自动化生产M6 米乐线篇

　　在装配下料单元中，气动执行机构的主体是气动机械手和两个直线气缸。气动机械手在结构上由1个气爪、2个直线个摆动气缸组成。归位状态为：气爪开，平移缸进，升降缸落，打料缸退。动作顺序为：气爪闭平移缸退升降缸升摆缸1800压装缸压压装缸退平移缸退打料缸打打料缸退一摆缸00升降缸落平移缸进气爪开。工作原理如图1所示。

　　在装配下料单元中，检测各气缸工作位置的磁性开关、检测配对后的装配件位置的电感式接近开关，加上保证生产线连续动作的各种标志输入和两个控制按钮后在内，PLC共需15个输入端子接收外界信号。电磁阀控制的输出动作，加上故障信号和标志信号共需15个输出端子。选用S7-226主单元。其I／O接线所示。本单元在自动模式须与其它单元联机才能完成动作，手动模式无需联机。

　　为了确保生产业的柔性和效率得到同步提高，缩小产品生产时间，减少生产成本，柔性自动化系统由此诞生。柔性自动化生产线的装置能得到有效的利用，生产水平保持稳定，提高生产质量，工作灵活，加强产品应变能力。如今在国外，对柔性自动化生产线领域的研究已经十分成熟，同时得到广泛运用。而我国大部分自动化生产线还没有自行研发的权力，依然是以模仿国外自动化生产线为中心，因此，我们有必要提高自动化生产线研究工作的效率，推进我国柔性自动化生产线 PLC工作原理

　　按照PLC梯形图程序的扫描标准，在程序实施阶段PLC是以先左后右、先上后下的规律进行扫描的。如果出现程序跳转命令时，就会按照跳转条件来确定程序的跳转位置。当命令中关系到输入、输出的状态时，PLC就应该从寄存器中“读入”上一次阶段采用的相应连接终端的状态，然后进行相关运算，将其结果存入寄存器中。对于寄存器而言，每个元件的状态都会跟随程序实施的步骤进行改变。

　　输出更新阶段是指完成所有命令之后，寄存器中一切输出继电器的状态在输出更新时期就会存到输出存储器，通过某些方法输出同时带动外部负载。在PLC每个扫描过程中都要实行一次自我检查，来保证PLC自身的正常状态，如果自诊断中检查出错误，中央处理器面板上的LED和异常继电器就会接通，在特殊的寄存器中存入错误的代码。当检查出严重错误时，CPU强迫调制为STOP模式，终止一切扫描工作。

　　物流系统一定要可以自行完成物质的存储、运输、卸运、管理等工作，所以把物流系统分成三个子系统，也就是物质的存储、运输及卸运系统。实施系统完成物件的加工、检验和包装等生产活动，每条柔性自动化生产线，它们的实施系统也不一样，而且对于物件的处理系统也不同。[2] 控制系统就是进行柔性自动化生产线上的管理、监控工作，还包括生产中监督过程。

　　以柔性化机械制件加工生产线所使用的制造机器为例，为了达到生产柔性化和生产率高的标准，这几年来对于制造机器的研究出现了两个发展趋势：柔性化结合制造机器、模块化再生产中心。柔性化结合制造机器又叫做可调式机床，它是把以前用于大批量生产的车床进行柔性化。模块化再生产中心就是把再生产中心也建设成通过许多通用零件、规范模块构成，按照加工目标的不同需要构成不一样的再生产中心。

　　自动化生产线的广泛使用将会大大提高生产效率和产品的质量，由此企业对熟悉自动化生产线的维护人员的需求也将增加，目前适应这种岗位的技术型、技能型人才非常紧缺，这对高职教育提出了一个新问题。自动化生产线安装与调试课程是一门综合性和实践性很强的工程应用性课程，它包含了机械传动、气动控制、传感器、电机驱动与PLC控制、触摸屏及变频器等知识和技能，开设并上好这门课对于培养自动线人才具有重要意义。要使学生在学习过程中拥有相关技能、提高学生的专业综合能力、实现学校与企业的无缝对接，做好课程设计是关键。

　　美国著名的教育心理学家和杰出的教学设计理论家加涅提出“为学习设计教学”，意指是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标，建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程，是在教学之前对教学过程中的一切预先筹划、安排教学情境，以期达到教学目标的系统设计。现代教学设计突出以学生学习活动为中心，重视对学生学习心理的分析和研究，依据学生学习的规律设计教学活动，从而最大幅度地提高学生学习效率，促进学生科学素养的全面发展。

