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数控机床旋转进给系统的状态空间模型及性能分析摘要：高性能多坐标数控机床的摆头、转台等旋转进给系统多采用永磁同步伺服电机进行直接驱动，其控制问题较常规进给系统更为复杂。因此建立更为科学的适用于直接驱动的永磁同步电机的数学模型对提高旋转进给系统的控制水平具有重要意义。本文提出在矢量控制的基础上建立直接驱动用永磁同步电机的状态空间模型的方法，并运用现代控制理论对系统的能控性、可观测性及稳定性等进行分析和计算以及对系统进行极点配置，并用Simulink进行了系统仿真，为数控机床旋转进给伺服系统的设计和分析提供了理论基础和分析方法。关键词：旋转进给；直接驱动；永磁同步电机；中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2007)08-0040-05State space model and performance analysis of numerical controlmachine rotary feed systemZHANG Ao, ZHOU Kai(Department of Precision Instrument and Mechanics,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract: Rotary feed system such as pendulum head and revolving table of high-powered multicoordinatesnumerical control machine adopts PMSM to drive directly. It's more complex tocontrol than the conventional feed system. So it's significative to set up mathematic modelof PMSM which is applicable for the direct drive more scientifically in order to improve thecontrol level of rotary feed system. Thus a modeling of PMSM method for state spaceequation modeling of PMSM based on vector control is proposed. The controllability,observability, stability and Pole assignment are analysed by modern control theory. And thesystem emulation is finished by Simulink. This method offers theoretical basic and analyticalmethod for rotary feed servo system designing of numerical control words: rotary feed; direct drive; PMSM; state space equation0 前言高性能数控机床的旋转进给伺服系统，特别是直接驱动伺服系统（即取消了从电动机到执行机构或负载之间的一切机械中间传动环节，把传动链的长度缩短为零。）广泛使用永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor, PMSM)作为控制对象。其优点是结构简单，运行可靠，通过在结构上采取措施，如采用高剩磁感应、高矫顽力和稀土类磁铁等，可比直流电动机的外形尺寸约减少1/2，重量轻60%，转子惯量可减小到直流电动机的1/5 。[2]还应该看到，传统驱动系统由于传动环节的存在，控制环节的受力较小，系统对扰动的敏感度相对较低，而直接驱动伺服系统，负载与控制环节之间几乎是直接相联，没有传动链的缓冲，因此控制环节受力较大，对扰动比较敏感，这可能会对系统的动态性能造成影响；同时，摆头与转台的特点是要承受低速大负载，因此其大负载条件下的低速平稳性也是系统设计中的一个重要问题。因此，对于此类数控机床转台、摆头等旋转进给直接驱动系统而言，其控制问题较常规进给系统更为复杂。在工程实际中多采用基于矢量变换控制的经典3 环控制方法进行系统控制，其建立控制模型的基础是经典控制理论，即对系统使用传递函数加以描述，将某个单变量（如转速等）作为输出，直接和输入（如电压等）联系起来。但实际上系统除了输出量外还包含其它相互独立的变量，而微分方程或传递函数对这些内部的中间变量是不便描述的，因而不能包含系统的所有信息，不能完全揭示系统的全部运动状态。而若应用现代控制理论的状态空间法分析系统，其动态特性是由状态变量构成的一阶微分方程组来描述的，它能反映系统全部独立变量的变化，确定系统全部内部运动状态，方便地处理初始条件。因此可以更为全面的表征系统以及系统内部变量的关系，尤其适合应用于非线性、多输入－多输出系统。[5]综上所述，旋转进给直接驱动伺服系统是一个强耦合、非线性的复杂系统，因此用状态空间法来进行建模是更为科学和有效的。本文在矢量控制的基础上通过状态空间法建立永磁同步电机状态空间模型，并应用现代控制理论的各种方法对模型进行全面的分析，为进一步应用先进的控制方法对系统进行控制打下坚实的基础。1 PMSM 的数学模型我们考虑的是正弦型永磁同步电动机系统。该电动机具有正弦形的反电动势波形，其定子电压、电流也为正弦波形。假设电动机是线性的，参数不随温度等变化，忽略磁滞、涡流损耗，转子无阻尼绕组。基于电动机统一理论的结论可以得到，转子坐标系（d－q轴系）中永磁同步电动机定子磁链方程为：（1）其中：——转子磁钢在定子上的耦合磁链；Ld、Lq——永磁同步电动机的直、交轴主电感；、 ——定子电流矢量的直、交轴分量。PMSM 定子电压方程为： （2）其中， 、——定子电压矢量us的d、q轴分量；w——转子电角频率。PMSM 的转矩方程为： （3）电动机转矩系数Kt 为：Kt ＝ pmyr此外，电动机系统还要满足基本运动方程：（ 4）其中，n ——电动机转速；wr ——转子机械角速度，w=pmwr ；Td、TL ——电动机的电磁转矩和负载转矩。采用现代控制理论的状态方程对永磁同步电机进行数学建模。若采取矢量控制，一般要求id=0，但是状态方程中不出现md和id是不合理的。因为在id=0的控制模式中，只是要求id的取值等于0，但id的实际值并不一定总是等于0（特别是在动态过程中）。同时，ud的实际数值也不会等于0。因此，必须将ia也作为状态变量，将md 也作为控制变量，由控制器根据所有状态变量（包括id）的取值进行控制。因此取状态变量 ，q 为转子位置角。将（1）式带入（2）式的第2 式，由（3）式和（4）式可得，则永磁同步电机的状态方程为( ) ：(5)由此可见，该系统是一个非线性时变系统，且在系数矩阵中含有wr，id，iq状态变量的交叉相乘项，因此需要进行系统解耦，令因此采取id=0的矢量控制方法，uq'=uq，TL'=TL，系统可化为线性系统。取ud，uq 为控制量，负载转矩TL 作为扰动处理，因此单独提出，则系统化为=AX+BU+B0TL 的形式，则原系统化为：(6)2 PMSM 系统的分析PMSM 的参数如下：则系统状态空间方程为： 多项式模型将状态空间模型转换为多项式模型，系统的传递矩阵为： 能控性与可观测性分析状态完全能控的充分必要条件是系统的能控矩阵的秩为n。状态完全能观测的充分必要条件是能观测矩阵的秩为n。计算可得，系统的能控矩阵秩为4，满秩，则系统状态是完全能控的。系统的能观测矩阵的秩为4，满秩，则系统状态是完全可观测的。 控制系统的稳定性分析对于由状态空间模型表示的系统，其系统稳定的充分必要条件是：系统矩阵A 的特征值全部具有负实部。eig(a)'= *[0 - + ]由于系统矩阵a 的特征值中有一个是零，因此该系统是临界稳定的。由于能控矩阵的秩为4，满秩，因此可以通过状态反馈配置极点使得系统稳定。 多输入控制系统的极点配置对于多输入系统的极点配置的基本思路是：首先求一状态反馈，使得其闭环系统对某一输入（例如第一个输入）是能控的，再按单输入系统配置极点的方法进行极点配置[5]。图1 极点配置的闭环系统框图期望极点为： *[ + ]（1）构造Q、S 矩阵。，由系统可得，n=4,m=2，u1+u2=4，a 为Q-1 的最后一行向量。（2）先按能控标准型进行极点配置。对 单输入系统进行极点配置。的特征多项式为，所期望的特征多项式为，则增益阵为:（3）求化为能控标准型的变换矩阵T，即则增益阵返回原坐标系为（4）使原系统（A，B）实现极点配置的状态反馈为: 系统仿真系统位置状态向量对阶跃信号的响应：图2 极点配置前位置状态向量的阶跃响应图3 极点配置后位置状态向量的阶跃响应系统位置状态向量对速度信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）：图4 极点配置前的速度信号跟踪曲线系统位置状态向量对正弦信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）图5 极点配置后的速度信号跟踪曲线图6 极点配置前的正弦信号跟踪曲线图7 极点配置后的正弦信号跟踪曲线由此可见，通过极点配置使系统稳定，且对各种输入信号的响应有很大改善，具有很好的跟踪性能，这对于随动系统来说是十分重要的。3 总结使用状态空间方程表征系统，可以把系统的状态与系统的输入和输出联系起来，并在系统的内部变量与外部输入和测量输出之间建立联系，保存系统内部特性的信息，因此模型更为精确和科学。本文即在矢量控制的基础上提出了一种建立完整的永磁同步电机状态空间模型的方法。根据此模型，运用现代控制理论的各种方法对系统性能进行了分析和计算，分析表明该系统具有完全能控性、完全可观测性以及临界稳定性，通过状态反馈配置极点的方法使得系统稳定，使状态变量对输入信号有很好的跟踪性能。为进一步分析和设计控制系统提供了有效的方法和思路。参考文献：[1] 欧阳黎明.MATLAB控制系统设计[M].北京:国防工业出版社,2001.[2] 张崇巍,李汉强.运动控制系统[M].武汉:武汉理工大学出版社,2002.[3] 李三东,薛花.基于Matlab永磁同步电机控制系统的仿真建模[J].江南大学学报,2004,(2):115-120.[4] 杨平,马瑞卿,张云安.基于Matlab永磁同步电机控制系统的建模仿真方法 [J].沈阳工业大学学报,2005,(4):195-199.[5] 侯媛彬,嵇启春,张建军,杜京义.现代控制理论基础[M].北京大学出版社,2006.