時(shí)間:2023-03-17 18:14:17
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2《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)模式改革的幾項(xiàng)措施
2.1合企業(yè)需求和職業(yè)學(xué)校學(xué)生特點(diǎn),合理安排教學(xué)內(nèi)容
我校作為一所職業(yè)學(xué)校,學(xué)生來源廣泛,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊,對知識的理解和掌握能力有差距,這給教學(xué)工作帶來了一定的難度?!稊?shù)控技術(shù)》課程目前采用的教材一般先對電氣和機(jī)械部分講解,理論知識強(qiáng)調(diào)過多,到后面的電器控制回路和機(jī)械系統(tǒng)控制分析時(shí),感覺聯(lián)系不大;同時(shí)學(xué)生基礎(chǔ)較差,對高深理論知識的理解也很有限。我校數(shù)控專業(yè)學(xué)生大多數(shù)畢業(yè)后進(jìn)入一些從事機(jī)械加工和電子產(chǎn)品生產(chǎn)的公司,而目前的《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)數(shù)控技術(shù)理論部分的知識內(nèi)容和實(shí)踐知識部分分開在不同的學(xué)期進(jìn)行教學(xué),學(xué)生學(xué)完理論知識不能及時(shí)的付諸實(shí)踐,等到另外一學(xué)期上實(shí)訓(xùn)時(shí),理論的內(nèi)容基本上都遺忘了,兩者嚴(yán)重脫節(jié)。因此,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,應(yīng)將理論和實(shí)訓(xùn)操作部分放在同一學(xué)期內(nèi)建議分前十周后十周的教學(xué)方式,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的連貫性。
2.2過程中多媒體課件的廣泛使用,提高課堂教學(xué)效果
多媒體以其全面生動(dòng)的聲、像、圖、文等綜合課程信息顛覆傳統(tǒng)的干巴巴的文字教學(xué),有利于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力。同時(shí),豐富多彩的多媒體課件也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。因此教學(xué)中應(yīng)制作大量易于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解的電器和機(jī)械控制系統(tǒng)課程動(dòng)畫素材,運(yùn)用多樣的教學(xué)載體,從掛圖、教具到實(shí)物、動(dòng)畫;從板書到多媒體課件;努力營造真實(shí)的教學(xué)環(huán)境以追求最好的教學(xué)效果。
2.3強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué),提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的目標(biāo)是通過加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的教學(xué),使學(xué)生掌握基本的實(shí)訓(xùn)方法和實(shí)訓(xùn)技能,能熟練地運(yùn)用電器基本回路和機(jī)械系統(tǒng)組合滿足實(shí)際需要的數(shù)控加工系統(tǒng)以及編制數(shù)控程序和進(jìn)行加工操作。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué),能加深學(xué)生對一些基本理論的理解。在理論講解過程中穿插實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生更容易更直觀地理解復(fù)雜、難懂的結(jié)構(gòu)和原理,同時(shí)在理解的基礎(chǔ)上可以引導(dǎo)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。我?,F(xiàn)有的機(jī)械加工設(shè)備和電氣實(shí)訓(xùn)設(shè)備為我們的實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供了有力保證。比如介紹機(jī)床的結(jié)構(gòu)及工作原理時(shí),由于內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),學(xué)生僅僅通過看圖和教師的講授往往不易看懂、弄明白,可以在課堂講授過程中穿行機(jī)床結(jié)構(gòu)拆裝實(shí)訓(xùn),變抽象為具體,使學(xué)生形象的了解各類零件工作的實(shí)質(zhì)。同時(shí)數(shù)控技術(shù)應(yīng)緊跟時(shí)代潮流,與時(shí)俱進(jìn),充分利用計(jì)算機(jī)設(shè)備及軟件進(jìn)行仿真加工,對復(fù)雜零件利用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行自動(dòng)編程,通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送通道將其輸入到數(shù)控機(jī)床內(nèi),進(jìn)行自動(dòng)加工。
2.4建立試題庫,學(xué)習(xí)評價(jià),考核標(biāo)準(zhǔn)多樣化
通常在機(jī)械類專業(yè)及其它相關(guān)學(xué)科專業(yè)的班級開設(shè)《數(shù)控技術(shù)》課程,工作量由幾位老師承擔(dān),考試一般是各任課教師各自出題,難免具有片面性,且題目保密性差,因此各班成績也無可比性,教學(xué)效果不明顯??荚嚨哪康氖峭ㄟ^教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”的雙向互動(dòng)過程,通過考試學(xué)生、教師以及教學(xué)管理人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題,進(jìn)而改進(jìn)課程教學(xué),提高教育質(zhì)量。通常實(shí)行教考分離是比較有效的措施。因此建立試題庫并使用試題庫進(jìn)行考試是非常必要的。建立試題庫既能為課程教學(xué)改革服務(wù),使的考試科學(xué)化、規(guī)范化,減輕教師的工作強(qiáng)度,又有利于監(jiān)控教學(xué)質(zhì)量,是加強(qiáng)教學(xué)管理工作的重要手段之一。在考教分離同時(shí)還必須注重平時(shí)學(xué)習(xí)成績考核,利用理論成績、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)和實(shí)訓(xùn)并重的學(xué)習(xí)評價(jià)考核方式。例如對學(xué)生平時(shí)課堂參與狀況、回答問題情況、作業(yè)完成情況,特別是實(shí)踐教學(xué)中的能力表現(xiàn)等情況進(jìn)行全面考核,記入成績。
1)數(shù)控技術(shù)帶動(dòng)汽車工業(yè)發(fā)展