　　基于工作过程的课程设计以行动体系为基础，将学习领域转化为行动领域，让受训者经历完整的工作过程，在完成典型的具有综合性的工作任务过程中获取工作过程知识，解决“在工作中学习”和“在学习中工作”的问题。基于此理论确立课程设计的基本思想为：以实际岗位为参照，按照“校企合作、工学结合、专业教育与职业教育融通，工学交替、实境育人”的思路，根据专业职业岗位能力要求，以仿真工业现场——实训平台为载体，采用项目化教学，强调以工作任务为依托组织教学内容，以学生为主体开展教学活动，确立学生的中心角色和教师的主导作用，以服务专业能力的培养为中心。

　　通过开展电气自动化专业毕业生就业岗位的调研，并结合行业、企业和本地区对人才需求的状况，归纳出柳州铁道职业技术学院电气自动化技术专业首次就业岗位是自动化生产线的维修电工、调试员、机电设备维修员等，未来发展岗位是车间电气技术员、PLC程序设计员及系统维护技术骨干和班组长等基层管理者。以上职业岗位要求具有运行分析、故障检测、维修保养及编写整理技术文档、设备技术改造等专业技能。针对首次就业岗位和发展岗位工作任务分析，依据在实际工作中出现的频率、重要性，所能承载的知识、技能程度，确定本课程的典型工作任务是：机械设备的安装与调试、电气设备的规划与安装、传感器的安装与使用、气动回路的安装与调试、PLC程序的编制与调试、HMI（人机界面）的设计、设备故障的判断与排除等。

　　亚龙YL-335B自动生产线柔性生产线训练装置归纳、总结了现代生产线的技术特点，与实际生产情况十分接近，因此我们选用这两个装置作为教学载体，在课程教学中使学生具有安装如送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元的技能，具备构成一个典型的自动生产线的机械平台并联机调试的技能；理解并掌握在系统中的气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等实际应用，具备熟练运用这些技术的能力。

　　如图1所示，该课程设置了参观企业整体生产线工作过程、拆装调试亚龙335B自动线各工作站、联机调试亚龙221柔性生产线三大部分渐进学习。每一部分的教学学习目标和学习情境明确，课程教学载体由易到难，从简单拆装到气路连接，从硬件设计到软件实现，从机械控制到人机界面，激发学生的兴趣，让学生掌握技术的同时也对今后的就业岗位有所了解，增强学生学习的自觉性和责任感，实现技能提高与素质教育双赢。

　　实施过程中依照“任务、分析、制定、优化、实施、评价”六步工作方法组织教学，以行动导向法为主要教学方法，对不同的知识点综合运用引导文法、团队学习法、头脑风暴法、成果展示法、案例分析法、岗位体验法等各种恰当、有效的教学方法，引导学生独立思考，积极实践，促进学生自主学习，提高教与学的效果。项目以小组形式完成，每组4人为宜，在构成组员时，应把握学生的层次、不同个体的差异，即针对不同学生的个体特征与心理倾向，不同的知识基础与接受能力，将基础好、动手能力强、活跃的学生与相反的学生组合在一起。这样，既能保证项目活动按时完成，又有利于学生间互相交流，有助于专业较差学生的水平得到提高。

　　实施过程中，要做到“师生角色转换”，教师起发动、组织、协调、伴随作用，教师不能包办代替，而是应注重发挥学生的学习潜能及集体智慧，充分发挥学生的学习主动性，着重培养学生的能力，让学生有机会应用他们所学的知识解决实际问题；将真实的工作场所模拟到学习环境中，使学生感受到企业员工的身份，得以在其中进行自由探索、强调“协作学习”，学生在教师的组织和引导下共同讨论和交流，进行协商和辩论，先内部协商，然后再相互协商，强调信息资源的利用。为了使学生主动探索，教师必须为学生提供各种信息资源，包括各种类型的教学媒体和教学资料，强学过程的最终目的是让学生获取工作知识、工作技能，而非完成教学任务。

