第一篇:大学数控机床毕业论文
毕业论文
题目: 学生姓名: 班 级:专 业:指导教师:
年6月16日
2012
摘 要
世界制造业转移,中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代,钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期,正处于重化工业发展中期。
未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。美国、德国的重化工业发展期延续了18年以上,美国、德国、韩国四国重化工业发展期平均延续了12年,我们估计中国的重化工业发展期将至少延续10年,直到2015年。因此,在未来10年中,随着中国重化工业进程的推进,中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升,国产机械产品国际竞争力增强,逐步替代进口,并加速出口。目前,机械行业中部分子行业如船舶、铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移,并将持续受益;电站设备、工程机械、床等将受益于产业转移,加快出口进程
关键词 : 数控 工业化发展 刀具 机床
目 录
近年来,发展起来的图形交互式编程系统(WOP,又称面向车间编程),很受用户欢迎。这种编程方式不使用G、M代码,而是借助图形菜单,输入整个图形块以及相应参数作为加工指令,形成加工程序,与传统加工时的思维方式类似。图形交互编程方法在制定标准后,有可能成为各种型号的数控机床统一的编程方法。
2)使用方法
数控机床普遍采用彩色CRT进行人机对话、图形显示和图形模拟的。有的数控机床将采用说明书、编程指南、润滑指南等存入系统共使用者调阅。
3.2 按控制运动轨迹分类
3.2.1.点位控制数控机床
位置的精确定位,在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值,不控制点与点之间的运动轨迹,因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动,也可以各个坐标单独依次运动。
这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。
3.2.2.直线控制数控机床
直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度,沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工,进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。
直线控制的简易数控车床,只有两个坐标轴,可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床,有三个坐标轴,可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统,驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工,它也可算是一种直线控制数控机床。
数控镗铣床、加工中心等机床,它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整,兼有点位和直线控制加工的功能,这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。
3.3.3.轮廓控制数控机床
轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制,使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标,而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移,将工件加工成要求的轮廓形状。
常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂,在加工过程中需要不断进行插补运算,然后进行相应的速度与位移控制。
现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现,增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因此,除少数专用控制系统外,现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。
3.3 按驱动装置的特点分类
3.3.1开环控制数控机床
这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件,伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令,经驱动电路功率放大后,驱动步进电机旋转一个角度,再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转,通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的,即进给脉冲发出去后,实际移动值不再反馈回来,所以称为开环控制数控机床。
开环控制系统的数控机床结构简单,成本较低。但是,系统对移动部件的实际位移量不进行监测,也不能进行误差校正。因此,步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统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。
3.3.2闭环控制数控机床
接对工作台的实际位移进行检测,将测量的实际位移值反馈到数控装置中,与输入的指令位移值进行比较,用差值对机床进行控制,使移动部件按照实际需要的位移量运动,最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲,闭环系统的运动精度主要取决于检
测装置的检测精度,也与传动链的误差无关,因此其控制精度高。图1-3所示的为闭环控制数控机床的系统框图。图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时,若工作台没有移动,则没有反馈量,指令值使得伺服电动机转动,通过A将速度反馈信号送到速度控制电路,通过C将工作台实际位移量反馈回去,在位置比较电路中与位移指令值相比较,用比较后得到的差值进行位置控制,直至差值为零时为止。这类控制的数控机床,因把机床工作台纳入了控制环节,故称为闭环控制数控机床。
闭环控制数控机床的定位精度高,但调试和维修都较困难,系统复杂,成本高。
3.3.3半闭环控制数控机床
半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置(如光电编码器等),通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移,然后反馈到数控装置中去,并对误差进行修正。通过测速元件A和光电编码盘B可间接检测出伺服电动机的转速,从而推算出工作台的实际位移量,将此值与指令值进行比较,用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中,因而称为半闭环控制数控机床。
半闭环控制数控系统的调试比较方便,并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体,这样,使结构更加紧凑。
3.3.4混合控制数控机床
将以上三类数控机床的特点结合起来,就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床,因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度,其传动链惯量与力矩大,如果只采用全闭环控制,机床传动链和工作台全部置于控制闭环中,闭环调试比较复杂。混合控制系统又分为两种形式:
(1)开环补偿型。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构,另外附加一个校正电路。用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。
(2)半闭环补偿型。它是用半闭环控制方式取得高精度控制,再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环修正,以获得高速度与高精度的统一。其中A是速度测量元件(如测速发电机),B是角度测量元件,C是直线位移测量元件。
4.3.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。
4.4.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。
4.5.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。
4.6.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,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。
5.2、控制尺寸精度的技巧 5.2.1.修改刀补值保证尺寸精度
由于
2a标注尺寸经换算后而得到的编程尺寸。其中,φ29.95mm、φ16mm及60.07mm三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到的编程尺寸。
5.2.4.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:φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。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X23.03,X16改为X16.04,这样一来,各轴段均有超出名义尺寸的统一公差0.06mm;
b.改刀补
在1号刀刀补001处输入U-0.06。
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。
电流(转矩)调节输出驱动信号驱动伺服电机转动,实现机床坐标轴运动,同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC与CNC通信,通报现时工作状态并接受CNC的控制。
进给伺服系统速度调节器的正确调节是最重要的,应该在位置开环的条件下作最佳化调节,既不过冲又要保持一定的硬特性。它受机床坐标轴机械特性的制约,一旦导轨和机械传动链 的状态发生变化,就需重调速度环调节器。
(6)电器硬件电路随着PLC功能的不断强大,电器硬件电路主要任务是电源的生成与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器(继电器、接触器),很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继电器的情况,一旦这类元件出现故障,除了更换之外,还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之,但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解,还要对机床的PLC语言与程序深入掌握才行。
(7)机床(电器部分)包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。它们是实现机床
各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。
这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线、电缆的脱开或断裂。
(8)速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作为速度反馈信号,与指令速度电压值相比较,从而实现速度的精确控制。
这里应注意测速反馈电压的匹配联接,并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反馈线接反或者断线所致。
(9)位置测量较早期的机床使用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器,而现代机床多采
用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位置进行直接或间接的测量,将测量值反馈到CNC并与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位置,从而实现对位置的精确控制。
位置环可能出现的故障多为硬件故障,例如位置测量元件受到污染,导线连接故障等。
(10)外部设备一般指PC计算机、打印机等输出设备,多数不属于机床的基本配置。使用中的主要问题与输入装置一样,是匹配问题。(1)数据输入装置将指令信息和各种
应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机(已很少使用),3.5in软盘驱动器,CNC键盘(一般输入操作),数控系统配备的硬盘及驱动装置(用于大量数据的存储保护)、磁带机(较少使用)、PC计算机等等。
(2)数控系统数控机床的中枢,它将接到的全部功能指令进行解码、运算,然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令,直至运动和功能结束。
数控系统都有很完善的自诊断能力,日常使用中更多地是要注意严格按规定操作,而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破坏。
(3)可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序,使它们能够准确地、协调有序地安全运行;同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC,使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令,如此实现对整个机床的控制。
当代PLC多集成于数控系统中,这主要是指控制软件的集成化,而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集成是采取软件接口实现的,一般系统都是将二者间各种通信信息分别指定其固定的存放地址,由系统对所有地址的信息状态进行实时监控,根据各接口信号的现时状态加以分析判断,据此作出进一步的控制命令,完成对运动或功能的控制。
不同厂商的PLC有不同的PLC语言和不同的语言表达形式,因此,力求熟悉某一机床PLC程序的前提是先熟悉该机床的PLC语言。
(4)主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令,经速度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动主电动机转动,同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各项功能控制。
主轴驱动系统自身有许多参数设定,这些参数直接影响主轴的转动特性,其中有些不可丢失或改变的,例如指示电动机规格的参数等,有些是可根据运行状态加以调改的,例
如零漂等。通常CNC中也设有主轴相关的机床数据,并且与主轴驱动系统的参数作用相同,因此要注意二者取一,切勿冲突。
(5)进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴分别提供的速度指令,经速度与电流(转矩)调节输出驱动信号驱动伺服电机转动,实现机床坐标轴运动,同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC与CNC通信,通报现时工作状态并接受CNC的控制。
进给伺服系统速度调节器的正确调节是最重要的,应该在位置开环的条件下作最佳
化调节,既不过冲又要保持一定的硬特性。它受机床坐标轴机械特性的制约,一旦导轨和机械传动链 的状态发生变化,就需重调速度环调节器。
(6)电器硬件电路随着PLC功能的不断强大,电器硬件电路主要任务是电源的生成与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器(继电器、接触器),很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继电器的情况,一旦这类元件出现故障,除了更换之外,还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之,但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解,还要对机床的PLC语言与程序深入掌握才行。
(7)机床(电器部分)包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。它们是实现机床
各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。
这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线、电缆的脱开或断裂。
(8)速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作为速度反馈信号,与指令速度电压值相比较,从而实现速度的精确控制。
这里应注意测速反馈电压的匹配联接,并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反馈线接反或者断线所致。
(9)位置测量较早期的机床使用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器,而现代机床多采
用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位置进行直接或间接的测量,将测量值反馈到CNC并与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位置,从而实现对位置的精确控制。
位置环可能出现的故障多为硬件故障,例如位置测量元件受到污染,导线连接故障等。
(10)外部设备一般指PC计算机、打印机等输出设备,多数不属于机床的基本配置。使用中的主要问题与输入装置一样,是匹配问题。
(1)数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机(已很少使用),3.5in软盘驱动器,CNC键盘(一般输入操作),数控系统配备的硬盘及驱动装置(用于大量数据的存储保护)、磁带机(较少使用)、PC计算机等等。
(2)数控系统数控机床的中枢,它将接到的全部功能指令进行解码、运算,然后有
序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令,直至运动和功能结束。
数控系统都有很完善的自诊断能力,日常使用中更多地是要注意严格按规定操作,而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破坏。
(3)可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序,使它们能够准确地、协调有序地安全运行;同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC,使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令,如此实现对整个机床的控制。
当代PLC多集成于数控系统中,这主要是指控制软件的集成化,而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集成是采取软件接口实现的,一般系统都是将二者间各种通信信息分别指定其固定的存放地址,由系统对所有地址的信息状态进行实时监控,根据各接口信号的现时状态加以分析判断,据此作出进一步的控制命令,完成对运动或功能的控制。
不同厂商的PLC有不同的PLC语言和不同的语言表达形式,因此,力求熟悉某一机床PLC程序的前提是先熟悉该机床的PLC语言。
(4)主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令,经速度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动主电动机转动,同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各项功能控制。
主轴驱动系统自身有许多参数设定,这些参数直接影响主轴的转动特性,其中有些不可丢失或改变的,例如指示电动机规格的参数等,有些是可根据运行状态加以调改的,例
如零漂等。通常CNC中也设有主轴相关的机床数据,并且与主轴驱动系统的参数作用相同,因此要注意二者取一,切勿冲突。
(5)进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴分别提供的速度指令,经速度与电流(转矩)调节输出驱动信号驱动伺服电机转动,实现机床坐标轴运动,同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC与CNC通信,通报现时工作状态并接受CNC的控制。
进给伺服系统速度调节器的正确调节是最重要的,应该在位置开环的条件下作最佳化调节,既不过冲又要保持一定的硬特性。它受机床坐标轴机械特性的制约,一旦导轨和机械传动链 的状态发生变化,就需重调速度环调节器。
(6)电器硬件电路随着PLC功能的不断强大,电器硬件电路主要任务是电源的生成
与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器(继电器、接触器),很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继电器的情况,一旦这类元件出现故障,除了更换之外,还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之,但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解,还要对机床的PLC语言与程序深入掌握才行。