數(shù)控技術(shù)在各行業(yè)的生產(chǎn)中起到了重要的作用,通過運(yùn)用數(shù)控技術(shù),改善勞動(dòng)者的作業(yè)條件,減少勞動(dòng)者在高危險(xiǎn)環(huán)境中的作業(yè)次數(shù),降低勞動(dòng)者的作業(yè)強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的機(jī)械化甚至自動(dòng)化。在汽車工業(yè)領(lǐng)域,零部件的制造過程中廣泛使用數(shù)控技術(shù),大大提高了零部件的制造效率,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn);在汽車行業(yè)的高速加工中心,普遍應(yīng)用數(shù)控技術(shù),促進(jìn)汽車制造現(xiàn)代化生產(chǎn)線的構(gòu)建,滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的需求,同時(shí)保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)的整體運(yùn)用,提高了汽車行業(yè)的整體效率,促進(jìn)汽車行業(yè)由傳統(tǒng)的制造業(yè)向現(xiàn)代先進(jìn)高效的制造業(yè)過渡。
2)數(shù)控技術(shù)帶動(dòng)機(jī)床設(shè)備的更新
機(jī)床設(shè)備是制造行業(yè)發(fā)展的重要組成,數(shù)控技術(shù)在車床方面的應(yīng)用直接推動(dòng)機(jī)電一體化的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)通過計(jì)算機(jī)控制增強(qiáng)了機(jī)床設(shè)備的控制能力,準(zhǔn)確控制刀具與工件的具置,提高機(jī)床運(yùn)行中的精度,增強(qiáng)了車床的運(yùn)轉(zhuǎn)效率,促進(jìn)車床在高精度、高效率、精細(xì)化方面的不斷發(fā)展。
3)數(shù)控技術(shù)帶動(dòng)采煤業(yè)發(fā)展
眾所周知,在采煤過程中,對于采煤機(jī)的要求極高,采煤機(jī)的狀況直接影響到人工作業(yè)的危險(xiǎn)程度及采煤作業(yè)的完成與否。采煤機(jī)改變傳統(tǒng)制造的技術(shù)工藝,通過數(shù)控技術(shù)使用龍骨板進(jìn)行下料工作,同時(shí),改變采煤生產(chǎn)過程中勞動(dòng)者的作業(yè)條件,不僅解決了采煤作業(yè)的效率問題,而且提高了采煤作業(yè)的精準(zhǔn)程度,將作業(yè)人員處于危險(xiǎn)環(huán)境的程度降至較低程度,降低礦難事故的發(fā)生頻率。
2新時(shí)期數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展趨勢
新時(shí)期數(shù)控技術(shù)在工業(yè)各方面得到了普遍的應(yīng)用,對于提高工業(yè)的效率,增強(qiáng)工業(yè)方面的競爭力發(fā)揮了不可替代的作用,在不久的未來,數(shù)控技術(shù)在硬件、程序的編制及結(jié)構(gòu)方面會(huì)不斷優(yōu)化,促進(jìn)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,也帶動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的迅速前進(jìn)。
1)機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)
優(yōu)化之后的數(shù)控技術(shù)在數(shù)控結(jié)構(gòu)方面也將發(fā)生巨大的變化,顯著變化便是實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。通過自動(dòng)交換刀具、自動(dòng)交換工件、主軸立臥自動(dòng)轉(zhuǎn)換、工作臺(tái)立臥自動(dòng)轉(zhuǎn)換、主軸帶C軸控制、萬能回轉(zhuǎn)銑頭、以及“數(shù)控夾盤”、“數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)”、“動(dòng)力刀架”和“數(shù)控夾具”等程序的控制,優(yōu)化期機(jī)械結(jié)構(gòu),提高其自動(dòng)化的效率與效果,使得系統(tǒng)與機(jī)床的機(jī)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完美的配合,最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的模塊化發(fā)展。
2)編程系統(tǒng)的優(yōu)化
數(shù)控的編程技術(shù)在編程平臺(tái)、編程功能及整個(gè)編程系統(tǒng)方面將實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)化。在編程平臺(tái)方面,脫機(jī)編程可擴(kuò)展至在線編程,通過CNC裝置將自動(dòng)編程設(shè)備所具備的功能轉(zhuǎn)移至數(shù)控裝置的計(jì)算機(jī)之中,實(shí)現(xiàn)在線的人機(jī)對話。在編程功能方面,不再僅局限于固定循環(huán)與圖形循環(huán),擴(kuò)展至子程序設(shè)計(jì)功能,會(huì)話式自動(dòng)編程、藍(lán)圖編程等多方面。在整個(gè)編程系統(tǒng)方面,可同時(shí)處理幾何信息與工藝信息,在選擇刀具及切割量方面實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。
3)數(shù)控設(shè)備的更新
對數(shù)控技術(shù)的要求逐漸提高,相應(yīng)的其硬件設(shè)施也要跟得上數(shù)控技術(shù)的步伐。電主軸的轉(zhuǎn)速、CPU的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件的位移速度將得到極大的提高,同時(shí)在計(jì)算機(jī)方面,將向基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)不斷更新發(fā)展,以此降低數(shù)控設(shè)備的成本,提高機(jī)械制造業(yè)的整體水平,增強(qiáng)我國機(jī)械制造業(yè)在國際市場中的競爭能力。
1數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)
①數(shù)控系統(tǒng)自診斷。開機(jī)自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機(jī)后,都要運(yùn)行開機(jī)自診斷程序,對系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進(jìn)行檢測,并將檢測結(jié)果在CRT上顯示出來。運(yùn)行自診斷運(yùn)行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí),運(yùn)行內(nèi)部診斷程序,對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行自動(dòng)測試、檢查,并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。
②在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序,在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下,實(shí)時(shí)自動(dòng)地對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進(jìn)行自檢,并顯示狀態(tài)信息、故障信息。脫機(jī)診斷當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),需要停機(jī)進(jìn)行檢查,這就是脫機(jī)診斷。脫機(jī)診斷的目的是修復(fù)系統(tǒng)的錯(cuò)誤和定位故障,將故障定位在最小的范圍。