　　课程成绩评定基于发展的教学评价观，包含过程性的考核和结果性的考核。过程性考核包含工作态度的评价、工作过程步骤与方法评价、知识的应用评价等。结果性考核包含项目所涵盖的应知部分的评价、应会部分的评价、项目工作中的问题记录和解决问题的方法、成果展示等。在过程性考核中，对每个学习任务中通过学生自我评价、团队评价、教师评价的方式进行，全面客观地评价学生在实施过程中的表现情况，注重学生答辩及讲演，提高学生语言表达与交流的社会能力；注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。

　　教师素质和技能的高低直接关系到课程教学的质量和水平，工学结合必须有足够数量和水平的“双师型”教师作保障。德国职业教育之所以居于领先地位，是因为他们具备大量既懂专业知识，又有丰富实践经验的“双师型”人才。当前从事职业教育的教师最为缺乏的是实践经验，“双师型”教师数量不足，他们对新技术新工艺缺乏了解。对此，应通过以下途径来弥补：一是制订“双师型”教师建设目标和规划；二是选派专任教师到企业担任管理和指导人员，全程参与生产管理，接触专业前沿知识和最新技术，扎扎实实地实践新技术；三是制定政策，通过高待遇，争取当地企业的支持，聘请富有实际工作经验的专业技术人员和能工巧匠在校内外实训现场做指导教师；四是引入企业具有“双师”素质的技术人员到校任教，建设一支素质优良的专兼职教师队伍。

　　现如今我们人类已经渐渐进入了自动化时代，人们越来越多的用计算机来实现控制。而计算机控制技术也更多的运用到许多领域里来，应用于军事、农业、工业、航空航天以及日常生活的各个领域。企业中的自动化生产也是计算机应用最多的一个方面，控制对象已从单一的工艺流程扩展到整个企业的生产、管理以及现场各种设备的控制中，采用分布式计算机控制，实现了企业的控制和管理一体化，从而大大提高了企业的自动化程度，为企业创造更多的经济利润。

　　（1）除仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式。（2）除了包含连续信号外，还包含有数字信号，因此与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。（3）修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性。（4）一个控制器经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路。（5）采用计算机控制，如分级计算机控制、离散控制系统、微机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。

　　可编程计算机控制器（PLC）技术是一种在生产过程中的数字运算操作电子设备，它具有可编制程序、实现存储执行、逻辑运算、顺序运算的功能，通过显示设备模拟输入和输出，有效控制各种类型的机械或生产过程，编程控制器系统本身可以与工业制系统形成一个整体，方便扩展。随着计算机控制设备的发展，PLC完善的功能设置，有效推动了工业自动化的飞速发展。可编程控制器特点：

　　PLC的硬件具有标准化的特点，可以适用于各个生产过程的使用。产品丰富、硬件功能强、产品种类多、方便构建各种范围大小的控制系统。只要在PLC的终端上接入输入输出信号组件就可以构建一个PLC的控制系统。更改一个控制系统只需要使用编程器修改程序即可，根据输入输出组件和应用软件的不同，PLC硬件设备可以控制不同的选定目标。

　　自动化生产中的现场总线是在数字化通信的测量控制设备，在自动化生产的现场使用，广泛应用于自动化制造业，现场总线使用专用处理器置入传统的测量控制器中，具有数字计算和数字通信能力。自动化生产线的现场总线把分散的测量控制器变成网络探测节点，联机完成自动控制。现场总线使自控系统与设备之间具有了互相通信实时分析的能力，经过连接网络系统，可以在信息网络中及时发现异常，使企业的自动化生产信息沟通更加便利。

　　（1）公开性和开放性：可以连接任何的设备和系统，也可以根据用户实际需求，组装不同的系统和设备进行工作。（2）可操作性和互用性：连接的设备和系统之间的数据沟通和传送，不同的生产设备可以实现设备之间相互代替和替换。（3）智能性和功能自治性：现场总线通过传感设备，监控分析处理，利用现场的设备可以能完成设备的自动控制，随时诊断系统和设备的运行状态。

　　工业机器人的自动化生产线，通过改变不同的软件，适用于现在大规模生产的各个行业，符合现代经济发展的需求及技术方面的创新，也适合已有生产线实现全自动行业的再次更新。工业机器人操控体系采用具有现场总线形式的PLC操控方法，有独立操控和智能操控的特点。工业机器人在生产中使用面很广，他改变了传统的劳动模式，改善了劳动条件及强度，确保了生产的安全，提高生产的进度及产品的合格率。使材料在生产流程中减少了浪费，节约了时间，缩小了生产成本。随着生产线的制作、调试设备的周期设计时间不断提前，机器人自动化生产线越来越为工业企业所接受，成为自动化生产线 结语