[6] 孙亮. MATLAB语言与控制系统仿真[M].北京:北京工业大学出版社,2006国物流管理逐渐走向社会化和供应链化的形势下，必须接合具体企业的物流运作管理实际，根据精益物流的基本原则和企业信息化状况，通过理论与应用的研究，在精益供应链物流管理原型系统的基础上不断修改和完善，不断地进行研究和实践，以此来推动我国制造企业精益供应链物流管理信息系统的发展。参考文献：[1] 乌跃.论精益物流系统[J].中国流通经济,2001(5):11-13.[2] (美)詹姆斯·P. 沃麦克, (英)丹尼尔·T. 琼斯, 沈希瑾,张文杰,李京生.精益思想:消灭浪费,创造财富[M].北京:商务印书馆,1999．[3] RICHARD Wilding. Lean, Leaner, Leanest[J]. InternationalJournal of Physical Distribution & Logistics Management1996,25(3/4)20.[4] 王之泰. 物流工程研究[M].北京:首都经济贸易大学出版社,2004．[5] 田宇,朱道立.精益物流[J].物流技术,1999(6):19-21.[6] LIU X Q, MA S H. Supply chain logistics circulation quantityand response time calculation model[J].WSEAS Transactionson Systems, 2006,5(4): 在机床数控改造中的典型应用邵晓嵬, 任有志, 王燕丽(河北科技大学机械电子工程学院, 石家庄050054)摘要: 讨论了利用可编程控制器对机床进行数控改造的具体方案和一般步骤,并以锯片切割机的改造为例介绍了利用西门子公司S7 - 200 系列可编程控制器进行改造的具体过程,阐述了机床数控改造后的应用效果及其未来的社会和经济效益。关键词: 可编程控制器; 机床; 数控改造中图分类号: TG51 文献标志码: A 文章编号:100320794 (2007) 1120147202Typical Application of PLC in NC Transformation for Machine ToolSHAO Xiao - wei , REN You - zhi , WANGYan - li(College of Mechanical and Electronic Engineering ,Hebei University of Science & Technology , Shijiazhuang 050054 ,China)Abstract :Discussed how to use the programmable logical controller (PLC) to deal with the transformation inmachine tool , particularly introduced the whole process of transformation on incise machine based on SIEMENSS7 - 200 PLC. Finally expatiate the effect of NC transformation and its coming benefit .Key words :programmable logical controller (PLC) ; machine tool ; NC transformation0 前言在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的继电器- 接触器控制方式,这些机床触点多、线路复杂,使用多年后,故障多、维修量大、维护不便、可靠性差,严重影响了正常的生产。还有一些旧机床虽然还能正常工作,但其精度、效率、自动化程度已不能满足当前生产工艺要求。对这些机床进行改造势在必行,改造既是企业资源的再利用,走持续化发展的需要,也是满足企业新生产工艺,提高经济效益的需要。1 解决方案利用PLC 对旧机床控制系统进行改造是一种行之有效的手段。采用PLC 进行控制后,机床控制电路的接线量大大减少,故障率大大降低,提高了设备运行的稳定性和使用率,增强了可靠性,减小了维修,维护工作强度。当机床加工程序发生变化时,只需要修改PLC的程序就可以进行新的加工,更改较方便,有助于提升机床的应用。由于具有通信功能,采用可编程控制器进行机床改造后,可以与其他智能设备联网通信,在今后的进一步技术改造升级中,可根据需要联入工厂自动化网络中。2 改造过程、步骤及应用实例(1) 深入了解原有机床的工作过程,分析整理其控制的基本方式、完成的动作时序和条件关系,以及相关的保护和联锁控制,尽可能地与实际操作人员充分交流,了解是否需要对现有机床的控制操作加以改进,提高精度、可操作性和安全性等;如有需要,在后续的设计中予以实现。(2) 根据分析整理的结果,确定所需要的用户输入P输出设备。由于是对旧机床的改造,在保证完成工艺要求的前提下,最大限度地使用原有机床的输入P输出设备,如: 按钮、行程开关、接触器、电磁阀等,以降低改造成本。(3) PLC 机型选择。根据输入P输出设备的数量与类型,确定所需的IPO 点数。确定IPO 点数时,应留有20 %左右的裕量,以适应今后的生产工艺变化,为系统改造留有余地。由IPO 点数,利用一条经验公式:总内存字数= (开关量输入点数+ 开关量输出点数) ×10 + 模拟量点数×150来估算内存容量。在估算出内存字数后,再留25 %的裕量。据此,选择合适的机型。(4) 设计并编制IPO 分配表,绘制IPO 接线图。应注意到:同类型的输入点或输出点应尽量集中在一起,连续分配。(5) 进行程序设计。可借鉴机床原有继电器控制电路图,加以修改和完善。完成程序设计后,应进行模拟调试。(6) 模拟调试后,进行现场系统调试。调试中出现的问题逐一排除,直至调试成功。最后还应进行技术资料整理、归档。图1 IPO 接线图下面是对某锯片切割机的数控改造过程,机床的各控制过程如下:(1) 主轴电机的控制。起动,停止;(2) 进给电机控制。工作台纵向进给到与锯片相切的位置,之后工作台横向快速进给锯片,完成后工作台慢速移动后退,其间锯片主工作台变速旋转一个锯齿的角度,两运动同时进行插补出一个锯齿圆弧;(3) 冷却泵电机的起动控制以及相关的保护、联锁控制,工作台的各运动方向的超程保护,各运动方向的联锁控制等。确定所需的用户输入P输出设备。根据设备的硬件条件分析出,面板上有6 个按钮需占6 个数字输入口,一个BCD 拨码开关占用4 个输入口,一条直线光栅尺占用3 个输入口,一个三位状态旋钮占2 个输入口,执行元件为3 个步进电机和2 个异步电机,其中3 个步进电机共需8 个数字输出口,砂轮主电机和冷却泵各需1 个输出口,报警指示灯和上电指示灯各需1 个输出口。为保证安全起见,热继电器不接入输入端,而直接接在PLC 的输出端;合计输入点数15 点,输出点数12 点。考虑到要留有20 %左右的裕量,所以IPO 点数要在30 个点以上。因此,选用西门子公司S7 - 200 系列226 型号的PLC ,其输入点数24 点,输出点数16 点, IPO 总点数40 点;编制IPO 分配表(见表1) ,绘制IPO 接线图(见图1) ;借助机床原有的继电器控制电路图,进行程序设计,编写STL 结构化程序语言;模拟调试及现场系统调试,完成技术资料的归档。表1 IPO 分配表输入输出I0. 0 BCD 拨码开关1 位Q0. 0 W轴CP 端I0. 1 BCD 拨码开关2 位Q0. 1 X轴PY轴CP 端I0. 2 BCD 拨码开关3 位Q0. 2 W轴DIR 端I0. 3 BCD 拨码开关4 位Q0. 3 W轴FREE 端I0. 4 启动Q0. 4 X轴DIR 端I0. 5 暂停Q0. 5 X轴FREE 端I0. 6 光栅尺A 相输入Q0. 6 Y轴DIR 端I0. 7 光栅尺B 相输入Q0. 7 Y轴FREE 端I1. 0 光栅尺Z相复位Q1. 0 主电机继电器I1. 1 锯片直径输入确定Q1. 1 冷却泵继电器I1. 2 砂轮直径输入确定Q1. 2 报警指示灯I1. 3 三位状态旋钮输入1 Q1. 3 上电指示灯I1. 4 三位状态旋钮输入2I1. 5 冷却泵启动I1. 6 急停3 改造后效果可实现加工的柔性自动化,效率比传统锯片机提高5～6 倍。加工的锯齿精度高,尺寸分散度小,提高了锯齿的强度。拥有自动报警、自动监控、补偿等多种自我调节功能,可实现长时间无人看管加工。由于锯片采用的是某新型合金钢,齿磨损后修补的成本很高,采用该锯片机以后,为工厂节省了可观的维修成本,真正提高了工厂的效益。4 结语利用PLC 对传统机床进行数控化改造,能够有效地解决复杂、精密和小批多变的零件加工问题,满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求,适应各种机械产品迅速更新换代的需要,同时为企业节省了大量的设备改造成本,提高了企业的经济效益和社会效益,提升了企业的产品竞争力,使企业更容易在竞争激烈的市场环境里生存与发展。参考文献:[1 ]陈立定. 电气控制与可编程控制器[M]
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数控机床诊断维修方法经验浅述X 摘 要:本文就近几年来在对进口数控设备的维护中,逐渐学习并掌握了CNC 系统的一些故障规 律和快速诊断方法进行了整理。意在使其更好地为数控设备的使用与维修服务提供借鉴。 关键词:数控机床;诊断维修;方法 随着发达国家先进技术和装备的不断引进,使 我们设备维护人员的维修难度越来越大,这是不可 否认的事实。但怎样尽快适应和掌握它,是我们应 该认真探讨并急需解决的课题,下面就自己多年的 维修经验谈一点个人体会。 笔者近年引进的日立精机VA 一65 和HC 一 800 两台加工中心,不但具有交流伺服拖动、四轴联 动功能,而且还配有磁栅全闭环位置反馈及自动测 量、自动切削监视系统,其CNC 是当时国际上最先 进的FANUC 一11M 系统。运行11 年来,虽然随 着使用年限的增长,一些元器件的老化、故障期的到 来,特别是加工任务的增多,设备每天24h 不停机的 运转,出现了几乎每周都有故障报警的现象。但为 保证任务的按期完成,我们在没有经过国内外培训 且图纸资料不全的条件下,在无数次的维修测试中, 认真分析故障规律,不断积累有关数据,逐渐掌握维 修要领,尽量在最短的时间内查出故障点,用最快的 速度修复调整完成。以下从几方面论述快速诊断和 维修数控设备的方法: 1 先观察问询再动手处置 首先看报警信息,因为现在大多数CNC 系统都 有较完善的自诊断功能,通过提示信息可以马上知 道故障区域,缩小检测范围。像一次HC 一800 卧 式加工中心在运行中出现5010 # spindle drive unit alarm 报警。