遠(yuǎn)程診斷實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷的數(shù)控系統(tǒng),必須具備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能。因此,遠(yuǎn)程診斷是近幾年發(fā)展起來的一種新型的診斷技術(shù)。數(shù)控機(jī)床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機(jī)床制造廠家,數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后,通過機(jī)床廠家的專業(yè)人員遠(yuǎn)程診斷,快速確診故障。
2數(shù)控機(jī)床故障的實(shí)用診斷方法
①診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表-可測電阻、交、直流電壓、電流。
相序表-可檢測直流驅(qū)動(dòng)裝置輸入電流的相序。轉(zhuǎn)速表-可測量伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)。鉗形電流表-可不斷線檢測電流。測振儀-是振動(dòng)檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀-可檢測電氣維修中經(jīng)常碰到的短路故障現(xiàn)象。邏輯測試筆-可測量數(shù)字電路的脈沖、電平。IC測試儀-用于數(shù)控系統(tǒng)集成電路元件的檢測和篩選。工具-彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。
②診斷用技術(shù)資料主要有:數(shù)控機(jī)床電氣說明書,電氣控制原理圖,電氣連接圖,參數(shù)表,PLC程序,編程手冊,數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊,伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用說明書等。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)資料非常重要,必須參照機(jī)床實(shí)物認(rèn)真仔細(xì)地閱讀。一旦機(jī)床發(fā)生故障,在進(jìn)行分析的同時(shí)查閱相關(guān)資料。
③故障處理。故障軟故障-由調(diào)整、參數(shù)設(shè)置或操作不當(dāng)引起硬故障-由數(shù)控機(jī)床(控制、檢測、驅(qū)動(dòng)、液氣、機(jī)械裝置)的硬件失效引起。
故障處理對策除非出現(xiàn)影響設(shè)備或人身安全的緊急情況,不要立即切斷機(jī)床的電源,應(yīng)保持故障現(xiàn)場。從機(jī)床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板或驅(qū)動(dòng)裝置報(bào)警燈等方面進(jìn)行檢查??砂聪到y(tǒng)復(fù)位鍵,觀察系統(tǒng)的變化,報(bào)警是否消失。如消失,說明是隨機(jī)性故障或是由操作錯(cuò)誤引起的。如不能消失,把可能引起該故障的原因羅列出來,進(jìn)行綜合分析、判斷,必要時(shí)進(jìn)行一些檢測或試驗(yàn),達(dá)到確診故障的目的。
目前我國各等級公路路面基層大多采用水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)形式,它具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、較強(qiáng)的抗沖刷能力等優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際應(yīng)用中,水泥穩(wěn)定碎石基層存在許多問題,如干縮裂縫等,本文針對這些問題,提出了控制質(zhì)量的施工方法。
1. 集料的質(zhì)量控制
集料的級配對水泥混合料的強(qiáng)度有顯著影響,因此,應(yīng)嚴(yán)格控制集料的最大粒徑,碎石統(tǒng)料中大于37.5mm的石塊,要避免使其進(jìn)入攪拌機(jī),需及時(shí)用人工剔除,同時(shí)應(yīng)控制好31.5mm以上的碎石含量和4.75mm以下的碎石含量。
為了減少水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫,應(yīng)嚴(yán)格控制原料中細(xì)集料的含量和塑性指數(shù)。通過0.075mm篩孔的顆粒含量應(yīng)控制在2%~4%范圍內(nèi),細(xì)土無塑性指數(shù)時(shí)其含量不應(yīng)超過3%,細(xì)土的塑性指數(shù)要盡可能低,不宜大于2。
2. 水泥劑量的控制
水泥穩(wěn)定碎石施工的特點(diǎn)不同于其他半剛性材料,需保證有足夠的時(shí)間滿足施工工藝的要求,水泥應(yīng)選用初凝時(shí)間在3h以上和終凝時(shí)間較長的水泥。終凝時(shí)間一般要求6h~10h,夏季氣溫較高時(shí)可取高值,春秋季節(jié)氣溫較低時(shí)取低值。
同時(shí)還規(guī)定水泥的最大劑量通常為5%~6%,以減少水泥穩(wěn)定土基層的干縮裂縫,實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)水泥劑量超過6%后,隨著劑量增加?;旌狭系淖畲蟾煽s應(yīng)變逐漸增大,基層容易產(chǎn)生干縮裂縫。
因此,為改善水穩(wěn)基層的縮裂性,宜在水穩(wěn)碎石層中摻入水泥用量10%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰,以減少基層對油面面層的反射裂紋。
3. 最佳含水量的控制
混合料含水量的大小對混合料的強(qiáng)度和干縮應(yīng)變有很大影響,含水量過小,難以碾壓密實(shí),影響混合料的強(qiáng)度,且容易產(chǎn)生松散、起皮、裂紋等質(zhì)量缺陷;含水量過大,碾壓時(shí)容易產(chǎn)生“彈簧”現(xiàn)象,混合料壓不實(shí),同時(shí),混合料大量蒸發(fā)散失水分,容易產(chǎn)生嚴(yán)重的干縮裂縫。實(shí)踐證明,拌制混合料含水量宜略大于最佳含水量,一般可控制大于1%~2%左右,使混合料運(yùn)到現(xiàn)場攤鋪后碾壓時(shí)的含水量不小于最佳含水量(控制不大于最佳含水量的1%為宜)。
4. 混合料拌和的控制
混合料的拌制質(zhì)量是保證基層施工的基礎(chǔ),是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在拌和過程中:一是要保證混合料配合比的準(zhǔn)確性和均勻性;二是要嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間;三是要避免混合料在裝料過程中發(fā)生集料離析現(xiàn)象。
為確?;旌狭吓浜媳鹊臏?zhǔn)確性和均勻性,應(yīng)在拌和前對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試,合理控制細(xì)料倉、中料倉、粗料倉和水泥料倉的輸料機(jī)轉(zhuǎn)速,倉門保持正常全開,達(dá)到按配合比要求匹配、均衡進(jìn)料拌和。
拌和時(shí)間對混合料的離析有較大影響,攪拌時(shí)間太短,各組成材料不能充分混合;攪拌時(shí)間過長會(huì)使水分散失,并造成粗集料下沉。因此,當(dāng)攪拌機(jī)連續(xù)穩(wěn)定作業(yè)時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間。