(7)机床(电器部分)包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。它们是实现机床
各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。
这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线、电缆的脱开或断裂。
(8)速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作为速度反馈信号,与指令速度电压值相比较,从而实现速度的精确控制。
这里应注意测速反馈电压的匹配联接,并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反馈线接反或者断线所致。
(9)位置测量较早期的机床使用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器,而现代机床多采
用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位置进行直接或间接的测量,将测量值反馈到CNC并与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位置,从而实现对位置的精确控制。
位置环可能出现的故障多为硬件故障,例如位置测量元件受到污染,导线连接故障等。
(10)外部设备一般指PC计算机、打印机等输出设备,多数不属于机床的基本配置。使用中的主要问题与输入装置一样,是匹配问题。
(1)数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机(已很少使用),3.5in软盘驱动器,CNC键盘(一般输入操作),数控系统配备的硬盘及驱动装置(用于大量数据的存储保护)、磁带机(较少使用)、PC计算机等等。
(2)数控系统数控机床的中枢,它将接到的全部功能指令进行解码、运算,然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令,直至运动和功能结束。
数控系统都有很完善的自诊断能力,日常使用中更多地是要注意严格按规定操作,而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破坏。
(3)可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动
及功能指令进行逻辑排序,使它们能够准确地、协调有序地安全运行;同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC,使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令,如此实现对整个机床的控制。
当代PLC多集成于数控系统中,这主要是指控制软件的集成化,而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集成是采取软件接口实现的,一般系统都是将二者间各种通信信息分别指定其固定的存放地址,由系统对所有地址的信息状态进行实时监控,根据各接口信号的现时状态加以分析判断,据此作出进一步的控制命令,完成对运动或功能的控制。
不同厂商的PLC有不同的PLC语言和不同的语言表达形式,因此,力求熟悉某一机床PLC程序的前提是先熟悉该机床的PLC语言。
(4)主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令,经速度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动主电动机转动,同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各项功能控制。
主轴驱动系统自身有许多参数设定,这些参数直接影响主轴的转动特性,其中有些不可丢失或改变的,例如指示电动机规格的参数等,有些是可根据运行状态加以调改的,例
如零漂等。通常CNC中也设有主轴相关的机床数据,并且与主轴驱动系统的参数作用相同,因此要注意二者取一,切勿冲突。
(5)进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴分别提供的速度指令,经速度与电流(转矩)调节输出驱动信号驱动伺服电机转动,实现机床坐标轴运动,同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC与CNC通信,通报现时工作状态并接受CNC的控制。
进给伺服系统速度调节器的正确调节是最重要的,应该在位置开环的条件下作最佳化调节,既不过冲又要保持一定的硬特性。它受机床坐标轴机械特性的制约,一旦导轨和机械传动链 的状态发生变化,就需重调速度环调节器。
(6)电器硬件电路随着PLC功能的不断强大,电器硬件电路主要任务是电源的生成与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器(继电器、接触器),很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继电器的情况,一旦这类元件出现故障,除了更换之外,还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之,但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解,还要对机床的PLC语言与程序
深入掌握才行。
(7)机床(电器部分)包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。它们是实现机床
各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。
这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线、电缆的脱开或断裂。
(8)速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作为速度反馈信号,与指令速度电压值相比较,从而实现速度的精确控制。
这里应注意测速反馈电压的匹配联接,并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反馈线接反或者断线所致。
(9)位置测量较早期的机床使用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器,而现代机床多采
用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位置进行直接或间接的测量,将测量值反馈到CNC并与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位置,从而实现对位置的精确控制。
位置环可能出现的故障多为硬件故障,例如位置测量元件受到污染,导线连接故障等。
(10)外部设备一般指PC计算机、打印机等输出设备,多数不属于机床的基本配置。使用中的主要问题与输入装置一样,是匹配问题。
(1)数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机(已很少使用),3.5in软盘驱动器,CNC键盘(一般输入操作),数控系统配备的硬盘及驱动装置(用于大量数据的存储保护)、磁带机(较少使用)、PC计算机等等。
(2)数控系统数控机床的中枢,它将接到的全部功能指令进行解码、运算,然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令,直至运动和功能结束。
数控系统都有很完善的自诊断能力,日常使用中更多地是要注意严格按规定操作,而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破坏。
(3)可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序,使它们能够准确地、协调有序地安全运行;同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC,使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令,如此实现对整个机床的控制。
当代PLC多集成于数控系统中,这主要是指控制软件的集成化,而PLC硬件则在规
模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集成是采取软件接口实现的,一般系统都是将二者间各种通信信息分别指定其固定的存放地址,由系统对所有地址的信息状态进行实时监控,根据各接口信号的现时状态加以分析判断,据此作出进一步的控制命令,完成对运动或功能的控制。
不同厂商的PLC有不同的PLC语言和不同的语言表达形式,因此,力求熟悉某一机床PLC程序的前提是先熟悉该机床的PLC语言。
(4)主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令,经速度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动主电动机转动,同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各项功能控制。
主轴驱动系统自身有许多参数设定,这些参数直接影响主轴的转动特性,其中有些不可丢失或改变的,例如指示电动机规格的参数等,有些是可根据运行状态加以调改的,例
如零漂等。通常CNC中也设有主轴相关的机床数据,并且与主轴驱动系统的参数作用相同,因此要注意二者取一,切勿冲突。
(5)进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴分别提供的速度指令,经速度与电流(转矩)调节输出驱动信号驱动伺服电机转动,实现机床坐标轴运动,同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC与CNC通信,通报现时工作状态并接受CNC的控制。
进给伺服系统速度调节器的正确调节是最重要的,应该在位置开环的条件下作最佳化调节,既不过冲又要保持一定的硬特性。它受机床坐标轴机械特性的制约,一旦导轨和机械传动链 的状态发生变化,就需重调速度环调节器。
(6)电器硬件电路随着PLC功能的不断强大,电器硬件电路主要任务是电源的生成与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器(继电器、接触器),很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继电器的情况,一旦这类元件出现故障,除了更换之外,还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之,但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解,还要对机床的PLC语言与程序深入掌握才行。
(7)机床(电器部分)包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。它们是实现机床
各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。
这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线、电缆的脱开或断裂。
(8)速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作为速度反馈信号,与指令速度电压值相比较,从而实现速度的精确控制。
这里应注意测速反馈电压的匹配联接,并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反馈线接反或者断线所致。
(9)位置测量较早期的机床使用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器,而现代机床多采
用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位置进行直接或间接的测量,将测量值反馈到CNC并与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位置,从而实现对位置的精确控制。
位置环可能出现的故障多为硬件故障,例如位置测量元件受到污染,导线连接故障等。
(10)外部设备一般指PC计算机、打印机等输出设备,多数不属于机床的基本配置。使用中的主要问题与输入装置一样,是匹配问题。
(1)数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机(已很少使用),3.5in软盘驱动器,CNC键盘(一般输入操作),数控系统配备的硬盘及驱动装置(用于大量数据的存储保护)、磁带机(较少使用)、PC计算机等等。
(2)数控系统数控机床的中枢,它将接到的全部功能指令进行解码、运算,然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令,直至运动和功能结束。
数控系统都有很完善的自诊断能力,日常使用中更多地是要注意严格按规定操作,而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破坏。
(3)可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序,使它们能够准确地、协调有序地安全运行;同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC,使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令,如此实现对整个机床的控制。
当代PLC多集成于数控系统中,这主要是指控制软件的集成化,而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集成是采取软件接口实现的,一般系统都是将二者间各种通信信息分别指定其固定的存放地址,由系统对所有地址的信息状态进行实时监控,根据各接口信号的现时状态加以分析判断,据此作出进一步的控制命令,完成对运动或功能的控制。
不同厂商的PLC有不同的PLC语言和不同的语言表达形式,因此,力求熟悉某一机床PLC程序的前提是先熟悉该机床的PLC语言。
(4)主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令,经速度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动主电动机转动,同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各项功能控制。
主轴驱动系统自身有许多参数设定,这些参数直接影响主轴的转动特性,其中有些不可丢失或改变的,例如指示电动机规格的参数等,有些是可根据运行状态加以调改的,例
如零漂等。通常CNC中也设有主轴相关的机床数据,并且与主轴驱动系统的参数作用相同,因此要注意二者取一,切勿冲突。
(5)进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴分别提供的速度指令,经速度与电流(转矩)调节输出驱动信号驱动伺服电机转动,实现机床坐标轴运动,同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC与CNC通信,通报现时工作状态并接受CNC的控制。
进给伺服系统速度调节器的正确调节是最重要的,应该在位置开环的条件下作最佳化调节,既不过冲又要保持一定的硬特性。它受机床坐标轴机械特性的制约,一旦导轨和机械传动链 的状态发生变化,就需重调速度环调节器。
(6)电器硬件电路随着PLC功能的不断强大,电器硬件电路主要任务是电源的生成与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器(继电器、接触器),很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继电器的情况,一旦这类元件出现故障,除了更换之外,还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之,但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解,还要对机床的PLC语言与程序深入掌握才行。
(7)机床(电器部分)包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。它们是实现机床
各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。
这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线、电缆的脱开或断裂。
(8)速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作为速度反馈信号,与指令速度电压值相比较,从而实现速度的精确控制。
这里应注意测速反馈电压的匹配联接,并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反馈线接反或者断线所致。
(9)位置测量较早期的机床使用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器,而现代机床多采
用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位置进行直接或间接的测量,将测量值反馈到CNC并与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位置,从而实现对位置的精确控制。
位置环可能出现的故障多为硬件故障,例如位置测量元件受到污染,导线连接故障等。
(10)外部设备一般指PC计算机、打印机等输出设备,多数不属于机床的基本配置。使用中的主要问题与输入装置一样,是匹配问题。
6.2.数控机床运动坐标的电气控制
数控机床一个运动坐标的电气控制由电流(转矩)控制环、速度控制环和位置控制环串联组成。
(1)电流环是为伺服电机提供转矩的电路。一般情况下它与电动机的匹配调节已由制造者作好了或者指定了相应的匹配参数,其反馈信号也在伺服系统内联接完成,因此不需接线与调整。
(2)速度环是控制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调节器是比例积分(PI)调节器,其P、I调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统(导轨、传动机构)的传动刚度与传动间隙等机械特性,一旦这些特性发生明显变化时,首先需要对机械传动系统进行修复工作,然后重新调整速度环PI调节器。
速度环的最佳调节是在位置环开环的条件下才能完成的,这对于水平运动的坐标轴和转动坐标轴较容易进行,而对于垂向运动坐标轴则位置开环时会自动下落而发生危险,可以采取先摘下电动机空载调整,然后再装好电动机与位置环一起调整或者直接带位置环一起调整,这时需要有一定的经验和细心。速度环的反馈环节见前面“速度测量”一节。
(3)位置环是控制各坐标轴按指令位置精确定位的控制环节。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精度。这其中有两方面的工作:
一是位置测量元件的精度与CNC系统脉冲当量的匹配问题。测量元件单位移动距离
发出的脉
冲数目经过外部倍频电路和/或CNC内部倍频系数的倍频后要与数控系统规定的分辨率相符。例如位置测量元件10脉冲/mm,数控系统分辨率即脉冲当量为0.001mm,则测量元件送出的脉冲必须经过100倍频方可匹配。
二是位置环增益系数Kv值的正确设定与调节。通常Kv值是作为机床数据设置的,数控系统中对各个坐标轴分别指定了Kv值的设置地址和数值单位。在速度环最佳化调节后Kv值的设定则成为反映机床性能好坏、影响最终精度的重要因素。Kv值是机床运动坐标自身性能优劣的直接表现而并非可以任意放大。关于Kv值的设置要注意两个问题,首先要满足下列公式: Kv=v/Δ
式中v——坐标运行速度,m/min Δ——跟踪误差,mm
注意,不同的数控系统采用的单位可能不同,设置时要注意数控系统规定的单位。例如,坐标运行速度的单位是m/min,则Kv值单位为m/(mm·min),若v的单位为mm/s,则Kv的单位应为mm/(mm·s)。
其次要满足各联动坐标轴的Kv值必须相同,以保证合成运动时的精度。通常是以Kv值最低的坐标轴为准。
位置反馈(参见上节“位置测量”)有三种情况:一种是没有位置测量元件,为位置开环控制即无位置反馈,步进电机驱动一般即为开环;一种是半闭环控制,即位置测量元件不在坐标轴最终运动部件上,也就是说还有部分传动环节在位置闭环控制之外,这种情况要求环外传动部分应有相当的传动刚度和传动精度,加入反向间隙补偿和螺距误差补偿之后,可以得到很高的位置控制精度;
结
语
制定符合中国国情的总体发展战略,确立与国际接轨的发展道路,对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。本文在对数控技术和产业发展趋势的分析,对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上,对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨,提出了以科技创新为先导,以商品化为主干,以管理和营销为重点,以技术支持和服务为后盾,坚持可持续发展道路的总体发展战略。在此基础上,研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。
我们衷心希望,我国科技界、产业界和教育界通力合作,把握好知识经济给我们带来的难得机遇,迎接竞争全球化带来的严峻挑战,为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列,使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗!