我们根据提示信息马上按顺序检查了 主轴电机及其执行元件、主轴控制板,查明过流断路 点后恢复正常,仅用20min 完成。但从我们的经验 中也有受报警信息误导的例子,因此说可依据它但 不能依赖它。 故障发生后如无报警信息,则需要进一步用感 官来了解设备状态,最重要的就是向操作人员问询 故障发生的前因后果。同样是该设备,有一次其 APC 系统在防护罩没有打开情况下B 轴突然旋转 起来刮坏护罩,这一现象以前从未出现过。经我们 现场仔细询问操作过程,清楚了故障经过:原来操作 人员先输入了M60 指令,使_bPm_�APC 系统程序运行(更 换旋转工作台) ,当执行元件失控中途停机后,又进 行了手动状态下的单步指令操作。当时M60 并没 有删除,使其执行元件恢复正常后继续了原程序动 作。经认真了解并仔细分析后,我们立刻清除所有 原设定的指令,检测并更换了失控元件,避免了更大 故障的发生。根据报警信息和故障前的设备状态, 来判断故障区域,争取维修时间。 2 遵循由外到里,由浅入深的检修原则 笔者对加工中心多年的维修经历来看,大多数 故障根源都是来自于外部元器件,因其受外界因素 影响较大,象机械碰撞磨损、冷却液腐蚀、积尘过多、 润滑不良等,使这些年久失修的元器件处于不完好、 不可靠状态,成为设备故障的最大隐患。像各轴经 常出现的超程报警、零点复归误差、位置信号不反馈 等,都是一些磁性或机械式开关失灵造成。还有的 故障也是出现在电磁阀、电机和经常伸缩的电缆上。 像HC 一800 的一次B 轴旋转不到位或有时根本不 旋转故障,报警提示为: feed axis fault (APC com2 mand) ,看起来与命令有关。但我们根据故障现象 还是果断地检查B 轴各行程限位,果然有一撞块与 开关接触不好,经调整后正常。这就避免无目标地 消耗很大精力去查整个CNC 系统,先把重点放在外 部环节上。 这实际上是一种经验上的诊断,如果我们手里 有原理接线图,那就应该正规地按图纸去相应对照, 顺序查找并针对性的去测试电位和波形,还能从中 悟出一些理论上的东西。正是因为没有这个条件, 所以我们在维修中就是遵循从外部到内部、从人为 到系统、由浅入深的原则去进行,这就大大缩短了设 备的停修时间。 3 充分利用PC 图查找故障点 根据报警信息调出与其相关的PC 图进行分析 核对,也是一种诊断的方便途径。一次VA 一65 自 动换刀机械手到位后不执行抓刀指令,我们马上调 出PC 图从各指令开关信号到各进、退、松、紧动作 信号逐一进行对应校验,最后查出机械手旋转到信 号没有发出,原因是由于一磁性接近开关松动移后 不起作用,使下一步抓刀动作无法进行,调整后恢复 正常。 由PC 图查故障点看来比较方便直观,但如果 不了解其内部动作原理和工作程序,那可以说也是 大海捞针,无从下手。特别是无电气原理图就更难 以判断,每个输出动作多达几十个开关条件才能满 足,确实要下很大工夫才能逐步认识并掌握。我们 就是靠平时维修时的日积月累,在不断的了解和运 用它。 4 疑难故障的检测分析和快捷处理 此两台加工中心的一些元器件年久老化,使其参数随温度 或电流的变化而极不稳定,造成故障后能自动恢复 即时好时坏现象,这是我们最为之挠头的故障。因 为搞维修的都知道,元件坏了容易检测,而不正常的 通断情况则很难判断是元件坏了还是线路接触不良 造成,因为无法进行正常的信号检测。如B 轴工作 台换位;刀库进刀口自动打开;B 轴台板夹紧、松开 失灵等故障,其执行元件均是固态继电器接受指令 信号接通后带动电磁阀动作。当检测时可能未见异 常,启动后又可能一切正常,待连续动作几次后又停 机报警。我们根据故障现象及反复周期判定应该是 执行元件性能下降造成,因图纸不详、标识不清,只 能将关联的一组执行元件在正常和异常的情况下分 别进行检测,经反复测试后,最后从30 多只继电元 件中分别查出并更换了其性能下降的元件。 一次HC 一800 B 轴原点复归失控,指令发出 后旋转不停,没有报警信息。经现场了解分析,首先 认定应该是B 轴零点检测系统故障,而该系统是由 一只磁性接近开关发出到位信号后控制执行元件减 速停车。我们马上对这一信号进行线路测试,结果 无信号发出,人为设定一个到位信号则准确复归停 车,确认检测开关到设定信号点这一段有故障。但 如果想直接检测接近开关则必须将B 轴和与其关 联的调轴解体,因为此开关装在B 轴工作台体内。 这样的大结构拆修以前从未干过,测算一下工作量 需半个月时间,而且还要特别精心地对十多根控制 电缆和几十根油管拆除和恢复,这就很难保证拆装 后各部分的精度,但要想解决问题还必须露出这一 开关进行检测和维修。能否用一个简便的方法既能 节省拆装工作量又能拿出这一检测开关,经反复论 证后终于想出一个只拆B 轴端盖和调轴磁尺支架 拿出此开关的方法。虽然电气维修人员拆装、检测 难度很大,但保证了台面不大解体,把后患影响减小 到了最低限度。经实际测试开关、处理断路点原位 安装后恢复了B 轴复归功能,又对拆装后影响到的 调轴位置误差和B 轴定位故障进行了补偿和调整, 一切正常后仅用三天时间即交付使用,保证了试制 加工任务的完成。 5 结语 总之,在处理故障过程中怎样尽快打开思路、进 入状态,缩小检测范围,直触故障根源是维修技术人 员水平高低的关键所在。看似简单的道理却饱含着 方方面面,也是维修人员多年辛勤劳动的结晶。我 们就是在这种高频率故障的压力下,克服了重重困 难,尽力在短时间内解决问题,减少设备停歇台时, 为车型试制做出了我们应有的贡献。 [参考文献] [1 ] 李亚芹,龙泽明,韩阳阳. 数控机床爬行问题的 分析与研究[J ] . 组合机床与自动化加工技术, 2006 , (10) :76～78. [2 ] 卓迪仕. 数控技术及应用[M] . 北京:国防工出 版社,1997.
首先，下文是我复制的样板，限1000字不能多复制 你可以在机械论坛上注册个ID，在汽车技术专版搜“论文”车辆工程专业毕业设计汽车整车论文汽车车身总布置设计是车身设计的重要内容。车身总布置设计是在整车总布置的基础上进行的，主要包括汽车车身底版的布置、前围的布置、车身室内人体工程布置、车门布置、发动机舱、行李舱的布置以及其它装备的布置。其中车身室内人体工程布置是主要的内容涉及到人体工程学的知识。可以说车身总布置设计的好坏是决定车身设计和轿车设计好坏的一项重要内容。本次7161轿车车身总布置设计主要是利用已给的数据和人体工程学的基本知识对该车型的车身外形布置和内部布置进行设计，并进行相关的动力性和经济性计算以检验设计的合理性。通过本次毕业设计，充分了解和掌握了对某一轿车车身进行车身总布置设计的步骤和方法，这将为我们以后毕业从事汽车车身设计的工作打下基础。关键词：车身总布置设计 人体工程学 车身外形布置设计 车身室内布置设计AbstractCar body general arrangement design is an important constituent of car body design. It is on the basement of car general arrangement design, includes car floor arrangement、front fender arrangement、interior body ergonomic arrangement、door arrangement、engine module and luggagecompartment arrangement and other establishments arrangement. Among them, the interior body ergonomic arrangement is the most important part as it relates to ergonomics. We can say that the quality of car body general arrangement is an important constituent which determines the quality of body design and car design. During this time’s Ao Tuo mini car body general arrangement design, the mainly part of my work is to use data which is given by my guiding teacher and the infrastructural knowledge of ergonomics to design Ao Tuo car body external and interior arrangement, and to conduct some calculation about this car’s power and economy performance. This calculation can check that whether the car body general arrangement design is reasonable or not. Through this graduate design, I fully know and master the steps and methods of body general arrangement design to a specific car body, which will lay the foundation for our car body design work after words：body general arrangement design ergonomics bodyexternal arrangement design interior body arrangement 汽车设计的规律，决策与设计过程汽车设计尤其是新新车型的设计，是根据社会对该车型的使用要求而提出的整车参数与性能指标进行计算的，显然，那只能从宏观入手，即从整车的总体设计开始，然后通过总体设计的分析与计算，将整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能后，再进行总成和部件设计，进而进行零件甚至某一更细微的局部设计与研究。汽车设计过程：1） 调查与初始决策：其任务是选定设计目标，并制定设计工作方针及设计原则。调查研究的内容应包括：老产品在服役中的表现及用户意见；当前本行业与相关行业的技术发展，特别是竞争对手的新产品与新技术；材料，零部件，设备和工具等行业可能提供的条件；本企业在科研，开发及生产方面所取得的新成果等等，他们岁新产品设计是很有价值的。2） 总体方案设计：其任务是根据领导决策所选定的目标及开发目标制定的工作方针，设计原则等主导思想提出整车设想，因此又称为概念设计（concept desion）或构思设计。