹 图, 混流式叶片的刀轨生成 定 位 方 式 、 机 床 、 刀具及切削参数和余量分布情况将叶片分为多个组合面 分别进行加工。通过对曲面曲率的分布情况的分析对于 不同的区域采用不同的面铣刀。粗加工给出每次加工的 余量，精加工采用同一直径的铣刀，根据粗糙度要求给 定残余高度，根据具体情况选择切削类型、切削参数、 刀轴方向、进退刀方式等参数，生成的刀位轨迹如图, 所示。但是对于像叶片这样的曲率变化很大而又不均匀 的雕塑曲面零件我们还要根据情况作大量的刀位编辑， 并且必须进一步通过切削仿真做干涉和碰撞检查修改和 编辑刀轨。!"#叶片五轴联动数控加工仿真 数控加工仿真通过软件模拟加工环境、刀具路径与材料切除过程来检验并优化加工程序。在计算机上仿真验证多轴联动加工的刀具轨迹，辅助进行加工刀具干涉检查和机床与叶片的碰撞检查，取代试切削或试加工过程，可大大地降低制造成本，并缩短研制周期，避免加工设备与叶片和夹具等的碰撞，保证加工过程的安全。加工零件的"!代码在投入实际的加工之前通常需要进行试切，水轮机叶片是非常复杂的雕塑曲面体，开发利用数控加工仿真技术是其成功采用五轴联动数控加工的关键。在此，我们首先进电子商务资料库,8:'/.%1&'-/:8(行工艺系统分析，明确机床!"!系统型号、机床结构形式和尺寸、机床运动原理和机床坐标系统。用三维!,-软件建立机床运动部件和固定部件的实体几何模型，并转换成仿真软件可用的格式，然后建立刀具库，在仿真软件中新建用户文件，设置所用!"!系统，并建立机床运动模型，即部件树，添加各部件的几何模型，并准确定位，最后设置机床参数。 接下来将叶片模型变换到加工位置计算出刀具轨迹，再以此轨迹进行叶片切削过程、刀位轨迹和机床运动的三维动态仿真。这样就可以清楚的监控到叶片加工过程中的过切与欠切、刀杆和联接系统与叶片、机床各运动部件与叶片和夹具间的干涉碰撞，从而保证了数控编程的质量，减少了试切的工作量和劳动强度，提高了编程的一次成功率，缩短了产品设计和加工周期，大大提高生产效率。如在数控加工行业进行推广，可产生巨大的经济和社会效益。叶片的切削仿真如图.所示，叶片的机床加工仿真如图/所示。图. 混流式叶片的切削仿真图/ 混流式叶片的机床加工仿真!"$叶片刀位轨迹的后置处理 后置处理是数控编程的一个重要内容，它将我们前面生成的刀位数据转换成适合具体机床的数据。后处理最基本的两个要素就是刀轨数据和后处理器。我们应首先了解龙门移动式五坐标数控铣镗床的结构、机床配备的附属设备、机床具备的功能及功能实现的方式和机床配备的数控系统，熟悉该系统的"!编程包括功能代码的组成、含义。然后应用通用后置处理器导向模板，根据以上掌握的知识，开发定制专用后置处理器。然后将我们已得刀位源文件进行输入转换成可控制机床加工的"!代码。% 结束语 复杂曲面的多轴联动数控编程是一涉及到众多领域知识的复杂流程，是数字化仿真及优化的过程。本文介绍的大型水轮机叶片的多轴联动编程技术，已用于工程实际大型叶片的数控编程中，实现了大型转轮叶片的五轴联动数控加工的刀位轨迹计算和加工仿真，保证了后续数控加工的质量和效率，已作为大型水轮机叶片五轴联动数控加工的编程工具用于实际生产中。 雕塑曲面体混流式叶片的多轴联动数控加工编程技术摘要：转轮叶片是水轮机能量转换的关键部件，也是最难加工的零件，目前多轴联动数控加工是解决该类大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多轴联动数控加工编程则是实现其高精度和高效率加工的最重要环节。本文介绍混流式水轮机叶片五轴联动数控加工大型雕塑曲面编程中涉及到转轮叶片三维造型、刀位轨迹计算、切削仿真、机床运动碰撞仿真、后置变换等关键技术。通过对这些技术的链接和研究，开发实现了大型叶片的多轴联动加工。关键词：数控编程 引言 水轮机是水力发电的原动机，水轮机转轮叶片的制造，转轮的优劣，对水电站机组的安全、可靠性、经济性运行有着巨大的影响。水轮机转轮叶片是非常复杂的雕塑面体。在大中型机组制造工艺上，长期以来采用的“砂型铸造—— —砂轮铲磨——立体样板检测 —的制造工艺，不能有效地保证叶片型面的准确性和制造质量。目前采用五轴联动数控加工技术是当今机械加工中的尖端高技术。大型复杂曲面零件的数控加工编程则是实现其数字化制造的最重要的技术基础，其数控编程技术是一个数字化仿真评价及优化过程。其 关键技术包括：复杂形状零件的三维造型及定位，五 轴联动刀位轨迹规划和计算，加工雕塑曲面体的刀轴 控制技术，切削仿真及干涉检验，以及后处理技术等。 大型复杂曲面的多轴联动数控编程技术使雕塑曲面体 转轮叶片的多轴数控加工成为可能，这将大大推动我 国水轮机行业的发展和进步，为我国水电设备制造业 向着先进制造技术发展奠定基础。" 