致
谢
时光匆匆如流水,转眼便是大学毕业时节,春梦秋云,聚散真容易。在这个美好的季节里,我在电脑上敲出了最后一个字,心中涌现的不是想象已久的欢欣,却是难以言喻的失落。是的,随着论文的终结,意味着我生命中最纯美的学生时代即将结束,尽管百般不舍,这一天终究会在熙熙攘攘的喧嚣中决绝的来临。
三年寒窗,所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识,更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这些年来我遇到了许多恩师益友,无论在学习上、生活上还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾,让我在诸多方面都有所成长。感恩之情难以用语言量度,谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。
还要感谢我的父母,给予我生命并竭尽全力给予了我接受教育的机会,养育之恩没齿难忘; 他们不仅培养了我对中国传统文化的浓厚的兴趣,让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依,而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里,我会更加努力的学习和工作,不辜负父母对我的殷殷期望!我一定会好好孝敬和报答他们!,还有许多人,也许他们只是我生命中匆匆的过客,但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列,但对他们,我始终心怀感激。最后,我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢!
第二篇:数控机床毕业论文
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湖北科技职业学院
毕业论文
论文题目:中国数控机床的发展 姓 名:××× 学 号:××× 专业班级:××× 指导老师:×××
二〇一五年四月
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摘要
自从20世纪中叶数控技术出现以来,数控机床的产生给机械制造业带来了具有革命性意义的改变。数控加工技术具有以下特点:具有高度柔性,加工的精度高,加工质量稳定、可靠,生产效率较高,还可以减轻操作者的劳动强度、改善工作条件,既能促进生产管理的现代化又能促使经济效益的提高。数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。它是一种机电一体化程度较高的产品,可以用于加工各种小批量零件,或者结构较复杂、精度要求较高的零件等等。数控机床的优良特点及其广泛的应用范围使得它成为当代机械制造业的主流装备,也是市场热门商品。我国的数控机床经历了多年的进步与发展已经取得了不错的成绩,但在科技日益进步的今天,如何进一步推进其发展在今天是一个很关键的问题。
关键字: 数控机床 趋势 发展策略
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目录
第一章 数控机床的产生
1.1 数控机床·················································4 1.2数控技术················································ ·4 1.3我国数控机床现状··········································5 第二章 数控机床的发展趋势
2.1向工序集中化发展········································· ·6 2.2向高速度、高精度方向发展···································7 2.3向柔性化、功能集成化方向发展······························· 8 2.4向智能化方向发展·········································· 9 2.4.1引进自适应控制技术····································· ·9 2.4.2智能故障回放和故障仿真技术······························ ·9 2.4.3刀具寿命自动检测······································· ·9 2.4.4智能4M数控系统········································ ·9 2.4.5智能化交流伺服驱动技术·································· 10 2.5向高可靠性方向发展······································· 10 2.5.1采用更高集成度电路芯片································· ·10 2.5.2实现硬件功能软件化······································10 2.5.3增强故障自诊断、自恢复和保护功能·························10 2.6向网络化方向发展········································· 11 2.7向标准化方向发展········································· 11 2.8向功能复合化方向发展······································12 第三章 中国数控机床发展策略
3.1加大技术科研力度··········································13 3.2进一步提高数控机床产品的自主开发、制造能力··················13 3.3加快高性能数控功能部件的研发,提升数控机床品质·········· ····14 3.4加快技术引进与国际合作学习·································15 结语······················································ ·15
参考文献················································· ·17
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第一章 数控机床的产生
1.1数控机床
数控机床,顾名思义,即采用了数控技术的机床。数控机床的出现是为了满足多品种,小批量的自动化生产,能够适用产品频繁变化且具有柔性的生产需求。从应用来说,数控机床就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等)和步骤,以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示,通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机,计算机对输入的信息进行处理与运算,发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,是机床自动加工出所需要的零件。1.2数控技术
说到数控机床就不得不提起数控技术。数控技术,简称“数控”,英文:Numerical Control(NC),是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。根据国家标准GB/T8129-1997,对机床数字控制的定义:用数字控制的装置(简称数控装置),在运行过程中,不断地引入数字数据,从而对某一生产过程实现自动控制,叫数字控制,简称数控。用计算机控制加工功能,称为计算机数控。目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术通过使用计算机按事先存贮的控制程序来实现对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的储存、处理、湖北科技职业学院毕业论文
运算、逻辑判断等各种控制机能都可以通过设计者来设计开发各种程序来实现。1.3我国数控机床现状
我国数控技术起步于20世纪中期,纵观其发展历程,可以划分为三个阶段:第一阶段从上世纪五十年代至七十年代,这个阶段为封闭式发展阶段。在此阶段,处于新中国初期,百废待兴,人才缺乏,科技落后,由于国外的技术封锁限制和我国自身基础条件的限制,数控技术的发展趋势并不明显。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,这个阶段是引进技术和消化吸收阶段。在此阶段,机床工业也随之逐步走上科学生产、大力发展的道路并初步建立起了国产化体系。由于改革开放的推进过程和国家的重视,以及各方面环境的改善,使得我国数控技术在产品的研究、开发等方面都取得了显著性的进步。第三阶段是在国家“八五”的后期和“九五”期间,这个阶段是实施产业化的研究并且进入市场竞争的阶段。在此阶段,开始引进日、德、美数控系统、以及各类数控机床、加工中心,进行合作生产。通过边仿、边学、边造、边用,逐步掌握了数控机床的一些技术、特点与发展规律,发展比较迅速。我国国产数控装备的产业化在这个阶段取得了实质性的进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达到了50%,配国产数控系统也达到了10%。随后,我国也已经进入世界高速数控机床生产国和高精度精密数控机床生产国的行列。目前我国数控机床需求量日益扩大,产量正呈飞速增长的趋势,数据显示,我国数控金属切削机床产量从2004年的湖北科技职业学院毕业论文
51,861.00台增长至2013年的209,287.00台。2013年,我国数控金属切削机床行业产量呈现增长态势,比2012年205,695.13台同比增长1.75%。据统计,目前我国可供市场的数控机床有1500种,几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。领域之广,可与日本、德国、美国并驾齐驱。按专项规划,到2020年,我国航空航天、船舶、汽车、发电设备制造所需要的高档数控机床与基础制造装备约80%立足国内。高档数控机床与基础制造装备总体技术水平进入国际先进行列,部分产品国际领先。
从上面的内容中我们看到了我国在数控机床领域取得的一些成绩。而另一方面,尽管我国数控金属切削机床行业近年来取得了长足的发展,数控化率稳步提高,但机床消费和生产的结构性矛盾仍然比较突出。目前,国内对中高档机床的需求量逐渐超过低档机床。但国产数控金属切削机床以低档为主,高档数控机床绝大部分依赖进口。我国数控金属切削机床行业技术创新投入不足,自主创新能力较弱,导致国产数控金属切削机床在质量、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。
第二章 数控机床的发展趋势
近些年来,随着科学技术的发展,先进制造技术的兴起和不断成熟,对数控技术提出了更高的要求。自从我国数控机床的技术发展到了成熟期以后,各个领域都开始了对于数控机床的广泛关注。当前我国的机床铸造产业正处于高速发展时期,产业由量变正走向质变的阶
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段。综合分析国内外数控机床发展形势,我国数控机床的发展还应顺应以下发展趋势:
2.1向工序集中化发展
上世纪中期,在一般数控机床的基础上开发了数控加工中心,即自备刀具库的自动换刀数控机床。在加工中心机床上,机床的机械手可以自动更换刀具,连续地对工件进行多种工序加工。加工中心机床使工序集中在一台机床上完成,减少了由于工序分散,工件多次安装引起的定位误差,提高了加工精度,同时也减少了机床的台数与占地面积,压缩了半成品的库存量,减少了工序间的辅助时间,有效的提高了数控机床的生产效率和数控加工的经济效益。2.2向高速度、高精度方向发展
精度和速度是数控机床的两个重要指标,直接关系到产品的质量和档次、产品的生产周期和在市场上的竞争能力。高精度、高速度是机械加工的目标,数控机床因其价格昂贵,在这些方面的发展也就更为突出。
在加工精度方面,数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度,机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。最近几年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3-5μm提高到1-1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级。加工精度的提高不仅在于采用了滚珠丝杠副、静压导轨、直线滚动导轨、磁浮导轨等部件,提高了CNC系统的控制精度,应用了高分辨率位置检测装置,而且也在于使用了各种
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误差补偿技术,如丝杠螺距误差补偿、刀具误差补偿、热变形误差补偿、空间误差综合补偿等等。
在加工速度方面,如今的数控机床普遍是高速加工,高速加工源于20世纪90年代初,以电主轴和直线电机的应用为特征,使主轴转速大大提高,进给速度达60m/min以上,进给加速度和减速度达到1-2g以上,主轴转速达100000r/min以上。高速进给要求数控系统的运算速度快、采样周期短,还要求数控系统具有足够的超前路径加(减)速优化预处理能力,有些系统可提前处理5000个程序段。为保证加工速度,高档数控系统可在每秒内进行2000-10000次进给速度的改变。另一方面,运算速度的高速化也为数控机床增添了动力:微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障,开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统,频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高,使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24~240m/min的进给速度。2.3向柔性化、功能集成化方向发展
数控机床在提高单机柔性化的同时,朝单元柔性化和系统化方向发展,如出现了数控多轴加工中心、换刀换箱式加工中心等具有柔性的高效加工设备;出现了由多台数控机床组成底层加工设备的柔性制造单元、柔性制造系统、柔性加工线。
在现代数控机床上,自动换刀装置、自动工作台交换装置等已成为基本装置。随着数控机床向柔性化方向的发展,功能集成化更多地体现在:工件自动装卸,工件自动定位,刀具自动对刀,工件自动测