为此要绘制不同的总体图（1比5）供选择。在总体方案图上进行初步布置和分析，对主要总成只要画出大轮廓而突出各方案间的主要差别，使方案对比简明清晰，经方案论证选出其中最佳者。3） 绘制总布置草图，确定整车主要尺寸，质量参数与性能指标以及各总成的基本形式。在总布置草图上较准确地画出各总成及部件的外形和尺寸并进行仔细的布置；对轴荷分配和质心高度作计算与调整，以便准确地确定汽车的轴距，总长，总宽，总高，离地间隙，货箱或车身高度等，并使之符合有关标准和法规；进行性能计算及参数匹配。4） 车身造型设计及绘制车身布置图；绘制不同外形，不同方向，不同色彩的车身外形图；制作相应造型的1比5整车模型；从中优选后再制作1比5或1比1的精确模型。经征求意见，工艺分析评审及风洞实验后作进一步修改，审定后用三坐标测量仪测量车身模型坐标并用与之联机的CAD系统绘制车身图及相应的车身布置图。随着计算机技术的飞速发展，直接在计算机上造型车身的三维形态已成为可能，并且可以根据设计者的要求方便迅速地对计算机屏幕所显示的车身造型进行各种修改，能在计算机屏幕上产生不同投影方向的生动逼真的产品三维外形图。因此，要提高车身的设计质量，缩短设计周期，可以将车身造型的手工设计和绘制不同方向外形图的工作移到计算机上进行，在计算机上进行交互设计，得到满意结果后再制作模型以及进行上述的其他后续工作。5） 编写设计任务书：作为对以后的设计，实验及工艺准备的指导和依据。其内容常包括：任务来源，设计原则和设计依据：产品的用途及使用条件；汽车型号，承载容量，布置形式及主要技术指标和参数，包括空车及满载下的整车尺寸，轴荷及性能参数，有关的可靠性指标及环保指标等；各总成及部件的结构形式的特性参数；标准化，通用化，系列化水平及变形方案；模拟采用的新技术，新结构，新装备，新材料和新工艺；维修，保养及其方便性的要求；续驶里程；生产计划，设备条件及预期制造成本和技术经济预测等。有时也加进与国内外同类型汽车技术性能的分析和对比等。有的还附有汽车总布置方案草图及车身外型方案图。6） 汽车的总布置设计：其主要任务是根据汽车的总体布置及整车性能提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求；协调整车与总成间，总成与有关部件的布置关系和参数匹配关系，使之组成一个在给定使用条件下的使用性能能达到最优并满足设计任务书所要求的整车参数和性能指标的汽车。具体工作有：a) 绘制汽车总布置图：它是在总布置草图和个总成，部件设计的基础上用1比1或1比2的比例精确的绘出，用于精确控制各部件尺寸和位置，为各总成和部件分配精确的布置空间，因此又称为尺寸控制图。特别注意汽车整车布置的合理性，驾驶室和车厢内部布置应具有视野性好，驾驶操作方便，座位舒适，安全，维修方便等特点。b) 根据总布置设计确定的整车参数和性能指标提出对各总成和部件的设计要求：包括结构形式，特性参数，尺寸与质量限制等。提供整车有关数据与计算载荷等。c) 绘制转向轮跳动等有关的运动图：用于校核布置空间以避免发生运动干涉。d) 确定有关总成和部件支承的形式，结构参数与特性等，特别是对发动机前后支承，驾驶室支承和排气管支承的位置和刚度要精心选择。e) 确定各总成的质心位置，核算汽车空载和满载时的轴荷分配及整车质心高度。f) 制作模型进行布置空间的校核：通常制作1比1的车身内，外模型来检查驾驶操作及上下车的方便性，视野范围，乘座空间及舒适性等。g) 汽车总成，部件及零件本身的选型与设计：其任务除了要保证总成和整车的性能指标外，还要考虑零件本身的强度，寿命与可靠性等问题。h) 设计图纸的工艺审查及必要的修改。i) 绘制汽车总装配图：其目的是进行土面装配校核，仔细检查相连接总成及部件的连接关系，连接部件的尺寸与配合以及拆装的方便性；核算与标注汽车整车和有关总成与部件的安装尺寸链，为汽车总装作技术准备和提供依据。j) 试制，实验，修改与定型：设计完成后投入样品试制时，应考虑有一定数量的零部件和总成投入台架试验，至少有3~4辆样车投入整车室内试验与道路试验，因为试验尤其是道路试验始终是考验汽车的设计与制造工艺最重要和不可替代的手段。试制与试验中暴露出的设计问题应该及时解决并记录在案，作为修改设计的依据。注意了解制造和装配中的工艺问题及质量控制情况及时把关，杜绝不合格的样品装车。要查明整车，总成及零部件的尺寸参数，质量参数，性能参数是否符合设计要求及问题所在，以便修改图纸或采取其他措施予以纠正。应按有关标准，法规进行全面的试验，以检查新产品的各项性能指标。实践是检验真理的最终标准，汽车试验也是一样，在汽车设计定型中起着关键的作用。
不断增加的城市空气污染 经过20年的改革开放，中国私人汽车数量迅速增加，汽车开始进入普通人的家庭生活。汽车需求的迅猛增长是推动2002年中国经济增长的重要力量。去年汽车制造商制造并销售了325万辆，比2001年增长了37%。此外，去年载客汽车的销售首次突破了100万大关，猛增56%，达到了万辆。 2001年后加入世界贸易组织（WTO），中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%，到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量，中国的汽车市场将会进一步繁荣。 随着轿车进入家庭，主要城市及近郊的交通拥挤状况会进一步加剧，从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车，而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中，汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%，而一氧化碳则占到了85%。因此，中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。 除非政府愿意牺牲这方面的经济支柱产业，限制上路汽车数量。因此，要控制汽车废气排放问题，利用电子技术来减少汽车的废气排放是解决方案之一。 排放标准 2001年底，中国政府宣布对中国三大汽车制造商降低30%的汽车消费税，前提是他们所制造的汽车得满足欧II标准。六个月后，在第三届中国亚洲清洁燃料国际会议上，政府的另一项声明进一步表明了控制汽车排放的决心。声明称，北京将从2003年1月开始对在北京销售的机动车辆实行欧II标准，并计划于2005年实施欧III标准。 要控制废气排放所面临的挑战并不仅仅是要设计一个具有清洁燃烧能力的完美发动机，还要利用合适的半导体电子器件对发动机的燃烧过程进行合理的控制。英飞凌为今天的发动机管理平台提供了所需要的单片机、传感器和功率半导体器件。 用于动力总成系统的半导体器件 为控制废气排放量，可利用半导体传感器来精确测量吸入空气的成份。利用单片机快速计算出所使用的燃料数量，然后再起动燃料喷射器。由于有正确的空气-燃料比，因此可以达到近乎完美的燃烧状态，从而使废气的排放达到最少。 汽车动力总成应用中需要多个传感器来将"真实"环境与电子部分连接起来。基于半导体的传感器专用于测量速度、位置、温度和压力。对于动力总成应用来说，最大的变化趋势是利用集成了传感器单元和信号处理部分的有源传感器来代替过去的被动式传感器。由于需要更精确地测量发动机的状态，因此这一趋势发展很快。 在通过传感器测量到发动机的状态以后，单片机就可以处理这些数据并提供合适的控制信号来控制致动器的动作。单片机是利用逻辑技术制造的，而集成度的提高使得可以将功能强大的处理器与外设集成在一起。目前的趋势是将DSP功能集成进来，从而允许实现更为复杂和精确的信号处理软件算法。这样就可用软件实现以前采用硬件实现的功能。 一旦单片机"知道"下一步该做什么，单片机就发送合适的信号到致动器。通常，致动器需要高电压或者大电流才能动作。因此，需要利用功率半导体器件来驱动致动器，如燃料喷射器或火花塞。过去几年里，功率半导体技术的发展主要集中于优化现有系统的成本和部分集成。这产生了能够集成功率输出级（DMOS或双极）、模拟电路和数字逻辑的混合集成技术（BCD）。高集成度功率器件的优势是可以支持诊断，从而可使系统具有更好的可靠性（动力总成是汽车中的关键应用）。同时，这还可使最终产品所需要的外部器件数量大大降低。 系统解决方案 目前的动力总成电子控制单元（ECU）中，电子器件部分主要是半导体器件。 半导体传感器 传感器位于动力总成系统的前端。传感器用来测量物理参数，如水温、空气压力以及发动机曲轴的转动速度。这些数据非常关键，它们为闭环控制系统提供了关键信息。除了温度传感、压力传感和霍尔传感器以外，微机械技术还带来了崭新的加速和偏向角速度传感器，同时还允许利用标准晶圆制造工艺集成信号处理电路和数字化电路。 1.温度传感器 根据扩展电阻原理，线性和稳定的半导体传感器可低成本地替代镍或铂金属膜传感器，同时还可提供比PTC热电阻技术上更优越的器件。 2.位置和速度传感器 动态差分霍尔IC可以测量曲轴或凸轮轴速度、传动速度和车轮速度。通过使用位于单个芯片上的两个霍尔单元，一个差分放大器和处理电路，可以测量到磁场差。这意味着可以将温度漂移、制造容差和外部电磁环境等破坏性环境影响降到最小。同样的信号水平，与单片机的接口要比采用旧式的有感线圈简单得多、便宜得多。 英飞凌新开发的TLE4925C特别适合曲轴应用。其集成电路（基于霍尔效应）提供了频率与转速成正比的数字信号输出。额外的自校正模块提供最优的精度。利用新的模块型封装所集成的滤波器电容器可以减少干扰。 3.进气管绝对压力/大气绝对压力传感器 在新一代传感器中，复杂的处理电路完全集成在传感器芯片上。随着表面微机械技术得以在标准BiCMOS工艺进行微机械加工，利用其技术制造的传感器称为MEMS(微电子机械系统)。利用微机械技术，可以制作出厚度仅有400 m的多晶硅薄膜。这些薄膜构成在芯片上的多个电容器和两个参考电容器。信号则源于压感区域和参考区域的差别。 由于需要利用模拟的绝对压力传感器来测量进气管绝对压力和大气绝对压力，因此标准BiCMOS技术就特别重要。这是因为需要复杂的电路来提供模拟输出信号，进行线性化和偏差补偿。一个MAP传感器测量进气管中空气的绝对压力，并为发动机管理系统提供一个重要的参数（空气体积）。另一方面，一个BAP传感器则测量环境空气压力（是汽车高度的函数），这也是发动机管理系统所需要的同样重要的一个参数（空气密度）。有了这两个参数，就可算出空气的质量，并利用算出的空气质量来决定喷入多少燃料以实现最佳的燃烧。英飞凌的BAP传感器KP120适用于柴油和汽油发动机的管理。 单片机 单片机是动力总成系统的大脑。实时运行的高度复杂的算法用来在各种情况下管理发动机及传送动作。由于系统位于发动机罩下的恶劣环境中，因此除了合适的CPU以外，单片机的整个系统架构对于系统性能来说非常重要。