5. 混合料攤鋪的控制
攤鋪前,應(yīng)將下承層清掃干凈,充分灑水濕潤,并始終保持下承層表面處于濕潤狀態(tài)。
混合料應(yīng)采用機(jī)械攤鋪,規(guī)范施工,保證攤鋪效果。攤鋪過程中,要隨時(shí)用水準(zhǔn)儀對松鋪層高程、壓實(shí)后高程進(jìn)行跟蹤測量檢驗(yàn),對明顯厚度不足或偏高的及時(shí)進(jìn)行處理,確?;鶎拥母叱獭⒑穸?、平整度符合設(shè)計(jì)要求。
需注意的是在攤鋪時(shí)應(yīng)確保基層平整度。第一次攤鋪后進(jìn)行靜壓,發(fā)現(xiàn)不平整時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)料,邊壓邊補(bǔ),并要保證基層的攤鋪厚度。
6. 碾壓控制
混合料碾壓是確保水泥穩(wěn)定碎石基層獲得足夠密度和強(qiáng)度的重要施工工序,水泥穩(wěn)定碎石混合料壓實(shí)效果的好壞取決于兩個(gè)方面:混合料含水量的控制;壓實(shí)機(jī)械、壓實(shí)工藝的選擇。
混合料碾壓分為初壓和終壓兩個(gè)階段。初壓是先用輕型兩輪壓路機(jī)跟在攤鋪機(jī)后面及時(shí)進(jìn)行靜壓、輕碾,待基本成型并對標(biāo)高、橫坡進(jìn)行檢測、調(diào)整后再用重型振動(dòng)壓路機(jī)、三輪壓路機(jī)或輪胎壓路機(jī)繼續(xù)碾壓密實(shí)。如采用18t~20t重型振動(dòng)壓路機(jī)時(shí),每層壓實(shí)厚度不超過20cm;用12t~15t三輪壓路機(jī)時(shí),每層壓實(shí)厚度不超過15cm。
施工中要由專人對壓實(shí)進(jìn)行監(jiān)管,一邊壓實(shí),一邊檢測。檢測內(nèi)容包括厚度、寬度、壓實(shí)度、含水量、平整度以及集料的級配等。
1.引言
數(shù)控技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù),是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)。它是為適應(yīng)高精度、高速度、復(fù)雜零件的加工而出現(xiàn)的,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ),是現(xiàn)代機(jī)床裝備的靈魂和核心,有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景。
2.國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革,各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資,對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā),提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù),它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體,具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn),對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前,數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革,由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上,數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化;在智能化基礎(chǔ)上,綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù),數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理。
長期以來,我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu),CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定,加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié),整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù),無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整,更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量,因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見,傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu),限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展,己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程,因此,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
3.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢來看,主要有如下幾個(gè)方面:
3.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢
盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢,但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的,高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化,目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
3.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí),5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含5面加工機(jī)床)的發(fā)展。3.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識別負(fù)自動(dòng)選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。
目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上,面向機(jī)床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī),反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。
4.結(jié)束語
隨著人們對數(shù)控技術(shù)重視,它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢,另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化,并行化,仍有廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
[1]王立新.淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào).2007.
