经济型数控系统（共12篇）
经济型数控系统 篇1
当前我国机械加工业正处在迅速发展的时期,而大量的机械零件需要高速加工制造,需要大量便宜且自动化程度很高的加工设备,同时一些老式的加工设备也需要进行数控化改造,因此对数控设备的需求量较大。经济型数控系统的开发对我国的机械加工业将起到很大的拉动作用。
一、系统总体设计方案
经济型数控系统采用双微处理器结构,分别作为插补控制器和人机交互控制器。人机交互单片机通过扩展I/0口实现键盘管理、图形数据显示以及机床I/0的逻辑控制,FlashROM用来存储用户加工程序,双口RAM用于交互单片机和插补单片机的转向和转速,控制方式为开环控制。各向步进驱动器包含硬件环形分配电路,用来接收单片机发送的脉冲和方向控制信号,并进行功率放大,分配给步进电机的各相。
二、数控系统硬件结构设计
(一)单片机复位电路的设计。
单片机在上电的瞬间需要复位,另外在单片机程序陷入死循环后也要进行复位,否则程度无法正常运行。此外,为了方便操作者,还需设计手动复位按钮。由于本系统采用了两片单片机,两片单片机的工作是相对独立的,即不存在主从关系,因此两片单片机的复位电路需要单独设计,而为了方便操作,手动复位按键需要对两个单片机同时进行复位。
(二)两单片机的交互电路。
两片单片机的数据共享通过一片双口RAM来实现,所选用的双口RAM为IDT7007,从电气特征上看,双口RAM作为两单片机的交互电路与普通的片外储器的区别如下:(1)使用两套完全独立的数据线、地址线、读写控制线,允许两个单片机对双端口RAM的同一单元进行访问。(2)使用两套独立的“BUSY”逻辑线,保证两个单片机对双口RAM同一单元读写的正确性。
(三)编程键盘及操作面板。
根据数控系统的需要,设计键盘为7X8矩阵式键盘。由于单片机的I/0口有限,因此扩展了一片8255A芯片用于键盘接口。该芯片连接在交互单片机的数据总线上,7X8的矩阵式键盘的列线连接在PA口的PA0-PA6,行线连接在PB口上,所有列线都接1k的下拉电阻,所有的行线都接10k的上拉电阻。74LS08的第三管脚接单片机的外部中断申请输入端INT1,操作面板主要包括复位、急停、启/停控制、手动/自动切换、切削液开启等通过按键来实现的功能和进给倍率选择开关,手动脉冲发生器等不能通过按键来完成的功能。其中能够通过按键来完成的功能除上结中讲到的手动复位电路笔急停按键外,其他均并入到7 8 的键盘中,通过单片机扫描键盘来完成。急停按键通过光电耦合后接插补单片机的外部中断申请端INT0.
(四)LCF显示模块。
本设计采用DMF500IN点阵式液晶模块作为显示器,该显示器可以显示标准字符、汉字、图形。该显示器的点阵数为160 X128,功耗低,接口简单,操作使用方便。该显示器件的接口封装形式为IDE20,显示接口挂在人机交互单片机的总线上,D0-D7接该单片机的数据总线,读写信号接单片机的读写控制端,片选信号接单片机地址线的高3位经138译码后的Y1端。C/D接地址线的A0。
(五)逻辑控制单元。
逻辑控制单元又称为PLC功能单元,主要用来处理机床的开关量输入输出的逻辑控制,本系统所设计的输入输出点数为输入12点,输出12点。
三、数控系统软件的结构设计
(一)交互单片机软件结构。
根据交互单片机所完成的功能,将其软件分为初始化程序模块、键盘中断处理子程序、显示管理模块、上位机通讯子程度、单片机交互子程序模块五部分。该单片机的主程序工作流程如下。单片机上电复位后进行初始化,初始化的内容包括单片机内部寄存器的初始化、单片机各端口的初始化,扩展I/0口的初始化和液晶显示模块的初始化。显示程序用来显示系统信息,存取双口RAM交互信息既为单片机交互子程序,用于交互单片机和插补单片机的数据共享。
(二)插补单片机软件结构。
其主要功能是用户加工程序的翻译和插补运算。初始化完成后,扫描急停开关是否复位,没有复位则调用停停处理子程序,该程序的功能是通知交互单片机向显示器显示急停信息。如果急停开关复位,则读取双口RAM的交互信息,并根据交互信息作相应的处理。该算法程序结构简单,单片机耗时较少,且能够满足经济型数控系统的精度要求。
摘要：经济型数控系统价格低,能满足大部分的金属加工机床的要求,因此被广泛应用于车床、铣床、钻床、冲床等金属加工机械。本文提出一种以AT89C52单片机为控制核心,采用双微处理器结构,扩展外围电路,三轴联动经济型数控系统的设计方案。
关键词：数控系统,单片机,液晶显示器,双微处理器技术
经济型数控系统 篇2
第一章总则
第一条 为有效实施社会救助制度，规范各项社会救助工作中的城乡居民家庭经济状况核对工作，根据《山东省城市低收入家庭认定实施办法》和《市城乡居民家庭经济状况核对办法》，结合我县实际，制定本实施办法。
第二条 本实施办法适用于政府相关部门在实施最低生活保障、医疗救助、临时救助、教育救助、廉租住房、经济适用住房保障等救助制度时，对提出申请的城乡居民个人或者家庭，委托居民家庭经济状况核对机构对其家庭经济状况开展调查、核实以及出具书面报告的活动。
前款中接受本县居民家庭经济状况核对机构对其家庭经济状况开展调查核实的居民个人或者家庭，以下统称为核对对象。
第三条 核对工作应当坚持依法和客观、公正的原则，保护核对对象的合法权益。
第二章 组织领导
第四条 居民家庭经济状况核对在县政府的统一领导下开展工作。县政府成立城乡居民家庭经济状况核对工作领导小组，具体负责城乡居民家庭经济状况核对工作的指导和协调，加强各部门之间居民家庭经济状况信息的有效衔接。
第五条 县民政部门负责全县城乡居民家庭经济状况核对工作，以下简称核对机构。主要负责全县有关部门和各乡镇(街道)报送的社会救助申请人的家庭经济状况核对，出具有关核对报告并及时反馈给申请核对单位；负责全县核对信息系统的管理运行；及时办理上级民政部门交办的有关核对工作等。
各乡镇人民政府、街道办事处负责审核、受理有关申请救助人的材料，并按时将核对申请报县民政部门，根据县民政部门出具的核对报告情况及时告知申请人。
居民委员会、村民委员会根据乡镇人民政府或者街道办事处的委托，可以承担居民家庭经济状况核对的日常服务工作。
第六条 县发展改革、公安、财政、人力资源和社会保障、房管、水利、统计、税务、工商、金融等部门在各自职责范围内做好居民家庭经济状况核对的有关工作。
第七条 县人民政府为核对工作落实必要的工作经费，配备必要的工作人员。根据救助工作的需要，核对机构可以临时抽调有关部门人员参加。
第三章核对内容和标准
第八条 政府相关部门受理居民个人或者家庭提出的最低生活保障、医疗救助、教育救助、住房保障等项目申请后，按照规定需要以其经济状况作为参考的，可以委托核对机构进行调查核实。
第九条 核对的内容包括核对对象家庭收入和家庭财产。
第十条 家庭收入是指家庭成员在一定期限内拥有的全部可支配收入，包括扣除缴纳的个人所得税以及个人缴纳的社会保障支出后的工资性收入、经营性净收入、财产性收入和转移性收入。家庭财产是指家庭成员拥有的全部存款、房产、车辆、有价证券等货币财产和实物财产。
第十一条 家庭成员按照国家规定获得的优待抚恤金、计划生育奖励与扶助金、教育奖（助）学金、寄宿生生活费补助以及见义勇为等奖励性补助，不计入家庭收入。
第十二条 核对对象家庭中，符合法定劳动年龄的家庭成员，在本地居住，无身体疾病、赡养等特殊原因，不能出示收入证明的，参照当地规定的最低工资标准确定收入。外出务工人员，不能提供收入证明的，按照务工所在地从事行业的最低工资标准计算收入。核对对象子女成家的，应当按照有关规定，根据子女的赡养能力，合理计算赡养费，作为家庭收入。
第十三条 农村核对对象家庭成员按照规定获得的水利移民补贴、养老保险、土地征用补偿和安置费、粮食直接补贴等，计入家庭收入。
从事种植、养殖业的农村核对对象，根据土地类别(山区、丘陵、平原)和养殖种类，分类确定收入范围，结合实际情况计算其家庭收入；从事劳务输出的农村核对对象，根据外出劳务从事行业和具有技术、特长情况，按照市场平均工资标准，分类确定工资收入范围，结合实际务工时间计算家庭收入。
第四章核对程序和办法
第十四条 居民家庭经济状况核对结合社会救助工作进行，按照分期分批的原则，先将最低生活保障和廉租住房申请纳入核对范围，其他社会救助工作根据开展情况逐步纳入。与社会救助无直接关系的核对申请，核对机构可以不予受理。
第十五条 核对机构可以运用入户调查、邻里访问、信函索证以及调取政府相关部门信息等方式开展工作。
第十六条 居民家庭申请社会救助时，应当提供家庭收入、家庭财产、家庭人口等状况的证明材料，并以书面形式向户口管理单位或者户籍所在地的乡镇人民政府（街道办事处）提出核对其家庭收入状况的申请。经申请救助的家庭授权，核对机构以及乡镇人民政府（街道办事处），可以对家庭成员的收入和财产状况进行调查核实。
申请城乡低保的，经由户口所在单位或村（居）民委员会进行入户调查、收入评估、表决，公示无异议后，报主管部门或者乡镇人民政府（街道办事处）审核，经审核公示无异议，报送县民政部门，由县民政部门根据需要对申请人的家庭经济状况进行核对，按照核对结果决定是否予以审批。不符合规定要求的，由民政部门委托基层单位或者村（居）民委员会通知申请人，并说明理由。