目前在动力总成应用中使用的CPU架构有8位、16位和32位。 8位架构主要用于非常低端的汽车产品，但在摩托车ECU中的应用前景看起来很好。英飞凌提供低成本的增强8位C500核心，以及适合在成本敏感的摩托车市场中应用的高性能外设。由于相应的软件和工具集与业界标准的80C51单片机完全兼容，因此可加快软件开发周期。 32位单片机的市场份额正越来越大。但是，大批量生产的16位产品仍然在目前的汽车中有很大的市场。英飞凌的16位C167系列旨在满足实时嵌入式控制应用的高性能要求。该系列单片机的架构针对大指令吞吐量和对外部刺激（中断）的快速响应而优化。集成的智能外设子系统可将所需要的CPU干预降低到最低的程度。这还减少了对通过外部总线接口进行通信的需要。C167系列的成功源于其CPU，以及对于动力总成应用的要求来说非常理想的外设组合。 称为C166v2内核的新一代C166内核采用了单时钟周期执行技术，因此性能提升了一倍。内置的高级乘法和累加指令（MAC）执行单元极大地提高了DSP性能。 目前功能最强大的单片机采用了32位CPU。此类CPU中的一些源于单片机架构。而象英飞凌TriCore这样的CPU则是针对实时环境中的嵌入式控制应用而设计的，因此非常适用于象动力总成这样的应用。 功率半导体器件 在动力总成应用中，需要开关驱动喷射器、氧气传感器加热器、放气阀、冷却风扇以及一些继电器等负载。在单片IC中集成多个开关可以缩小电路板尺寸，从而降低成本。目前可提供2至18通道的多通道开关器件。根据特定的应用，可驱动从50mA直到30A的电流。负载可以是欧姆负载、容性负载或感性负载。 越来越多的数字逻辑可以在功率输出级一起实现。随着BCD技术的发展，可以在器件中集成许多此前必须由专用ASIC或单片机完成的新功能。 除了这一控制功能外，目前的开关器件还集成了保护和检测功能，如短路、过载、超温、过压、负载开路、静电放电（ESD）和反向电流保护等。此外，还可通过实现在过载时断路以及限流模式等故障保护模式来进一步提高系统可靠性。多通道开关器件通常可利用标准通信接口（SPI）进行控制。诊断信息通过SPI传输回单片机。英飞凌公司还提供了一种高速点到点通信接口，可为未来时间关键的应用（如PWM电流调整）提供更大的数据带宽，并降低微控制器和功率开关器件（如超过 8通道的器件）的I/O端口数量。
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本科生毕业论文题 目:我国汽车自主品牌建设研究探讨 学生姓名: 刘 爽 专 业: 汽车车身设计 班 级: 2007级 指导教师: 张天时 2011年1月 摘 要近些年来，搭乘中国车市这艘万吨巨轮，自主品牌获得了令人欣喜的成果。不少车企甚至乘胜追击，推出了面向高端的全新品牌。中国汽车人越来越清晰地认识到，汽车绝不是“四个轮子加四个沙发”那么简单，更不是“论斤卖”那么幼稚，汽车是有品牌溢价的。同样的工序，同样的技术配置，挂上不同的标志，售价有天壤之别。目前我国汽车工业正处于品牌的重新洗牌和崛起阶段,国外汽车品牌不断冲击中国汽车市场,使本来就处于弱势的汽车自主品牌在各方面都受到了极大的冲击。树立自主品牌,发展和提升自主品牌已迫在眉睫。本文从品牌文化建设的角度,以期为我国汽车工业的长期发展和打造有竞争力的中国汽车品牌提出可供借鉴的策略。关键词：自主品牌 汽车产业 品牌建设目 录摘 要 1第一章 国内汽车品牌建设发展现状 国内汽车品牌建设现状 新车型推出加快 品牌并购开始 外来品牌与国内品牌的冲突 随意降价、损害品牌 广告设计问题 4第二章我国汽车自主品牌建设的问题和重要性 中国汽车自主品牌建设的重要性 5第三章我国汽车自主品牌建设的问题及对策研究 现阶段自主品牌建设中存在的问题 政府层面 10结 束 语 16参考文献 17致 谢 18绪 论本文首先围绕着品牌战略的内涵、目标和特征进行了理论性分析，并进一步提出了品牌战略的理论研究模型品牌战略的阶段模型。从我国汽车经销企业历史发展阶段、汽车经销企业品牌战略实践中的主要问题两个方面讲述了我国汽车经销企业的品牌战略实践，并指出了我国汽车经销企业的未来发展趋势，以及实施品牌战略对汽车经销企业发展的长远意义。充分运用品牌战略阶段模型，对汽车经销企业在品牌定位、品牌塑造、品牌评价以及品牌发展四个阶段的实施策略进行了分析和研究，并且还在每一个阶段都建立了相应的策略模型。第一章 国内汽车品牌建设发展现状国内汽车品牌建设现状 经过多年的发展，我国汽车营销模式取得了长足的进步。营销模式正在向多样化方向发展，这符合当前汽车市场发展阶段的特点和汽车消费群体的不同需求，适应市场差异化、消费个性化的要求。经营、销售和服务都比较规范的特许经营专卖店，是目前汽车厂家积极推行的主要营销模式，这类规模合理、服务齐全的3S或4S店得到广泛推广。从客观上讲，我国汽车营销总体上处于产品不断更新、价格不断下降、宣传手段不断创新、渠道服务不断拓展提升的阶段。新车型推出加快1月8日，在法国巴黎的标志品牌标识发布会上，其全球总裁让，马克-盖乐，发布了全新品牌战略，并宣布2010年-2012年标致，将在全国投放14款新车型，而知其中的第一款新车---标致408将于本月25日在中国进行首发。截至2009年12月31日，东风标致旗下各个车型全年累计销售突破11万辆，同比增长44%。2010年，除了即将上市的408，还将有一款全新的SUV引入国内，这款新车极有可能就是在欧洲家喻户晓的3008。到2010年末，东风标致希望将现有经销店的数量从280家增加到340家，以实现东风标致全面飞跃的战略目标。品牌并购开始 面对激烈竞争的中国市场，外资品牌增大了在中国进行品牌整合的力度，一个以合资外方主导的品牌重组与整合全面展开。长安福特、江铃汽车的整体品牌整合，是年底报出的汽车产业重大新闻事件;而东风日产重组了郑州日产，上海通用对金杯通用的重组都已经接近尾声，上汽集团未来可能对江西五十铃和重庆重汽重组，大众也积极在中国加强领导力量，试图将南北大众整合在一起，这些都说明汽车产业己经开始进入了战略重组阶段。有专家预言，未来5年，中国汽车企业的总数量，将下降到10家左右。除了上述外资重组外，中方在整合资源基础上主导重组，和中方为了优势互补而进行的强强联合，也开始在酝酿之中。 外来品牌与国内品牌的冲突 我国大部分合资汽车企业在品牌方面奉行的都是“拿来主义”，引进车型的同时也引进品牌，汽车营销基本上都是“为他人作嫁衣”。即便如此，一些外资品牌进入中国市场之后，也开始出现水土不服的现象，如何针对中国消费者的心理和个性需求来实现品牌的本土化，是所有企业都面临的一个课题。另一方面，自主品牌由于外资品牌和自身营销不力的原因，发展缓慢。如一汽红旗轿车正逐渐被市场边缘化，只有靠马自达来延长红旗品牌的生命，而吉利、奇瑞，经历了两年的高速增长后，价格低廉的优势不再出现，丰田、通用对其知识产权的诉讼也折射出民族汽车工业在产品研发方面的劣势。 随意降价、损害品牌 近几年来，新车上市时加价销售似乎己成为一种普遍现象，尤其以广州本田生产的新雅阁(ACCORD)、飞度(FIT)和上海通用的别克凯越(EXCELLE)为甚，其他车型上市初期也是短暂炒一阵子，只是持续时间不如上述三款车长。由于炒车现象的存在，购车者多付了钱，欲购车者却多付出了等待的时间，对他们都是不公平的，长久下去，企业和经销商就会给外界一个非诚信形象。与加价相对应，一些企业也出于“赚快钱”的心理，定价策略也出现随意性的倾向，新车上市时定价偏高，一旦市场反应不佳，便马上宣布降价。如江淮瑞风(Refine)上市仅三个月，最高降价幅度达6万元，本来企业降价是想制造热点，但频频降价反过来会助长消费者持币待购的心理，对销售无益。更重要的是，每一次降价都是对己购车主的一种伤害，而准备购车的消费者也会怀疑企业的利润率到底有多少，这都会令企业的品牌形象大打折扣。广告设计问题 翻开报纸、杂志，打开电视，汽车广告扑面而来，但很少有广告给人留下深刻的印象。在广告的媒体投放策略方面，一些汽车企业的随意性更加明显。他们选择媒体的依据，不是媒体的有效发行量和媒体影响力、媒体目标受众与产品目标受众是否重叠，而是与媒体广告部门负责人(业务员)的个人关系。第二章我国汽车自主品牌建设的问题和重要性 中国汽车自主品牌建设的重要性 发展自主品牌的重要性目前从世界汽车工业发展史中国汽车工业现状来看，中国汽车工业的发展壮大离不开自主品牌，努力培育自主品牌是中国汽车工业发展壮大的必由之路，中国汽车市场正进入蓬勃发展的活跃期，同时我国为汽车工业征得的五年保护期已过近半，自主品牌的发展面临空前的机遇和挑战，中国汽车必须冲破传统的观念和束缚，以与时俱进的精神，打破种种束缚，是中国汽车走向健康发展的轨道，坚守和发展自主品牌，在开放中走自主发展之路，是中国汽车工业发展的必然选择。建立自主品牌是提升我国汽车产品自主开发能力的必然条件我国汽车产业20年来的合资政策无论在增加劳动就业，培养技术人员、输送管理经验、传播营销理念等各方面都做出了极大贡献。然而，在大量的合资中，我们不仅没有掌握国外先进技术，明显的提高我国汽车产业自主开发能力，反而丢失了原有的品牌和研发能力，中国汽车企业自主品牌汽车企业十分重视产品的价值和作用，大多数厂商仍然以广告促销、渠道建设、产品推广为主导，对于品牌的建设还未能引起足够的重视，而且广告诉求也大同小异，并不能明确的传播品牌的个性，随着国内汽车市场竞争的加剧，停留在产品层面上的价格竞争和单纯的促销手段最终导致的结果不仅是市场份额的减少和利润的下降，更为严重的是自主品牌价值的流失。自主品牌的载体，与其说是汽车产品，倒不如说是汽车的自主品牌，自主品牌解决是技术的生存权的问题，所以，自主品牌对提高自主开发能力来说是必不可少的前提，建立自主品牌是提高我国汽车自主开发能力的必要条件。据联合国工业计划署最新统计，世界名牌占全球品牌不到3％，而其产品却占了全球市场的40％以上，销售额更占据了全球50％左右，个别行业(如计算机软件)则超过了90％，这说明现代经济的竞争已经从产品竞争的时代转入了品牌竞争的时代。在国际市场上，因为产品越来越同质化了，产品之间的物理属性已经相差无几，不能很好的满足消费者的情感和精神的寄托。所以品牌不仅带来产销量的不同，更是产生巨大的经济效应。可见，在现代竞争激烈的市场中，品牌已经跨国公司作为控制资源的配置资源，抢占和控制市场的利器，简而言之，中国汽车自主品牌的发展道路，就是其于国际汽车巨头品牌的博弈过程，未来10-20年，中国能否诞生世界级的跨国汽车工业集团，能否培养出自己的全球品牌将是中国汽车工业成败的一个重要标志 第三章我国汽车自主品牌建设的问题及对策研究自主品牌汽车市场表现自主品牌面临的形势可谓严峻。从近三年的市场表现看，自主品牌一直处于领先地位的A0和A00市场的份额逐年下降，其中特别是A00级市场，自主品牌的市场份额从2008年的降到2009年的，今年上半年降至。 “国家鼓励小排量车只是一个口号，所以自主品牌现在日子相当难熬。 ”在第七届中国汽车营销首脑风暴上，全国乘用车联席会秘书长饶达的一番话让自主品牌汽车的经营者感受到了一丝寒意。饶达表示，汽车下乡政策取消以后，明年自主品牌可能是最困难的一年。目前，我国汽车企业已经开始重视品牌，许多大型汽车厂商开始进行“品牌专营”和“品牌专卖”。但是，对于品牌的真正内涵，我国大多数企业还没有真正理解，经常把品牌与企业、品牌与产品甚至品牌与市场销量简单地混为一谈。从中外企业品牌经营状况的对比可以看出，目前，我国汽车品牌经营依然存在有待解决的问题，主要表现在以下方面：自主品牌建设遇到的问题及对策分析亟待提升自主研发能力 自主品牌由名称、标识、知识产权、资本规模等几大要素组成，其中最为重要的知识产权的核心内容就是自主研发技术。自主开发是自主品牌的核心与关键，缺少核心技术和自主研发能力的自主品牌是没有生命力的。然而，我国汽车产业通过20多年来“以市场换技术”的合资发展模式并没有如愿以偿地换来核心技术与自主研发能力。据专家统计，从产品的技术性能来看，我国整体轿车水平几乎落后于发达国家10年，生产工艺水平落后20年，开发设计水平则落后30年。跨国公司在汽车整车以及发动机、变速箱等关键总成的设计开发领域，一直不愿在合资企业开展实质性的研发工作；在技术转让费、关键设备及零部件供货价格等方面，也提出了苛刻条件。虽然合资企业大部分已建立了研发中心，但这些研发机构很少开展实质性的研发活动。近年虽然开始有少部分合资企业开始了一些开发尝试，但主要是产品的局部改进，离整车开发还相当遥远。 同时，我国在研发人才的数量方面也严重不足，和发展自主品牌的需求之间存在着明显的落差，同汽车工业强国相比差距甚大，这已是各方面公认的事实。例如，在欧美发达国家，汽车行业从业人员中技术人才约占30%，我国则不足8%。据有关资料显示，我国发展自主品牌的技术人才约需10万人，目前仅2万余人，缺口达80%。这么大的缺口仅靠高校汽车专业的毕业生来填补在近期是不可能的，需要一个较长的时期才能完成研发人才的基本积累。提高品牌经营意识 我国汽车企业大多数缺乏品牌经营意识，忽视品牌的资产价值对企业持续发展的巨大作用，没有从战略的高度来打造知名汽车品牌，谋求长远发展，而是急功近利，仅仅关心汽车的产量和销量。至1997年，我国汽车企业利用外资已达14亿美元，“桑塔纳”等一些品牌的国产化率已达70%以上，但是，这些产品的品牌仍不在中方，人们看到的只是越来越多的“洋品牌”占据国内汽车市场。 同时，我国汽车企业普遍缺乏创造品牌、保护品牌、发展壮大品牌的品牌经营意识，甚至引起争端。发生在汽车界的两条“金龙”（厦门金龙和南京金龙）各持半块“金龙”商标的诉讼案例，就是品牌保护和品牌经营意识淡薄的典型例证。明确品牌定位 品牌定位是国外汽车品牌普遍具有的重要特征。它可以帮助品牌树立形象，有助于品牌传播，也体现品牌的个性。如“本田”、“丰田”的轻巧和节能：“凯迪拉克”的豪华和气派：“奔驰”的高质量和卓越的性能，以及“法拉利”的速度和个性。这些品牌的定位迎合了消费者心理需求，并形成共鸣，从而有效地增强了消费者对品牌的忠诚度。 而我国汽车业往往忽视对品牌个性化特征的塑造。品牌缺乏内涵和鲜明的特征，没有构成对某一特定消费群体产生吸引力的要素。对同一款车常常有多个不同的诉求点：想追求卓越品质，还要标榜经济实惠；想诉求豪华舒适，还要实现大众化，以至品牌形象模糊，定位混乱，让消费者难以选择。 国内的汽车制造商现在纷纷推出针对不同目标客户的子品牌和车型，细分市场这个词成了制造商最喜欢用的词汇。从表面上看，针对不同的消费者采取不同的产品策略和定位似乎符合市场规律。但事实上，在当前的市场条件下，匆匆推出众多子品牌的结果，就是在每一个细分市场上都没有达成最强势。而那些定位很接近的子品牌或者子车型更是混淆了客户的视线，使客户不能清晰地识别品牌。 比如南京菲亚特在菲亚特这个品牌下先后推出的派力奥、西耶那和周末风，这三个子品牌的定位接近，像派力奥、西耶那和周末风就是在一个平台上派生出的三款车型，目标客户的差别细微，确切地说更像是三个车型。很多客户喜欢菲亚特这个散发着意大利气息的品牌，可是当他面对派力奥、西耶那和周末风三款细分车型的时候，不知道该选择哪一款，不知道自己是属于哪个细分市场的客户群。重视品牌内涵 国内很多汽车企业在如何塑造品牌的问题上陷入误区，把品牌推广的重点放在了广告和和促销等品牌传播方式上，妄图通过媒体炒作来提高品牌的知名度，忽视了对品牌内涵的有效性传播，对维持品牌的基本元素缺乏深入研究，针对目标消费群体进行的有效营销和渠道建设工作也不完全到位，造成了品牌知名度与美誉度、忠诚度相背离的尴尬局面。 从目前的情况看，吉利汽车的品牌有一定的知名度，但美誉度偏低，品牌联想较差，品牌形象低端，几乎没有品牌忠诚度，品牌表现始终差强人意。同时，吉利在品牌传播和管理中存在不可忽视的误区：以“另类”的方式为品牌贴上低端的标签，品牌定位模糊，品牌系统紊乱，品牌DNA缺乏连续性和一致性，几乎没有品牌文化内涵等。通过政府主导扶持自主品牌 政府采购对汽车品牌的正面影响以及对私人购车的导向作用十分明显。作为政府公务用车，在很大程度上提高了品牌的知名度和企业信誉，政府公务用车的形象成为不花钱的广告，牢牢印在消费者的心里。现在，许多汽车厂商把进军政府采购市场作为提升品牌价值、扩大私车市场的战略措施，这是明智的。政府汽车采购的大幅增长，为汽车生产制造企业提升品牌价值、扩大市场份额、增大经营业绩提供了有利的时机。 政府采购本身是国家宏观经济调控的重要手段之一。在美国、英国等西方国家，政府采购会偏重于本国工业企业和自主品牌产品，并要照顾小企业和以解决妇女等弱势群体就业为主的企业。“在国外，政府公务用车开进口车，那是最没有面子的事情。因为汽车工业水平是代表国家是否强势的一个因素，只有国家强势了才是政府最大的面子。” 北京大学政府管理学院一位专家如是说。 据了解，美国是最早采用政府采购政策的国家之一，也是世界上采用政府采购对技术创新进行扶持和推动最成功的国家之一。在美国《联邦采购法》中，有专门针对技术创新成果采购方面的内容。如美国在1933年制定了《购买美国产品法》，对处于技术领域工业发展早期的产品进入市场，政府采购有效地降低其进入市场的风险。加拿大、欧盟、日本、美国的政府采购基本是由国内供应商提供的。 对于高技术产业自主知识产权的发展，不仅需要市场需求的拉动，还需要市场培育。政府采购应为培育高新技术产业发展自主知识产权发挥不可替代的作用。在这方面，我们要借鉴国外经验，使政府采购成为政府实现科技、经济与社会目标的一种公共财政支出手段。有关专家指出，在我国风险投资体系不完善、创业投资未成气候、知识产权保护较弱的现状下，为高技术企业自主知识产权发展提供产品需求市场成为解渴之源。希望政府能把相关配套资金作为采购资金，以表明政府支持的态度。政府采购可以有效起到引导作用，引导企业加大自主知识产权的研发。在自主知识产权买方市场形成后，技术需求将在一定程度上对自主创新起决定作用。 加大品牌文化培育力度 自主品牌在近些年的发展中进步明显，这在很大程度上受益于国家政策的支持。但如果没有企业自身的努力，自主品牌发展最终将被合资车企打败。目前，合资自主与独立自主两大阵营的竞争，一个俯身向下剿杀、一个奋力向上突围，已经进入了短兵相接对峙阶段。值得注意的是，虽然价格战仍旧是双方竞争的撒手锏，但品牌与技术的影响因素，正在迅速崛起。 10月初，在新华信发布的一份调查报告中显示，消费者在购车选店时首要考虑的因素中，品牌可靠位居第一，价格优惠其次，服务专业排第三。其中，产品品牌与经销商品牌的可靠性在购车过程中起至关重要的作用。 目前，在自主品牌中已宣布实现盈利的上海汽车，今年也遭遇了相当大的困难，今年1-9月份累计销量超过12万辆，较年初提出的18万辆目标相差甚远。同样来自国企背景的东风乘用车今年1-9月份累计销售2万多辆。 与更为消费者熟知的长安、奇瑞、吉利相比，上海汽车与东风乘用车都还得加大品牌传播力度。汽车作为消费产品，只能千方百计建立起自己与消费者之间的信任关系，或是重建品牌形象。如上周末在北京，长安汽车发布了全新的品牌战略，包括企业品牌标识、主流乘用车品牌标识、商用车品牌标识、以及公益品牌标识在内的四大品牌新标识。长安汽车董事长徐留平表示，全新品牌战略也是长安面向未来的企业战略蓝图确定的标志。 而建立品牌形象，除了让品牌为公众熟知，更重要的是提升服务环节的质量。今年以来，吉利汽车、长安汽车和力帆汽车都加大了网络重组和拓展的力度，市场终端的表现不错。 参考文献[1] 王刚，发展中国汽车工业自主品牌的几点思考 人民出版社[2] 张扬，中国汽车市场，浙江大学出版社.[3] 欧阳镇明，汽车专利，北京人民出版社，[4] 庄守鑫 文献来自:信息网络 2004年 第06期[5] 朱慕菊．汽车营销市场．北京：北京师范大学出版社，2002年4月[6] 钟启泉．国内外品牌建设．华东师范大学出版社，2001年8月[7] 郭竹亭 汽车车身设计 吉林科学技术出版社 1994[8] 黄天泽 黄金陵 汽车车身结构与设计 北京 机械工艺出版社 2005[9] 李春明 汽车品牌市场 北京理工大学出版社 2003[10] 陈家瑞 汽车构造 北京机械工业出版社 .[11] 郑树清.论汽车工业的特征和一般发展规律——兼谈中国汽车工业，上海经济研究[J]， 2005[12] 王长征著，《消费者行为学》，武汉大学出版社，2004年 第一版[13] 徐志强:中国轿车市场营销体系的现状分析及其对策研究[J].北京汽车，结束语这次毕业设计是对大学四年来所学的各门知识的一个综合检测，同时也是已即将毕业走上工作岗位的我们的业务能力的很好锻炼。毕业设计虽然很辛苦，但也很充实。更重要的是通过毕业设计，学到了不少的东西。我的动手能力以及独立思考的能力有了很大的提高，专业知识和以前所学的其它课程也得到了进一步的巩固。在毕业设计中，我掌握了很多专业词汇，这对我将来的学习和工作都有很大的帮助。虽然经历了三个月的辛苦，但在整个毕业论文中我尽心尽力，力求完美。但我知道我的能力有限，所掌握的知识有限，在论文中肯定还存在一些问题和不足，所以请各位老师和同学指出。收获之余略感本次论文创新不足略感遗 。 致 谢 弹指一挥，四年的大学生活即将结束，回收期间的一幕幕，依然鲜活，浮现在眼前，为感谢所有长期以来培养，帮助，支持和影响我的人.首先感谢我的指导老师张天时老师，本文再开题前，以及之后的写作过程中，得到了张天时导师的悉心指导，导师的教学和以科研工作十分繁忙，但仍能在百忙之中对本人关怀备至，对本文的选题构架，审稿和定稿工作，给与悉心的指导和帮助，堪称治学和为人的楷模.. 其次感谢我的朋友和同学，感谢他们一直以来的有力支持和鼓励. 再次感谢本论文中参阅的有关资料的作者，没有他们的研究成果，本文也是无法完成. 特别感谢我的姐姐，她做为我的坚强后盾，在背后默默地关心和支持，使我能够顺利完成学业和本论文 最后，我要感谢我的父母和家人，亲情是我不断努力和进取的动力. 祝所有关心和帮助过我的人喜乐安康.