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量与补偿,集钻、车、镗、铣、磨为一体的“万能加工”和集装卸、加工、测量为一体的“完整加工”等。2.4向智能化方向发展
随着人工智能在计算机领域不断渗透和发展,数控系统向智能化方向发展。在新一代的数控系统中,由于采用“进化计算”、“模糊系统”和“神经网络”等控制机理,性能大大提高,具有加工过程的自适应控制、负载自动识别、工艺参数自生成、运动参数动态补偿、智能诊断、智能监控等功能。
2.4.1引进自适应控制技术
通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息,利用传统的或现代的算法进行识别,以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态,并根据这些状态实时调整加工参数和加工指令,使设备处于最佳运行状态,以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性;
2.4.2智能故障回放和故障仿真技术
能够完整记录系统的各种信息,对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真,用以确定错误引起的原因,找出解决问题的办法,积累生产经验;
2.4.3刀具寿命自动检测
利用红外、声发射、激光等检测手段,对刀具和工件进行检测。发现工件超差、刀具磨损和破损等,及时进行报警、自动补偿或更换刀具,确保产品质量。
2.4.4智能4M数控系统
在制造过程中,加工、检测一体化是实现快速制造、快速检测和
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快速响应的有效途径,将测量(Measurement)、建模(Modeling)、加工(Manufacturing)、机器操作(Manipulator)四者(即4M)融合在一个系统中,实现信息共享,促进测量、建模、加工、装夹、操作的一体化。
2.4.5智能化交流伺服驱动技术
目前已研究能自动识别负载并自动调整参数的智能化伺服系统,包括智能化主轴交流驱动装置和进给伺服驱动装置,使驱动系统获得最佳运行。
2.5向高可靠性方向发展
所谓的数控机床可靠性,就是指数控机床产品及其系统能够在限定时间内完成一定的动作指令的能力。数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标,它主要取决于数控系统各伺服驱动单元的可靠性。为提高可靠性,目前主要采取以下措施:
2.5.1采用更高集成度电路芯片
采用更高集成度的电路芯片,采用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路,可以减少元器件的数量,有效地提高可靠性。
2.5.2实现硬件功能软件化
通过硬件功能软件化,以适应各种控制功能的要求,同时通过硬件结构的模块化、标准化、通用化及系列化,提高硬件的生产批量和质量。
2.5.3增强故障自诊断、自恢复和保护功能
增强故障自诊断、自恢复和保护功能对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断、报警。当发生加工超程、刀损、干扰、断电
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等各种意外时,自动进行相应的保护,而这些措施就大大地增加了数控机床的可靠性。2.6向网络化方向发展
对于面临激烈竞争的企业来说,使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能,以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享,又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理等等,还可实现数控装备的数字化服务。数控机床的网络化将极大地满足柔性生产线、柔性制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式,如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。目前先进的数控系统为用户提供了强大的联网能力,除了具有RS232C接口外,还带有远程缓冲功能的DNC接口,可以实现多台数控机床间的数据通信和直接对多台数控机床进行控制。有的已配备与工业局域网通信的功能以及网络接口,促进了系统集成化和信息综合化,使远程在线编程、远程仿真、远程操作、远程监控及远程故障诊断成为可能。这些先进的系统也为数控机床未来的网络化发展方向提供了导向作用。2.7向标准化方向发展
近些年来,数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50多年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G、M代码对加工过程进行描述,显然,这种面向过程的描述方法已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种
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不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。数控机床的标准化发展也定将会推动数控技术的高速发展。2.8向功能复合化方向发展
数控车床复合加工技术,即是在一台设备上完成车、铣、钻、镗、攻丝、铰孔、扩孔等多种加工要求,复合加工机床的最突出优点是可以大大缩短工件的生产周期、提高工件加工精度。在全球数控机床制造和金属加工领域,复合加工技术正以其强大的加工能力被不断发展与应用。为了实现复杂形状工件的加工,使在一台机床上能完成复数工序和复数工种的加工,这样的数控机床称为复合加工机床。就是说,在复合化机床上可以实现完全不同性质加工过程的加工。
今天的复合加工技术,是针对以普通的数控车削中心和加工中心为基础,发展到复合车铣加工中心。这要求机床制造业应以现有的技术水平为基础,研发、制造、稳定和推广具有高效、复合、稳定、成本低廉的,适合于现代加工技术的高水平数控机床。
第三章 中国数控机床发展策略
在今天,以轿车制造业为代表的汽车及其零部件制造业、以航空航天为代表的高新技术产业的加速发展,为机床制造业带来了巨大商机。同时,要满足我国重大基础制造和国防工业领域对高档数控机床的巨大需求,摆脱对国外高档数控机床的依赖及垄断,必须突破高档数控机床及相应高性能功能部件的关键技术。我国数控机床的发展需
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要以市场需求为导向,主机为牵引,统筹考虑数控系统与功能部件、关键部件与主机,推行数字制造;以功能部件为基础,以共性技术为支撑,加速振兴我国机床制造业。中国今后要加速发展数控机床产业,既要深入总结过往的经验教训,切实改善存在的问题,又要认真学习国外的先进经验,沿正确的道路前进。建议切实做好以下几点: 3.1加大技术科研力度
众所周知,科学技术是第一生产力,科技对于产业发展的促进作用在今天已经不言而喻了。数控机床是其他制造业得以实现的基础,因为它的水平关系着其他行业产品制造质量的高低。我国数控机床科技水平一直处于较低水平,虽然在某些领域可以与世界机床强国比较高低,但是整体的弱势也是造成我国数控机床行业无法进入“世界机床强国”行列的原因。在美国,特别讲究“效率”和“创新”,注重基础科研。在机床技术上不断创新,美国首先结合汽车、轴承生产需求,充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线,而且电子、计算机技术在世界上领先,因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实,且一贯重视科研和创新,故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。而德国特别注重科学试验,理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作,对用户产品、加工工艺、机床布局结构、数控机床的共性和特性问题进行深入的研究,在质量上力求越来越好。
3.2进一步提高数控机床产品的自主开发、制造能力
我国如今已成为一个制造业大国,提高数控机床产品的自主开
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发、制造能力是一个关键的问题。共性和关键技术攻关必须与数控机床和功能部件的基地建设有机结合,要以高档数控机床发展为主攻目标,提高整机可靠性和产业化水平,提高国产数控系统和关键功能部件的配套能力,特别是要提高在国产中高档数控机床中的配套能力;加强数控机床基础开发理论的研究、基础工艺技术研究及应用软件开发,做好行业标准和专利工作,为我国数控机床行业的发展打下坚实的基础。
3.3加快高性能数控功能部件的研发,提升数控机床品质
数控功能部件作为数控机床的一个子系统同样具有机电一体化的特征,这也是它区别于一般配套件和附件之处。因此,它的组成通常是由动力能源、信息传递反馈与控制、广义机械执行装置三者的总成。这些功能部件有高速运动的电主轴单元、直接驱动的直线电机单元和力矩电机的回转运动单元等;有先进结构精密切削的双摆主轴头、数控动力刀架和主卧转换头等;有快速交换及高速的自动刀具交换装置、自动托盘交换装置和刀具在线智能补偿装置等功能部件的研发及其专业化生产,不仅能为机床主机制造厂提供功能完善和品质优良的选件,而且有利于缩短机床新产品的开发和制造周期,也有助于降低数控机床成本。高性能的功能部件将具有智能化接口,能与整机协调匹配,并与数控系统构成分布式的控制,因此,加强为主机厂的售前服务,充分满足主机的个性化需求是提高其竞争力的重要措施。功能部件向功能多样化、运行高可靠性化和结构紧凑化的发展也将促进数控机床复合化加工的扩展并推动新一代可重构机床的出现。
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数控系统、功能部件、关键部件是发展高档数控机床的基础,目前我国在这方面发展十分薄弱,而这也已经成为制约数控机床发展的瓶颈,必须加快发展,提高专业化、批量化生产技术水平和能力。产品的发展和自主创新能力的提高必须依赖于核心技术的掌握,依赖于共性技术的支撑。基础技术研究是机床整体水平提高的前提和保障,是机床设计的关键和基础,对于我国机床行业进入一个全新的层次会有很大的帮助。
3.4加快技术引进与国际合作学习
新技术几乎是所有企业共同的追求,为了较快得到最新技术,企业可直接与国外科研院所和国外一流企业合资、合作,通过以市场换技术,以有限的资金换取无限的发展,实现主流产品生产的高起点、成批量、专业化。在引进与合作过程中,我们还需要加强引进技术的消化吸收与再创新。具体来说:在某些领域上,与国外差距较大,国外先进技术有引进的可能,则通过引进技术,加强消化吸收,实现再创新,满足用户的需求;在技术基础较好的领域中,可以充分利用已经形成一定优势的技术,与用户结合,产学研结合,开发满足用户需要的产品,形成技术创新能力,这样也可能在原创上做出突破。总之,加快技术引进与国际合作学习在当前来说是一个明智的选择。
结语
虽然我国数控机床的发展经历了长期的跌宕起伏,已经由成长期进入成熟期,但是机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引
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发的制造装备发展的良机,也遭遇到了当今激烈的国际市场竞争的巨大压力,加速推进数控机床的发展是解决有关机床制造业持续发展问题的一个关键。随着制造业对数控机床的不断扩大的需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围仍然在不断扩大中。数控机床行业是为制造业提供装备的产业,当代中国制造业的崛起,必然给数控机床行业带来巨大的商机,并且带来新的发展空间。因此,数控机床行业可以抓住这个大好机会,尽快减小其世界先进水平的差距,全面提高我国数控机床行业水平,创品牌、扩市场、当进口、争出口,争取将国产数控机床做大做强。
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参考文献
[1].邹伟平,吴再兴.数控技术的现状及发展趋势[J].林业机械与木工设备.2006(03)[2].王志平主编.数控机床及应用.北京:高等教育出版社,2002.3 [3].李佳主编.数控机床及应用.北京:清华大学出版社,2001.7 [4].王爱玲主编.现代数控机床[M].国防工业出版社,2003 [5].倪祥明.数控机床及数控加工技术.北京:人民邮电出版社,2011 [6].李君.浅议数控技术的发展趋势[J].吉林农业.2010(11)
第三篇:数控机床毕业论文
浅谈数控车床加工程序的编制
摘要:世界制造业转移,中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代,钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。
因此,在未来几年中,随着中国重工业进程的推进,中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升,国产机械产品国际竞争力增强,逐步替代进口,并加速出口。目前,机械行业中部分子行业如船舶、铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移,并将持续受益;电站设备、工程机械等将受益于产业转移,加快出口进程。本文主要讨论的是数控车床加工程序的编制。
关键词:发展趋势、分类、组成、特点、切削用量
在数控车削中,程序贯穿整个零件的加工过程。由于每个人的加工方法不同,编制加工程序也各不相同,但最终的目的是为了提高数控车床的生产效率,因此对于选择最合理的加工路线显得尤为重要。本文将从确定走刀路线、选择合适的G命令等细节出发,分析在数控车削中程序的编制方法。
一、分析零件图样
分析零件图样是工艺准备中的首要工作,直接影响零件的编制及加工结果。主要包括以下几项内容:
分析加工轮廓的几何条件:主要目的是针对图样上不清楚尺寸及封闭的尺寸链进行处理。
分析零件图样上的尺寸公差要求,以确定控制其尺寸精度的加工工艺,如刀具的选择及切削用量的确定等。
分析形状和位置公差要求:对于数控切削加工中,零件的形状和位置误差主要受机床机械运动副精度的影响。在车削中,如沿Z坐标轴运动的方向与其主轴轴线不平形时,则无法保证圆柱度这一形状公差要求;又如沿X坐标轴运动的方向与其主轴轴线不垂直时,则无法保证垂直度这一位置公差要求。因此,进行编程前要考虑进行技术处理的有关方案。