申请廉租住房救助的，街道办事处或者乡镇人民政府应当就申请人的家庭收入、家庭住房状况是否符合规定条件进行初审并报送县房管部门；县房管部门应当就申请人的家庭住房状况是否符合规定条件提出审核意见，并将符合条件申请人的申请材料转同级民政部门，民政部门应当对申请人进行居民家庭经济状况核对，并将核对结果反馈同级房管部门；经审核，家庭收入、家庭住房状况符合规定条件的，由房管部门予以公示，经公示无异议或者异议不成立的，作为廉租住房保障对象予以登记，书面通知申请人，并向社会公开登记结果。不符合规定条件的，由房管部门书面通知申请人，并说明理由。申请其他社会救助需要核对家庭经济状况的，按照有关规定办理。
第十七条 城乡低保申请人对审核结果有异议的，可以向民政部门申诉，由民政部门根据相关单位的核对情况出具书面核对报告，答复申请人。
廉租住房申请人对审核结果有异议的，可以向房管部门申诉，涉及经济状况核对的，由房管部门通知核对机构做出书面说明，并根据核对机构的书面说明统一答复申请人。其他社会救助方面的异议或申诉，按照有关规定办理。
第十八条 核对机构按照下列途径开展核对工作：
（一）工资性收入可以通过调查就业和劳动报酬、各种福利收入，以及社会保险费、住房公积金、个人所得税的缴纳情况等得出；
（二）经营性收入可以通过调查企业或者个体工商户的注册登记以及所得税的缴纳情况等得出；
（三）财产性收入可以根据核对对象授权，通过调查利息、股息与红利、保险收益、出租房屋收入以及知识产权的收益情况等得出；
（四）转移性收入可以通过调查养老金、失业保险金、社会救济金、住房公积金、水利移民补贴的领取情况，以及获得赠与、补偿、赔偿的情况等得出；
（五）实物财产可以通过调查房产、车辆，以及古董、艺术品等有较大价值实物的拥有情况等得出；
（六）货币财产可以根据核对对象授权，通过调查存款、有价证券持有情况、债权债务情况等得出。
第十九条 申请人实际居住地与户籍所在地分离的，由户籍所在地核对机构负责经济状况核对，户籍所在地核对机构可以委托申请人实际居住地核对机构进行收入核查，被委托单位应当予以配合。
第二十条 人力资源和社会保障、财政、工商、税务、房管、公安、民政、水利、金融等部门应当积极配合调查，并及时向核对机构如实提供下列与核对对象有关的信息：
（一）就业、缴纳社会保险费和领取社会保险金的情况；
（二）住房公积金缴纳和使用的情况；
（三）企业和个体工商户的注册登记情况；
（四）个人、个体工商户以及企业的纳税情况；
（五）房产拥有、房产交易和房屋出租的情况；
（六）车辆拥有的情况；
（七）享受有关社会救助、优待抚恤的情况；
（八）移民补贴情况；
（九）个人信用情况；
（十）县人民政府规定应当提供的其他情况。
各相关部门、机构和个人应当为申请家庭的家庭收入和财产信息保密，不得将查询结果用于社会救助经济核对以外的目的。
第二十一条 核对机构建立城乡居民家庭经济状况核对信息系统，通过网络，实现核对机构与相关部门之间核对信息的快速传输和资源共享。
政府社会救助审批部门受理居民个人或者家庭提出的最低生活保障、住房保障等社会救助申请后，按照规定需要以其经济状况作为参考的，向核对机构提出核对申请，由核对机构通过核对信息系统，向核对相关部门发送查询指令，相关部门应当在10日内反馈查询结果。核对机构根据反馈结果应当在20日内出具书面报告，并反馈社会救助审批部门，作为救助审批的参考依据。
第二十二条 核对对象的支出与其提供的收入状况明显不符的，核对机构可以对相应支出情况进行调查。
第二十三条 核对对象应当如实提供个人或者家庭经济状况的有关信息，不得隐瞒和虚报。
核对对象应当积极配合核对机构依法开展调查工作。
第二十四条 对需要了解核对对象存款、有价证券、商业保险等情况的，核对对象应当根据政府相关部门的要求，书面授权并协助核对机构的调查工作。
相关的银行、证券、保险等机构应当根据核对对象的书面授权，依法向核对机构提供与核对对象相关的存款、有价证券、商业保险等信息。
第二十五条 核对对象所在工作单位及其户籍地或者居住地的居民委员会、村民委员会等相关组织应当协助核对机构的工作。
第二十六条 核对机构对通过规定途径获得的相关信息进行核实后，应当出具书面报告，直接反馈政府相关部门，不交给社会救助申请人本人。
第二十七条 政府相关部门在核对对象对审批决定提出异议时，认为有必要复核其经济状况的，可以要求核对机构进行复核。
核对机构应当在20日内，将复核结果书面告知政府相关部门。
第五章监督管理
第二十八条 社会救助实行动态管理，对居民家庭人口、收入以及财产变动的，核对机构要根据社会救助实施部门的申请，重新核对重新出具家庭经济状况核对报告。
第二十九条 核对机构应当建立严格统一的工作规范和管理制度，保证信息系统的安全运行，保障核对工作的及时、准确、公正。
核对机构进行入户调查、邻里访问、信息调取等核对工作时，应当派出至少2名工作人员，并出示相关证件。
核对机构应当设立举报箱或举报电话，接受群众和社会监督。
第三十条 申请社会救助的家庭不如实提供相关情况，隐瞒收入和财产，骗取社会救助待遇的，由社会救助审批部门取消其救助待遇。
第三十一条 国家机关、企事业单位、社会团体、村（居）民委员会以及其他社会组织，不如实提供申请救助家庭及家庭成员的有关情况，或者出具虚假证明的，由县救助审批部门提请其上级主管机关或者有关部门依照法律法规和有关规定处理。
第三十二条 核对机构及其工作人员应当对在核对过程中获取的核对对象的信息予以保密，不得向与核对工作无关的组织或者个人泄露。
第三十三条 核对机构的工作人员滥用职权、玩忽职守、徇私舞弊造成严重后果的，根据国家相关规定给予行政处分；构成犯罪的，依法追究刑事责任。
经济型数控系统 篇3
【关键词】市场经济;电力系统;运行模式 一、市场经济背景下电力经济系统运行的现状分析 在社会主义市场经济体制下，随着计划经济的不断发展，电力企业经济系统的运行还存在很大的問题，需要我们逐步完善，探索出有效的解决方案，从而有效促进电力产业的可持续发展。以下分别从电力经济系统的运行观念、电价的管理体制、电网的经营机制等方面具体阐述：
1.电力经济系统运行的观念有待提升
电力单位是国营性质的团体，很少受到市场经济的影响，因此企业内部员工没有足够的风险意识。内部经济管理工作仍沿用传统的体系，具有很强的局限性，并不能适应新时代的社会发展。企业运转所需的资金由政府统一拨放，财政部门在账目管理上缺少预算意识，并不注重一季度内企业的盈亏情况。电力单位的经济系统对国民经济产值有着很大影响，这种落后的思想严重阻碍了团队的发展建设，与社会发展方向脱离。将竞争意识引入电力企业可有效解决这一问题，对原有的经济运行体系做出整改，在运营过程中获得更多的经济效益，可促进我国电力系统全面发展进步。
2.电价的管理体制有待完善
电力企业的经济来源主要是电费的收取。现存的首要问题是缺少明确的电价管理制度，存在很多漏洞，为企业带来了巨大的经济损失。随着基础设施的完善，偷电现象有大幅度减少，但还没有被全面扼杀，单纯依靠设备改进等技术方法来完善运行系统并不能从本质出发解决问题。针对这一问题并没有出台完善的处罚条款，偷电行为只是被制止，群众并没有认识到事情的严重性，危害行为时有发牛，不利于电力企业的正常营运，收费情况达不到预期规划。各地方的电费收取标准由政府部门统一制定，电力单位不具有决定的权利，当市场经济发牛变化收费额度需要进行凋整时，要将这一规划上交至政府管理部门。需要经过一个漫长的审批流程，调价方案得到批准后已经错过了最佳的改动时间。由此看来提高电业单位的经济收益需要完善电价管理制度，对违法行为加大处罚力度，为企业运转提供一个良好的法律基础。
3.电网的经营机制有待完善
电网是电力系统运营基础设施的总称，现有的经营模式存在一定的垄断性。是由政府规定统一采购的，价格不存在变，建设已经应力资金由上级管理部门监管，并没有将权力分散在各电力企业中。此类情况直接影响到电力单位员工的工作热情，并且团队内的管理人员没有实际的权力，只负责人员的日常行为约束，很难参与到整个系统的运营中去。电力基础设施营销人员的工作态度也随之松散，对国家电力系统的进步有很大影响，不利于获取更多的经济收益。
二、在市场经济背景下如何促进电力经济系统的运行
在社会主义市场经济的背景下，电力企业要合理分配资源，做到资源的优化配置，同时还要建立科学系统的电力经济运行体制，尽可能地适应社会化大生产的要求。在国家及相关政府对市场经济体制的宏观调控下，电力企业的相关制度也在逐渐改革完善着，对促进电力经济系统的运行有很大的影响。下面，从电力企业市场的发展、电价体制的改善、市场供求机制及竞争机制的完善等方面具体分析：
1.大力推广电力企业市场的发展
将电力企业的运营模式与市场经济相结合，顺应社会体系变化发展。协调好运营与建设之间的关系，各部门紧密配合但在管理体系上要独立存在。适当的增大电力企业的经营管理权利，基础建设的基金不能完全由政府部门拨款，企业内部也需要投入一部分，这样可帮助增加员工的竞争意识。不断扩大电网市场，针对一些环境特使的地区指定专项计划，转变传统的思想观念。涉及到电网建设时可公开进行招标，各电力企业都有平等的机会参加竞标会议。开展此类竞争性经营方法，可促进电力企业建设水平不断进步，推动地方经济发展。
2.改革完善电价的管理体制