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動(dòng)控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。
1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看,其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面[1~4]。
1.1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。
在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會(huì)情況來看,高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,甚至更高,空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上,伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上,表現(xiàn)出非常高的可靠性。
為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。轉(zhuǎn)1.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí),5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。
當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含5面加工機(jī)床)的發(fā)展。
在EMO2001展會(huì)上,新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭,可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn),還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工,可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。
1.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。
為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中國的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上,面向機(jī)床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī),如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生產(chǎn)控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機(jī)床公司展出“ITplaza”(信息技術(shù)廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(開放制造環(huán)境,簡稱OME)等,反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。
1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立
1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)規(guī)范
如前所述,開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性,美國、歐共體和日本等國紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃,并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定,預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)
數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn),即采用G,M代碼描述如何(how)加工,其本質(zhì)特征是面向加工過程,顯然,他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此,國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制,能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過程,乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。
STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命,對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè),將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的制造理念,傳統(tǒng)的制造理念中,NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下,NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上,這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次,STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時(shí)間(約35%)和加工時(shí)間(約50%)。
目前,歐美國家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者,他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級模型(SuperModel),其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。
2對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)
我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年,近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發(fā)展階段。在此階段,由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,即引進(jìn)技術(shù),消化吸收,初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段,由于改革開放和國家的重視,以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善,我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間,即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究,進(jìn)入市場競爭階段。在此階段,我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期,國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50%,配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10%。
縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān),總體來看取得了以下成績。
a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù),其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ),部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。
b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上,建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。
c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。
雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步,但我們也要清醒地認(rèn)識到,我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā),尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快,但橫向比(與國外對比)不僅技術(shù)水平有差距,在某些方面發(fā)展速度也有差距,即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢。從國際上來看,對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。
a.技術(shù)水平上,與國外先進(jìn)水平大約落后10~15年,在高精尖技術(shù)方面則更大。
b.產(chǎn)業(yè)化水平上,市場占有率低,品種覆蓋率小,還沒有形成規(guī)模生產(chǎn);功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低;外觀質(zhì)量相對差;可靠性不高,商品化程度不足;國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng),用戶信心不足。.可持續(xù)發(fā)展的能力上,對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱;數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng);相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。
a.認(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點(diǎn)認(rèn)識不足;對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足;對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候多,從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候少;沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。
c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失,又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新,且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施,往往規(guī)劃理想,實(shí)施困難。
d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng),核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后,水平較低,數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。
3對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考
3.1戰(zhàn)略考慮
我國是制造大國,在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移,即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù),否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價(jià),交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”,而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位,這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題,首先從社會(huì)安全看,因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè),制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國就業(yè)的壓力,保障社會(huì)的穩(wěn)定;其次從國防安全看,西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì),對我國實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制,“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。
3.2發(fā)展策略
從我國基本國情的角度出發(fā),以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向,以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo),用系統(tǒng)的方法,選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。
強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向,即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主,以整機(jī)(如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等)帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件(數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等)的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品;沒有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品;當(dāng)然,沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發(fā)方面,要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合,以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo),按國家意志實(shí)施攻關(guān),以解決國家之急需。
在競爭前數(shù)控技術(shù)方面,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品,為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮[J].世界制造技術(shù)與裝備市場,2001(3):18-20.
1.引言
數(shù)控技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù),是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)。它是為適應(yīng)高精度、高速度、復(fù)雜零件的加工而出現(xiàn)的,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ),是現(xiàn)代機(jī)床裝備的靈魂和核心,有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景。
2.國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革,各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資,對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā),提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù),它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體,具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn),對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前,數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革,由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上,數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化;在智能化基礎(chǔ)上,綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù),數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理。
長期以來,我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu),CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定,加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié),整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù),無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整,更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量,因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見,傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu),限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展,己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程,因此,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
3.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢來看,主要有如下幾個(gè)方面:
3.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢
盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢,但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的,高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化,目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。[
3.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí),5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含5面加工機(jī)床)的發(fā)展。
3.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識別負(fù)自動(dòng)選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。
目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上,面向機(jī)床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī),反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。
4.結(jié)束語
隨著人們對數(shù)控技術(shù)重視,它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢,另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化,并行化,仍有廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
[1]王立新.淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào).2007.