大型混流式水轮机叶片的多轴数控加工编程过程大型复杂曲面零件的五轴联动数控编程比普通零件编程要复杂得多，针对混流式叶片体积大并且型面曲率变化大的特点，通过分析加工要求进行工艺设计，确定加工方案，选择合适的机床、刀具、夹具，确定合理的走刀路线及切削用量等；建立叶片的几何模型、计算加工过程中的刀具相对于叶片的运动轨迹，然后进行叶片的切削仿真以及机床的运动仿真，反复修改加工参数、刀具参数和刀轴控制方案，直到仿真结果确无干涉碰撞电子商务资料库:7-1%"(63;63&;-发生，则按照机床数控系统可接受的程序格式进行后处理，生成叶片加工程序。其具体编程过程如图-所示。 图-大型混流式叶片的五轴联动数控加工编程流程!"! 混流式水轮机叶片的三维几何建模 混流式叶片这一复杂雕塑曲面体由正面、背面、与上冠相接的带状回转面、与下环相接的带状回转面、 大 ， 可 编 写 一 个.*/0程序读入这些三维坐标点，然后采用双三次多补片曲面片通过自由形式特征的通过曲线的方法进行曲面造型，如图1所示。叶片的毛坯形状可从设计数据点进行偏置计算处理，或者从三维测量得到的点云集方式确定对叶片的各个曲面分别进行"234$曲面造型，并缝合成实体。!"# 叶片加工工艺规划 加工方案和加工参数的选择决定着数控加工的效率和质量。我们根据要加工叶片的结构和特点可选择大型龙门移动式五坐标数控铣镗床，根据三点定位原理经大量的研究分析，决定在加工背面是采用通用的带球形的可调支撑，配以叶片焊接的定位销对叶片定位，在叶片上焊接必要的工艺块，采用一些通用的拉紧装置来装夹。加工正面时，采用在加工背面时配合铣出的和背面型面完全一致的胎具，将叶片背面放入胎具，利用焊接的工艺块进行调整找正，仍然采用通用的拉压装置进行装夹。由于叶片由多张曲面组合而 成，为了解决加工过程中的碰撞问题，我们采用沿流线 走刀，对于叶片的正背面进行分区域加工，根据曲面各 处曲率的不同采用不同直径的刀具、不同的刀轴控制方 式来加工。对每个面一般分多次粗铣和一次精铣。在机 床与工件和夹具不碰撞和不干涉情况下，尽量采用大直 径曲面面铣刀，以提高加工效率。叶片正背面我们选用 刀具直径!-56曲面面铣刀粗铣、!-16曲面面铣刀精铣， 叶片头部曲面采用!76的曲面面铣刀加工，出水边采用!76螺旋玉米立铣刀五轴联动侧铣。根据后续仿真情况 反复做刀位编辑，以寻求合理的加工方案。在满足加工 要求、机床正常运行和一定的刀具寿命的前提下尽可能
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基于单片机的仪表车床简易数控系统的实现第2章 数控系统的设计要求概述该数控系统是为了适应国内众多的普通机床改造而设计的主要考虑四个方面：①经济性既然是用于普通机床的数控化改造，因此，必须充分考虑系统的成本，这是保证达到系统设计目的的关键。这里的成本包括整个系统的成本，包括数控系统、伺服驱动系统及机械传动系统等，其核心在于数控系统的方案选择。②方便性数控系统的方便性，又叫“宜人性”，主要反映在系统的编辑部分。编辑(编程)部分是人和系统直接打交道的部分，即所谓的“人机界面”。人机界而应当对用户友好，也就是说编辑(编程)部分应当尽量给用户提供力便、快捷舒适的操作使用环境。系统需从以下几个途径来体现：●汉化按键，方便各种层次的操作者使用。●输入、检索、修改尽量一体化。即输入时可以检索、修改，检索时可以修改、输入，并且自动显示程序段号。●快速检索，即能对程序进行上下翻页显示。③实用性经济则数控系统的设计不应追求功能的大而全，应以实用为原则。一般的机械加工只要能具有以下功能即可满足需要：●直线、圆弧插补。插补速度要充分考虑被机床本身的内在素质，如刚性、抗震性、耐磨性等，不宜过高。●速度衔接技术，即速度升／降速控制。速度衔接技术可以保证系统在加工过程中实现2段程序间的速度平滑连接，从而避免造成加工刀痕或平台，保证精度。●动态坐标显示。●加工程序的掉电保护能力。●电动刀架控制。采用电动刀架，用软件进行控制，可以提高生产效率。●细分技术。细分技术是当今经济型数控系统的一项重要技术。它可以有效解决步近电机的低频振荡问题，同时使机床脉冲当量细化，提高控制精度；另外，还可以提高低速加工时的出刀。④可靠性由于数控系统工作环境十分恶劣，必须有足够的可靠性才能保证系统稳定运行。数控系统的性能指标按照广述设计要求及设想，数控系统的性能指标可归纳为：●X，Z两轴联动，开环控制方式。●ISO国际数控标准格式代码编程。●快速定位。●具有直线、圆弧插补能力。●能与上价机串行通信、具有简单的联网能力。●最大编程尺寸，z轴脉冲当量，x轴脉冲当量，最大进给速度为（5m/min）。●预留螺纹加工功能的接口。●具有连动、点动2种手动加工方式，以及自动连续加工方式。