　　自动化生产线是基于计算机驱动技术等综合技术的现代化生产系统，随着现代工业技术的发展，使用自动化生产线是企业生产的必然趋势。PLC是可编程逻辑控制器，具有数据传输等功能，在电气控制领域得到广泛应用。基于PLC控制系统的电气自动化生产线由送料加工输送与分拣等单元组成，信号经PLC处理后发出执行元件动作指令，设计基于PLC控制的软硬件自动化生产线对于提高生产效率有重要帮助。

　　传统电气自动化设备通过电气连接线连接，存在电气连接性较差等缺陷，电气连接采用的基础线路复杂，电子自动化设备调试需要大量时间，随着工业社会的发展，PLC控制系统逐渐引入电气自动化设备系统中。PLC控制器设计是为工业生产研发数字运算电子操作系统，PLC控制系统注重使用可编程存储器，可执行定时等命令，PLC控制系统通过数字量等数据信息输入实现控制命令下达[1]。1.1PLC自动化控制技术原理随着自动化水平的提高，现代科技更新推动PLC技术的发展。1969年美国首次研发用于汽车自动化加工生产线的PLC，最初PLC仅能在生产线部分系统代替继电器。如今PLC的CPU多采用32位微型计算机处理器，PLC编程语言包括语句高级语言[2]。PLC发展方向是充分发挥质优价廉等优点，为后期维护工作提供方便。PLC工作过程分为输入采样与输出刷新阶段，PLC通过传感器方式获取输入信号，可通过温感器得到现场温度，通过电感器检测电流。目前传感器可采用现场集成元件，可根据经验公式自行搭建采样电路。PLC将输出影像存储器中的结果写入输出锁存器中，更新原先工作状态，按照正确指令方向运行。大型PLC可完成复杂的控制系统控制要求。PLC控制系统设计需要分析生产机械工艺流程，对各工位动作进行分米乐M6 M6米乐析。如今PLC技术已发展得非常成熟，根据不同型号可搭配不同扩展模块实现功能。PLC将通过输入端子信号扫描将输入状态存放至寄存器，存储器存储类型分为存放用户编写程序与存放系统程序[3]。为实现掉电保护功能，需配备电池，防止用户程序丢失。I/O模块用于接收伺服电机编码器等信号。1.2电气设备PLC控制技术的发展PLC在软硬件领域应用要适应电气设备未来的发展，电气设备未来发展趋势是硬件降低成本，软件注重程序容错性，通信结合常见工业标准，避免协议解析浪费时间，与物联网技术结合使通信更加便捷。高端PLC系统应提供离散控制、运动控制等多种类型控制，具有多类型开放通信网络，系统应为模块化结构，有效节省培训与工程费用。远程通信是PLC的发展趋势，以往工业电气设备安装后需定期安排维护人员到现场观察使用情况，远程通信技术可以利用GPRS模块经将数据传递到云服务器上，云服务器发出报警信息，通知现场维护者定期修复故障。PLC与GUI的结合使PLC技术备受青睐，开发者多关注风格页面开发，节省了大量编写底层驱动时间。随着USB技术的进步，未来将有更多小型PLC在通信技术中得到应用。最初PLC语言复杂，需要后期人员理解设计意图，随着梯形图语言的不断完善，其逐渐取代继电器逻辑，梯形图语言不断完善快速占据了较大市场份额。目前行业供应商采购内置梯形语言逻辑的PLC，由于存在时间长久，行业中大量工程师及维护人员习惯使用梯形语言。梯形图用接点连接组合表示条件，被誉为PLC第一编程语言。