在电价管理中实施动态方法，小幅度的调整可由地方进行决定，开展后将方案移交至上级管理单位。要根据地方的实际情况科学的制定销售价格，不断完善管理条款，深入基层开展法律宣传活动，帮助群众认识到偷电、破坏国家电网的严重性。不同地区发电的方法不同，因此在成本上存在很大差异，旧体制性统一管理的模式不具有市场说服力，可根据实际情况制定不同的电价，要以群众的切实利益出发。不单可上调，必要时也可进行降价经营，使得电力销售取得新突破。科学地计算成本与售价之间的动态量，通过加强管理，完善体系等方法为电力企业增加收益。
3.建立有效的市场供求及竞争的机制
在市场经济背景下的电力供求不是一成不变的，我们一定要时刻关注经济市场对电力的需求，然后适度地供应，做到电力市场的供求平衡。当电网的供大于求时，我们可以适当地下凋电价，若供小于求时，上调电价，用这种电价浮动的方式来调节电力供求的平衡。除此之外，还需要建立公平的竞争机制，给电力分配同等条件的资源，让他们在同一起跑线上公平竞争。
三、小结
在社会主义市场经济背景下，市场竞争愈演愈烈，电力企业要提高自身的核心竞争力，就要有效地建立社会主义市场经济体系下的现代化电力经济运行系统，从而满足社会发展的需要。面临着严峻的挑战，电力企业必须优化资源配置、改革完善相关的管理机制、经济系统运行机制等，有效地提高企业的经济效益，为更多的居民提供便捷，促进电力产业的可持续发展，也能够有效促进我国能源的合理利用，为我国经济发展做贡献。参考文献：
经济型图形数控编程系统的开发 篇4
我国的制造信息技术和产业己进入较快发展的时期,对制造业的改造起了较大的推动作用,在现代机械制造业中,数控机床已经成为主流的加工装备。我国是制造业大国,大量机加工作由中小企业承担,创造了巨大的效益,但劳动者整体素质偏低,专业基础较薄弱,制约了生产效率的进一步提升,随着企业之间竞争的不断增加,对高效、廉价的数控编程系统的需求日益增长。
1 系统结构及各模块功能
采用CAD/CAM集成技术编制数控加工程序是当今的主流技术,从目前国内外技术水平看,实现集成的途径有两条:1)建立一个统一的集成信息模型,使产品在其整个生命周期中可以进行信息共享与交换。这种系统功能较完善,但需要较高的技术水平和大量的资金投入,在中小型企业中采用不多;2)面向现有的CAD系统,通过二次开发,扩展其CAM功能。目前具有CAD/CAM功能的系统有Pro/E、Mastercam、CATIA、Cimatron等,但正版软件价格昂贵,保证系统稳定运转的环境要求较高,一般用户难以接受。因此,开发一种新的经济型图形编程系统十分重要。
本系统是以工程中应用最为广泛的AutoCAD系统为平台,采用AutoLISP为开发工具,研制开发的经济型图形数控编程系统,是一种易于掌握,经济、有效的CAD/CAM系统。
系统由图形输入、工艺处理、前置处理、加工模拟、后置处理和NC代码输出等模块组成。整个系统的总体框架如图1所示。
CAD图形输入模块:利用AutoCAD软件本身提供的绘图功能,完成图形的几何造型、编辑和修改等功能。
工艺处理模块:确定加工工艺过程,形成工艺文件。
前置处理模块:选择刀具;确定工件加工起刀点;确定主轴转速、进给速度及其它工艺参数;确定需加工的图形轮廓,提取编程信息,计算节点数据,完成必要的数值计算。
后置处理模块:设置后置处理文件;对其进行编辑,按规定的格式,定义数控加工指令文件所使用的代码、程序格式、圆整方式等内容。通过读取前置处理产生的信息,系统自动按要求生成所需的加工指令文件。
加工模拟模块:根据所画的图形,执行模拟加工命令,在计算机屏幕上可以看到加工后的刀具轨迹,实现加工仿真,可以检验系统工作的合理性。如果正确,则可用于加工输出,否则,返回工艺处理模块,重新进行处理。
NC代码输出模块:将后置处理生成的加工指令文件直接或间接传输给数控机床,控制其进行加工。
2 系统工作原理及实现过程
2.1 图形实体几何信息的获得
目前,通过Auto CAD软件平台获取图形实体几何信息的方法主要可以采用读取DXF文件信息、采集多段线实体的几何信息、交互方式选择实体提取信息等方法。考虑到本系统面向的是现场操作者,直观性和稳定性最为重要。采用交互方式,通过选择实体来获得单个实体以及与之相连的实体的几何信息。这种方式看似麻烦,却很实用,对各种二维图形都很有效。
一般情况下,简单的Auto CAD图形经过分解后,都可以变成直线或圆弧等基本单元。因此,系统实际要处理的图形实体主要就是直线和圆弧。直线的几何信息主要是起点和终点坐标;圆弧的几何信息主要是起点、终点、半径和圆心坐标。获得图形实体信息的流程图如图2所示。
利用Auto Lisp语言的entsel函数,通过光标点选某个图元对象,选定所需实体。然后,运用entget函数获取选定对象的图元数据,并将其存入相应的表中。通过读取图元数据表的各部分信息,就可以了解图形实体的目前状况。然后分析是否有与选定实体相连的其它实体,如存在其它实体,则继续读取其信息,并将所有采集的信息存入选择集中,为后置处理做准备。
2.2 工艺信息的分析
图形自动编程系统必须对零件进行工艺分析,其主要内容包括:
1)确定加工工艺过程;
2)确定走刀路径,选择工艺参数;
3)选择相应刀具;
4)确定工件坐标系、编程原点以及起刀点等。
2.3 自动生成数控加工程序及磁盘文件
系统得到工艺信息和图形几何信息后,通过相应的数学处理,得到加工零件各几何元素之间的基点和节点坐标、加工的走刀轨迹,形成刀位数据。按照ISO标准,根据实体数据,系统可以很容易的生成数控加工G指令,同时根据工艺信息生成数控程序的M代码,形成加工程序段。
由open函数打开数控程序磁盘文件,用princ函数将生成的程序段逐条写入磁盘文件中,所有刀位轨迹的加工指令都产生后,数控加工程序生成完毕,用close函数将文件关闭。最后,可以利用notepad函数展示程序清单。
加工程序的生成过程如图3所示。
2.4 加工轨迹模拟
数控加工是一个自动过程,为确保加工过程的正确性,避免干涉问题。本系统采用了加工轨迹模拟法。
模拟加工过程中的数据驱动是采用CL(Cutter Location,刀位)数据,可以直接被Auto CAD所接受,基于CL数据的模拟不考虑切削参数,将刀位数据读入后,系统将模拟生成刀具的运动轨迹,通过比较新生成的图形和零件图,就可以确定轨迹是否正确。如果出现问题,可以进行修改,并重新生成NC程序,以保证零件的加工质量,降低了系统的复杂性,大大提高了工作效率。
3 系统应用实例
数控编程系统提供了加工工艺编制、加工代码生成及轨迹模拟、工件加工模拟等模块,其中加工代码生成及轨迹模拟模块包括铣削加工和车削加工两个子模块,如图4所示。通过工艺过程和加工参数的设定以及交互的实体选择,系统可以获得零件加工的各种信息,并自动进行刀具半径补偿和生成NC加工代码,此外,系统还可以在Auto CAD环境下对加工过程进行模拟。
3.1 加工工艺编制
在数控机床上加工零件与普通机床上加工零件所涉及的工艺问题大致相同,处理方法也无太大差别。首先要对被加工零件进行工艺分析和处理,然后根据工艺装备(机床、夹具、刀具等)的特点拟定出合理的工艺方案,最后完成零件加工的工艺规程的编制。工艺规程的好坏不仅会影响机床效率的发挥,而且将直接影响到零件的加工质量,因而是数控加工自动编程技术中的一项重要的研究内容。图5所示为工艺卡编制对话框,借助该对话框可以输入各工序的内容,并保存为一个文本库文件,还可以很方便的进行修改、排序和增减。
3.2 数控加工代码的生成
数控程序由一系列指令代码组成,每一个指令对应于工艺系统的一种动作状态。本系统生成数控程序时,首先打开前面生成的刀位轨迹文件,在AutoCAD环境下显示轨迹图形,利用AutoCAD强大的图形处理功能,提取轨迹图形的各几何参数,结合输入的工艺参数,生成相应的G代码指令和M代码指令,并把节点坐标值赋给相应的变量,形成加工程序段,最后将程序存盘,生成加工程序的文本文件。
以铣削加工为例。点选菜单“铣削加工”项,弹出如图6所示的铣削加工编程对话框,在该对话框中可以定义数控程序的文件名以及铣刀进给量、铣刀半径、主轴转速、铣削深度等切削参数。
根据刀位轨迹图形,选定欲加工轮廓,系统能够自动搜索相连的轮廓各组成线段,并分析其性质。然后,视具体情况确定刀具偏置方向,即判断取内轮廓还是取外轮廓。系统会采用不同的颜色来绘制刀具的加工轨迹和中心轨迹。
如图7所示,系统能够动态的演示刀具的移动过程,并用序号标记刀具在各个节点的位置,可以方便直观地了解加工情况。
程序运行完后,系统自动运行记事本,显示加工代码,如图8所示。
如有其他待加工部分,可如法炮制,若需要,还可以把各NC程序段连接起来,形成一气呵成的总体加工程序。经验证无误,就可以将生成的加工程序代码通过接口传输给数控系统,来控制机床进行实际加工。
4 结束语
通过对Auto CAD的二次开发,实现了在AutoCAD环境下的图形数控加工自动编程,解决了手工编程效率低,通用型CAD/CAM系统成本高的问题,保证了加工的高效性和可靠性。尤其适于中小企业以此为基础开发典型产品的专用自动编程系统,在金融危机的背景下更具有明显的现实意义。
参考文献
[1]王占礼,王明环,王立学.基于AutoCAD的图形数控编程系统[J].长春工业大学学报,2002(8):5-8.
[2]闫占辉,刘宏伟.机床数控技术[M].华中科技大学出版社,2008.