第3章 总体方案的确定系统总体方案本系统在研制过程中，紧紧围绕可靠性、方便性、低成本等设计要求。确定总体方案如下：基于单片机的系统结构按照上述设计思想，本系统采用基于单片机的系统结构。这种方案结构简单，成本低。考虑到扩展性，主系统采用89S58单片机。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。1.一个个8位的CPU2、26个特殊功能寄存器（Special Function Register）3、一个片内振荡器及时钟电路4、全静态工作：0Hz-24KHz5、32条可编程I/O线6、2个16位可编程定时计数器7、5个中断优先级2层中断嵌套中断8、2个全双工串行通信口9、电源控制模式：低功耗的闲置和掉电模式10、8031 CPU与MCS-51 兼容11、4个8位并行（Parallel）I/O口12、三级程序存储器保密锁定13、128B 内部RAM14、内部硬件看门狗电路15、4k Bytes Flash片内程序存储器(寿命：1000写/擦循环)16、一个SPI串行接口,用于芯片的在系统编程17、可寻址64KB的外部ROM和外部RAM的控制电路这些我们称为单片机的资源（Souce），单片机的应用就是怎么充分合理地利用这些资源，来解决实际中的问题人机界面(1)采用液晶显示界面作为一个简易型数控系统，采用了12232汉字图形点阵液晶显示模块，带背光字符型液晶模块作为主显示界面，不采用数码管显示。这样做的目的有3个：●液晶显示方式具有显示容量大、可以显示所有字符及自定义字符的能力。至于不能显示图形以实现加工曲线动态显示的缺陷，可以通过上仪机模拟仿真加工来弥补。●液晶显示模块自身具有控制器，可以减轻主CPU的负担。●使系统具有菜单驱动的基本素质。采用菜单驱功方式实现编辑模块的全屏幕编辑功能，达到友好的人机界面要求。●可显示汉字和图形。(2)采用双功能按键设计，简化键盘系统设计中充分考虑功能的需要、操作方便的需要及系统复杂性的要求三者之间的关系确定系统的大多数按键为双功能键，使得整个系统界面简洁。采用开环控制方式系统设计的目的决定了系统只能采用开环控制方式。在开环型位置控制系统中，只能采用步进电机作为伺服执行单元。这是由步进电机车身的特性决定的。关于步进电机的特性等详细内容参见本章后续有关章节。开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低，仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。这类系统比较简单，价格最便宜，可以用于小型车床、铣床、钻床和线切割机床。如下图是常见的两坐标简易数控系统的组成框图。系统软件固化在单片机的存储器中，加工程序可通过键盘或磁带机输入，经系统软件进行编辑处理后输出一个系列脉冲，再经光电隔离，功率放大后大驱动两台步进电机，分别控制机床两个方向的运动，完成位置、轨迹和速度的控制。根据需要，微机还可通过继电器电路，实现对诸如主轴起停、变速、各种辅助电机起停、刀架转位、工件爽紧松开等动作的自动控制，使整个加工过程自动进行。图3-1开环步进电机与单片机连接电路单片机控制步进电机拖动的开环系统具有价廉，技术成熟等优点，因而使用较多。但这种系统还存在拖动力矩偏小，过载能力差、速度偏低，精度不够高及其价格随力矩增加成指数卜升等缺点。为此，选用时要注意在适当的范围内发挥其优势。一般主要适用于拖动力矩小于15Nm的小型机床，如C616，C618，C620，C6140等普通车床。对于转矩要求大、功能要求多的机床(如铣床、镗床、钻床及镗铣床)和高精度机床(如坐标镗床)就难于使用，需要开发与其适应的其他经济型数控系统。功能精简，提高可靠性设计具备简易型数控系统必需的基本功能●直线、圆弧插补能力。●端面、台阶的循环加工。●点动、连动、自动3种运行方式。●申行通信能力。系统功能模块及其分析系统功能模块与总体框架(1)系统操作界面按照上述图3-2 系统的人机界面图复位——系统在死机、工作出错等情况下的总清键，使系统回复设计的原始状态。运行——自动运行用户的零件加工程序，包括程序的语法检查、数据处理、编译、插补运算及步进电机控制等。暂停一—自动加工的暂停，是一个乒乓键，按一次，加工暂停，再按一次，继续加工。换刀一—用于手工换刀，每按一次．电动刀架转一个工位，本系统中为90度。手动——与“←、↑、→、↓”配合，以实现动作台的连动；在编辑程序时为光标移动键。数字1—9均为双功能键、用于程序输入、用“上下档”键进行切换。G—一准备功能键，用于ISO加工程序输入。M——辅助功能键，用于冷却泵的启/停、程序的结束等程序段的输入。插入—一用于程序编辑过程中“插入修改”方式的切换。也是乒乓键，用块光标或下划线光标指示。