分析零件的表面粗糙度要求,材料与热处理要求,毛坯的要求,件数的要求也是对工序安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的参数。
二、合理确定走刀路线,并使其最短
确定走刀路线的工作是加工程序编制的重点,由于精加工切削程序走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的,因此主要内容是确定粗加工及空行程的走刀路线。走刀路线泛指刀具从对刀点开始运动起,直到返回该点并结束加工程序所经过的路径。包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路线最短可以节省整个加工过程的执行时间,还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。下图1所示为三种车锥方法,用矩形循环命令进行加工,来分析一下走刀路线合理确定。平行车锥法,这种方法是每次进刀后,车刀移动轨迹平行于锥体母线,随着每次进刀吃刀,Z相尺寸按一定比例增加,与普车加工锥体方法相同,使初学者易懂。Z 向尺寸的计算方法是按公式C=D-d/L得出。若C为1:10,含义是直径X上去除1毫米,长度Z上增加10毫米。按该比例可以很简单的进行编程,并且可以保证每一次车削的余量相同使切削均匀。图1b为改变锥角车锥法,是随着每一次X向进刀,保持Z向尺寸为图纸尺寸,每一刀都改变了锥角的大小,只有最后一刀是图纸要求的锥角大小。这种车锥法可以不必进行每次Z向尺寸的计算,但在加工中由于Z向尺寸相同,使加工路线较长,同时切削余量不均匀,影响工件的表面尺寸和粗糙度,一般适合于锥面较短,余量不大的锥体中。图1c为阶台加工锥体法,这种加工法是每一次走刀轨迹平行于工件的轴线,加工出许多小的阶台,最后一刀车刀沿锥体斜面进行走刀,这种加工方法要先做1:1比例图,否则易车废工件,由于是台阶状,所以余量不均匀,影响锥面加工质量。
显然,上述三种切削路线中,如果起刀点相同,则平行法车锥体路线最合理,生产中常用此法进行加工。
三、合理调用G命令使程序段最少
按照每个单独的几何要素(即直线、斜线和圆弧等)分别编制出相应的加工程序,其构成加工程序的各条程序即程序段。在加工程序的编制工作中,总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工,以使程序简洁,减少出错的几率及提高编程工作的效率。
由于数控车床装置普遍具有直线和圆弧插补运算的功能,除了非圆弧曲线外,程序段数可以由构成零件的几何要素及由工艺路线确定的各条程序得到,这时应考虑使程序段最少原则。选择合理的G命令,可以使程序段减少,但也要兼顾走刀路线最短。如加工上图1的零件,如果毛坯均为棒料,可以
用直线插补命令G01进行编程,也可以用矩形循环命令G90进行编程,还可以用复合循环命令G71进行编程,都可以加工该工件。如下图2所示,图2a为用G01命令确定的走刀路线,与图2b用G90命令确定路线相同,但用G01时编程复杂,程序段较多,常用于精加工程序中。图2c为用G71式加工路线,首先走矩形循环进给路线,最后两刀走轮廓的得等距线和最终轮廓线,走刀路线不是很长,且切削量相同,切削力均匀,与G70命令合用还可以使程序编制简单,编程时常用。如果使用的数控车床没有此命令,应该首先选用G90矩行循环命令进行编程。所以在编程中要灵活应用,选用合理的G命令进行程序编制。
对于非曲线轨迹的加工,所需主程序段数要在保证其加工精度的条件下,进行计算后才能得知。这时,一条非圆曲线应按逼近原理划分成若干个主程序段(大多为直线或圆弧),当能满足其精度要求时,所划分的若干个主程序的段数应为最少。这样,不但可以大大减少计算的工作量,而且还能减少输入的时间及内存容量的占有数。
四、合理安排“回零”路线
在编制较复杂轮廓的加工程序时,为使其计算过程尽量简化,既不易出错,又便于校核,编程者有时将每一刀加工完后的刀具终点通过执行“回零”指令(即返回对刀点),使其全返回对刀点位置,然后在执行后续程序。这样会增加走刀距离,降低生产效率。因此,在合理安排“回零”路线时,应使其前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量减短,或者为零,即满足走刀路线最短的要求。
五、合理选择切削用量
数控车削中的切削用量是表示机床主体的主运动和进给运动大小的重要参数,包括切削深度、主轴转速、进给速度。它们的选择与普车所要求的基本对应一致,但数控车床加工的零件往往较复杂,切削用量按一定的原则初定后,还应结合零件实际加工情况随时进行调整,调整方法是利用数控车床的操作面板上各种倍率开关,随时进行调整,来实现切削用量的合理配置,这对操作者来说应该具有一定的实际生产加工经验。
六、编程中细节问题处理
1、注意G04的合理使用
G04为暂停指令,其作用是刀具在一个指令的时间内暂停止加工。该指令
由于不做实际的切削运动,常常被忽略。但它在对于保证加工精度及在切槽、钻孔改变运动等方面都有很好的好处,常用于以下几种情况:
(1)切槽、钻孔时为了保证槽底、孔底的的尺寸及粗糙度应设置G04命令。
(2)当运行方向改变较大时,应在该改变运行方向指令间设置G04命令。
(3)当运行速度变化很大时应在其运行指令改变时设置 G04命令。
(4)利用G04进行断削处理,根据粗加工的切削要求,可对以连续运动轨迹进行分段加工安排,每相邻加工段中间用G04指令将其隔开。加工时,刀具每进给一段后,即安排所设定较短的延时时间(0.5秒)实施暂停,紧接着在进给一段,直至加工结束。其分段数的多少,视断削要求而定,当断削不够理想时,要增加分段数。
2、粗精加工分开编程
为了提高零件的精度并保证生产效率,车削工件轮廓的最后一刀,通常由精车刀来连续加工完成,因此,粗精加工应分开编程。并且,刀具的进、退位置要考虑妥当,尽量不要在连续的轮廓中切入切出或换刀及停顿,以免因切削力的突然变化而造成弹性变形,致使光滑连接的轮廓上产生划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。
3、编程时常取零件要求尺寸的中值作为编程尺寸依据。
如果遇到比机床所规定的最小编程单位还要小的数值时,应尽量向其最大实体尺寸靠拢并圆整。如图纸尺寸为Ø 80+00、026则编程时写X80.013。
4、编程时尽量符合各点重合的原则。
也就是说,编程的原点要和设计的基准、对刀点的位置尽量重合起来,减少由于基准不重合所带来的加工误差。在很多情况下,若图样上的尺寸基准与编程所需要的尺寸基准不一致,故应首先将图样上的各个基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。当需要掌握控制某些重要尺寸的允许变动量时,还要通过尺寸链解算才能得到,然后才可进行下一步编程工作。
5、巧利用切断刀倒角。
对切断面带一倒角的零件,在批量车削加工中比较普遍,为了便于切断并避免掉头倒角,可巧利用切断刀同时完成车倒角和切断两个工序,效果较好。同时切刀有两个刀尖,在编程中要注意使用哪个刀尖及刀宽问题,防止对刀加工时出错。
总之,数控车床的编程总原则是先粗后精、先进后远、先内后外、程序
段最少、走刀路线最短,这就要求我们在编程时,特别注意理论联系实际,并在大量的实践中,对所学的知识进行验证或修正,做到编制的程序。参考文献:
1.图书:刘英超、数控机床编程与操作、北京、机械工业出版社、2010
2.图书:刘蔡保、数控车床编程与操作、北京、化学工业出版社、2009
3.图书:丁昌滔、数控加工编程与CAM、浙江、浙江科学技术出版社、2010
4.图书: 聂秋根 陈光明、数控加工实用技术、北京、电子工业出版社、2007
5.期刊:牛小铁、数控加工中的对刀方法、北京工业职业技术学院学报、2003
第四篇:大学毕业论文
夜大学本科毕业论文(设计)
题目:幼儿园 “一物多玩” 体育活动 促进幼儿创新能力发展的策略研究
学
院
教育学院
年级专业 2010级学前教育 学生姓名 陆胜美 学 号 E1005353434 指导教师 刘家春
完 成 日 期 年 月
上海师范大学夜大学本科毕业论文(设计)
诚信声明
本人郑重声明:所呈交的毕业论文(设计),题目《幼儿园“一物多玩”体育活动促进幼儿创新能力发展的策略研究》是本人在指导教师的指导下,进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。除此之外,本论文(设计)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的法律责任。
作者签名:
日期: 年 月 日
摘要:教育“策略”就是通过教师采用的各种教学措施,激发学生的积极性、主动性和创造性,使得学生积极主动地参与到体育活动中,获得各方面能力的发展。幼儿园体育活动主要是为了增强幼儿的身体素质,体育活动中“一物多玩”指导策略的实施将幼儿创新能力放在首位,关注每个幼儿的身体发展潜能和进步,以促进幼儿创新能力的发展。本文主要论述了幼儿在幼儿园“一物多玩”体育活动中通过情感体验策略、创造性模仿策略、分层指导策略和多元化评价策略,不仅发展了幼儿的身体运动能力,更促进了幼儿创新能力的发展,同时也提高了幼儿适应发展中的社会的能力,也为幼儿成为一个社会所需要的人才打下了扎实的基础。
关键词:幼儿;体育活动;一物多玩;创新能力;策略
I
目
录
摘要和关键词 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅰ
一、引言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
二、情感体验策略 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
(一)情景体验法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
(二)角色体验法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
三、创造性模仿策略 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
(一)互动式模仿法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
(二)自创式模仿法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
四、分层指导策略 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(一)个别指导法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(二)经验迁移法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
五、多元化评价策略 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(一)分享交流法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
(二)经验总结法 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
六、实施效果 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
I 幼儿园“一物多玩”体育活动促进幼儿创新能力发展的策略研究
陆胜美
一、引言
教育“策略”就是通过教师采用的各种教学措施,激发学生的积极性、主动性和创造性,使得学生积极主动地参与到体育活动中,获得各方面能力的发展。幼儿园体育活动主要是为了增强幼儿的身体素质,体育活动中“一物多玩”指导策略的实施将幼儿创新能力放在首位,关注每个幼儿运动和思维能力的发展潜能,从而促进幼儿创新能力的发展。
首先,体育活动中的“一物多玩”指导策略能促使幼儿整体发展——从身体运动能力转向对幼儿创新能力的培养,使幼儿身体运动能力和创新能力都得到提高。[1]《课程指南》指出:借助各种材料和器械进行活动,尝试新的内容和玩法,获得身体运动的经验。通过“一物多玩”体育活动,让幼儿进行各种身体运动,幼儿通过自己的体育实践活动,通过对同伴、老师的模仿或是自己创造性的模仿,尝试对体育活动材料进行各种不同的玩法,感受“一物多玩”体育活动的乐趣,从而激发幼儿探索新玩法的欲望。通过“一物多玩”体育活动,不仅促进了幼儿运动能力的发展,同时也挖掘了幼儿的运动和创新潜能,促进幼儿创新能力的发展。
其次,体育活动中的“一物多玩”指导策略能促使幼儿主动地进行创造性的体育活动。体育活动中的“一物多玩”能促使幼儿对活动材料进行创新性玩法,在与同伴的交流或对同伴的模仿中,幼儿将会对活动材料主动地进行“一物多玩”。
然后,体育活动中的“一物多玩”指导策略还能增强幼儿的社会交往能力与情绪管理的能力。体育活动中幼儿之间的互动更为激烈,而且随着幼儿们对活动材料创新玩法的积极性的增加,幼儿相互间的合作、竞争、挑战、交流等社会性行为也会逐渐增多。
体育活动中的“一物多玩”指导策略还能激发幼儿运动的兴趣,兴趣是人学习的动力。《课程指南》指出:培养幼儿对运动的兴趣,是幼儿园开展运动课程的重要前提。只有在幼儿感兴趣的前提下,才能更好地发展幼儿的创新能力。
二、情感体验策略
幼儿园体育活动的顺利开展,需要有各种各样的活动材料的投放,而这些材料的投放都是为幼儿的发展提供服务,通过对游戏材料的“一物多玩”,让幼儿的走、跑、跳、平衡、钻爬、攀登、投掷等动作技能方面有所提高。在体育活动中,幼儿身体运动能力的发 展和创新能力的发展都离不开幼儿对情感的体验。在“一物多玩”体育活动中,幼儿通过对游戏中情景和角色的感受,激发幼儿对体育游戏的兴趣,从而激发幼儿对体育活动中角色扮演和对体育活动材料进行各种玩法的欲望,同时也提高了幼儿的创新能力,这就是情感体验策略。教师在体育活动中会以情景游戏和角色游戏两种方式让幼儿感受“一物多玩”的乐趣,从而激发幼儿对活动材料进行各种不同玩法的欲望,同时也提高了幼儿的创新能力。
(一)情景体验法
幼儿园各个年龄段的幼儿的年龄特征不同,大班幼儿的认知能力较小中班强,为了更好地激发大班幼儿对“一物多玩”的兴趣,我们可以创设一些情境,让幼儿根据情景内容对活动材料进行“一物多玩”,发展各方面的运动能力,从而促进创新能力的发展。
以下就是我们为幼儿创设的一个情境,“在树林里”,所提供的活动材料是长短不一的绳子,体验森林中各种各样的险境,让幼儿通过对绳子的各种不同玩法,闯过森林中的险境,从而促进幼儿创新能力的发展。
案例:在森林里(大班)
体育时间到了,小朋友们都对老师布置的情景很感兴趣,有一些小朋友再仔细看看情境中的事物,有的幼儿在问:“老师,今天我们又要做什么游戏啦?”还有的小朋友直接拿着绳子走过来:“老师,难道让我们带着绳子到森林里去玩吗?”
