學生創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目申報書

1、附件2福建省“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”項目申報書學校名稱：武夷學院項目名稱：非圓曲線通用數(shù)車編程項目類型： 創(chuàng)新訓練項目 創(chuàng)業(yè)訓練項目 創(chuàng)業(yè)實踐項目負 責 人：翁本杰指導教師：潘應暉福建省教育廳二一二年 4 月 填 寫 須 知一、項目分類說明：1.創(chuàng)新訓練項目是本科生個人或團隊，在校內導師指導下，自主完成創(chuàng)新性實驗方法的設計、設備和材料的準備、實驗的實施、數(shù)據(jù)處理與分析、總結報告撰寫等工作。2.創(chuàng)業(yè)訓練項目是本科生團隊，在校內導師指導下，團隊中每個學生在項目實施過程中承擔一個或多個具體的角色，通過編制商業(yè)計劃書、開展可行性研究、模擬企業(yè)運行、進行一定程度的驗證試驗，撰寫創(chuàng)業(yè)報告等工作。3.創(chuàng)業(yè)

2、實踐項目是學生團隊，在學校導師和企業(yè)導師共同指導下，采用前期創(chuàng)新訓練項目（或創(chuàng)新性實驗）的成果，提出一項具有市場前景的創(chuàng)新性產(chǎn)品或者服務，以此為基礎開展創(chuàng)業(yè)實踐活動。申報該類項目需額外提交企業(yè)導師合作指導協(xié)議書作為附件。二、申報書請按順序逐項填寫，填寫內容必須實事求是，表達明確嚴謹。空缺項要填“無”。三、申請參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目團隊的人數(shù)含負責人在內不得超過5人。四、表格中的字體小四號仿宋體，1.5倍行距；需簽字部分由相關人員以黑色鋼筆或水筆簽名。均用a4紙雙面打印，于左側裝訂成冊。五、推薦上報的計劃項目由學校分管領導在申報書上簽署意見、簽字并加蓋公章后，一式五份（均為原件），報送省

3、教育廳高等教育處。項目名稱非圓曲線通用數(shù)車編程項目起止時間2012 年 4 月 至 2015 年 3 月負責人姓名年級學院學號聯(lián)系電話e-mail翁本杰2011武夷學院2011422104818050388474963773269項目組成員楊東東2011武夷學院2011422103018965494886349676070魏攀2011武夷學院20114221003189506447571390939434劉建東2011武夷學院2011422102215159999834784029465吳棚業(yè)2011武夷學院2011422105013338554252649503794指導教師姓名潘應暉職務/

4、職稱副教授所在單位武夷學院電子工程系聯(lián)系電-mailpyhok校外導師姓名無職務/職稱無所在單位無聯(lián)系電話無e-mail無一、項目簡介（50字左右）研究數(shù)控車床車削各種非圓曲線構成的一般零件的手動編程通用算法，包括粗加工和精加工算法，挖掘現(xiàn)有數(shù)控機床的潛能，提高其利用率和編程效率。二、申請理由（包括自身/團隊具備的知識、條件、特長、興趣、前期準備等）對科研有關閃較濃厚的興趣，本團隊由機械設計制造及自動化專業(yè)5名優(yōu)秀學生組成，具有一定的理論功底和實踐能力、良好的合作協(xié)調意識，已完成機械制圖等專業(yè)課程的學習，因為興趣的原因，在平時的課堂教學中對數(shù)控技術相關知識比較關注，在

5、課后還利用學校圖書館豐富的館藏資源和網(wǎng)絡資源對相關背景知識進行了了解，在拓寬知識面的同時，發(fā)現(xiàn)數(shù)控車床一般只具有直線和圓弧插補功能，可以較容易完成由直線和圓弧組成的各種輪廓零件加工，但對于非圓曲線的復雜零件，用一般的手工編程有一定的困難，且出錯機率大，因此有必要研究該類零件的粗加工、精加工編程通用算法，挖掘現(xiàn)有數(shù)控機床的潛能，提高其利用率和編程效率，保證加工精度，快速完成這類零件的手工編程。國務院關于支持福建省加快建設海峽西岸經(jīng)濟區(qū)的若干意見確定海峽西岸經(jīng)濟區(qū)建設的戰(zhàn)略定位，其中一點是：東部沿海地區(qū)先進制造業(yè)的重要基地。這一定位確定了海峽西岸經(jīng)濟區(qū)建設將把制造業(yè)作為當前及今后相當長的一段時間的