删除——在插入方式下，删除当前的字符；在修改方式下，删除当前光标位置字符。上页一—程序上翻到上一程序段。相当PC机的PageUp键。下页——程序下翻到下一程序段。与上页键一样是一个屏幕编辑键。相当PC机的PageDown键。回车——确认键。Esc——相当于PC机的Esc键。(2)系统功能模块与总体框架系统从总体上分为人机界面模块、伺服执行模块、电动刀架拧制模块、串行通信模块及基于AT89S51单片机的主控模块等5大模块，参见图3-2。各模块的功能分别是：图3-3 系统模块与总体框架①人机界面模块该模块主要完成人机的对话与交流，物理上表现为显示器与键盘，核心功能是加工程序的编辑。由于采用全程菜单驱动形式．使该模块具有较好的友善性。②伺服执行模块该模块主要由脉冲分配器、伺服驱动及步进电机等组成，是一个执行单元，按照主机的指令完成工作台与刀具的相对运动，实现车削加工。其速度特性、矩频特性等直接影响加工的精度和速度。③电动刀架控制模块采用2继电器方式的4方电动刀架．用软件完成刀架的换刀动作，即刀架电机的正转拾刀→换刀→反转锁紧，是经济型数控系统必不可少的部分，可以提高加工效率，大大减少在加工过程中因手工换刀带来的误差。④串行通信模块该模块的功能是完成与上位机的串行通信，采用三线制方式，使系统具有基本的组网能力。⑤主控模块主要包括零片微处理器(也括监控程序)、加工程序存储单元及与其他模块的接口电路要完成程序编辑、加工程序处理、软件插补达贸、电动刀架饺制及行程限位保护等。系统软件框架如图3-4展示了系统软件框图。系统上电后，执行初始化程序、键盘扫描程序。如有“计数显示”、“计数清零”、“点动”等功能键按下，执行其各自的工作子程序后返回初始化程序，并显示其相应的提示符。顺序控制程序也设计成子程序模块，它的主要功能是读入各行程开关及压力继电器的信号状态组合，经分析判断，输出一系列控制信号，完成对工件的自动加工。如按下“点动”键，则显示点动提示符，执行顺序控制程序，即返回初始化程序，如按下“连动”功能键，则首先置连动工作标记（此时，除“返回”键外，其余各键均用软件屏蔽），然后开中断，等待，刀具检测信号，收到中断请求信号后，执行中断服务程序。在中断服务控制中，先后执行顺序控制子程序，键盘扫描及显示子程序，并记录和显示数据。完成一次顺序控制或有“返回”键按下，则返回主程序。回到主程序后，仍判断是否有“返回”键按下，如有，则返回初始化程序。否则，重新等待中断。采用模块化设计：①点动，连动，换刀该模块主要实现工作台在x，z两轴上正、反2个方向的点动、连动操作，以及手动控制换刀等，用于方便对刀、工作原点设置等。②自动该模块主要实现加工程序的处理(包括程序语法检查、程序编译、数据处理等)、插补运算步进电机的控制及自动换刀控制等。③参数设置该模块主要实现刀具补偿参数设置、间隙补偿参数设置等自动加工参数的设置。④编辑模块该模块主要实现零件加工程序的键盘编辑、输入。⑤通信模块该模块主要实现与上位机或其他智能设备的串行通信，可用于加工程序的传送等。图3-4 系统软件原理框图第4章 硬件系统设计主模块设计主模块中关键器件及其选型(1)单片机本系统采用PHILIPS公司的8位单片机AT89S51为控制核心。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,全静态工作，RAM可扩展到64K字节，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，32个外部双向输入/输出（I/O）口，2个16位可编程定时计数器。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等.图4-1单片机系统原理框图(2)数据存储器的选用系统采用单片机作为控制核心，最高速度为33MHz，我们用到。速度高对外部电路特别是外部数据，程序存储器扩展电路要求很高。必须满足在CPU读数据或程序指令时，外部数据或程序指令已准备好了。所以必须进行芯片的时序校验。为了使系统工作可靠我们也进行存储器的校验。首先，对存储器作一介绍。单片机存储器分为内部存储器和外部存储器，内部存储器又分为内部数据存储器和程序存储器，同样，外部存储器也分为程序和数据存储器。本系统采用AT89S51为核心单元，其本身带有128B的RAM和4KB的Flash内部程序存储器。对于数据存储器，内外两部分是独立编址的，用不同指令来访问不同的数据存储器，即，MOV访问片内，MOVC访问片外，外部可扩展到64K，由于在外部数据存储器和I/0是统一编址的，应给I/0留一定的空间，且本系统要求留有一定的扩展空间，所以本系统扩展采用的芯片是6264。Y62256是HUNDAI公司的一种高速低功耗32K的CMOS的静态RAM，采用现代公司的高速CMOS工艺技术。