在“森林里”,摆放了各种各样的、长度不一的绳子,有的是垂钓着的,有的是两头挂起、中间垂下的,幼儿们自由发挥,有的双脚并拢从一根短绳上跳到了另一根短绳上;有的沿着垂钓下来的绳子和栏杆一步一步地往上爬;有的从垂钓下来的绳子中间跨了过去;还有的直接从垂钓下来的绳子下面钻了过去。在游戏的过程中,轩轩的攀爬能力较弱,很难爬上去,站在一旁的嘉嘉就帮助他慢慢地爬了上去。
从整个案例中可以看出:幼儿在玩绳子的时候,展示出了各种各样的玩法,同时也激发了幼儿的创新能力。
(二)角色体验法
小班幼儿的生活经验和认知能力等都较弱,在运动能力方面也较中大班发展得慢些,而且小班幼儿之间的合作意识也不够强,而且小班幼儿多以自我为中心,喜欢自己玩玩具,介于幼儿的这一年龄特点,在户外体育活动时,我们为小班幼儿每人提供了一个玩具。让幼儿们通过对角色的扮演,对游戏材料进行“一物多玩”,并激发幼儿的创新能力。
以下就是小班幼儿通过对角色的扮演,体验在体育活动中所扮演的角色的不同动态,感受对羊角球一物多玩的乐趣,同时也激发了幼儿做各种各样运动姿态的欲望。
案例:好动的毛毛虫
运动时间到了,幼儿们一看见羊角球就跃跃欲试起来,老师对小朋友们说:“今天毛毛虫妈妈要带着毛毛虫宝宝到草地上做游戏,妈妈和每个宝宝都有一个羊角球,我们要想出各种方法让羊角球快乐地跳舞,看谁的方法又多又和好朋友的不一样。”说完,小朋友们都玩了起来。只见小朋友们都坐在羊角球的身上,双腿夹紧,在用力地往前跳,只有几个小朋友在用手滚动着羊角球,过了一会儿,他们也开始坐上羊角球“骑马”了。
过了一会儿,我开始扮演毛毛虫妈妈,一会儿用肚子去顶羊角球,并将球顶到了有小朋友的地方,一会儿又用屁股顶球,再过一会我用脚将球踢得老远老远的,小朋友们看见我玩的那么开心,也开始学我了,飞飞和卓卓两个人都是坐在羊角球上像骑马一样地往前跳;佳佳和俊俊用自己的小屁股在顶羊角球,让它滚动起来;一旁的胖胖不甘示弱,他直接用小脚将羊角球跳得老远老远,他一边跳还一边使劲往前追球;美美和蓉蓉两个人还用手将羊角球转动了起来;王蜀一个人将羊角球抱起来再往地上一扔,看就球滚掉了,他赶紧追过去抓住它;申智豪和几个小朋友都趴在球上让球慢慢地往前滚,过了一会儿,他们倒着走将球往前赶,越赶越开心,索性几个人就玩一个球了,每个幼儿都有自己不同的玩法。
在这个案例中可以看出,小朋友们都具有十分丰富的创新能力,通过对毛毛虫妈妈的角色所进行的各种体育动作的体验,激发了幼儿“一物多玩”的兴趣,通过幼儿对自己所扮演的角色进行的各种不同运动方式,锻炼了幼儿的创新能力。
三、创造性模仿策略
幼儿园小朋友模仿能力较强,我们可以通过幼儿对同伴或老师的模仿来激发幼儿对游戏才来的“一物多玩”。模仿模式有两种,一种是互动式模仿,另一种是自创式模仿。
(一)互动式模仿法
互动式模式就是在体育活动中,一些幼儿对活动材料的“一物多玩”是通过对同伴或者是对老师的模仿后进行的。这种模式适合小班幼儿,小班幼儿的模仿能力较弱,这样可以培养幼儿的模仿能力,通过模仿能提高幼儿参与活动的积极性以及运动能力。
例如,在玩“沙包”时,有的幼儿将沙包顶在头上走路,并不让沙包掉下来,有的幼儿玩法又多又变得快,一会儿将沙包放在肚子上走路,一会儿将沙包放在鞋子上走路,一会儿又将沙包用脚踢了出去,一会儿将沙包夹在两脚间跳起来等等。这个时候,老师这样提醒幼儿:“你们看,沙包除了可以放在头上顶着走路,还可以放在身体的其他部位走路,还可以用脚踢出去、用手抛出去,还可以夹在两脚之间跳起来,你们可以自己试试看!”话刚说完,有的幼儿马上开始用自己喜欢的玩法进行活动,但有部分幼儿却不知所措,此 时,老师走到幼儿身边轻轻说:“宝宝,你看看你的好朋友他们是怎么玩的,你可以跟他们学一学。”这么一提醒,幼儿就知道当自己不会或不知道怎么玩的时候,就可以看看别人是怎么做的,这就是我们所谓的互动式模仿,通过模仿幼儿可以学到一些新玩法,对于幼儿自身而言,这就是一种创新。
(二)自创式模仿法
小班幼儿重在模仿,而大班则是培养幼儿进行创造性地身体运动。大班幼儿对某一种活动材料进行“一物多玩”时,常常有别出心裁的想法,这种不模仿别人,通过自己的想象力获得的不同玩法的模式称为自创式模仿法。
大班幼儿好动脑,对同一种活动材料,他们可以玩出很多与众不同的花样来,而且还具有挑战性。如大班幼儿在对“轮胎”进行一物多玩时,有的幼儿会将轮胎竖起来一边滚一边追,有的幼儿会和好朋友一起滚轮胎,有的幼儿会从竖着的轮胎中爬过去,还有的幼儿会和同伴一起将轮胎抬起来,还有的幼儿会将轮胎叠起来,将梯子架在轮胎上,慢慢地从梯子上走到轮胎上,等等。大班的幼儿具有十分丰富的想象力,当他们看到同伴在玩游戏材料时,他们会凭借自己的想象力想出和同伴们不同的玩法。这样,幼儿们可以更好地发挥自己的想象力和创新能力。
四、分层指导策略
在幼儿园体育活动中,教师是否能合理安排和调节幼儿的运动负荷和心理负荷,往往直接关系到活动是否成功,是否达到锻炼幼儿身体的目的。所谓运动负荷,又称运动量或生理负荷,它是指人做练习时所承受的生理负担量。心理负荷则指人做练习时所承受的心理负担量,它一般包括认识、情绪、意志三方面的负荷。在幼儿体育活动中,只有运动负荷和心理负荷保持适宜,才能收到较好的教学效果,过小过大都不行。过小,则达不到锻炼的目的;过大,又超出了幼儿身心所能承受的限度,对幼儿身体的健康和教学任务的完成均十分不利。因此,合理地安排和调节幼儿体育活动的生理和心理负荷是十分重要的。
《纲要》第三部分提出“教育活动内容既适合幼儿的现有水平,又有一定的挑战性。”体育活动的内容兼顾群体需要,又“为每一个儿童,包括有特殊需要的儿童提供积极的支持和帮助。” 然而在体育活动中内容的单一与标准的统一使得一些能力弱的幼儿生理和心理的负荷都超量,因此在体育活动中应注意幼儿的个体差异。
教师通过观察对不同幼儿的活动进行针对性的指导:对于能力较强的幼儿的创意玩法给予及时的肯定,再以启发式、开放式的追问,如:还可以怎样玩?还有什么和他们不一样的玩法吗?通过追问激励幼儿想出更多与众不同的玩法。对于能力较弱的幼儿,适时适度地提出一些启发性的建议,必要时可以带着幼儿一起玩,逐步帮助他们获取成功经验,激发幼儿对活动材料进行不同玩法的欲望,从而促进幼儿创新能力的发展。
(一)个别指导法
每个幼儿发展都是与众不同的,遵守《纲要》中“以人为本”的理念,在具体的活动中关注每一个幼儿的成长与变化,往往会收到事半功倍的效果。
在体育活动中,教师要激发并挑战幼儿的已有经验,通过反复运动、层层体验,使幼儿不断积累新的经验。幼儿经验的提升要尊重幼儿已有的运动经验,更要关注幼儿在运动能力、运动水平和创新能力上的差异,允许运动经验的个性化。例如,在对“梯子”一物多玩时,中班幼儿的玩法各种各样,有的幼儿在平衡木上行走,有的幼儿需要有人扶着才能在梯子上行走,此时,老师看见了,会一边帮助他一边鼓励他:“我们宝宝胆子很大的,老师帮你一下,一定可以安全地走过去。”这样,既增加了幼儿的信心,又激发了幼儿大胆尝试的欲望。对于以上这样的情况,就是由于幼儿之间的能力差异而产生的。当老师看见幼儿在进行“一物多玩”时遇到困难,及时用语言或动作引导幼儿勇敢地尝试从未玩过的方法,从而感受“一物多玩”体育活动带来的乐趣,对幼儿创新能力的发展起到促进作用。
(二)经验迁移法
经验迁移法是指幼儿在将自己所获得的经验,在头脑中进行思考、改编或再加工后运用到其它方面的过程。在“一物多玩”体育活动中,幼儿对他们所感兴趣的玩具开展探索与创新玩法,并将创新玩法进行迁移,在其他多种玩具上进行大胆尝试。由此可见,经验是幼儿参与活动最好的动力,原有的经验能让幼儿在新的“一物多玩”体育活动中产生积极的表现,从而进一步促进幼儿创新能力的发展。
例如,在玩皮球时,幼儿们会进行各种活动:踢球、拍球、抛接球、夹球跳、投掷物体、用棒棒赶球等等。过了一会儿,将皮球换成纸球时,幼儿们就会将刚刚玩皮球的一些方法迁移过来,如踢纸球、夹纸球跳、抛接纸球、投掷、用棒棒赶纸球等等。通过经验迁移法,幼儿能轻而易举地对某一活动材料进行一物多玩,也能激发幼儿探索新玩法的欲望,进而提高幼儿的创新能力。
五、多元化评价策略
体育活动结束时的交流活动也是幼儿获得教师指导的重要途径,教师积极地组织幼儿交流自己单独或者和同伴合作进行“一物多玩”的过程,使大家共享体育活动中的体验与收获,并能适时地总结幼儿们“一物多玩”的经验,也为幼儿能创新性玩活动材料打下基础,进而进一步提高幼儿的创新能力。
(一)分享交流法 在游戏结束时,老师会利用这有限的几分钟时间,将幼儿们的注意力集中到一起,请个别在体育活动中玩法特别的幼儿上台一边演示一边解说自己的玩法,让同伴分享他的创新行为。例如,有个幼儿在玩黑色流行球时,将黑色流行球进行如下玩法:手持黑色流行球举起来往前跑;双手将黑色流行球举起来用力扔出去;一边走一边用脚赶着球往前走; 两个幼儿相互将黑色流行球抛来抛去玩;将两个流星球接起来,将脚放在两个球的相接处往前走,不让球脱离脚等等。活动结束了,老师请这个幼儿上前并提问他:“今天你是怎么玩黑色流行球的?请你演示给小朋友们看看吧!”幼儿将自己玩过的方法一个个说给小朋友们看,并且拿着黑色流行球进行演示,这样能让小朋友们通过同伴的演示感受游戏材料的多种玩法,能很好地激发幼儿创新行为的发生。第二次在玩黑色流行球时,幼儿会根据之前同伴共享的方法再加上自己的想象玩出更多有趣的玩法。
黑色流行球的例子可以看出,每次游戏后的分享交流对于幼儿运动能力的发展、创新能力的培养、探索欲望的激发都有着十分重要的作用。
(二)经验总结法
体育活动结束时,为幼儿们提供共同学习、借鉴的机会,这也是引导幼儿积极参与到体育活动中进行“一物多玩”、促进幼儿创新能力发展的重要保证。