6、發(fā)展重點。發(fā)展制造業(yè)必須具有創(chuàng)新性與持續(xù)性。要使制造業(yè)具有先進性，必須堅持制造業(yè)的創(chuàng)新性與持續(xù)性。我國已成為世界制造大國，但是，長期形成的貿易順差和人民幣升值壓力，以及本次金融危機，使我國制造業(yè)面臨嚴峻的發(fā)展困境，也體現(xiàn)出我國制造業(yè)的脆弱。海西先進制造業(yè)不僅要通過承接臺灣地區(qū)和國外的先進制造技術與工藝來發(fā)展，還需要通過自主創(chuàng)新，使制造業(yè)的先進性得以保持1。數(shù)控技術是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎；數(shù)控技術的應用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質量和勞動生產(chǎn)率必不可少的重要手段；數(shù)控機床是國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備，是關系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要標志。專家們預言：21世紀機械制

7、造業(yè)的競爭，其實質是數(shù)控技術的競爭2。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展及發(fā)展方式的變革，“世界制造中心”正逐步向中國轉移，目前，我國絕大部分制造企業(yè)已開始使用數(shù)控技術3，數(shù)控機床的占有率也已大大提高, 但我國數(shù)控機床功能的利用率只有20%-25%4。企業(yè)要提高現(xiàn)有數(shù)控設備的利用率和完好率，急需大量的數(shù)控技術人才。數(shù)控編程方法可以分為兩類：一類是手工編程，另一類是自動編程。手工編程是指編制零件數(shù)控加工程序的各個步驟，即從零件圖紙分析、工藝決策、確定加工路線和工藝參數(shù)、計算刀具軌跡坐標數(shù)據(jù)、編寫零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗，均由人工來完成。自動編程是采用計算機輔助數(shù)控編程技術，利用軟件的計算機輔助制造(c

8、am)功能，完成工藝方案的制訂、切削用量的選擇、刀具及其參數(shù)的設定，自動計算并生成刀位軌跡文件，通過后置處理功能生成指定數(shù)控系統(tǒng)加工程序，多用于加工復雜工件,其缺點是程序冗長，一個復雜曲面的加工程序可能達到幾十兆大小，機床內存無法存儲這么大的程序，需要在線加工;加工路徑不靈活，有很多空行程。計算機生成的程序往往不能直接用在機床上，還是需要人工修改和優(yōu)化，且修改復雜,不便于檢驗,通用性差5。目前國內大部分的數(shù)控車床編程均采用手工編程方式，它具有方便快捷，經(jīng)濟又及時，最大程度優(yōu)化加工路徑，省略很多走空刀，提高加工效率，對機床和程序員不受特別的制約；同時又能和數(shù)控系統(tǒng)的功能靈活結合，因而被廣泛應用。

9、即使在先進的自動編程方法中，許多重要的經(jīng)驗都來源于手工編程，并不斷豐富和推動自動編程技術的發(fā)展。機械加工中常有由復雜曲線所構成的非圓曲線(如橢圓曲線、拋物線、雙曲線和漸開線等)零件，隨著工業(yè)產(chǎn)品性能要求的不斷提高，非圓曲線零件的作用就日益重要，其加工質量往往成為生產(chǎn)制造的關鍵6。數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)一般只具有直線插補和圓弧插補功能7，非圓曲線形狀的工件在數(shù)控車削中屬于較復雜的零件類別，無法直接利用數(shù)控系統(tǒng)內置的插補指令來加工，一般通過擬合法來進行加工。根據(jù)數(shù)學微分原理，采用小段直線或小段圓弧逼近非圓輪廓，即在控制加工誤差允許范圍內，用若干光滑連接的直線段或圓弧段分割逼近給定的曲線，然后用數(shù)學公式

10、計算出每段直線段或圓弧段的起點、終點以及圓弧半徑，再編制數(shù)控加工程序進行精密加工。工件的精度要求越高，就要把曲線分得越細，若采用人工計算，計算量十分大且容易出錯，程序也就越長，但若采用參數(shù)編程，可使編程計算大大簡化，程序的可讀性強，易于檢查，提高了編程效率8。參數(shù)編程功能作為數(shù)控設備的一項重要功能，由于允許使用變量算術和邏輯運算以及各種條件轉移等命令，使得在編制一些加工程序時與普通方法相比顯得方便和簡單，同時也使程序變得簡化。目前我國數(shù)控機床上采用的數(shù)控系統(tǒng)，大都具有相似的參數(shù)編程功能，從而能實現(xiàn)非圓曲線輪廓的加工。如何快速完成這類非圓曲線零件的粗加工和精加工編程，并保證加工效率和加工精度，是