HY62265具有数据保持模式，以确保在最低供电电压下2V数据有效。使用CMOS技术，电源电压在之间，数据保持电流几乎没有影响。HY62256适合使用在低压和电池供电工作环境。M28256用于扩展程序存储器，是一种采用ST微电子公司拥有知识产权的多极性硅技术制造的。在3V或}V供电条件下具有快谏低功耗工作模式。电路已被设计成可提供与微控制器柔性接口特征。可使用软件或硬件进行数据循环测试或位功能锁定。可以使用标准的JEDEG运算法则进行软件数据保护。电路扩展如图4-2所示。图4-2 存储器扩展(3)总线驱动、数据、地址锁存及译码电路由于单片机的数据线和低位地址线共用必须加地址锁存器进行低位地址锁存。使用74LS373作为地址锁存器，当应用系统规模过大，扩展所接芯片过多，超过总线的驱动能力时，系统将不能可靠工作，此时应加用总线驱动器来减少读数据的持续时间。整个系统可扩展的外部数据总共为64K，由于单片机外部数据存贮器和工/0是统一编址的，我们将低32K作为外部扩展的数据存储器，高译码电路采用两片74LS138,用了32K作为I/0使用或留给以后扩展用。由于外设使可编程器件，所以在使用138作译码时需要产生两种译码地址:一种是地址连续，一种是段地址连续。其中Ll,L5可作为系统再次扩展时用。译码地址输出在图4-3中已给出，Y0-Y7作为单地址芯片片选信号，Y8-Y15可作为可编程芯片片选信号，如8254可编程计数器。译码电路如图4-3.图4-3译码电路主模块电原理图设计本系统选用AT89S51CPU作为数控系统的中央处理机。主程序框图如图4-4。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等。8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接，它具有三个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。CPU对8279的控制是先读回8279的状态字，查看PIFORAM中有无字符 ，若有将根据字符个数读出所有字符，并进行相应处理；若无，则直接返回。CPU对8279的监视采用查询方式，对8279分配的数据口地址为8000H，状态口地址为8001H，CPU每隔10ms定时中断查询一次，所有显示采用查询段码表的方式实现，简化了程序设计过程，提高了程序质量。图4-4主程序框图输入/输出模块设计 I／O模块电原理图设计8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示。8279是可编程接口芯片，通过编程使其实现相应的功能，编程的过程实际上就是CPU向8279发送控制指令的过程。在软件设计中，显示方式采用了8个字符显示，左入方式，编码扫描键盘，双键锁定。I／O模块电原理图如图4-5所示。图4-5 I/O模块电原理图图4-6 8279工作程序框图步进电机控制接口X，Z两轴采用3相6拍步进电机，并口8255向控制端口写控制字，PUSLE来实现对步进电机的控制。8255接步进电机的环形分配器，通过3片4N25光电隔离，分别形成X、Z所需的3相控制信号，送往步进电机驱动电源，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。芯片YB013实现硬件环分任务，；达林顿光隔离管4N25实现计算机弱点部分和步进电机强电部分的隔离，既起功率放大作用，又充当无触点开关，实现对计算机的保护。单片机控制步进电机连接如图4-7所示。图4-7 单片机控制步进电机刀具控制接口(1)电动刀架及其工作原理电动刀架的机械部分类似于蜗轮机构，实现刀具的抬升、旋转(交换刀具位置)及下降锁紧，这里着重讨论实现上述动作所必须的硬件条件和电路原理。在图4-8中，继电器KA1，KA2实现电动刀架的动作切换控制，主要完成刀架电机的正、反转切换。在刀架旋转过程中，每个工位上的霍尔元件会依次切换为有效状态，系统根据T1，T2，T3及T4状态的变化，可以推断出目前的刀号，并判断是否为当前所选用刀具，一旦符合，则电机反向旋转，锁紧刀具。电动刀架各时序的切换反间隔是系统控制的关键，反向锁紧所用时间取决于电动刀架生产厂家的推荐指标，过长会引起电机发热甚至烧毁。为保证电动刀架安全运行，在电动刀架交流380V进线处加装快速熔断器和热继电器。图4-8电动刀架的电原理图(2)电动刀架与单片机的接口电动刀架与系统的硬件接口主要是控制电机正、反转信号J1，J2及刀号反馈信号TI，T2，T3和T4。上述信号均光电隔离后与单片机系统接口。电动刀架软件控制流程如图4-9所示，采用查询方式。