老师巧用提问总结幼儿在活动时的运动经验,如老师问:“你今天都用可哪些方法玩平衡木?”幼儿会一边演示一边说:“这样玩,在这样玩。”这时老师可以用完整的话语边解说幼儿的行为,边示范幼儿的玩法,演示完毕以后,老师将该幼儿的各种玩法总结在一起。
幼儿对于教师的总结性语言总是记忆深刻,当幼儿再次玩这个玩具时,幼儿会想起同伴的各种玩法,对于过去经验的再现,幼儿能更好地对游戏材料进行“一物多玩”,从而提高幼儿在活动过程中的创新能力。
六、实施效果
本次研究通过情感体验策略、创造性模仿策略、分层指导策略和多元化评价策略这些指导方法,促进了幼儿创新能力的发展。
在“一物多玩”体育活动中,通过情感体验策略,让幼儿通过老师设计的丰富生动的游戏,或老师创设的有趣情节,或老师营造的竞争氛围,使运动器具和材料都“活”起来,使幼儿们从“模仿学习”走向“探索学习”,从“被动运动”走向“主动运动”,使他们在自己感兴趣的活动中,充分体验着“一物多玩”带来的快乐。
对于能力较弱或内向的幼儿,刚进行“一物多玩”体育活动时,对活动材料不知所措或只能玩出一两种玩法,通过创造性模仿策略,他们能尝试着对体育活动材料进行各种各 样的玩法,他们的创新能力得到提高的同时,与同伴之间的交往能力也得到了提高。
在指导幼儿进行“一物多玩”体育活动时,根据幼儿的能力差异,我们通过分层指导策略对幼儿进行分层指导,指导能力较强的幼儿从对体育活动材料进行较简单的几种玩法到对活动材料进行各种不同的玩法。这样既促进了幼儿创新能力的发展,又增加了幼儿的自信心。
幼儿们喜欢相互间分享经验,我们通过多元化平价策略让幼儿们相互欣赏、评价以及分享同伴间的玩法,感受同伴的玩法之多,并激发幼儿对同伴玩法的模仿和自我创新模仿的欲望,让幼儿们从同班幼儿的经验中习得更多对活动材料的不同玩法,从而增加了幼儿“一物多玩”体育活动的经验,也促进了幼儿创新能力的发展。
在“一物多玩”体育活动中,幼儿的创新能力得到了提高,幼儿们的合作精神、交往能力也得到了发展,同时,幼儿们也能积极自主地参与到活动中,进行大胆尝试、探索,充分体验了“一物多玩”体育活动带来的快乐。
参考文献
[1]上海市教育委员会.上海市学前教育课程指南[M].上海:上海教育出版社,2004.10.[2]刘馨.学前儿童体育[M].北京:北京师范大学出版社,2002.7.[3]杨浦区明园村幼儿园中班教研组.培养中班幼儿合作能力的指导策略[J],上海托幼,2010,(11):11-12.[4]育红实验学校附属幼儿园.多途径探索户外活动“一物多玩”[EB/OL].http://www.xiexiebang.com/news_read.asp?id=388,2009-10-14.[5]苏雅雅.小班体育活动中“一物多玩”的组织和指导策略[EB/OL].http://www.xiexiebang.com/news.asp?id=6479,2009-6-24.
第五篇:大学毕业论文
夜大学本科毕业论文(设计)
题目(中文):
中小企业国际化经营的问题分析
学
院
继续教育学院
年级专业 10级工商管理 学生姓名 王凯 学 号 E1056013210 指导教师 方老师
完 成 日 期 2012年08月 上海师范大学夜大学本科毕业论文(设计)
诚信声明
本人郑重声明:所呈交的毕业论文(设计),题目《 论现代对企业老员工的有效管理 》 是本人在指导教师的指导下,进行研究工作 所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。除此之外,本论文(设计)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的法律责任。
作者签名:
日期:
****年**月**日
目录
一、摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
二、绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
三、案例„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(一)、背景介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(二)、企业发展历程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
(三)、案例分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
1、生命周期各个阶段的技术创新模式 „„„„„„„„„„„„„6(1)初 生 期„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6(2)成 长 期„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7(3)成 熟 期„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
2、中小企业进入国际市场的方式主要有以下几种 „„„„„„„„8
四、结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
五、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
六、诚信声明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
摘要
国际化是我国企业共同面临的重大课题,相对于大企业而言,中小企业的力量薄弱,但是仍有为数不少的中小企业,成功地进行了国际化的尝试。本文通过对一个汽车零配件生产企业的国际化经营历程进行介绍和分析,对中小企业国际化经营中的企业家精神、产业选择、进入模式等问题进行了探讨。
关键字: 中小企业,国际化经营 中小企业国际化经营的问题分析
绪论
中小企业国际化经营是指在本土之外还拥有和控制一起的生产能力,具有营销或服务的设施,并且进行跨国生产,销售,服务等国际性的经营活动.中小企业是指工业企业雇佣人数不足1000人,其他行业雇佣人数不足500人,在某一行业领域中不占支配地位的企业。在一些发达国家中,中小企业占有很大数量。美国的中小企业占企业总量的90%以上,加拿大98%以上的企业属于小企业,日本的中小企业比例达到99%。在我国,中小企业占到企业总数的99.7%,在全国工业总产值和实现利税中,中小企业分别占60%和40%。在我国西部经济不发达地区,中小企业的作用更加突出,已成为支撑地方经济的基础。在促进经济增长、加速技术创新、提供就业、加强生态环境建设、推进农业产业化经营方面发挥着越来越重要的作用,中小企业是西部经济实现跨越式发展的主力军。
随着我国加入WTO、西部开发战略顺利实施以及“中国——东盟自由贸易区”的建立,西部地区也同样面临着参与国际经济大循环、实现民族经济国际化,最终实现中华民族复兴伟大目标的重要任务。尤其党的十六大明确提出了“引进来”和“走出去”并举的战略,实施“走出去”战略,是党中央作出的关系我国发展和前途的全局性重大战略。经济全球化的迅速发展,为西部中小企业参与国际竞争,在更大范围内优化资源配置提供了良好的机遇。
国际化战略是指在本国市场以外销售公司的产品.实施国际化战略(区别于本土化战略)的一个主要原因是国际市场存在新的潜在的机会.雷蒙德·弗农(Raymond Vernon)阐述了国际多元化的经典原理.他认为,如果一个公司在本国市场上(尤其是发达国家,比如美国)推出了一项创新产品,在其他国家的市场上也会产生对这个产品的需求,于是就会有产品出口.当国外市场上的需求增长到一定程度,特别是当国外厂商也开始生产这种产品以满足增长的需求时,本国公司就会直接投资到国外市场,开办工厂,生产产品.随着产品的标准化,这个公司就可能会追求经营的合理化,把工厂移到生产成本最低的地方.所以,弗农认为这些公司在实行国际多元化以延长产品的生命周期.国际化经营是我国企业共同面临的重大课题,相对于大企业而言,中小企业的力量要薄弱很多,但是仍有为数不少的中小企业,成功地进行了国际化的尝试,有的甚至从开创之初就已从事跨国经营。本文通过对一个汽车零配件生产企业的国际化经营的历程进行介绍和分析,对中小企业国际化经营中的企业家精神、产业选择、进入模式等问题进行了探讨。
案例
(一)、背景介绍
天津天海同步器有限公司座落于风景宜人的天津静海开发区,是迄今为止中国最大的专业化生产汽车同步器的民营企业,企业占地40 余亩,建筑面积3500平米,员工总数70 余人,其中工程管理人员巧0人,高级工程师15 人,有着强大的高新技术人才平台。公司拥有高科技现代化设备550台,其中引进德国、日本、意大利等国家的高性能机床、实验台以及先进的加工和检测实验设备、仪器等110多台,代表了国内机加工行业技术装备的领先水平。公司现有固定资产1.6亿元。生产主导产品包括:轿车、微型车、轻型车、中型车、重型卡车等多种型号同步器系列产品130余种,40多种规格,年产量达50万件以上,加工能力和细致的售后服务深得用户信赖和赞赏,是我国多家知名汽车制造集团的定点生产厂,为全国40 多家重点变速箱主机厂配套。
(二)、企业发展历程