　　PLC系统技术应用促进电气自动化控制的发展。PLC系统可以对相应设备进行控制，目前PLC控制系统在电气设备自动化中得到广泛应用，常见的PLC系统分为箱体型与模块型，PLC控制系统主要包括逻辑运算等方面[4]。主要采取逻辑设计方法实现对PLC控制系统的应用，设计前需进行技术经济性分析。开关量控制中应用PIC智能控制以实现系统优化，应用PLC控制开关量可确保发挥继电器保护作用[5]。电气工程自动化控制系统涉及很多环节，PLC在电气设备自动化控制中应用广泛，包括数据控制等方面。数控是电气工程自动化控制中的关键环节，通过PLC技术应用可提高数控质量。在电气设备自动化中应用PLC控制系统需要对输入数据信息进行精准化估量。电气设备自动化分散控制中应用PLC控制系统可实现集中控制，总控系统可结合实际对各环节进行调控。工作系统出现问题后通过PLC技术进行自动化检修，根据生产流程进行有效设计。PLC技术开发要坚持创新原则、简洁性原则，应注重PLC技术的经济效益，充分发挥PLC控制系统在电气设备自动化中的优势。PLC在空调系统调节中的应用见图1。

　　自动化生产线要求机械加工装置完成预定工艺过程，自动工作机械电气一体化系统为自动生产线，将供料单元料仓工件送往加工单元物料台，设计控制系统设计以西门子S7-200PLC为核心，模块化组态灵活。自动线控制系统以输送单元PLC为控制核心，各单元检查机构将检测信号传送给单元PLC，自动化生产线系统模拟企业工件加工生产线流程，供料单元机械部分包括工件装料管等[6]。供料单元控制系统采用的PLC型号为三菱FX2N-32MR型，PLC上电后确认系统准备完成。供料不断循环进行，缺料报警退出运行状态后需加入足够的工件重新启动系统。设计保证扫描周期调用子程序，实现系统工作状态显示。输送单元机械结构包括拖链装置等部分，输送单元所需I/O点包括指示灯模块信号等，输送单元控制过程包括机械手到工作单元物流台取件定位控制。复位子程序检查机械手是否在原点位置。急停复位后机械手未运行，输送继续，通过光电传感器检测，加工刀具工作完成后电机停止。单元工作是分拣控制，工件属性可根据传感器动作判断。

　　自动生产线控制系统硬件传感器是生产线中的检测原件，生产线中执行部件包括伺服驱动等，通信系统将工件各单元连接形成整体，实现分散控制工作要求。自动生产线控制系统硬件设计输送单元是自动线重要的工作单元，输送单元选用西门子S7-200-226DC/DC型PLC。供料单元输出信号包括2个电磁铁，供料单元PLC选用S7-200-224AC/DC/RLY。分拣单元输入信号包括传感器6点主令信号急停，分拣单元PLC选用S7-200-224XP。自动生产线控制系统软件采用模块化设计方法，触摸屏组态模块可方便开发各种现场采集数据处理，触摸屏组态模块各单元控制模块对单元状态采样，实现触摸屏与各单元控制模块数据传输。单元控制模块包括供料加工与分拣单元控制程序。输送单元实现工作站工艺任务，系统中途停车复位到原点操作。供料单元控制程序完成供料控制功能；数据通信模块程序处理触摸屏主令信号。PLC自动化生产线制作后需要进行机械设备安装，此时需检查设备零部件后对零部件分类，保证机构安装安全。按照合理工序将分开部分组装，电气控制系统中的电气部分包括开关电源等安装在固定导轨。PLC系统主电路采用380V工业交流电源，接线系统远离易产生噪声电气部分；布线注意时不能将电流直接连接到直流输入端子。PLC运行模拟器将程序输入生产设备，发现程序问题及时修改。电气接线基于PLC的造纸机自动控制系统设计