图4-9电动刀架控制流程程序为：#include <>#include <>#define N1 XBYTE[ ]typedef unsigned char ucharvoid adc0809(uchar idata *x);void delay();void main(){static uchar idata ad[4];adc0809(ad);}void adc0809(uchar idata *x){uchar i,*ad_adr;uchar motor=1;ad_adr=&N1;for(i=0;i<4;i++){If(*ad_adr=i){delay1( );KA1=1;delay2( );return();}else KA1=0}}void delay1(motor==0){uchar j;for(j=0;j<20000;j++){;}}void delay2(void){uchar j;for(j=0;j<150000;j++){;}}急停、暂停、行程限位接口电路限位开关为常开状态；因此，X十，X一，Z十，Z一正常输人为低电平状态。因此如果行程开关被压合，向INT0发出中断信号，系统进行复位，步进电机的脉冲消失，也就无法继续前行，起到保护机床的目的。本系统采用三输入端与非门74HC10的输出端作为一个共用的中断信号接至单片机的INT0，用于实时处理紧急停车、暂停、限位报警功能。电路如图4-8所示：串行通信电路本系统由两部分构成，上位机系统和下位机系统，由于上位机主要完成管理显示等工作，下位机完成控制功能，所以上位机和下位机的数据传输实时性要求不高，我们采用串口通信。使用RS232标准，MAX232进行电频的转换。串口RS232标准，它是美国电子工业协会(Electronic Industry Association)的推荐标准。本系统采用9针连接器，其定义见表4-1。本系统采用三线制TXD,RXD,GND连接，以使电路简单。表4-1 连接器定义表串口通讯电路主要由MAX 232电平转换电路构成。MAX232是MAXIM公司产品，一种电平转换芯片。可以将TTL转换成RS232，或RS232转换成TTL。满足单片机和普通计算机的通讯电平转换要求。电路如图4-10所示。图4-10 通信接口电路人机界面模块设计单片机应用系统中常用显示方式及其比较在单片机应用系统中，目前比较常用的显示介质有数码管(LED)、液晶显示(LCD)及CRT等，在家用电器中用的比较多的是真空荧光屏(VFD)。现就各自特点简述如下：(1)数码管数码管是一种主动发光器件。所谓主动发光．是指环境越暗越清晰。分为7段数码管和“米”字数码管2种。前者用于显示ARCⅡ码，显示信息量小；后者除了可显示ARCⅡ字符外，还可显示一些自定义的比较复杂的字符。数码管按驱动电流分，又可分为普通亮度、高亮、超高亮等。数码管由于其廉价而且扩展方便等特性，—直是单片机系统中用得最多、最广的一种显示器件。国内有不少型号的数控系统、尤其是早期的数控系统，广泛采用数码管作为显示界面。(2)液晶显示液晶显示器是一种被动发光器件。所谓被动发光，是指环境越亮越清晰，黑暗环境下必须加入背光才能清晰显示。分为字段型液晶显示器、字符型液晶显示器及图形点阵液晶显示器。字段型只能显示ASCII字符，字符型可以显示ASCII字符，显示效果比字段型好，而且可以显示少量的自定义字符；图形点阵液晶显示器是目前在单片机系统中比较流行的新型显示器件，可以显示所有字符及图形，由于其可以显示汉字的特性，被广泛用于国内智能设备中，国内的数控系统也开始广泛采用。(3)CRTCRT显示器分为单色和彩色2种，在数控系统中，尤其是高档数控系统中应用日益广泛。其特点是成本低、显示容量大；可以显示所合字符、图形及汉字；采用视频专用接口电路MC6847等与单片机接口，比较复杂，因而在—般的应用中比较少见。(4)真空荧光屏真空荧光屏简称VFD(vacuunm fluorescent display module)，是一种新型的显示器件。它由3个基本电极——阴极(灯丝)、阳极及栅做封装在一个真空的玻璃容器内构成。阴极是涂敷了金属氧化物的钨丝；栅极是极细的金属网；阳极为段或点阵型的导电电极，它上面的荧光物质可显示相应的字符或符号。栅极和阳极之间加有正电压，从阴极发射出来的电子被这个正电压加速，碰擅到阳极表面的荧光物质产生辐射，发出波长为505nm左右的谈绿色荧光。通过按制栅极和阳极之间的电压，就可以显示各种字符。VFD由于其以下特点而被广泛应用于家用电器、商场POS机以及新型的仪器仪表中。①亮度高，并且不存在视角问题，②工作温度范围宽、寿命长；②外围电路简单，只需十5v电源就可以工作，提供准8位数据总线接口；④功耗低。但这种显示器目前用在数控系统上还比较少。点阵液晶显示模块(1)字符型液晶显示模块本数控系统采用字符点阵液晶显示模块DM12232。该模块具有以下特点：●能显示122列32行●电源（内置升压电路，无需负压）●与微处理器接8位或4位并行/ 3位串行●多种软件功能：自定义字符、画面移动、光标显示、睡眠模式等功能●配置LED背光}