天津天海同步器有限公司(以下简称天海公司)成立于1929年01月。成立之初,天海公司作为一家资金不足20 万,人员不足50 的集体所有制企业,只能生产简单农用设备配件的小企业,几乎没有什么技术可言,而且产品不固定,基本属于作坊式生产。同时,企业没有任何的发展战略和远期规划,在管理上也只是把其他国有、集体企业陈旧的机构设置、管理方法和规章制度照搬套用过来,形同虚设,根本没有自己的特色。此后 的 几年里,天海公司一直处于刚刚成立时的状态,没有明确的发展方向,也没有一个主导产品,客户要什么就生产什么.这种经营模式基本上能够保证企业的生存,维持着企业的正常生产运作,但是企业的发展壮大就无从谈起了.直至1998年,天海公司经历了第一次改制。天海 公 司 的第一次改制主要体现在两个方面,一是企业所有制发生了转变,由集体所有制企业转变为一家私营企业;二是企业更换了领导班子,由更为年轻,更加富有朝气和 创新精神的管理人员担任企业主要领导工作。第一次改制完成后,公司很快制定了企业的发展方向与发展战略,并且出台了多项促进企业发展的措施。时值我 国 汽车工业的高速成长时期,国家己把大力发展汽车工业作为支柱产业。综合考虑了天海公司的规模和生产的工艺特点后,公司领导班子决定抓住汽车工业高速发展的大好时机,把汽车变速箱中的核心零部件-一同步器作为天海今后的主导产品。虽然公司的主导产品得以确立,但是以天海公司当时的人员层次和技术能力,也只能把别人的图纸拿来照猫画虎,无法形成自己的技术体系。因此,为了提高企业的技术能力和工艺水平,天海公司开始着手引进高级技术人才,建立技术人员队伍。从1999年初开始,公司先后从北京、沈阳、郑州等汽车工业比较发达的地区聘请了几十名高级技术人员和齿轮制造方面的专家。企业发展战略的出台与人才队伍的建立带来了立竿见影的效果。
(三)、案例分析
1、生命周期各个阶段的技术创新模式
从天海公司的成长历程中,我们可以很清晰的划分出天海公司生命周期的各个阶段,而每个阶段中所采用的技术创新模式也比较明显。(1)初 生 期
天海公司在1929 年成立,其后的几年里,企业的发展方向迟迟没有确定,没有明确战略的远景规划,甚至连固定的产品都没有。企业内部从制度到管理,从生产到销售,从工艺到产品都非常落后。所以,天海公司在这几年里一直都徘徊在初生期阶段,没有什么发展,随时都有可能在进入成长期以前被市场淘汰。这种 局 面 直到1989年才被打破,首先是企业改制,从政府保护和制约下脱离出来,必须自己面对市场的竞争与挑战;其次是领导班子大换血,为企业注入了危机意识、进取心以及创新精神。此后,企业的发展方向、战略规划、主导产品很快确立,再加上引进人才、加强内部管理等积极措施的相继出台,促使天海公司逐步进入了快速发展的轨道。1999年以后,天海公司己经占据了一定的市场份额,拥有了自己的技术人员队伍以及一定的资金、设备的积累,摆脱了初生期的资金瓶颈,渐渐走入成长期。在技术 创 新模式方面,属于传统机加工产业领域的天海公司在初生期阶段采用的技术创新模式主要是模仿创新,而且创新活动都是集中在1998年改制以后。99年,公司为了推出自有品牌的同步器,通过引进人才,由人才带来技术的方式开展模仿创新,从而使天海公司能够在短时开发出自己的 产品并获得市场认可.在产品顺利下线并成功占领市场的同时,以新组建的技术人员队伍为基础对引进的技术进行充分的消化、吸收,从而使企业的技术水平有了质的提升。(2)成 长 期
从9 9到2004年,天海公司经历了一个极速发展的过程,在这五年中实现了产值每年翻一倍的惊人增长速度,同时这一阶段也是天海公司的成长期。天海公司在其成长期内实现了快速发展与积累,员工的信心空前高涨,技术创新活动也极为活跃。在成长期阶段,天海公司的技术创新活动虽然活跃但并不分散,基本集中在双锥面锁环式同步器及其系列产品的研发上。
天海公司在其成长期阶段的技术创新活动分为两种模式。一是瞄准市场空白,通过企业自身技术革新在己有产品的基础上研制出了THZlo双锥面锁环式同步器。其二是在企业的技术能力及资金实力迅速提升的基础上,利用非实体技术合作开展技术创新活动。大容量双锥面锁环式同步器就是通过与科研院校的合作以及国家创新基金的支持研发成功并顺利推向市场的。(3)成 熟 期
2004 年以后,作为行业领先者和我国最大的专业化生产汽车同步器的民营企业,天海公司的发展速度逐渐放缓,表明它已经开始步入成熟期阶段。到目前为止,天海公司的技术创新模式仍将以技术革新和非实体技术合作为主,但是,在具体合作形式上将有所突破。鉴于天海公司正逐步融入到我国北方的汽车产业链中,因此,天海公司正在积极地与产业链上的多家企业合作开展集群创新。从天海公司的成长过程中可以看出,与传统产业中小企业技术创新模式选择的梯级模型相对应,天海公司正是根据企业所处生命周期不同阶段的条件、特征和问题来合理选择技术创新模式的,因而使这样一个中小企业能够在第一次改制至今的十年时间里实现了稳定、健康、飞速的发展。
纵览天海公司的成长过程,天海公司在几乎每一次的技术创新活动的前后都会在企业的管理、组织以及文化方面开展创新活动。例如天海公司的两次改制,实施现场管理方法,‘以及建立员工谏言制度等。进而 深 入剖析天海公司迅速发展的动力源,值得注意的是,技术创新固然是推动企业积累和成长的主要力量。但是,天海公司在管理创新、组织创新以及创新文化等方面的一系列活动同样也是推动企业发展的重要因素,对于企业的发展产生了非常深远的影响.尤其是在企业 迅猛发展的成长期阶段,天海公司并没有出现其他中小企业往往在成长期发生的盲目扩张,内部管理失衡的情况。这主要得益于企业在制度方面的建设和管理方面的提升。生产现场实行的“5”管理、目视管理,15000、QS900认证的通过以及ERP系统的运行都起到了为企业发展保驾护航的作用。而2002年的股份制改革和2004年推出的员工谏言制度则更是天海公司发展的组织基础和制度保障.因此,对 于天海公司来说,将技术创新与管理、组织等方面创新相结合形成的合力才是企业成长的根本动力源。天海公司在其成长期采用的就是将技术革新、非实体技术合作与管理、组织创新捆绑而成的复合技术创新模式。企业是 技 术创新的主体,企业成长的过程就是不断创新的过程,也可以看作是企业技术创新能力不断提高的过程。而企业技术创新能力是由资源要素、管理要素和组织要素共同构成的,因而,企业的发展也必须是这三方面的协调发展。同时,技术创新也需要管理创新、组织创新以及营销创新和创新文化的支撑才能取得成功。因此,对于管理较为落后的中小企业来说,在根据自身所处的生命周期阶段理性选择技术创新模式的同时,还必须进行相应的管理、组织、营销以及文化创新,将二者捆绑,组成复合技术创新模式,进而形成推动企业成长的合力,带动中小企业由企业生命周期的低级阶段向高级阶段进化。
2、中小企业进入国际市场的方式主要有以下几种:
贸易方式进入所谓贸易进入方式是指产品在本国生产,然后通过贸易方式借助于一定的销售网络将自己的产品打入国际市场,同时积累国际化经营经验,不断跟踪国际市场需求,改进产品质量,适应国际市场需求的变化。这是企业从事国际化经营的初级方式也是难度较小的方式,其优点是对企业跨国管理方面的要求较低、成本较低,但这不是绝对的,当目标市场国家贸易壁垒较高时,其交易成本要高且不稳定。
许可方式进入许可进入方式是指许可人通过许可协议把“无形财产的权力”授予被许可人,供后者使用一段时间,作为回报,许可人从被许可人处获得使用费。该方式的优点在于许可人不必承担用于打开外国市场所需的开发成本和风险,缺点是它不能使企业获得为实现经验曲线经济所需的对生产、营销和战略的严密控制。
投资进入方式投资进入方式包括两种:与东道国伙伴建立合资企业和在东道国建立独资企业。合资进入方式有利于通过合资双方的优势互补实现双赢,但在 合资过程中组织不得力会使关键的技术控制权落入合资对方手中;独资方式可以避免这一弊端,但独资进入的难度及面临的风险也是所有进入方式中最大的。
天海公司的做法是,首先通过贸易方式进入市场。最初但是仍然有效的方法是参加各种展会,包括全球零部件展会和广交会。通过锲而不舍的努力和优良的服务,赢得了很多客户。在贸易方式中,又可以分为直销、通过当地经销商开拓市场和通过佣金商销售三种方式,具体方式视具体情况而定。其次,在前面这种方式的基础上,加深对当地市场的了解,寻找可靠的合作伙伴,建立合资的销售公司,以利用外方的销售渠道。最后,当遇到合适的机会,就收购国外的同类企业。
结论
中小企业进入国际市场,可以采取多种方式,初期宜采用贸易进入方式,在积累一定经验的基础上,还要寻求更大的发展空间,须立足本地,面向全国市场,抓住各种“出口”,拓展国际化经营路子,以不断壮大的经营实力,应对21世纪世界贸易的挑战,使自己立于不败之地。国际化经营是企业的必然选择。国际化经营是在新的环境和形势下,企业拓展生存空间,实现持续发展的必然选择和趋势,是提高自身经营管理水平和国际竞争力的必然要求,是一种积极的求生之道。
国际化经营也是一种渐进的发展过程。企业所处的阶段不同,采取的策略不同。企业应根据国际化程度动态调整进入国际市场的方式和国际化经营的战略。国际化经营的策略有:贸易撇脂,贸易渗透,联合经营,独资经营。中小企业若想在国际化经营中获得核心竞争力,必须实行专业化经营,而不宜采用多元化模式。中小企业进入国际市场,可以采取多种方式,初期宜采用贸易进入方式,在积累一定经验的基础上,再采取其他的进入方式,如合资或独资。
参考文献:
1《从一则案例看中小企业的国际化经营策略[J].商业研究》修改版,马有才,王同吉2011.3 2《天生的国际企业——概念、现象、成因与启示[J].国际商务研究》,赵优珍.2010.3 3《中小企业国际化——企业家精神视角的分析与启示[J].国际商务》,赵优珍.2008.6 4《浅析中小企业发展战略的选择[J].商业研究》,柳海英,张潇.2005.4 5《中小企业高管团队网络资源和政府资源对国际化能力和绩效影响的研究》 李卫宁,周连喜,蓝海林.2010.09