电力系统经济运转及对策 篇5
1、我国电力运转基本情况
1.1电力运转目前状况
近几年，我国总发电量一直处于稳定增长状态，在发电类型方面，水力发电与火力发电仍是主要方式，核电开始加入发电大军，并取得了很大的增长幅度。
相对而言，全国用电需求也在不断增加。
由于经济不断发展，工业用电量增加迅速，其中，轻工业用电量增加最为迅速。
我国幅员辽阔，人口基数庞大，电网建设的整体格局一直与人口分布和能源结构相关，经济运转方式也起到了一定的作用。
由于一些地区经济格局与能源分布有所脱节，很多地区在电力供应上出现了紧张情况，基本的电力供应出现了紧缺现象。
从发电方面来看，我国水利资源非常丰富，但分布上很不均匀，西南地区的水利资源占到了全国一半以上，水电站也因此大多密集分布于西南河流地区。
火电方面，虽然水力发电起到了很大的作用，但火力发电仍然是我国最大的电力来源，煤炭资源丰富的东北、华北地区，对于火力发电的依赖性很大。
当前情况下，新建电站的经济压力太大，而提高电价又会对电力企业的效益和我国经济发展造成很大的影响。
其次，城乡用电难度和电价不一的理由也是电力运转的一个大理由。
1.2电力系统运转的未来趋势
我国经济能有现在的长足发展，电力系统在背后起到了极大的支撑作用，经济发展类型的单一性使得电力资源一直处于短缺状态。
严峻的能源形势和建设资源节约型环境友好型社会方针的提出，使得节约用电的重要性凸显出来，节约用电成为缓解能源危机的重要手段。
根据国家计划，今后一段时间内，将加大节电型设备的投入，改善发电和用电设备。
建成后每年节电量将达到千亿瓦，成为国民经济发展的强力保障。
2、电力经济运转策略
2.1电力投资体制改革
在我国，电与煤之间是相互依存的关系，但彼此之间又有着激烈的矛盾。
煤与电之间互相竞争，努力垄断能源供应，但无论是电力企业还是煤炭企业，相互之间如果缺少合作，只是一味地顶牛，到最后只能两败俱伤。
现在存在的一种煤电联营或许会是一种实现多赢的好策略，电煤供应链的形成能够起到稳定价格和减少中间环节的作用，运营的成本也就会随之下降。
随着国家不断出台政策，鼓励电力企业吸引投资，外资、民资等成分不断加入到电力运营的队伍中，为运营方式的转变提供了动力。
同时，积极策划实行集团重组，实现上市也是不错的选择。
到时，必定会使电力企业拥有更加庞大的资金来源，能够有能力进行高成本高收益的建设，环节电力紧缺目前状况，也能为企业带来更大的经济收益。
2.2改建电力设备，实现更大的节约
电力系统的电压变换主要设备就是变压器，变压器在输电配电等电力系统中得到了广泛的应用，所以变压器的投资在电力系统的总投资上占了很大的比例。
变压器的经济性体现在变压器的选择和变压器在运转过程中的损耗，这个损耗既包括设备的自身损耗，也包括这个过程中电力资源的损耗。
2.2.1参数、负载与损耗
在变压器的运转中，会建立一种工作磁场，也就是励磁磁场，电力损耗主要发生在励磁磁场在铁芯中产生交变磁通时的涡流损失和磁滞损失。
涡流损失是变压器铁芯中的感应电流引起的热损失，它主要与铁芯的电阻有关，电阻越大，损失就越小，否则会有更大的损失。
磁滞损失是在铁芯中的磁畴处于交变磁场中时由于周期的旋转而产生的热损失。
从性能来看，变压器的阻抗电压要做到小一点，这会使二次侧电压波动少受一点影响。
但是从限制短路时电流的方面来看，阻抗电压要适当地提高一点。
变压器有功功率下的空载损失以及短路损失都是不可忽视的，无功功率中，额定负载消耗和空载消耗是主要的损耗方面。
有功功率中的空载损耗与变压器的铁芯材质有关，不随负载的变化而发生变化，选用更加适合的材料可以在最大程度上减小损耗。
由于变压器的变压过程依赖于电磁感应。
2.2.2制造和经济运转
变压器的经济运转方面，既取决于经济运转方式，也与变压器的制造水平有很大的关系。
从变压器的负载来看，主要有以下三种：一直满载或接近满载运转的变压器;经常半载运转的变压器;处于空载或轻载的变压器。
根据不同的应用状态进行相应的.有针对性的设计，能够获得更好的效益。
2.2.3技术管理与经济运转
一般情况下，如果能够适当减少变压器的降压次数，那损耗也就会相应地减少。
另一方面，功率因数也是一个很大的影响因素，降低功率因数，就会使变压器的功率全都增加，所以在实际应用中，要尽可能地提高功率因数，最大程度上降低无功功率。
2.2.4选择方案与经济运转
变压器的选择要根据具体情况具体分析，对于需要长期固定作用的变压器，最好选择相对损耗较小的新型变压器，虽然在初期投资上新型设备会很大，但其节约效果显著，在几年内就能弥补差价，而且日后的维修也能相对简单一点。
在容量方面，要尽量根据变压器的需求安装不同容量的变压器，利用率达到七成左右为最佳。
整体来说，变压器的选择和安装要按照变压器的实际功用和需求及整体投资量来安排，根据整体考虑，选择最佳方式，减小电力损耗，降低成本。
2.3运营管理层面
2.3.1电价制定 我国国土面积大，人口分布也很不均匀，各地区之间由于经济发展水平和方式、城市化进程、人口密度的不同，用电需求也有很大的差异。
所以，对于电价，应当因地制宜，根据各地需求量和资源储有量的比例，进行相应的价格制定，传统一刀切的费用制定方式，会造成电力资源矛盾越来越激化，加剧社会矛盾，也会影响电力企业在百姓心中的形象。
在城市中，还可以实行电价随时间变化的策略，由电力总公司对电价制定一个基本价格和浮动范围，各地区根据实际情况，在本地区实行更为适合的电价制定方式。
这样既能满足供需双方的需求，又可以达到节约用电的目标，推动经济发展和社会进步。
2.3.2国家电网建设 电网的建设合理性能够为电力运输打好基础，一个结构优化、简洁有效、先进科学的电网既能最大程度上满足用电部门的需求，也是节约电力公司运营成本的重要方面。
电网在建设前，就要对该地区今后电力需求有一个基本的预见，以便确定该地区电网的布局。
优化经济的电力系统必定有一个强有力的电网作为支撑。
3、结束语
随着电力系统的不断发展和系统规模的扩大，电力系统的经济运转将会是一个备受关注的理由，做好这方面的工作，是一个电力企业自身发展的需要，也是国家经济发展的重要保证。
相信随着有关部门和专家的重视，电力系统的运转一定会朝着更加完善的方面前进。
参考文献
[1]曹一家，王光增.电力系统复杂性及其相关理由研究[J].电力自动化设备..2(09)：127-128.
热电联产系统技术经济分析 篇6
关键词：热电联产；技术；经济运行
中图分类号： TK223.1 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-190-2
0 引言
在能源供应结构中，煤、天然气属于一次能源，而热、电属于二次能源。热电联产，即为既生产电能又对用户供热的生产方式，这种发电厂称为热电厂。在所有供热形式中，热电联产的能源利用效率是最高的。
1 热电联产系统的技术优势
一套火力发电机组包括锅炉、蒸汽轮机、发电机等主要设备，燃料在锅炉中燃烧，将水加热成高温、高压的过热蒸汽，蒸汽在汽轮机中做功带动发电机发电，形成化学能向电能的转变。从汽轮机排出失去做功能力的低压蒸汽，必须通过凝汽器散热凝结为水后才能回到锅炉中重新循环，称为“纯凝式汽轮机”。由于排气被冷却的过程是热量散失的过程，系统热效率并不高，仅有不到45%的燃料热能被转化为电能。
单纯的凝汽式汽轮发电机组只生产电能，并不具备供热的功能，其他型式的汽轮机才具备热电联产功能。
1.1 背压式汽轮机
背压式汽轮机，即排汽压力高于大气压力的汽轮机。与凝汽式汽轮机相区别的是，将从汽轮机发电做功后的蒸汽压力保持在大气压力以上，可以通过管道直接输送给工业蒸汽用户使用，或者通过加热器加热热水，以热水作为媒介向外供热，汽轮机组就具备了热电联产的功能。
由于热量绝大部分被热用户利用，不存在凝结散热损失，所以背压机的热效率较高，一般能达到70%～85%。主要缺点是发电量取决于供热量，不能同时满足热用户和电用户的需要，多用于热负荷稳定的热电厂。
1.2 抽汽凝汽式汽轮机
抽汽凝汽式汽轮机是从汽轮机中间抽出一部分已经做过功、具有适合压力的蒸汽供给热用户，其余蒸汽进入低压部分继续膨胀做功，最后排入凝汽器的汽轮机。抽汽压力根据热用户需要确定，发电功率为高、低压部分所生产功率之和，由进汽量和流经低压部分蒸汽量所决定。
抽汽凝汽式汽轮机可同时满足热、电负荷需要，在供热抽汽量为零时相当于一台凝汽式汽轮机，若将进入高压缸的蒸汽全部抽出供给热用户，则相当于一台背压式汽轮机，适用于负荷变化幅度较大的区域性热电厂中。它的缺点是热经济性比背压式机组稍差，而且辅机较多，系统复杂。
1.3 燃气-蒸汽联合循环热电联产机组
燃气-蒸汽联合循环热电联产机组包括燃气轮发电机、余热锅炉、蒸汽轮发电机等设备。它与传统热电厂的区别是，天然气作为燃料并不是直接进入到锅炉中燃烧，而是首先进入到燃机燃烧室燃烧，高温燃气在透平中膨胀将热能转变为机械能，带动发电机发电，这个循环称之为“勃雷登循环”。高温烟气的排放温度在400～600℃，通过余热锅炉将水加热为高温、高压蒸汽，送至蒸汽轮机继续做功，带动发电机发电。
燃气-蒸汽联合循环的机组配置非常灵活，燃气轮机和蒸汽轮机可以共同驱动一台发电机，称为“单轴”布置，也可以分别驱动发电机称为“双轴”布置；可以一台燃气轮机、一台余热锅炉和一台蒸汽轮机组成“一拖一”形式，也可以多台燃气轮机和余热锅炉，通过母管向一台汽轮机供汽组成“二拖一”形式。根据热电联产热负荷的需要，蒸汽轮机可以配置为背压机或抽汽凝汽式汽轮机，形成热电联产。
燃气-蒸汽联合循环的实质是将燃气轮机的“勃雷登循环”与蒸汽轮机的“朗肯循环”有机地结合，如果同时用溴化锂机组为建筑夏季提供空调、制冷负荷，即形成了热、电、冷多种产品联合供应的分布式能源，能源转化率达到85%以上，实现了能源从高品位到低品位的逐级利用。
2 热电联系机组的经济运行分析
热电联产的机组经济运行的重要参数是供热量，下文以北京城区某燃气—蒸汽联合循环热电厂为例，分析不同热负荷下的发电机组的经济性。
2.1 设备基本参数
该厂在装两套“一拖一”、“双轴”燃气—蒸汽联合循环热电联产机组，燃料为管道天然气，发电功率230MW，供热能力116MW。燃气轮机为德国西门子V94.2型，发电功率172.6MW，配武汉锅炉双压、无补燃型余热锅炉，蒸汽轮机为上海电气集团制造LZC80型次高压、单缸、抽汽凝汽式机组，无抽汽回热装置，发电功率57.4MW，发电效率83.3%，热负荷为热水建筑采暖。
2.2 经济指标分析
本文选用实际焓降法，按采暖抽汽汽流在汽轮机少做的功占新蒸汽实际做功的比例来分析热耗率。在分析过程中，不考虑环境温度对燃气轮机效率的影响，假定燃气轮机、余热锅炉运行参数恒定，供热负荷仅与蒸汽轮机的运行参数有关。
热化发电功率，是汽轮机抽出对外供热的这部分蒸汽在汽轮机中膨胀做功产生的发电功率。为计算简便，从凝汽发电功率部分入手：
Nc=[（D0+D1-Dn）·（in-ic）·ηst]/3600（kW）
在假定机组额度发电功率不变的情况下，热化发电功率Nn=N0-Nc（kW）。
我们将上述两部分参数引入比值，即凝汽发电比Xc=Nc/N0，热化发电比Xn=Nn/N0。
每产生1度电所需要的热量称为热耗率，采暖供热部分蒸汽的热化热耗率：
qn=[D0（i0-ic）+D1（i1-ic）-Dn（in-ic）]/N0（kJ/kWh）。
凝汽发电部分热耗率：
qc={D0（i0-in）+D1（i1-in）+（D0+D1-Dn）（in-ic）}/N0（kJ/kWh）。
汽轮发电机组热电联产时的热耗率：
qcn=qn·Xn+qk·Xk（kJ/kWh）。
汽轮发电机组热电联产时的热效率：
ηcn=3600/qcn×100%。
将有关技术数据代入上述公式，即可得出不同供热工况下的机组热效率。
2.3 结果分析
从表2数据的变化趋势可以看出，当采暖抽气量为0时，蒸汽轮机为纯凝方式运行，机组的热耗率很高，热效率较低。随着采暖抽气量的增加，热效率提高，理论上当采暖抽汽量与进汽量相同时，机组呈背压运行方式，热效率达到最高。燃气-蒸汽联合循环机组的热效率与汽轮机的热效率变化趋势是一致的，因此，提高热电联产机组的经济性，保证额定的热负荷是十分重要的。
3 结束语
在当前能源紧缺、城市环境质量压力大的情况下，发展天然气作为清洁能源的燃气-蒸汽热电联产是提高能源利用效率的有效途径。运行中按“以热定电”方式，即优先保证热负荷的落实，是保证热电联产系统热效率的关键。
参 考 文 献
[1] 何丽.热电联产系统技术经济性分析[D].华北电力大学（北京），2014.