　　造纸生产系统包括PCS、QCS、MCS等。造纸机类型存在差异，普通造纸机配置标准包括MCS、DRIVES等系统。造纸流程复杂，为降低生产成本，各国造纸工业都向智能化方向发展，不断提高自动化水平。近年来造纸工业控制系统自动化水平不断提高，采用PLC结合现场总线技术实现变频调速同步控制系统成为研究造纸机自动控制系统的推荐方案。随着社会生活水平的提高，对纸张消耗需求不断增加。造纸业对造纸机自动控制系统提出更高的要求，需要传动控制系统具有更高的稳定性，而不同造纸机生产的纸品种不同，因此电气传动控制系统不同。湿法造纸机有很多类型，自动控制系统要求包括可以在较大范围内调节工作车速，造纸机速度稳定，各分部速度可按比例调控实现同步升降，形成动态性能良好的速度链同步控制系统。各部分速度要具有微调功能，具有负荷分配与爬行速度功能。纸的抄造包含很多工艺流程，电动机控制成为造纸机控制的关键点，造纸机向高速方向发展，系统不确定性因素有很多，现代造纸机控制系统中多使用交流调速系统，如何控制好交流电动机成为系统设计的重点。需要根据造纸机控制系统要求总结设计关键点，分析速度链控制和负荷分配控制等关键问题。针对某造纸厂长网多缸造纸机自动控制系统设计，由于造纸机工业现场环境较差，系统采用稳定性较高的PLC作为主控制器。系统主要由主控制器PLC、电动机等组成，监控级与现场级网络系统结构简单。造纸机自动控制系统软硬件设计包括PLC及组态软件设计。设计造纸机自动控制系统由变频器拖动三相交流异步电动机实现传动点速度同步，西门子S7系列PLC硬件设置等可通过STEP7软件实现，硬件组态工具使用方便，实现功能包括系统组态，模块参数设置。设计基于PLC的造纸机自动控制系统，PLC向下通过PROFIBUS总线网络与变频器连接，向上通过MPI网络与工控机连接。系统配置灵活稳定性强。

　　PLC具有易于编程等优势，在电气自动化控制领域发挥重要作用。随着现代科技的高速发展，各种机械加工装置要自动完成预定工序，包装计数等方面根据设计程序自动完成，PLC具有精度高等特点，自动化设备应用PLC具有稳定性高等优点，通过更换软件可调整工作步骤，实现生产线联机工作。PLC控制系统应用于电气设备自动化设备设计是顺应行业发展趋势的必然要求。目前电气设备自动化设计中存在一些问题，需要运用PLC控制系统进行优化设计，充分发挥PLC控制系统优势，合理选择PLC技术流程。

　　以往的座椅组装线只生产单一品种，随着主机厂的需求和品种的增加，越来越向转向多品种共线生产，现在的设计思想中越来越多的引入了“柔性生产”这一概念。柔性生产线是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。柔性生产线)设备利用率高，多产品共线%左右，根据客户需求JIT供货，减少各种类产品库存；3)生产能力相对稳定，可按照需求进行UPH设定；4)产品质量高，更易于控制；5)产品应变能力大。可进行改造应对新产品的增加和老产品的停产。由于柔性生产线具有配置简单，自动化程度高，可程序化和重新配置的优点，而被广大用户所采用。

　　本文设计中，在理念上采用集中控制与分散控制相结合的方式，将ANDON与PLC作为控制的核心。通讯的应用是现代工业发展的一大主题，用通讯方式设计的系统结构简单，运行可靠，能有效的避免硬件故障带来系统的损失，通过与客户的信息链接，进行JIT生产，自动排序，自动发货，有效的节约库存，提高设备利用率，提高效率。增加防错系统，避免不良产生。

　　在现代化的工业发展与机械制造领域，随着工业生产与零部件加工制造设备技术的不断提升发展，在工业生产与机械加工制造中，不仅工业生产与机械加工技术水平的发展提升越来越快，并且工业生产与机械加工制造设计中，加工制造零部件的结构形式也由简单以及单一化，逐渐向着复杂化与多样性方面发展。因此，在现阶段的数控车床加工生产中，也经常会碰到一些非圆二次曲线零部件设计加工情况，像椭圆以及抛物线、双曲线等各种几何要素与形状的零部件，在进行这类零部件加工生产中，由于数控车中的自动控制系统不能够满足这类几何要素比较复杂并且多样的零部件设计与加工控制实现，因此，就需要结合零部件的几何形状与要素，进行数控车床自动化控制系统与程序的重新编制，以满足该类型零部件的生产加工需求。本文将利用某数控系统中自带的宏程序以及循环指令，通过实例对于数控车加工非圆二次曲线零部件的程序编制进行分析论述。

　　通常情况下，在应用数控车自动控制系统以及程序功能进行零部件的加工生产中，对于结构形状比较简单的零部件，可以通过数控车自动控制系统本身的系统存储记忆与功能，实现对于简单以及常用几何形状的零部件进行自动控制加工与生产实现，但是，非圆二次曲线零件，由于零件结构本身的复杂性与多变形，使得数控车生产加工的数量与情况比较少，因此，数控车的自动控制系统就不能满足该结构类型的零部件生产设计与加工需求，就需要在数控车加工过程中，通过提编制该类型结构的数控车加工生产控制系统与程序来进行具有复杂性以及多样性的零部件加工生产实现。