一?大體積混凝土選材配制注意事項(xiàng)
(1)粗骨料宜采用連續(xù)級配,細(xì)骨料宣采用中砂:(2)外加劑宜采用緩凝劑、減水劑;摻臺(tái)料宜采用粉煤灰、礦渣粉等:(3)大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下,應(yīng)提高摻合料及骨料的含量,以降低混凝土的水泥用量:(4)降低原材料的溫度:(5)水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長的水泥,優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。但是,水化熱低的礦碴水泥的析水性比其它水泥大,在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象.不僅影響施工速度.同時(shí)影響施工質(zhì)量。因析出的水聚集在上下兩澆筑層表面間,使混凝土水灰比改變,而在掏水時(shí)又帶走了一些砂漿,這樣使形成了一層含水量多的夾層.破壞了混凝土的粘結(jié)力和整體性?;炷撩谒缘拇笮∨c用水量有關(guān),用水量多.泌水性大;且與溫度高低有關(guān),水完全析出的時(shí)間隨溫度的提高而縮短:此外,還與水泥的成分和細(xì)度有關(guān)。所以,在選用礦渣水泥時(shí)應(yīng)盡量選擇泌水性的品種,并應(yīng)在混凝土中摻入減水劑.以降低用水量。在施工中,應(yīng)及時(shí)排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處.用振搗器振實(shí)后,再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。
二?大體積混凝土的澆筑方案
澆筑方案,除應(yīng)滿足每一處混凝上在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實(shí)完畢外,還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響.常采用的方法有以下幾種:
(1)全面分層
即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層,此時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝,如此逐層連續(xù)澆筑,直至完工為止。采用這種方案,適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大.施工時(shí)從短邊開始,沿長邊推進(jìn)比較臺(tái)適。必要時(shí)可分成兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑。
(2)分段分層
混凝土澆筑時(shí),先從底層開始,澆筑至一定距離后澆筑第二層,如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多,所以澆筑到頂后,第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝上較少,結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長度較大的工程。
(3)斜面分層
要求斜面的坡度不大于1/3,適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度3倍的情況?;炷翉臐仓酉露碎_始,逐漸上移?;炷康恼駬v也要適應(yīng)斜面分層澆筑工藝,一般在每個(gè)斜面層的上、下各布置一道振動(dòng)器。上面的一道布置在混凝土卸料處,保證上部混凝土的搗實(shí)。下面一道振動(dòng)器布置在近坡腳處,確保下部混凝土密實(shí)。隨著混凝土澆筑的向前推進(jìn),震動(dòng)器也相應(yīng)跟上。
三?大體積混凝土施工技術(shù)要求
一方面是混凝上內(nèi)部因素:由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的;另一方面是混凝土的外部因素:結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束,阻止混凝土收縮變形,混凝土抗壓強(qiáng)度較大,但抗拉能力卻很?。詼囟葢?yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí),即會(huì)出現(xiàn)裂縫。并直接影響混凝土澆筑質(zhì)量。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi),一般不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,但卻對結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響,因此必須予以重視和加以控制。(1)混凝土澆筑中,要注意對混凝土坍落度的控制。坍落度是決定混凝土拌臺(tái)物在澆筑、搗實(shí)和抹面時(shí)的難易程度,所以在施工中要嚴(yán)格控制坍落度的范圍,且在測量坍落度時(shí),如果拌臺(tái)物因離析而發(fā)生剪切坍塌,就需要重新試驗(yàn)。(2)混凝土搗筑過程中.避免發(fā)生泌水現(xiàn)蒙,產(chǎn)生混凝土塑性沉降和塑性收縮。泌水現(xiàn)象主要原因是受骨料級配及砂率的影響??梢酝ㄟ^摻引臺(tái)劑、高效減水劑或硅粉來改善,或采用二次振搗。(3)澆筑完成的混凝土面要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以保證混凝土結(jié)構(gòu)的水化過程充分,防止裂縫,(4)為了增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度,要加強(qiáng)對混凝土的振搗,控制好振點(diǎn),掌握好振度.防止混凝土發(fā)生滲漏、裂縫。(5)合理安排和利用人力資源。施工區(qū)段安排幾個(gè)作業(yè)班組連續(xù)施工。
四?大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)
養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度,以便控制混凝上內(nèi)表溫差,促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。根據(jù)工程的具體情況,澆筑完成達(dá)到一定強(qiáng)度后覆蓋保溫(如草袋保溫、薄膜材料予以養(yǎng)護(hù)),應(yīng)盡可能多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間,拆模后應(yīng)立即回土,同時(shí)預(yù)防近期驟冷氣候影響,以控制內(nèi)表溫差,防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù),不僅要滿足強(qiáng)度增長的需要,還應(yīng)通過人工的溫度控制,防止因溫度變形引起混凝土的開裂。
五?溫度控制
溫度控制就是對大體積混凝土的澆筑溫度和混凝上內(nèi)部的最高溫度進(jìn)行人為的摔制。
基地大規(guī)模建設(shè)應(yīng)前取得測試部分,以了解各種各樣的機(jī)械性能的相關(guān)的互相之間的相互配合的情況,并且做好相應(yīng)的協(xié)調(diào)狀況的準(zhǔn)備,以找出最佳的機(jī)械和設(shè)備的類型、軋制設(shè)備軋制通過和軋制速度的組合,從而也能得到準(zhǔn)確的擴(kuò)散系數(shù)等相關(guān)的數(shù)據(jù),來確定精確的擴(kuò)散的厚度的數(shù)據(jù),并編寫測試的部分摘要,用于指導(dǎo)未來的更大規(guī)模的建設(shè)。
1.2水穩(wěn)定碎石混合料
生產(chǎn)水泥穩(wěn)定碎石混合料的質(zhì)量直接確定水質(zhì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)要點(diǎn),因此,必須在混合過程中就加以控制,以保證生產(chǎn)出合格的水泥穩(wěn)定碎石混合料。水泥用量檢查。在混合料生產(chǎn)過程,在任何時(shí)間來檢測水泥用量,應(yīng)該在生產(chǎn)的過程的從始至終都要檢查水泥的進(jìn)料孔是否堵塞,以確保水泥的比例合適。混合物分級調(diào)整。由于生產(chǎn)條件的各種因素的限制,生產(chǎn)的混合物分級往往有很大變化,生產(chǎn)過程必須混合物篩選試驗(yàn)。但在卸貨口帶代表混合,正確調(diào)整體重總比例。原料水分含量檢測。由于聚合天然含水率的變化,調(diào)節(jié)原料水的消耗量,確定生產(chǎn)過程中的混合物水分的含量略大于最佳的含水量。
1.3高程和板形的控制
施工水泥穩(wěn)定碎石采用的專用攤鋪機(jī),從而使得平整度、高程的合格率得到了極大地改善。松擴(kuò)散厚度=松擴(kuò)散系數(shù)×設(shè)計(jì)水穩(wěn)定層厚度。在這個(gè)水準(zhǔn)測量方法,參考鋼絲繩順利與否直接影響到鋪設(shè)和水穩(wěn)定層高度和平坦.