经济型数控系统 篇7
目前, 随着科学技术的发展与应用, 技术工人缺乏, 于是机械自动化的生产成为必然趋势, 因此很多自动、半自动上下料系统应运而生[1]。现有市面上较为常见的上下料方式有两种:一是桁架机械手, 动作平稳性较高, 适合大批量生产, 见图1;二是机械手, 适用性较强, 可作为柔性制造, 见图2。这两种上下料方式结构都结构相对而言比较复杂, 成本较高。于是开发适合车床的经济型自动上下料的市场应运而生, 尤其是发展以大批量生产为主的电机行业的必然趋势, 同时对车床的智能化发展也有重要的意义[2]。
本文应电机制造企业要求, 针对数控车床, 设计了与其配套的上下料系统, 不仅动作可靠平稳, 而且结构简单、工艺性好, 使其既能满足功能要求又具有良好的经济性。
2. 总体设计
根据90电机转子的规格、重量和加工节拍, 可以把上下料系统分为料仓、上料机构和下料机构三部分, 如图3。
料仓是由一个倾斜的料道构成的, 料仓内可以放30个毛坯件, 毛坯依靠自重逐个下落, 料仓的宽度可以调节, 以便适应不同长度的电机转子。
上料机构是由一个气爪和一个旋转气缸构成的, 下料机构由取料机构、回转气缸和接料机构组成。
3. 配套要求
3.1 对加工对象的要求
由于本文的研究对象是电机转子轴, 不仅是成批量生产, 还涉及不同规格的, 表1给出了Y2系列两种规格转子的相关尺寸。
由于电机转子种类较多, 气爪和振动盘所能适用的范围有限, 序号因此在加工M尺代寸码差异太大M的代码工功件能时需更换采气取方爪式和振动盘。
3.2 对机床的要求
本2文实际研究的M0对2象是数控车程床序结上束的上下料系替统, 换而且要以最3经济的方式实M0现4这一功能。主这轴反就转要求我们尽替量换使用机床本身的数控系统。
3.2.1 电器方面
一般来说数控系统内会有空余的M代码, 我们可以利用这些M代码控制上下料的气缸动作。这样不仅节省了PLC的费用, 而且把上下料动作直接编写在加工程序里面, 不仅使得上下料动作直观, 而且可以对上下料动作编写十分方便。
还有些数控系统本身不带空的M代码, 我们可以合并使用一些M代码, 也可以把一些在我们加工这类零件中不用的M代码改成控制气爪的指令。Y以2发-6那3科车床数控系Y统2-为71例 (可能有很毛多坯经直济径 (型mm车) 床都使用的是14广州数控的系统, 1但7广数的M代码和发那科的基本类似) , 以下是发那科系统可以替换或合并的毛M坯代长码度, (如mm表) 2。211235
当然也不排除空余的M代码和替换的M代码不能满足原有改造后上下料的动作需求, 也就是说, 系统的原有多余的点位不够。需要外接一个plc控制机床上下料的各个动作, 而PLC与系统的切入点可以取某个不用的M代码作为启动PLC程序的开关。
3.2.2 机械方面
卡爪必须为液压或气压卡盘, 因为整个过程, 除了往料仓里上料是由人工上料的外, 其余都是无人化操作。主轴上方必须带吹气装置, 在无人运转的状态下, 为维持加工的安全性与精度, 必须在每加工一个零件之后打开, 把加工产生的铁屑吹掉, 确保工件在夹持时不受残留铁屑干扰。
在刀具方面, 要求机床刀具带有断屑功能, 防止铁屑过大影响整机运行的可靠性[3]。
4. 结语
随着经济和社会的飞速发展, 电机行业面临加工设备的更新换代和人工成本的大幅度升高, 越来越迫切的需求数控车床的自动化功能, 因此, 本文所提出的在数控车床上安装经济型的自动上下料系统的总体方案, 不但在电机行业, 而且在短轴类加工行业得到广泛的关注, 使其既能满足功能要求, 又具有良好的经济性, 已经在众多大批量加工的企业内得到了推广。
该改造方式有很大的局限性, 由于过于强调其经济性, 使得其上下料机构过于简单, 使其适应性较弱, 而且改造期间对原数控系统中部分M代码重新定义, 使得车床本身的柔性较差, 因此该经济型上下料系统只能在短轴类的零件加工中使用。
摘要：面对加工设备自动化程度的落后和技术工人缺乏的现状, 当前的批量型机加工行业迫切需求加工设备智能化、无人化, 作者应某电机企业要求, 针对数控车床设计与之配套的上下料机构, 实现电机转子的自动上下料。作者从设计方案的总体入手, 深入阐述了在数控机床上配套经济型上下料系统, 其对于加工对象、机床、料仓和机械手本身的结构与功能要求, 从生产实际出发, 提出自己的设计观点。此种上下料系统, 动作灵活可靠, 结构相对简单, 产品比较经济, 不仅提升了设备自动化程度, 而且降低了人力成本。
关键词：上下料系统,数控车床,自动化
参考文献
[1]施燕.经济型数控车床机械手建模与仿真研究.江苏大学硕士学位, 2009.
[2]李伦兴, 辛丽.机械手在数控车床上的应用[A].第八届沈阳科学学术年会论文集[C], 2011.
经济型数控系统 篇8
1 变频调速基本原理
由异步电机理论可知, 主轴电机的转速公式为:
n= (60 f/p) × (1-s)
其中P为电动机的极对数, s为转差率, f为电源的频率, n为电动机的转速从上式可看出, 电机转速与频率成正比, 改变频率即可以平滑地调节电机转速。
变频器主电路如上图1所示。主电路的功能是把固定频率为50Hz交流电转换为频率连续可调的三相交流电, 主要包括交-直电路、制动单元电路及直-交电路。交-直电路中, 三相交流电源通过变频器的电源接线端 (R、S、T) 输入到变频器内, 利用整流器VS把交流电转换为直流电。当电容CF电压达到基准值时, 辅助电源动作, 输出直流控制电压。直流继电器MCC获电, 常开触点闭合, 限流电阻RF被短路, 完成交-直电路转换。直-交电路中, 由VS转换的直流电压经过短路保护熔断器F1加到逆变模块VT, 再通过SPWM正弦波脉宽调制驱动电路控制VT输出频率可调的三相调制波Ua、Ub、Uc (如图2所示) 至U、V、W端子。输出电压的大小和频率是由改变图2中的正弦参考信号Ur的幅值大小和频率调制的。制动单元电路由制动开关管VB、二极管DB及B1、B2端子之间外接制动电阻组成, 外接制动电阻的功率与阻值需根据电动机的额定电流好工作情况进行选择。
2 主轴电机及变频器的选用
主轴电机选择的主要依据是车床主轴的切削功率, 适用于车床的切削力Fz及切削功率Pm的实验公式如下:
式中:CFz为决定于被加工金属及切削条件的系数;αp为切削深度;xFz为被吃刀量指数;f为切削进给率;yFz为进给量指数;v为切削速度;各种系数和指数都可以在切削用量手册中查到。以沈阳机床厂C A 6 1 3 6数控车床为例, 查表得:CFz=4 0, xFz=1.0, yFz=0.7 5, 最大被吃刀量αp=6 mm, f转速n工件直径d, 计算可得:
按上述方法求出切削功率后, 还需考虑机床的传动效率η因素, 根据电机功率公式PE≥Pm/η确定主轴电机功率。η一般在0.75～0.85之间取值, 从而可以得到PE≥3.7/0.75=4.9kW。
在进行电机选择时, 电机与车床主轴功率特性要匹配。由于力切削和加工材料的不均匀性, 主电机功率应有一定的储备。因此, 选用了电动机型号为YTSP132 S-4三相异步电机, 额定功率为5.5kW。
系统效率等于变频器与电动机效率的乘积, 只有二者都在较高效率下工作系统效率才是最佳的。因此, 在通常情况下, 变频器的功率与电动机功率相当, 以利于变频器在高效率下运转, 同时还要考虑数控车床高精度、快响应的特点及机床的特点。目前, 变频器技术已经发展到相当成熟阶段, 市场上变频器产品种类繁多, 典型产品为德国西门子MICRO MASTER系列变频器、日本三菱F R系列变频器和安川Varispeed系列变频器等。西门子公司的变频器, 对电源电压规定得很严格, 而日本产通用变频器的额定电压往往是200V、220V或400V、440V共用, 变频器的输入电源电压常允许在一定范围内变动, 比较适合在工厂电压波动大的场合使用。最后确定为性价比高的安川变频器CIMR-G7A45P5型变频器, 该变频器采用电流矢量控制技术, 低频时能输出150%额定转矩, 动态响应快, 采用100Ω/430W制动电阻, 减速停车速度快, 主要技术参数:额定功率5.5kW;额定频率50Hz;额定电压380V;额定电流11A。
3 基于变频器的主轴控制方案
数控车床主轴的变频器控制接线图如图3所示。三相380V交流电压通过空气开关QF5接到变频器的电源输入端R、S、T上, 变频器从U、V、W端子输出频率经过变换的交流电至负载电动机M上。电动机的正反转控制通过端子1、2、11实现, 11为24V直流电源公共端。当1和11之间短路, 变频器作正向运转, 当2和11之间短路, 变频器作反向运转。端子1、2与11之间的通断分别由受系统内嵌PMC控制的继电器KA8和KA9完成。13、17端子与FANUC 0i TC系统主板上的JA40接口7、5引脚连接, 数控系统会将程序中的转速指令值转化为相应的模拟量电压 (0～10V) 通过JA40接口传送至变频器的13、17端子。主轴电动功能用于机床手动方式下主轴控制。3为数控系统故障时给变频器的报警输出端子, 4为数控系统复位时变频器复位端子。端子19、25、26为变频器到数控系统的信号输出端子, 一次为变频器故障报警 (如变频器过热) 、主轴零速信号、主轴速度到达信号输出端子。21、22、23为变频器输出到机床侧的信号端子, 分别接主轴转速表和主轴负载功率表。在主轴输出端通过同步带连接有FANUC A860-0320-T001型主轴编码器, 以便于对主轴速度和位置进行反馈, 编码器信号接至数控系统的JA41接口。
4 数控系统及变频器设置
在采用数控系统的模拟主轴功能时通过数控系统和变频器对主轴控制系统进行合理、正确的设置是主轴正确运行必不可少的环节。表1和表2分别较详细的列出了数控系统及变频器参数设置的情况。
5 结语
实际应用显示, 采用本方案实现的数控车床模拟量主轴控制系统具有以下显著优点:主轴可靠性好, 可实现高效率的切割和较高的加工精度, 可实现低速和高速情况下较强的力矩输出, 因此本方案对经济型数控机床主轴系统设计及改造具有参考价值。
参考文献
[1]韩步愈.金属切削原理与刀具[M].北京:机械工业出版社, 2002.