　　如图1所示，该图所示的数控车加工零部件设计图中，就融合了非圆二次曲线几何要素。该图所示的零部件为以手柄加工生产设计图，根据该手柄的加工生产设计图可以看出，该手柄的右半个部分为大半个椭圆，并且在该椭圆图形中，椭圆的长半轴长为25 mm，短半轴长为12.5 mm，同时，根据该手柄的设计图可以看出，要想实现对于该手柄的数控深生产与加工过程，就需要运用数控车自动控制系统中的宏程序，在完成非圆二次曲线零部件生产加工程序的编制设计情况下，完成对于该手柄的数控车床自动生产加工实现。下文将以该手柄设计图为例，对其编程思路进行分析探讨。

　　根据上文所述以及图1所示，在进行非圆二次曲线手柄的数控车自动加工程序编制中，首先，由非圆二次曲线，也就是椭圆的相关数学理论可得，非圆二次曲线的标准方程表示公式为（x2/a2）+（y2/b2）=1，将非圆二次曲线的这一标准方程式运用到数控车床车自动控制系统的坐标轴中，即可以得出如（z2/a2）+（x2/b2）=1，在这一坐标轴方程式中，将z看作是自变量，那么，根据方程中所显示的等式关系，经等式转换计算就可以得出x=±■。因此，在进行数控车加工非圆二次曲线零件程序编制时，如果以手柄的右端点作为程序编制中的工作原点，那么在进行该非圆二次曲线手柄的自动生产加工程序编制中，对于非圆二次曲线原点与工作原点在z方向上的直线 mm，那么，在进行该非圆二次曲线收手柄的数控车自动生产加工中，由于数控车的车刀沿是按照x的正方向轨迹进行生产加工运行，因此，在进行非圆二次曲线手柄的数控车自动加工生产中，可以将非圆二次曲线方程式中计算转换出的x负值取消，就有x=■，同时，在数控车加工非圆二次曲线手柄过程中，数控车车刀走刀时应注意通过z变量具体情况进行逐步的进给，并且应用数控专用计算机对于上述方程式进行计算，就可以对于x的相应值进行计算求出，而在数控车加工非圆二次曲线手柄过程中，数控车车刀可以沿着工作母线从工作原点，也就是O点，向工作1点进行生产加工移动，以实现对于非圆二次曲线手柄的生产加工实现，根据非圆二次曲线手柄的这一生产加工移动路线情况，就可以应用数控车控制系统的宏程序，实现对于非圆二次曲线手柄的数控车自动加工生产程序进行编制设计并应用实现。如图2所示，为数控车车刀加工生产移动路线 数控车车刀加工生产非圆二次曲线手柄的移动路线示意图

　　根据上文中对于非圆二次曲线零部件的数控车自动生产加工程序编制思路，也就是对于上图1所示手柄设计图中椭圆部分的加工程序编制思路，实现对于图1手柄中非圆二次曲线部分的程序编制，主要是通过利用调用子程序形式，同时结合某数控系统中的宏程序指令完成的。如下表所示，为#0-#38所对应的宏调用者传递的字段参数名。

　　浦镇公司是一家具有百年制造历史的“老字号”国家企业，在中国铁路运输装备制造从引进消化吸收再创新到自主创新的10年间，企业调结构、推转型，将清洁能源和无污染的现代城市轨道交通车辆和城际动车作为产业发展的方向，先后与国际大公司阿尔斯通、庞巴迪和西门子开展技术合作，从学习到自主生产，从跟随到比肩；从引进消化到自主创新，企业完成三级跳，形成国际一流的自主设计、制造、产品三大平台，成为来自中国的国际城轨市场的重要竞争力量。

　　创新设计理念。2002年，企业获得南京一号线辆地铁车辆订单，由此拉开市场开拓的大幕，10年间累计获得国内外近20条线多辆城市轨道车辆项目订单。企业以获得的这些重大项目为拉动，特别是2006年首次以技术方案获得印度孟买地铁车辆订单后，企业迅速建立起一支年轻高效的设计团队，在长达6年学习和技术积累的基础上，建立起自主的设计平台。企业购置了国际先进的三维设计软件、CATIA设计软件，并先后建立起计算机模拟流水生产线、仿真计算平台、试验验证平台，又投入数百万元，建立起PDM信息化平台，实现了设计信息的共享。