1.4軋制過程控制
結(jié)束后的水混合碾壓混凝土的延遲時(shí)間水泥穩(wěn)定碎石混合料強(qiáng)度、干密度會(huì)有非常明顯的影響,延遲時(shí)間較長,混合強(qiáng)度和干密度的損失會(huì)非常地大,延遲時(shí)間強(qiáng)度也會(huì)受到很大的影響。所以水泥穩(wěn)定碎石工作壓力必須嚴(yán)格控制時(shí)間,以更好地控制強(qiáng)度和壓實(shí)度保證水泥穩(wěn)定碎石。因此,必須及時(shí)地通過混合,及時(shí)完成運(yùn)輸、及時(shí)地做好鋪路工作,及時(shí)的進(jìn)行滾動(dòng)操作,以保證延遲檢查的時(shí)間最多不會(huì)超過3小時(shí)的時(shí)長。往復(fù)式的作業(yè)應(yīng)該是在不同的地方進(jìn)行停車扭轉(zhuǎn)的操作,每當(dāng)完成一個(gè)重復(fù)的滾動(dòng)滾作將使對攤鋪機(jī)推得更近一些,以避免出現(xiàn)在同一節(jié)停車的事情從而引起縮進(jìn)。壓實(shí)應(yīng)道路兩旁的肩膀道路中心方向滾動(dòng),有兩個(gè)滾動(dòng)輪應(yīng)該重疊1/2輪寬,道路兩旁的應(yīng)該是壓力的2~3倍,保證壓實(shí)度。軋制的速度應(yīng)該是要緩慢一點(diǎn)的,前兩次的操作速度最好能夠控制在1.5公里/小時(shí),之后可以使用2.5公里/小時(shí),直到程度的壓實(shí)試驗(yàn)合格。不同的結(jié)構(gòu)部分,應(yīng)該在路的盡頭在建筑的垂直在RCC切除在緩坡水泥穩(wěn)定碎石,以便未來建設(shè)連接。
1.5建設(shè)養(yǎng)護(hù)泥漿穩(wěn)定碎石
壓實(shí)成型、水泥在最后一集(通常是6~7小時(shí))開始噴水滅火養(yǎng)生。養(yǎng)生期限不得少于7天,并且在健康必須始終確保表面潤濕。養(yǎng)生應(yīng)該關(guān)閉在運(yùn)輸、禁止車輛通行。
2施工技術(shù)質(zhì)量控制措施
本文從路基的質(zhì)量控制措施和防止路基開裂兩個(gè)方面來論述路基基層的質(zhì)量控制措施,路基防裂是道路質(zhì)量的一個(gè)非常重要的關(guān)鍵因素,道路的好壞很大程度上要看建設(shè)完成后會(huì)不會(huì)出現(xiàn)開裂的情況,然而這些問題都要在道路建設(shè)的初期就開始規(guī)劃和預(yù)防,并且采取相應(yīng)的控制措施,為施工整體質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.1路基質(zhì)量控制
(一)路基土的控制路基一般是首先用自然土填筑的。在軟土層路基填筑自然土壤的測試分析之前,確定其物理相關(guān)的屬性。確定適用的最佳含水量、以通過數(shù)據(jù)等定量指標(biāo)來準(zhǔn)確地指導(dǎo)路基施工和對路基填成品進(jìn)行的相關(guān)的測試,從試驗(yàn)的測試的結(jié)果來分析:土壤粒子越細(xì),其相應(yīng)的回彈模量就會(huì)越低,和砂性土回彈模量也將會(huì)相應(yīng)地越高。
(二)壓實(shí)度控制在土壤的最佳含水量在壓實(shí)之后可以達(dá)到一個(gè)壓實(shí)最大密度之前就要確保得到一個(gè)最好的土壤含水量,因此,在路基填壓實(shí)的過程中,必須始終做好土壤含水量的控制工作。當(dāng)土壤的含水率太高時(shí),應(yīng)該在空氣的干燥的最佳含水量的時(shí)候進(jìn)行填筑的施工操作過程中應(yīng)該進(jìn)行連續(xù)的相應(yīng)操作,以減少過多的雨水或使土壤過多地暴露于陽光,這樣就能夠做到防止土壤含水量產(chǎn)生巨大的期間變化等情況的出現(xiàn),從而保證施工質(zhì)量。
2.2裂縫的預(yù)防