[2]吴忠智.调速用变频器及配套设备选用指南[M].北京:机械工业出版社, 2000.
[3]FANUC Co.ltd.FANUC Parameter Manual[M].2000.
用经济型数控车床加工拉杆球头 篇9
经济型数控车床采用的是半闭环伺服控制系统, 还受到机床结构精度的影响, 要加工较高质量要求的复杂形面有一定的技术难度, 特别是轴端球头类零件, 主要难点是球面粗糙度的均匀性和球面的形状精度。本文结合在经济型数控车床上对拉杆球头的加工实践, 对出现的难点问题进行了分析, 提出的解决措施已在实际中进行了检验, 能加工出符合要求的零件。
2 零件技术分析
如图1所示为某转向拉杆球头零件简图, 材料为45钢。
2.1 零件图分析
从图中可以看出, 该零件的尺寸公差是IT7级, 形状公差 (面轮廓度) 等级为6级, 球面的表面粗糙度要求为Ra1.6。
2.2 加工难点
零件的表面粗糙度要求达Ra1.6, 在球面右端靠近轴线处、球面左端与圆弧面R15过渡部位是表面粗糙度考虑的主要区域;球面尺寸公差要求是±0.015mm, 通过修改精加工刀具的长度补偿值, 就可较容易地修正尺寸公差;球面轮廓度要求为0.015mm, 实际加工的球面经常会变成椭球面, 需要对形状进行修正往往比较困难。
3 关键工序工艺分析与措施
C2-6136HK经济型数控车床的刚度、运动导向精度不足;其伺服系统采用半闭环控制, 仅检测丝杠的转角, 不检测工作台的准确位置, 因此, 要加工出合格产品需要采取相应的工艺措施和解决关键问题的可靠办法。
3.1 降低表面粗糙度
(1) 粗加工刀具与加工方法。零件数为几件, 因数量少采用圆柱棒料。零件轮廓非单调变化, 分析轮廓下凹处几何形状, 粗加工选用93°外圆车刀 (刀柄MDJNR2020K15, 刀尖角为55°) , 图2中T1。零件粗加工路径一般可选择轴向粗车循环法或仿型循环, 在使用FANUC 0i Mate-TC数控系统的机床上, 含非单调轮廓线的使用仿型法编写程序较方便, 但刀具路线会有较多空刀。结合实际情况:先手动切除余量较多的部位, 再采用图2所示的刀具路线进行仿型粗加工。
(2) 精加工刀具与刀具路线。精加工路线从零件右端轴线处开始, 沿轮廓线向左连续进行。在切削过程中, 刀具的实际工作主偏角由球头轴线处最小的几度增大到球面结束处的百余度, 其中工作主偏角太小和太大处都会造成加工性能变差, 易振动, 因此, 在相应位置的表面粗糙度达不到要求。要解决工作主偏角变化幅度太大的问题, 可以将圆弧分成2段, 使用2把不同主偏角的刀具 (左右手刀具) , 但是刀具路径变得复杂, 编程也更麻烦, 操作机床对刀时难以达到满意的精度, 在2段交接处的接刀痕很难消除。实际中选用圆刀片的外圆精车刀 (刀柄SRDCN2020K06) , 图2中T2;刀具路径沿图2所示的轮廓连续完成整个加工, 刀具工作主偏角变化得到改善, 编程简单对刀方便, 但刀具工作条件稍差, 球面圆度取决于刀片圆头精度, 一般使用精度高的专用刀片。
(3) 优化切削工艺。在精加工刀具移动过程中, X方向尺寸非单调变化, 刀具所受横向切削力从逐渐减小到逐渐增大再逐渐减小;同时纵向切削力不仅发生了大小改变, 还有方向交替, 这些都会影响切削的稳定性, 导致加工质量下降。可以通过以下工艺措施减小其影响:对数控车床的丝杠间隙和主轴锥度进行打表测量, 若测定值较大就要预紧调整, 若测定值较小只需在数控系统中进行修正即可;为改善精加工过程的稳定性, 尽量保证加工余量均匀, 可在精加工前增加半精加工, 也便于测量调整;切除余量要满足实际需要, 切除量太多, 切削力较大, 易造成切削不稳定, 切除量太小属纯切削, 也会影响表面质量。
3.2 提高尺寸精度
精加工由一把圆头刀具沿一个方向连续完成, 零件轴向尺寸公差完全取决于机床;零件径向尺寸精度受机床和对刀误差影响, 而对刀误差可以很方便修正。
零件径向尺寸公差的特点是轮廓线沿径向平移, 出现径向尺寸整体偏大或偏小。选定一个尺寸进行精确测量, 用它与理论数值进行比较可得出平移偏移量, 正负号按反向确定, 在相应的刀具长度补偿处增加平移值就可以修正径向尺寸误差。
3.3 改善形状误差
3.3.1 原理分析
经济型数控车床采用半闭环伺服系统控制, 不检测工作台的准确位置, 会出现坐标轴不一致, 造成加工表面形状误差。形状误差不是轮廓线整体平移, 不能靠修改刀具长度补偿来修正, 需要更改轮廓形状, 即更改程序来实现。
形状误差修正的原理与尺寸补偿原理相似即“反向补偿”。先按理论轮廓编写程序, 在加工中出现形状误差, 分析找出并测定坐标轴不一致的量, 将这些量正负反号后加到理论轮廓上得出“使用轮廓”, 按“使用轮廓”编程加工, 零件的形状误差就可得到修正。例如零件表面为圆柱和球面, 理论轮廓为水平线和圆弧, 加工有偏差后是圆锥和椭球面, 测定其偏差按反向补偿得到“使用轮廓”为斜线和椭圆, 按补偿后的“使用轮廓”编程加工就可得到形状误差较小的圆柱和球面。
3.3.2 编写程序
将圆弧用椭圆弧编程, FANUC 0i Mate-TC数控系统的仿型循环指令G73不支持宏程序, 本例使用宏程序的循环功能进行仿型编程, 把椭圆部分的宏程序用子程序列出, 表1为部分程序。
3.3.3 球面形状修正
在数控车床对拉杆球头进行形状修正时要注意:
(1) 精确测定形状偏差量。精确测量球面轮廓度很繁琐。利用万能工具显微镜、圆度仪或三坐标测量仪都可精确测量, 但需要取下工件进行测量, 不方便临时调整;量规不受场所限制, 但只能判断工件是否合格, 而不能获得被测几何量的具体数值, 实际中依据加工精度选用相应的测量工具。
(2) 修正形状补偿。确定造成球面形状误差的坐标轴, 依据上述测定值修改程序中的#101或#102的椭圆半轴值, 补偿后进行精加工, 球面形状精度得到了修正。
4 结语
在经济型数控车床上采用上述措施, 可提高零件的表面精度和尺寸精度, 加工产品符合零件技术要求。这些提高加工质量的工艺与措施, 对提高经济型数控车床加工等级具有普遍作用, 从工艺措施上发挥了数控车床的先进功能。
摘要：结合拉杆球头零件在经济型数控车床上的加工, 介绍了提高零件表面质量、修正球面形状的工艺与措施。这些方法能够有效提高数控车削的加工质量。
关键词：拉杆球头,表面粗糙度,形状修正,刀具路径
参考文献
[1]罗永新, 等.数控车削误差反贴补偿实验研究[J].机床与液压, 2010 (11) :36-39.
[2]欧阳毅文, 等.球头加工实例及技巧[J].煤矿机械, 2010 (6) :97-99.