在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。1 总体战略制定符合中国国情的总体发展战略，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，我们认为以科技创新为先导，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将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。 以科技创新为先导中国数控技术和产业经过40多年的发展，从无到有，从引进消化到拥有自己独立的自主版权，取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不多。这种局面在发展初期的起步阶段，是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪，这一常规途径就很难行通了。例如，在国外模拟伺服快过时时，我们开始搞模拟伺服，还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，我们又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。这种老是跟在别人后面走，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂，实行就地开发、就地生产和就地销售，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因此要进一步扩大市场占有率，难度自然就很大了。为改变这种现状，我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断，大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。这样，才不会被国外牵着鼻子，永远受别人的制约，才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。 在商品化上狠下工夫近几年我国数控产品虽然发展很快，但真正在市场上站住脚的却不多。就数控系统而言，国产货仍未真正被广大机床厂所接受，因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多，而装备新机床的却很少，机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。这当然不是说旧机床的数控化改造不重要，而是说明从商品的角度看，我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外，更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。以往，一些数控技术和产品的研究、开发部门，所追求的往往是一些体现技术水平的指标（如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等），而对影响实用性的一些指标和一些小问题却不太重视，在产品的稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花的精力相对较少。从而出现某些产品鉴定时的水平都很高，甚至也获各种大奖。但这些高指标、高性能的产品到用户哪儿却由于一些小问题而表现不尽人意，最后丧失了信誉，打不开市场。这说明，高指标、高性能的样机型的产品离用户真正需要的实用、可靠的商品是有相当大的距离的，将一个高指标、高性能的产品变为一个有市场的商品还需作出大量艰苦的努力。另一方面，数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产，应用环境也不那么简单。数控产品是在生产环境中使用，面临的是五花八门的工艺问题。如果开发部门对这些问题掌握得不透，就难以将产品设计得很完善。而且数控产品的某些问题在开发、试用，甚至鉴定时都难以发现。这就造成，同样型号的数控机床在有的用户那儿运行得很好，而在别的用户那儿却表现欠佳。或者同样型号的数控机床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件时却不尽人意。出现这种情况，有时是用户操作人员的水平问题，但有时就是数控产品本身潜在问题的暴露。为解决这一问题，国外一些公司设立了专门机构来测试考验自己的产品，如为考验新开发的数控系统，厂家自己设计和从生产实际中收集了大量零件程序，让数控系统运行各种各样的程序，一旦发现问题，即立即反馈给开发部门予以解决。经过这样的测试考验过程后，数控系统的潜在问题就大为减少。以往，我们的产品就很少进行这样严格的全面的自我测试考验。好些问题要等到用户去给我们挑出来。这样，即使一个小问题也将严重影响国产数控产品的声誉。因此，我们应充分重视上述问题，在商品化上切实狠下工夫，将其作为数控产业的主干来抓，贯穿于技术研究、产品开发、试制、生产等的全过程中，从而将我们已有的技术水平较高的数控产品变成真正有市场的好商品。 将管理和营销作为产业发展重点经过20来年市场风雨的冲击，国人已越来越认识到，技术固然重要，但在市场经济的环境下，要在激烈的全球竞争中获胜，管理和营销就显得更为重要。例如，我国台湾生产的数控机床不但占领了大陆市场的相当大的份额，而且还打进了美国市场。是台湾数控机床的技术和质量超过美国了吗？显然不是。那他们靠的是什么？重要的一条就是在企业管理和产品营销上下了工夫。而我们长期以来把主要精力放在开发技术和提高水平上，忽视了经营管理、市场开拓、产品营销等方面的工作，结果在新技术、新产品开发出来以后，在产品质量提高以后，企业仍然处于产品销售不畅的困境〔1〕。国内外的经验说明，数控产品的竞争力不仅取决于技术，更取决于经营管理能力和营销能力。因此，从现在起我们应将管理和营销作为产业发展重点，真正摆脱计划经济时代所遗留下来的思维方式和工作习惯的束缚，建立适应市场的高效、灵敏的运行机制和有效的激励机制。通过这种机制，一方面切实加强企业管理，激发企业负责人和广大职工的负责精神、创造精神和献身精神，努力提高产品的竞争能力；另一方面充分调动企业内外、行业内外一切积极因素，大力加强市场开拓力度，奋力打通营销渠道。可以坚信，有过硬竞争力的产品，再加上北京开关厂那样的“找、挣、钻、抢”精神，我们就一定能在市场竞争中取得胜利。 大力加强技术支持和服务数控系统和数控机床作为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务是相当重要的。以前国产数控产品丧失信誉的原因，除可靠性问题外，另一大问题就是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统，一旦出现问题却叫天天不应，叫地地不灵，以后谁还敢买我们的产品。因此，应将对用户的技术支持和服务当成重要的日常工作来抓，使我们在市场上向纵深挺进时，有一个强大后方。因此，为了取得数控产品市场竞争的全面胜利，必须建立以技术支持和服务为核心的强大后方。当然，为赢得主动，后方也须主动出击。目前，利用先进的信息技术手段（如网络和多媒体），将为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。 坚持可持续发展道路可持续发展是下一世纪企业发展的重要战略，我国数控产业要有大的发展也必须坚持走可持续发展的道路。绿色是实现可持续发展的重要途径，其主要思想是清洁和节约。为此应大力加强绿色数控产品的开发，加速促进数控产品、数控产业以及整个制造业的绿色化，主要战略措施应考虑以下几方面：①有效减少产品制造及使用过程中的环境污染。如减少数控机床的铸件结构，消除铸造对环境的污染；将数控机床主轴的润滑以油气润滑、喷油润滑等取代油雾润滑，减少对生产环境的污染；在精密数控机床及其运行环境的温度控制中取消氟利昂制冷的恒温技术；以电传动代替机械传动，减少噪声污染。②大幅度降低资源消耗和能源消耗。如以软件代替硬件，从而减少硬件制造的资源和能源消耗及污染，并减少产品寿命结束后硬件装置的拆卸回收问题；以永磁驱动代替感应驱动，提高效率和功率因数，节约能源；以电传动代替机械传动，提高效率，减少能源消耗。③加强用数控技术改造传统机床。这既符合运用信息技术和自动化技术改造传统产业，使传统产业生产技术和装备现代化这一产业可持续发展的目标得以实现，又可取得巨大的经济效益。我国拥有普通机床数百万台，加强用数控技术改造传统机床将成为下世纪我国数控领域的重要发展方向。④大力发展绿色数控机床。绿色数控机床应是材料消耗少、能耗低、无污染，寿命长且便于拆卸回收的新型机床。例如，以并联结构代替串联结构就是开发绿色数控机床的一条途径，这是因为并联结构机床消耗的金属材料仅为常规串联结构机床的几分之一，其加工量也比常规机床大幅度减少，特别是消除了大型结构件的铸造，这将显著降低机床制造过程中的能源消耗和对环境的污染。此外，并联结构机床有利于采用电传动，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。国际标准化组织制定了ISO14000环境管理标准，全球环境问题“法律化”的趋势正在进一步发展，可持续发展将成为企业通向国际市场的通行证〔2〕。因此，我们的数控产品要在下一世纪走向国际市场，我们的企业就必须“从我做起，从现在做起”。2 技术途径 发展具有中国特色的新一代PC数控系统数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展具有中国特色的新型数控系统，将是推动数控产业化进程的有效技术途径。实践证明，10年来我们所走的PC数控道路是完全正确的。PC机（包括工业PC）产量大、价格便宜，技术进步和性能提高很快，且可靠性高（工业PC主机的MTBF已达30年〔3〕）。因此，以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比，而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果，如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等。此外，以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步，当PC机升级换代时，数控系统也可相应升级换代，从而长期保持技术上的优势，在竞争中立于不败之地。目前，PC数控系统的体系结构有2种主要形式：（1）专用数控加PC前端的复合式结构；（2）通用PC加位控卡的递阶式结构。另外还有一种正在发展的数字化分布式结构。其方案是将由DSP等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来，组成一完整的数控系统。这种系统虽然性能很好，但由于开发和生产成本太高，近期难以被国内广大用户所接受。我们认为，上述结构并不是符合中国国情的最好方案，适合中国国情的应是将所有数控功能全软件化的集成式结构，因为这种结构的硬件规模最小，不但有利于降低系统成本，而且更重要的是可以有效提高系统的可靠性。几十年的经验表明，可靠性好坏是国产数控系统能否发展的关键。虽然影响数控系统可靠性的因素很多，但过大的硬件规模和较低的硬件制造工艺水平往往对可靠性造成最大的威胁。以往，国产数控系统在总体设计时由于种种原因的限制，不得不选用技术指标不太高的普通CPU，这样，为完成数控的复杂功能往往需要由多个CPU来组成系统，有时还需另加一些专用或通用硬件电路来实现数控系统的一些高实时性功能（如细插补、位置伺服控制等），从而造成系统硬件规模庞大。对于数控系统这种批量不大的产品，在国内现有工艺条件下，很难从硬件制造的角度保证系统的可靠性，因而使得国产数控系统在生产现场的表现不佳，对国产数控系统的形象和声誉造成严重影响，使得不少用户现在还心有余悸。因此，我们在开发新型数控系统时，应优先选用新型高性能CPU（如高主频的Pentium II、Pentium III等）作为系统的运算和控制核心，并尽量用软件来实现数控的所有功能。这样，可大幅度减小系统硬件的规模。此外，还应在软件设计、电源设计、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计和施工等方面采用强抗扰高可靠性设计与制造技术，从而全面提高系统的可靠性。