数控车床智能控制系统的研究 摘要:针对目前现有数控车削加工过程中加工、测量、编程相互分离,导致生产效率低,智能化和自动化程度不高以 及对机床操作人员要求较高的现状和不足,对数控车床智能控制系统的研究进行了综述。 关键词:车床数控系统;在线测量; DSP;自动编程 0 引言 从20世纪80年代末以来,国内开始充分利用计 算机的软件资源来提高数控系统的性能。先后借助于 MS-DOS和W indows操作系统平台来开发基于个人计 算机(PC)的新一代数控系统[1]。 一般系统采用当前先进的PC+NC开放式体系结 构,选用高速DSP作为CPU来完成实时性的NC内 核任务,实现电机实时控制以及在线检测,而由PC 机来完成非实时性的任务,诸如编程模块中的图形信 息提取,通过USB串行通信实现上、下位机信息的 交互[2]。 1 数控车床智能控制系统结构 1·1 数控车床智能控制系统总体体系结构 富的资源和强大的运算能力和下位机DSP实时性强 的特点[3],整套系统功能配置合理,性价比高。系统 功能结构如图1所示。 1·2 系统工作流程 详细的系统工作流程如图2所示。 2 测量系统 通过引入测量系统,提高了数控车床的精度、生 产效率和自动化程度,同时基于测量的加工路径规划 功能使得数控车床的加工操作更加简便,使数控车床 具有了智能性。 2·1 测量的实现 测量实现的物理基础:工件为不透明物体,当有 光发射、接收元件组成的测量装置扫过其轮廓时,显 然在工件轮廓外光不被遮挡,接收元件可收到光;在 工件轮廓内光将被挡住,接收元件接收不到光,因 此,工件的轮廓位置可以由光的有无变化,进而由传 感器转化为电压的高低变化,来探测确定。如图3所 示。 2·2 测量方法 测量要完成的任务是要确定工件坐标系的原点位 置以及工件轮廓尺寸信息,并根据尺寸信息分析出刀 具参数信息,实现刀具补偿值的自动修正。 测量步骤如下: (1)数控机床启动后刀架先回机床零点,并通 过换刀命令使测量装置处于工作位置,即测量装置面 向待加工件。 (2)确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位 置。 (3)工件尺寸的测定,可以确定任何位置处工 件的轮廓尺寸信息。 (4)测量结束后,刀架返回换刀点,通过换刀 命令使刀架转位,使下一工序使用的刀具处在工作位 置处,然后进行正常切削加工即可。 3 上位机(PC)功能的设计与实现 3·1 国内外研究现状 自动编程系统一般分为对话式数控语言编程系统 和图形交互自动编程系统。国际上流传最广、影响最 深的数控编程语言是APT语言,但随着计算机图形 编程和CAM软件的发展, APT语言已逐渐被淘汰。 随着计算机技术的迅速发展,计算机图形处理能 力有了很大增强,一种新的编程技术——— “图形交 互自动编程”便应运而生。图形交互自动编程系统 以机械计算机辅助设计(CAD)软件为基础,利用 CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到 计算机上,形成零件的图形文件,然后调用数控编程 模块,采用人机交互的方式在计算机屏幕上指定被加 工的部位,再输入相应的加工参数,计算机便可进行 必要的数学处理并编制数控加工程序,同时在计算机 屏幕上显示刀具的加工轨迹。这种编程方法具有速度 快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查等优 点,现已成为目前国内外先进的CAD/CAM (计算机 辅助制造)软件所普遍采用的数控编程方法。 国外的图形自动编程系统起步较早,且发展迅 速,有些产品已经获得了较广泛的应用。如美国 AUTO-CODEMECHANICAL公司的AUTO-CODE图形 自动编程系统,德国OPEN MIND公司的hyperMILL 数控机床(加工中心)图形自动加工系统,英国 Pathtrce公司的EdgeCAM forMDT数控自动编程系统 和美国的MERRYMECHANICAL公司的SPM-81TM钣 金CAD/CAPPICAM系统等。以上系统大都采用美国 Autodesk公司的AutoCAD或MDT (Mechanical Desk- top)作为开发平台和造型工具进行开发。 国内的图形自动编程软件的开发起步较晚,但近 几年发展较快。通用系统有北京华正公司的CAXA制 造工程师系列软件191,北京清华京渝天河公司的 PCAutoCAM系统等;另外大多数为专用数控编程系 统,如北京市机电研究所的VMC-750主轴箱体自动 编程系统,重庆ONLYSOFT的线切割自动编程系统 等。 