经济型数控系统 篇10
我国经济型数控机床行业崛起的原因是什么?这是一个到目前为止学术界没有深刻研究的问题。本文借鉴Mowery和Nelson等对于美国数控机床、电脑等产业领先之源的分析方法,从产业层次上(industry-level)探讨我国经济型数控机床崛起的关键成功因素(key success factors)。研究该问题的意义体现在:第一,总结其成功经验,有助于继续提升经济型数控机床产品的竞争力;第二,研究经济型数控机床的成功经验,会为企业界提升在高端数控机床领域的竞争力提供启示。
数控机床在制造业中处于基础性地位(见图1),该行业的创新水平对国家竞争力的提高具有战略意义(夏伯雄;Carlsson B.和S. Jacobsson)。近些年来,我国企业主导了国内经济型数控机床的供给,在价格和服务方面具有绝对优势,稳压国外同类产品;在销量上,市场占有率稳居95%以上,远远高于国产高档和普及型数控机床。
资料来源:作者整理
总结我国数控机床行业市场和技术发展的学术研究,主要聚焦在数控机床行业的成就及其存在的问题等方面,缺乏针对经济型数控机床行业层次关键成功因素的系统化研究,因此,本文主要有两个目标:第一,在实践上,基于行业视角,从策略上找到经济型数控机床行业迅速崛起的原因,为未来向中高端进展提供可供借鉴的经验;第二,拓展理论研究,为进一步实证研究奠定基础。本论文分为四个部分,依次为文献综述和研究方法简介、行业层次的关键成功因素和结论。
1 文献综述
1.1 国外研究综述
国外数控行业的研究主要集中在美、日两国。美国数控行业因军方定制化生产而兴起,因忽略数控机床广阔的民用市场而错失产业扩张的机会(Jacobsson),并因先后错失连续加工控制系统(Nobel)、软件控制(Sciberras和Payne)和柔性制造能力(Carlsson B和Erol Taymaz)的行业供给技术条件而延误发展,相反,日本重视行业供给,实现了从行业技术学习提升供给能力到行业领先的跨越。日本数控机床行业从欧洲和美国的企业购买技术专利(Fransman)、进行模仿学习、实现集成创新和产业规模化(Jacobsson),成功获得市场。众所周知,需求一直是影响行业发展的关键因素。日本汽车行业的兴起推动了上游行业——专业机床的快速进步,并且大约消费了机床市场的30%(Wagoner),市场和技术需求同时快速发展大大影响了数控机床工业的创新方向(Mowery 和Nelson)。
1.2 国内研究综述
我国数控机床行业市场和技术发展的学术研究主要集中在发展成就及其存在问题等方面。其中,成就方面,一批自主创新的新产品已达到国内领先或国际先进水平,国产数控机床技术水平已得到很大提升(李素平),且产值产量增长迅速。其原因包括国家和地方的税收、产业政策、项目支持等(胡兴军,屈平),采取合理的技术发展路径(周凯);另外,国家整体经济的繁荣发展拉动了数控机床的内需(谢武、陈晓剑、邸允柱)。国内数控机床行业存在的问题主要有核心技术严重缺乏(李培根等),结构性失调(关锡友),与国际先进水平比较,零部件技术指标差距甚大(郝敬思、王志民);产业发展后劲不足(吴义荣、林雨)。其原因主要有国情和历史原因(熊永超、陶勇),包括苏联计划模式的影响(胡兴军、屈平)和新形势下的新技术壁垒(李素平)。
2 研究方法
2.1 分析层次
企业竞争优势的来源是战略和创新管理研究中的关键问题。目前对该问题的探索主要源自两个层次的分析,即产业层次(industry-level)的定位分析(Porter)和企业层次(firm-level)的以资源为基础的企业观(Barney)。本文借鉴Mowery和Nelson等对美国数控机床、电脑等产业领先之源的分析方法,从产业层次上探讨我国经济型数控机床的崛起。
2.2 分析方法
关键成功因素(key success factor,KSF)是哈佛大学教授William Zani于1970年提出的信息系统开发规划方法之一,是产业分析需优先考虑的项目和企业管理中的重要控制变量,显著影响企业在产业中的竞争地位和竞争优势。其分析方法有环境分析法、产业结构分析法、专家访谈法、竞争分析法、产业领导厂商分析法、企业本体分析法、突发因素分析法和市场策略对获利影响的分析法八项(Leidecker和Bruno)。其中,环境分析法注重外在环境的未来变化,包括将要或正在影响企业或产业绩效的政治、经济、社会等外在力量。本文将采用环境分析法探讨我国经济型数控机床行业崛起的关键成功因素。
3 行业层次的成功因素
3.1 需求增长迅速
毋庸置疑,一个产业的健康发展必须靠强大的需求来支撑。作为一个基础性产业,我国机床市场消费规模经历了飞速发展,实现了从改革开放初的不足10亿美元到2000年的40亿美元规模,再到2008年的近200亿美元的跨越。
机床市场消费规模的迅速发展与发展势头强劲的汽车、航空、钢铁、建材、机械、电子、国防、造船等重工业对数控机床的巨大需求密切相关(见表1)。根据西方发达国家的经验,汽车行业对机床的需求约占整个机床总需求量的一半,同样,我国汽车业近些年的飞速发展大大地刺激了机床行业的发展,尤其是数控机床和专用机床行业。我国汽车产量从2001年的近250万辆到2008年的超过950万辆,带动了数控机床行业的飞速增长,例如2002年,三大汽车制造厂和九个骨干厂共投入261亿元的技术改造资金,其中20亿元用于购置国产设备,73亿元投入汽车零部件企业技术改造,42亿元与机床工具行业密切相关(中华商务网讯)。
3.2 需求层次多样化
产业经济学研究显示,数控技术的特点是开发投入大、时期长,且当市场上存在一家主导厂商时的边际利润比不存在主导厂商的情况要低得多,新进入者需要具备较大的开发和制造成本优势,否则将不会进入此市场。国际数控机床市场一般分为普及型(中端)和高档型,而我国多了一个经济型市场(数控机床按档次分类方法见表2),为国内传统机床厂商进入这一市场提供了空间。
资料来源:根据公开资料整理
资料来源:黄国权
我国在上世纪80年代后制造业飞速发展,使得数控机床市场迅速膨胀,并出现经济型数控机床需求剧增,然而,经济型数控机床是国际主流机床厂商的产品相对空白处,这不仅加大了我国对数控机床的市场需求,而且呈现相对多层次,尤其是对经济型数控机床的大量需求,如图2所示。
资料来源:中国数控机床网
相对多层次的国产数控机床产品市场需求主要有两方面的优势:第一,上世纪90年代的现代化初级阶段造就了我国工业特有的“经济型”数控机床市场,而数控机床消费量占绝大多数的工业发达国家的机床市场一直是以“普及型”数控机床为主,他们在经济型数控机床上的空白为国内厂商留下了巨大的市场空间。第二,我国经济型数控机床依靠禀赋因素和定位低端市场的低成本竞争策略,利用当地配套能力强的优势,采用社会化协作生产,形成质量中等、极具价格优势(见图3)的具有国际竞争力的产品,导致了国内厂商的繁荣。
资料来源:根据黄国权和中国数控机床网、中国机经网等公开资料整理
3.3 制造链可分性
从数控机床的结构可以看出,数控机床的两大主要部分——数控系统和主机具有可分性,皆可再分;同时,制造链也可分成三个环节,即主机制造、功能部件制造、主机总装。
资料来源:丁卓
制造链可分性的突出优势是一方面为不具备功能部件制造能力或核心技术的厂商进入市场提供了可能,比如20世纪90年代后期大量出现在浙江的经济型厂商中,绝大部分都是利用当地的较强配套能力实现了地缘优势或渠道优势;另一方面使得国内的主要机床企业在功能件上实现了全球配套,表3和图5分别显示国内的主要机床企业在关键功能件和数控系统配套情况。
资料来源:根据各公司网站信息整理
资料来源:根据各公司网站信息整理
3.4 独立技术供应商的存在
企业依靠外部技术能获取专业技术知识、设备、人才(Howells),提高新产品开发速度,降低企业运营成本,增加技术开发的可选途径,为企业创造更多利润(Chatterji)。由于数控机床的制造链可分性,使得国内中高端整机制造商在国内配套能力并不完善的境况下,借助独立技术供应商、引进零部件等,快速获得整机制造能力,如大连机床产品线采用了引进日本、台湾的立、卧式加工中心的配套模式,与中美合作实现组专机及柔性制造系统的并购模式,与德国合资合作数控车床及车铣中心,与英国合作生产高速精密车床及机床附件,引进日本、韩国汽车动力总成及传动部件的配套模式等多个独立技术供应商的产品和合作。
3.5 基于PC的新开发平台
自从1952年美国第一台数控机床问世至今,数控机床先后经历了电子管、晶体化、集成电路、小型机、微处理器、PC机和网络化、智能化七代,如图6所示,而我国进入数控技术行业的时间是20 世纪90 年代以后,即以PC机为基础的第六代数控机床时代。基于PC 的开放式数控系统主要有四个优点:第一,元器件集成度高,可靠性好,性能好;第二,技术进步快,升级换代容易;第三,提供了开放式基础,可供利用的软、硬件资源丰富,使数控功能扩展到很宽的领域,例如CAD、CAM、CAPP和打印机等;第四,为数控系统生产厂提供了优良的开发环境,简化了硬件。
我国数控产业都是利用PC组成数控系统,使得CNC的重点转向软件,缓解了我国在数控产业上的硬件“瓶颈”约束,加快了生产适用产品和规模生产。另外,通过Internet远程操作控制异地数控机床,实现了CAD/CAM/CNC的网络集成,大大提高了设备利用率和生产效率(李金伴等)。
资料来源:根据李金伴等和中国数控机床网等公开资料整理
4 结论与启示
4.1 对高端数控机床发展的启示
从需求来看,我国工业的快速现代化使得对数控机床的需求结构产生变化,提出了对高端数控机床的大量需求。据估计,从2010年之后的5年内机床行业增长率将维持在25%～30%,其中,中高端数控机床是增长主力(石材),尤其是高端机床在美国的市场使用率已超过90%,而我国不足10%(杨洁)。我国经济型数控机床的迅速崛起在一定程度上对高端数控机床的崛起具有启示意义。在行业层面,高端数控机床的发展完全可以借助基于PC的新开发平台和迅速增长的行业背景,充分利用制造链的可分性实现技术分块攻关或引进,并与独立技术供应商相互合作,实现技术依靠内、外部力量迅速升级和市场需求保障的有机结合,从而迅速崛起。
4.2 结论