11、解決這類零件手動編程的關鍵。國內外已有許多學者對非圓曲線的數(shù)車編程進行了研究，一般都只是對橢圓或拋物線等非圓曲線，用參數(shù)編程或宏程序方式編寫精加工程序，直線插補簡單擬合相應曲線，但未對如何進行粗加工及精加工精度控制加以說明，而且都只是針對相應曲線，對于其它非圓曲線的加工編程幫助有限。本課題的研究重點在于提出針對非圓曲線零件進行數(shù)車編程時，粗加工、精加工編程的一般算法，在粗加工時能快速切除多余毛坯，減少空行程，精加工時可以保證加工精度，提高編程效率和實際加工效率，充分挖掘現(xiàn)有數(shù)控機床的潛能，提高數(shù)控機床的利用率。1. 汪威毅，用科學發(fā)展觀指導海西先進制造業(yè)基地建設，福建日報，2010年11月9日

12、，第11版：求是。2. 職業(yè)技術教育編輯部，報告：四大行業(yè)急缺技能型人才j，職業(yè)技術教育，2004年 15期，14-33。3. 胡紹平，論高職學校數(shù)控技術應用人才的培養(yǎng)j，西南農(nóng)業(yè)大學學報(社會科學版) 2011，第卷第期，142-143。4. 方華, 張魁林，數(shù)控機床加工非圓曲線的編程法研究j，本溪冶金高等?？茖W校學報，2002，第4 卷， 第4 期，18-20。5. 孟莉,劉媛,王金泉. 自動編程與手工編程探討j. 現(xiàn)代制造工程, 2006 (8) : 30 32。6. 何玉山，數(shù)控車床加工非圓曲線宏程序編程技巧j， cad/cam與制造業(yè)信息化，2009年第10期，88-89。7. 盛利

13、強，數(shù)控車非圓曲線輪廓的加工宏程序編程思路j，機械研究與應用，2009年 03期，71-72。8. 潘應暉，橢圓車削參數(shù)編程j，機械設計與制造，2008年1月，172-173。三、項目方案（計劃、技術路線、人員分工等）(一)研究方法：1、建立數(shù)學模型。根據(jù)數(shù)控車床粗加工要求盡快切削多余毛坯、精加工則要保證加工質量的加工特點，借鑒相關文獻資料，利用本課題組成員具備的知識與經(jīng)驗，應用數(shù)學分析方法，建立非圓曲線數(shù)控車削粗加工及精加工的數(shù)學模型。2、研究編程算法。根據(jù)數(shù)控車床粗加工及精加工的不同特點，針對不同數(shù)控系統(tǒng)，研究編程算法，提高編程效率和實際加工效率。3、實際編程驗證。根據(jù)編程算法，編寫加工程

14、序，并通過實踐驗證其可行性。(二)技術路線及人員分工：本項目的研究路線,按照項目總設計的規(guī)劃,分以下五個階段:第一階段：查閱國內外現(xiàn)有的與項目有關的新成果與文獻，收集相關資料，細化研究方案（翁本杰、楊東東、魏攀）。第二階段：應用數(shù)學分析方法，建立非圓曲線數(shù)控車削粗加工及精加工的數(shù)學模型（劉建東、吳棚業(yè)）。第三階段：根據(jù)數(shù)控車床粗加工及精加工的不同特點，針對不同數(shù)控系統(tǒng)，研究編程算法（翁本杰、魏攀）。第四階段：根據(jù)編程算法，編寫加工程序，并通過實踐驗證其可行性（楊東東、劉建東、吳棚業(yè)）。第五階段：撰寫論文并結題（翁本杰、楊東東）。四、項目特色與創(chuàng)新點國內外已有許多學者對非圓曲線的數(shù)車編程進行了研

15、究，一般都是針對對橢圓或拋物線等特定非圓曲線，用參數(shù)編程或宏程序方式編寫精加工程序，直線插補簡單擬合相應曲線，但未對如何快速完成粗加工及精加工精度的控制加以說明，而粗加工的快慢及精加工精度的保障對非圓曲線的加工編程至關重要。本項目特色與創(chuàng)新點在于提出：針對非圓曲線零件進行數(shù)車編程時，其粗加工、精加工編程的一般算法，在粗加工時能快速切除多余毛坯，減少空行程，精加工時可以保證加工精度，提高編程效率和實際加工效率，這樣不但能挖掘現(xiàn)有數(shù)控機床的潛能，提高機床的利用率, 還會使手工編程達到一個較高的水平。五、項目進度安排2012年4月至2012年9月 項目調研和資料收集階段。2012年10月至2013年3月 建立非圓曲線數(shù)控車削粗加工及精加工的數(shù)學模型。2013年4月至2013年9月 研究編程算法。2013年10月至2014年9月 編寫加工程序，并通過實踐驗證其可行性。2014年10月至2