图形自动编程系统是高效的数控编程手段,是数 控系统向集成化、智能化发展的必要环节,是当今数 控编程技术发展的主要潮流之一,是CAD/CAM研究 的重要领域。国外自动编程软件价格非常昂贵,国内 许多中小企业仍然采用繁琐、复杂、效率低的手工编 程。为此,在PC机上研究并开发数控车床自动编程 系统,能够实现CAD/CAM的集成。使系统具有读取 DXF文件、自动生成NC代码、二维仿真等功 能[4-5]。建立切削参数数据库,使自动编程系统可以 得到合理优化的切削用量,实现了整个系统信息集 成。 3·2 系统的总体框架结构与工艺流程 系统框架结构如图4所示,它主要包括AutoCAD 图形生成、提取图形数据信息、工艺干预、NC代码 生成、动态校验和数控加工程序输出6个功能模块。 机,主轴电机、刀架电机以及机床操作面板和机床 上开关I/O等。此外,还有测量接口电路。考虑到系 统可控制伺服的要求,控制接口要求有D/A输出和 脉冲串输出,同时有接受正交编码器的QEPI接口。 系统通过USB接口与PC机实现通讯,通过PC的丰 富功能实现系统的自动工艺规划、自动编程以及友好 的操作界面[6]。完成系统从CAD图形———工艺规 划———刀轨规划———编程后处理———数控加工的完整 过程。 4·1 硬件结构框图(图5) 4·2 软件实现 如图6所示,系统功能模块分为串行通讯、预处 理、加减速、轨迹插补、伺服输出、刀具补偿等分功 能模块,并通过加工信息缓冲区、轨迹缓冲区、插补 缓冲区交换信息,顺序进行最终驱动电机运行。 5 结束语 通过对数控车床智能控制系统的研究进行综述, 得到以下结论: (1)采用PC+DSP运动控制卡开放式体系结构, 面向用户的上位机(PC)界面友好,功能强大[7]。 用于电机控制的下位机(NC)采用DSP,实时性强。 上下位机采用USB串行通信。系统具有开放性、可 扩展性和模块化的特点。 (2)现有的数控系统和测量系统功能是相互分 离的,而且其仅用于工件定位、尺寸测量等固定 能,没有实现和数控系统的有机结合。本文提出一种 新型基于在线测量的数控系统,可以将测量信息直接 反馈到控制系统,由其实现刀具加工路径的智能规 划,减少机床操作人员对加工过程的干预。 (3)该系统的基于在线测量的车削加工路径智能 规划及自动编程功能,将极大简化数控车床操作,减 轻数控车床操作工人的劳动强度,提高设备生产率。 (4)该控制系统方案既可用于改造传统普通车 床,也可与新一代的经济型数控车床配套使用,符合 我国当前国情,能给制造企业带来可观的经济效益, 具有十分广阔的应用前景和市场价值。 参考文献 【1】毛军红,李黎川,吴序堂·机床数控软件化结构体系 [J]·机械工程学报, 2000, 36 (7): 48-51· 【2】Tao Cheng, Jie Zhang, et al·IntelligentMachine Tools in a Distributed Network Manufacturing Mode Environment [J]·The International JournalofAdvancedManufacturing Technology, 2001, 17: 221-232· 【3】J·Zuo, Y·P·Chen, et al·Building Open CNC Systems with Software IC Chips Based on Software Reuse [ J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2000, 16: 643-648· 【4】Mark·T·Hoske·New CNC Controller is‘Fully Open’ ControlEngineering, 1996, 43 (15): 69-70· 【5】R·E·Chalmer·Open-architecture CNC Continues Advan- cing [J]·Manufacturing Engineering, 2001, 126 (7): 48-52· 【6】王太勇,等·分布式智能协作体系结构构建集成化开 放结构数控系统的研究[J]·机械科学与技术, 2004 (12)· 【7】Y·Altintas·ModularCNC Design for IntelligentMachine Tools [J]·Annals of the CIRP, 1994, 43 (1)·
引言从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。