总的来说,本文从行业的视角总结了我国经济型数控机床崛起的原因,主要包括行业需求的迅速增长、需求结构的多层次、制造链的可分性、独立技术供应商的存在和基于PC的新开发平台五个方面,并且指出经济型数控机床崛起的原因对高端数控机床的发展具有一定的启示。然而,本文只是从行业的视角进行经济型数控机床崛起的关键因素识别,缺乏对宏观视角和企业微观视角的总结,作者会在后续研究中补充这两点。
经济中期不存在系统性风险 篇11
我们前期曾判断，2011年3月之后开始进入真实需求的检验期，而3月的PMI数据显示，库存水平确实在上升，这与我们对库存周期节奏的预测一致。进一步照此逻辑推理，库存水平极有可能在未来的2-3个月继续上升，并在二季度出现主动补库存的顶峰。产出缺口显示，4月中国的产出缺口极有可能会出现峰值，随后产出缺口回落，而此时如果库存水平加速上升，则说明经济在一个更高的水平上达到均衡，从而使上年10月开始的主动补库存到达高峰，经济的加速度渐趋回落。
根据库存周期的规律，在短周期到达顶峰后，经济会出现自然回落，这是一种正常的经济波动，它对市场的意义是一个短期高点的到来。但这个高点是否意味着周期复辟的终结，才是问题的关键。与以往的库存周期不同，本轮库存周期始终是在约束下进行的，资金紧张一直是本轮主动补库存周期的最大约束，其背后的原因是通胀的持续高位运行。在资金成本的约束下，主动补库存和产能扩张的冲动被抑制，本次库存周期的上冲加速度是相对和缓的。同理可推，既然没有急速上冲，就不会存在急速回落，虽然理论和逻辑上必定存在库存周期二季度的环比高点，但在现实中，可能表现得不会那么猛烈。
周期复辟的第三阶段
周期复辟行情存在三个阶段，第一阶段是产能利用率的上升，即周期行业步入景气阶段的投资布局，这个阶段在2011年3月已经结束；第二阶段是从产能利用率到行业利润好转，这是周期复辟的实质，目前正处于这一阶段，预计将持续到二季度末；第三阶段即产能和利润恢复之后的增量问题，即固定资产投资。周期复辟的逻辑核心已经发生转换，在主动补库存阶段，我们可以沿着库存周期的线索投资，包括从汽车到建材，然后演化到钢铁、化工，最后是煤炭、有色金属和金融。但库存周期到达顶峰后，未来的周期复辟朝着何处去，就取决于超预期的需求在哪里，在固定资产投资方面，市场必定对政府主导的民生投资最为认可，以保障房为代表的此类投资极有可能是下半年最稳定的部分，所以，周期复辟的行情由系统的产业链投资向主题投资转换，周期复辟进入分化的个股及子行业行情阶段，其中，化工和煤炭极有可能是延续性较好的周期性行业。
二三季度不确定性
已被充分预期
在周期高点过后，信贷紧缩所压抑的投资冲动，到底是降低了未来的总需求，还是一旦紧缩放松，被压抑的需求就会迸发，从而产生新的脉冲？现实的路径是，放松一定是以通胀的回落为前提，按上述逻辑来推断，虽然通胀的回落一定是总需求受到了影响的结果，但注定这种被压抑的回落一旦遇到政策的放松，极有可能产生强劲的释放，所以，5月库存周期的顶峰后，7月即在理论上面临着通胀的回落，在这个阶段中，市场可能面临着较大的压力，但随后的反弹也应该是强劲的，这就是中周期的逻辑的必然，下半年只是中周期向上过程中的过渡期，经济增长方面不存在系统性的风险。
所以，判断市场又回到了对政策何时放松的判断，进而回到了对通胀的判断。上半年通胀将始终维持在高位，这已经是市场的一致性预期，这个判断中还隐含着另一种预期，即中国的高通胀几年内都很难改变。按照我们对库存周期节奏的判断，库存周期二季度达到高峰之后，三季度通胀极有可能出现小幅回落，通胀的缓和也变成利好，因为期望通胀完全消失并不现实。2011年的二三季度之交，外围对通胀的影响是最不确定的阶段，在欧洲加息之后，二季度后期面临着美联储的货币政策抉择，非洲的战争可能在这个过程中增加变数等。
手动经济型数控刀架的原理与设计 篇12
关键词：机床改造,数控插补,仿形加工
1 问题的提出
科技的发展和社会的多样化需求, 使得产品的品种样式越来越多, 而且更新换代非常迅速。以中、小批量的方式轮番生产产品为主导的生产规模已经取代了原来主要是大批量生产的情况。因此, 为满足多层次生产的需求, 当今的数控机床不但越来越注重高功能、高技术的数控产品的发展;而且更注重简易、廉价的数控机床以及手动功能和NC兼备的手动型数控机床的发展。
目前, 已经有许多经济型的数控车床出现, 它们大多是用步进电机来分别伺服驱动纵、横两方向的自动进给运动的, 所以都至少需要有两套伺服系统。但是, 在普通的车床中则是由相互自锁的机械传动来实现纵、横向进给运动, 这样不能实现两坐标联动功能。其中具有两坐标的联动功能的只有仿形车床, 它可以用于圆弧面、圆柱面及圆锥面等的车削工作。在标准样件的控制下, 方形车床的斜向仿形运动, 并通过液压伺服控制系统作出仿形进给, 该动作与纵向的主进缩运动相适应, 通过这种方式使得两坐标的联动功能得到了实现。
2 系统构成
我们结合经济型数控车床的驱动方式, 从仿形刀架的布局特点及仿形机床的加工方式中得到启发:在工作原理上用软靠模 (即数控编程) 代替硬靠模 (即标准样件) , 并采用类似仿形加工的刀架布局, 刀架横、纵向的两坐标联动通过对刀架拖板的单坐标控制来实现, 从而对数控原理进行了简化。该方式即提供了加工程序的键盘手动输入, 同时也将机床原来的操纵手柄保留下来, 这样大大的方便了操作, 而且其柔性也非常好。本文构想在此基础上, 开发一种经济型的手动数控刀架。图1所示为经济型的手动数控刀架系统的主要构成。
该系统由Inter803I型单片机、数控刀架、步进电机的驱动电源、编码器 (用于拾取主轴信号) 、位置检测元件 (用于检测纵向起始信号) 以及机床的本体所组成。由于系统是对现有的普通车床进行改装得到的, 因此不需要很大的工作量, 只要完成以下的工作即可:
(1) 用专用的数控刀架替换原车床的小刀架; (2) 将用于拾取主轴信号的编码器安装在机床的主轴上; (3) 将用于检测纵向起始信号的霍尔元件安装在床身的导轨上, 在与之对应的纵向拖板上安装磁铁, 用来产生纵向起始信号。
由数控刀架的斜向运动和原机床的纵向自动走刀运动这两部分来构成整个系统的运动, 可用于加工圆弧面、圆锥面及圆柱面等。纵向自动走刀是系统的主运动, 其运动方式同原机床的纵向运动一样, 工作台由主轴通过走刀箱、开合螺母、挂轮以及纵向丝杆来带动其做纵向运动。通过在主轴上安装的编码器 (用来拾取主轴信号) 对主轴旋转信号进行变换, 然后将其与床身导轨上的霍尔元件所检测到的纵向的起始信号一并发送到单片机里。将事先根据零件的轮廓形状所编制的加工程序通过键盘输入到单片机里。经过单片机的处理后, 按照加工工件的轮廓形状发出一系列的脉冲, 并利用步进电机的驱动电源将其功率放大, 然后, 数控刀架将在驱动步进电机的带动下做出适应于纵向自动走刀的斜向运动, 最终加工出工件的轮廓形状。
3 插补原理
现有的各种插补方法大多适合在拥有两套或以上的伺服驱动的系统中使用。而我们希望在经济型的手动数控刀架系统的结构中只有一套驱动系统, 另一个方向的运动由原机床的运动构成。这就寻找一套合适自身的插补算法。
插补算法的运算应尽量简捷、不能过于繁琐, 以达到实时控制的目的。综合各种因素, 并结合手动经济型数控刀架的自身特点, 在晶振12MHz的8031CPU上, 本文提出的插补方法的实现采用的是数据采样法中的直接计算法。该算法同其它的两坐标或者三坐标的控制系统的插补算法相比, 其计算仍显的过多, 但该算法经过验证完全可以做到实时控制。
通过数控刀架的安装方式可以看出:工件的端面方向与数控刀架的移动轴线构成α角。纵向拖板在主轴通过进给箱、溜板箱以及挂轮的带动下进行运动, 从而实现纵向移动刀架拖板, 我们在进给箱的铭牌中能够读得主轴每转对应的纵向走刀量F的值。走刀信号通过安装在主轴卡盘上的主轴编码器来产生, 每转一周, 主轴会发出M个脉冲, 此时纵向拖板移动的距离为F。当主轴发出NZ个脉冲时, 则表示纵向拖板移动的距离为:NZ*F/M。此时将该信号输入到微处理器中, 便可以控制数控刀架沿着U轴进行移动, 用NU表示控制U轴的脉冲数, 设U轴的脉冲当量为δUmm/脉冲。则在对圆柱面、圆锥面和端面轮廓进行加工时, 可以用统一的数学模型将NZ和NU之间的关系表示为:
当θ=0°时表示对圆柱面进行加工, 此时刀架在U向维持不动;当θ=90°时表示对端面进行加工, 此时NZ和NU之间维持一线性关系;当θ=0°～90°时表示对锥面进行加工, 此时NZ和NU之间保持线性的关系。
由于在进行圆弧曲面的加工时, 曲面的斜率不断变化, 此时, 主轴的脉冲和步进电机的脉冲之间的比例关系不是恒定的, 因此采用变频率控制方法, 即在加工过程中不停的改变步进电机脉冲的频率。采用弦长向弧长逼近的方法来建模。整个的插补过程主要分为两部分:粗插补以及精插补。例如对凹圆弧进行加工, 图2为加工凹圆弧的查补原理图。从图中可知:
从图2中可知:
粗插补为:
初值为:θ0是前一轮廓段的终点斜率, △θ0=0
因此, 关键在于如何求△θ1, 再利用递推的方法便可求出任意的
这里的i为对圆弧进行加工时主轴所产生的第i个脉冲;NU1为主轴在产生第i个脉冲时, 所对应的U轴脉冲数。
通过计算得出:
精插补:计算出的NUl一般情况下都不是整数, 大部分都有小数部分。但是步进电机所走步数肯定是整数的, 因此将本次插补计算得到的结果与前次插补留下的小数部分进行相加, 然后将相加后的和进行取整, 通过取整得到的结果便是本次插补值, 再将取整后的余数留给下一次插补时处理。
当将粗插补和精插补引入后, 每次插补时都会出现一定的误差, 但是在整个的插补过程中的误差累积不会比1个脉冲当量大。
判别终点的方法为当步进电机实际所走的脉冲数与该加工段所需的总脉冲数相等时, 停止插补运算。
4 结束语
本文采用与仿形加工相类似的刀架布局, 结合研究、设计的数控插补计算的方式, 实现了通过对刀架拖板进行单坐标控制以达到刀架纵、横向两坐标联动的目的。该方法在将普通机床的操作简便等特点加以保留的基础上, 又增加了可进行锥面、圆弧面加工等数控机床的功能, 并且利用具有一套伺服的系统来代替需要使用两套伺服的系统来降低成本。该方案在程序的编制上简便易懂, 且其加工方式容易被接受, 这些都为将此方案应用于机床的改造中提供了强有力的保障。
参考文献
[1]徐时亮.单片微机轻件设计技术[M].北京:科学技术文献出版社.2008.
[2]雷学东, 朱晓春.数控原理与系统[M].南京:南京大学出版社.2006.