　　在研发中，企业推行欧洲技术标准，以人性化、舒适安全和低碳环保为重点，以绿色环保新材料和新工艺为支撑，实现研发理念与国际接轨，设计手段与国际接轨，试验验证手段与国际接轨。企业与欧洲国家试验中心和欧洲工业设计中心建立起良好的合作关系。交付上海、南京、杭州、苏州、深圳、印度孟买的地铁车辆全部达到国际一流水平，在环保、节能和舒适度方面，完全达到世界先进标准。

　　依托强大设计平台，实现产品技术性能的先进性。在产品与用户沟通中，企业不断提升产品的性能，以顺应循环经济的发展趋势。上海10号线地铁车辆在保持原有技术先进性的同时，首次实现无人驾驶。南京4列车是市政府支持企业自主创新的重大项目，在研制过程中，企业第一次运用集成技术，以我为主，从供应商选择到物流供应，从总体设计到系统论证，从生产制造到试验验证，全部由企业自主完成，2010年首列车下线，无论是整体性能，还是节能降噪，都达到国际一流水平。特别是轮缘加装的装置，解决了列车启动和运行的噪声问题，受到用户的高度肯定。印度孟买地铁设计中，根据孟买湿度大、坡道多、弯道多、间距短的特点，采用25 000伏高压牵引、中空不锈钢车体和宽体大运量技术，满足了孟买特有运行环境和运能需要。

　　在牵引网络控制方面，采用国际先进的交直交变流技术，特别是能源再生技术，很好地解决了线路高能耗问题。当满足列车运行要求后，多余的电能将通过受电弓反传回电网，降低了运行的能耗，实现再生能源。车内全部采用降噪设计，广泛采用网空板和隔音装置，增加了列车内电视音量和报站音量根据人流自动调节技术，充分体现乘坐的舒适度和人性化。

　　轻量化设计。为达到节能隆耗目标，企业不断采用新技术和无污染、品质好、性能高的新型材料以及新工艺，通过计算机仿真计算，优化设计，在保证安全的基础上降低轴重，提升车辆自身的运能。运行于上海线、南京线、杭州线、苏州线、深圳线以及出口海外的格鲁吉亚动车组、突尼斯动车组、印度孟买地铁全部实现轻量化设计。上海13号线地铁车辆通过反复计算和优化设计，仅车体就减重1.8吨，大大降低了运行能耗，成为中国城市轨道车辆节能环保的代表产品。

　　2000年，公司在南京高新开发区征地1 000亩，先后建成国内一流城轨车辆和城际动车生产基地，年产城轨、城际动车800辆、转向架1 500辆，成为亚洲最大的城轨车辆制造基地之一。新厂区在原有一条铝合金生产线的基础上，又各建成一条铝合金生产线和不锈钢生产线公里的试验线。新厂区突出技术的技术性，大量引进国际先进的加工设备，包括龙门加工中心和焊接机械手以及全套自动化流水生产设备，采用无尘作业，清洁化生产，生产环境整洁干净无噪声无烟尘。城轨总装厂房是亚洲第一大单体总装厂房，采用气垫车运输和空调恒温作业，作业环境优美，生产动态终端化，工艺技术现代化。2010年，企业又先后在广东江门和杭州萧山建立起城际动车修造基地和城轨车辆造修产业园，新建产业园以发展符合国家产业方向的绿色环保高端产品为宗旨，进一步扩大制造能力，增强企业在全球轨道行业的竞争力。

　　精益化生产，模块化制造。为最大限度降低资源消耗，提高生产效率，从2007年开始，企业全力推进精益生产，改革劳动组织，变过去单纯的技术分组为以工艺集成模块分组，变班组为工位，推进工位制管理，以节拍式拉动、看板式管理和流水化作业为核心，全面改造生产模式。制造过程推行模块化，即以工序为单元，所有部件线下模块生产，线上模块组成，定点配送。生产效率从过去两天一辆，提高到一天两辆，效率翻了4倍，不仅大大降低了生产成本，更提高了产品质量，而且使地铁车辆的修换变得更加简易，产品的安全性、可靠性大大提高。米乐 M6米乐 M6