高速公路的建設(shè)通常都會(huì)采用整體道床,這種整體道床的裂紋物種大致基本上可以主要分為兩個(gè)大類,即第一種是由于行車荷載的反復(fù)作用而產(chǎn)生的裂縫,因?yàn)檎麄€(gè)道床基地在一定的拉伸應(yīng)力當(dāng)超過彎曲的強(qiáng)度和生產(chǎn)的;第二種是倚重不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫的的基本裂縫所形成的重度反射性的裂縫, 其一般面對自己的產(chǎn)生溫度裂縫,這是第一種,這類屬于非負(fù)載性的裂紋,應(yīng)當(dāng)將這兩種裂縫的出現(xiàn)的可能性進(jìn)行充分考慮進(jìn)行相應(yīng)的道路設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。在構(gòu)建良好的質(zhì)量控制是解決第一種裂紋。
(一)整體道床基地裂縫的控制和施工時(shí)所要考慮的水泥種的穩(wěn)定性材料的機(jī)理的裂縫、收縮性較小的水泥的穩(wěn)定類結(jié)構(gòu)的基本單位的選擇有著很大的關(guān)系,它會(huì)產(chǎn)生收縮主要有兩中原因,即塑性指數(shù)和材料含水率都是相關(guān)的,材料的塑料的指數(shù)測試和干燥收縮和溫度收縮。在建設(shè)的過程中可以通過使用抑制堿劑的一系列的此類方法可以,盡量使水泥的穩(wěn)定材料來達(dá)到水泥的最佳含水量,以此確保更少地出現(xiàn)道路裂縫的問題。
2.基于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)心理學(xué)的展示空間設(shè)計(jì)
在展示空間設(shè)計(jì)中,基于心理學(xué)角度分析,需要充分利用圍和透的關(guān)系。若是一個(gè)空間的設(shè)計(jì)沒有采用任何一種透視方法,必然會(huì)給人一種壓抑的柑橘。若是空間的設(shè)計(jì)僅僅是開場,就無法充分發(fā)揮出內(nèi)部空間的特征,使用功能無法得到發(fā)揮,因此在展示空間的設(shè)計(jì)中需要把握好圍和透的尺度,根據(jù)具體需要表現(xiàn)的事物來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.1空間流動(dòng)性、引導(dǎo)性設(shè)計(jì)
展示空間本身屬于一種三維空間,人不可能一眼看到全部設(shè)計(jì),需要在走動(dòng)中看到各種設(shè)計(jì),也就是需要注意看到各個(gè)設(shè)計(jì)部分。在這個(gè)走動(dòng)的過程中,屬于一個(gè)連續(xù)的過程,人們所看到的信息也是一個(gè)連續(xù)的過程,因此在設(shè)計(jì)中就需要保證空間變化的連續(xù)性,保證每個(gè)空間展示的效果都是連貫性的,保證人能夠得到好的視覺效果,保證人在行走的過程中感到空間的協(xié)調(diào)一致性,同時(shí)又富有變化,增強(qiáng)人的感受。展示空間在設(shè)計(jì)中原則上需要保證采用有序性原則,人在參觀展覽中,具有非常大的流動(dòng)性,一般是靠右走,走捷徑,不走回頭路,這就要求空間設(shè)計(jì)拘留流動(dòng)性和引導(dǎo)性,合理安排空間布局來安排觀眾參觀,引導(dǎo)人的駐足。
2.2空間長短和色彩的設(shè)計(jì)
在展示空間設(shè)計(jì)中,長短因素是影響人們心理的主要因素之一,一般而言在展示空間設(shè)計(jì)中,部分需要偏向于后部,前面的空間設(shè)計(jì)讓人們產(chǎn)生一種期待感,增強(qiáng)空間的表現(xiàn)效果。在建筑空間的設(shè)計(jì)中,若是需要強(qiáng)調(diào)部分的重要性,滿足人們乘興而歸的想法,可以適當(dāng)加長觀賞瀏覽的空間設(shè)計(jì),針對一些比較特殊的物品,在展示空間設(shè)計(jì)中,部分就需要放在前面,引起人們的新奇感。在展示空間設(shè)計(jì)中,色彩同樣是影響人們心理變化的重要因素之一,色彩具有很強(qiáng)的視覺效果,能夠引起人們的注意。心理學(xué)研究表明人們在觀看事物中,總是先看見色彩,然后再看見物體。在色彩的設(shè)計(jì)中涉及到了公眾色彩心理問題,這是因?yàn)閷τ谌硕圆煌仕鸬闹庇X效果是不同的,同時(shí)也受到、社會(huì)規(guī)范等的影響。如紅色在美國象征著健康歡樂,在我國象征著信心、傳統(tǒng)等,因此在展示空間設(shè)計(jì)中需要考慮到色彩對人們心理的影響。