由于一个新型高性能CPU可以代替数十个普通CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平台上不仅可以完成数控系统的基本功能（如信息处理、刀补计算、插补计算、加减速控制等）和开关量控制功能（内装PLC），而且还可以完成伺服控制功能。这样，以前由DSP完成的数字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量变换控制等）均可由PC中的CPU完成，从而实现内装式伺服控制，这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模，而且还大幅度缩小了伺服控制部分硬件规模。这种具有内装PLC和内装伺服控制的全软件化集成式数控系统，其硬件规模将达到最小化，整个数控系统除一个PC平台外，剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。这既有效提高了系统可靠性，又消除了信息传递瓶颈，提高了系统性能，同时还可显著降低系统成本，使系统（包括电机）售价将可降至现有数控系统的一半左右。显然，这种高性能、高可靠性、低成本的新型数控系统将具有极强的竞争力，有望为开创中国数控的新局面作出贡献。此外，集成化PC数控系统还有一大优点，就是容易实现开放式结构。这是因为，这种系统的硬件本身已经是完全开放的，构成开放式数控系统的工作完全在软件上，只要制定好标准和协议，从信息处理、轨迹插补、加减速控制、开关量控制到伺服控制都可以实现开放，从而可大大方便用户的使用。 推进数控功能部件的专业化生产解决数控系统问题后，如何实现数控机床的模块化设计与制造便是我国机床制造企业快速响应市场需求，在竞争中获胜的另一关键。要实现数控机床的模块化设计制造，必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。因此，在今后的若干年内，我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。其要点如下：(1)新型永磁电主轴单元 电主轴已成为国际市场上最热门的数控机床功能部件。但目前这类产品几乎都为感应异步型，存在以下突出问题：①转子上存在绕组，有大电流流过，因此转子发热严重，直接影响主轴精度；②低速出力小且转矩脉动大，难以满足宽范围切削要求；③效率和功率因素低，不仅电机体积和重量大而且要求逆变器容量大、耗能多；④控制系统复杂、成本高。因此，利用我国稀土永磁材料的优势，开发新型大功率、高效率、宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元，将可有效解决现有电主轴存在的问题，形成具有中国特色的新一代电主轴产品。由于永磁电主轴的机械结构和控制系统都较感应异步型电主轴简单，因此易于进行专业化大规模生产。当然，这还要攻克主轴支承（陶瓷轴承、流体动静压轴承、磁悬浮轴承）技术、高精度高速动平衡技术、高速驱动、检测与控制技术、高可靠性安全保证技术等关键技术。(2)廉价的高性能伺服系统 目前，一套进给交流伺服系统（驱动器+电机）的价格一般都在万元以上，主轴伺服系统的价格高达数万元，已成为降低国产数控机床成本的一大障碍。因此，应配合新型集成化国产数控系统的发展，大力开发廉价的高性能内装式伺服系统。由于内装式伺服的硬件部分只有电机和功率接口，充分利用我国的永磁资源优势，通过专业化生产可以把电机的造价降下来，而采用智能化的IPM模块作为功率接口也很便宜，因此将内装式进给伺服的价格控制在数千元以内，将内装式主轴伺服的价格控制在2万元以内，将是完全可能的。(3)直线交流伺服系统 直线交流伺服系统是下一世纪数控机床不可缺少的功能部件，目前我国还没有成熟产品，因此应加强研究、开发和推广应用。考虑到常规机床的防磁问题较难解决，而并联机床的防磁相对容易，因此可为常规结构机床开发感应异步型直线电机，为并联结构机床开发永磁同步型直线电机，从而扬长避短，构成符合实际应用要求的新型高速高精度进给系统。在此基础上，可进一步开发将驱动与支承合二为一的磁悬浮工作台。(4)零传动数控转台与摆头 数控转台与摆头是多坐标数控机床的关键部件，传统的采用高精度蜗杆蜗轮等传动的转台与摆头不仅制造难度大、成本高，而且难以达到高速加工所需的速度和精度，因而必须另辟蹊径开发新型零传动（无机械传动链）数控转台和摆头，以促进我国高速高精度多坐标数控机床的发展。(5)高速高精度检测装置 高速高精度是下世纪数控机床发展的主题，这不但需要高性能的控制和驱动，同时还需要高品质的检测环节，因此应在现有技术基础上，进一步开发 μm以上精度的高速(60 m/min以上)线位移传感器和100万脉冲/r的角位移传感器，此类技术国外对我国是封锁的。 加速数控机床的全国产化，打好市场翻身仗数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。在上述总体战略指导下，采取抓两头（低价位数控机床和高速高效数控机床）、带中间（普通数控机床）、促重型（重型关键装备）的方针，将是在国内市场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军，最终打赢国产数控机床市场翻身仗的一种有效战术和策略。关于普通数控机床的发展已有许多文章作了专门论述，因此下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题作一讨论。(1)大力发展低价位数控机床 低价位机床是功能满足用户要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一，也是国内众多用户渴求的产品，其市场前景相当广阔。然而，如果采用国外数控系统（包括伺服）按照传统思路来发展低价位机床，是很难将价格降至广大用户所能接受的水平的。因此，采用本文提出的新型集成化国产数控系统来发展高性能的低价位数控机床，将是一条最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此构成的全国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内，三坐标数控铣床可控制在15万元左右，加工中心可控制在20万元左右。此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力的。(2)加速开发高速高效数控机床 高速高效是数控机床发展的另一大潮流。发展高速高效数控机床的技术途径可有以下几条：①通过提高切削速度和进给速度，从而达到成倍提高生产效率，有效提高零件的表面加工质量和加工精度并解决常规加工难以解决的某些特殊材料（如铝钛合金、模具钢、淬硬钢）和特殊形状零件（如复杂薄壁零件）的高效加工问题。②通过工艺复合，减少工件的安装次数，有效缩短搬运和装夹时间。例如，将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心，可实现一次装卡完成零件的大部分（或全部）加工。③采用高速高精度圆周铣加工孔和以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新加工方法，大幅度减少换刀次数，提高加工效率。④为数控机床开发智能寻位加工功能，消除对精密夹具和人工找正的依赖，有效缩短单件小批加工的准备时间。在我国现实条件下如果沿用传统思路是难以实现上述途径的，因此，必须立足国情，结合实际勇于创新，大胆探索新的道路。 考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案，一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中的摩擦阻力较大，使运动部件难以获得高的进给速度；另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大，使之难以获得高的加速度。此外，传统机床结构是一种串联开链结构，组成环节多、结构复杂，并且由于存在悬臂部件和环节间的联接间隙，不容易获得高的总体刚度，因此难以适应高速高效加工的特殊要求。为此，开发国产高速高效数控机床时，可采用工件固定，以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动、将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高，如果在传动与控制上处理得当，可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量，而且具有机械结构简单，零部件通用化、标准化程度高，制造成本低，易于经济化批量生产等显著优点。因此，沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。(3)突破重型数控机床的设计制造技术 重型数控机床（特别是多坐标重型数控机床）是国民经济和国防生产中的重大关键设备，属于战略物资，真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的，因此，在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。发展重型数控机床必须有过硬的基础，我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验，加强基础技术和关键技术研究，充分发挥我国产学研相结合的优势，各部门通力合作、共同努力，争取在下世纪初取得突破性进展。目前，在发展重型数控机床中除需加强基础理论研究外，还应加强其关键技术研究。例如，重型机床的控制就是需要加以特殊解决的关键问题。因重型机床加工的工件特别昂贵不允许报废，为了确保机床工作可靠，在数控系统中可采用双（或多）CPU冗余工作方案，以确保运算和控制的绝对正确，并在出现故障时自动诊断、自动修复或自动替补，确保加工不出问题。此外，在电源上可采取双蓄电池供电的全隔离供电方案，即一组电池在给系统供电时，可对另一组电池进行充电，电网与控制系统是完全隔离的。这就彻底消除了重型车间中电网电压波动厉害、干扰严重对数控系统造成的影响，从而有效保证系统的可靠性。又如，重型数控机床的驱动也是一大关键问题。当行程长度超过5 m，普通滚珠丝杆就难以胜任大负荷的传动，因此目前一般采用预加负载的双齿轮-齿条机构、静压蜗杆-蜗母条机构、四足（或双足）爬行进给机构等来实现长行程传动。但这些方案存在结构复杂、速度和加速度低、动态性能差、难以达到高精度、维护保养复杂等问题。为此可发展阵列式高效直线电机直接驱动技术和空间并联机构驱动技术，以新的途径来解决重型数控机床的高速、高精度驱动问题。除此之外，机床结构的优化设计、长行程精密检测、重力变形补偿、切削力变形补偿、热变形补偿等也是重型数控机床中必须解决的关键问题，必须予以充分重视。3 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！作者简介周 凯 男，1954年生。清华大学（北京市 100084）精密仪器与机械学系副教授、工学博士。主要从事数控技术、机电控制工程、制造科学与制造系统等方面的研究工作。取得科研成果15项。发表论文70余篇。参考文献1 杨皖苏，严鸿和.机械科学与技术,1997，26(4):1～62 陈玉祥.中国机械工程, 1998，9(5):1～43 周延佑.中国机械工程,1998，9(5): 5～24
数控机床改造论文对数控机床的改造进行阐述，并对数控机床改造的特点和常用方法研究。
数控机床改造论文【1】
【摘要】数控机床的改造在机械加工行业中应用越来越广,近年来用户对数控机床的认知能力进一步提高,对此需求也进一步增加，机床数控化改造成为新的经济增长行业。
【关键词】数控;机床;数控化改造;特点和方法
1 机床数控化改造分析
一台旧设备使用到一定年头后，必然会故障频繁发生、维修困难、生产效率降低、加工精度不稳定、甚至完全停机。
对这样的设备是采取彻底报废、还是经过中大修数控改造?做出这种决定之前，首先要对现有设备的剩余使用价值作出评估。
例如一台加工中心，主要构成的机电部件有：①CNC系统及操作子系统;②伺服系统(包括电动机);③机床电气;④机械本体(床身、立柱、导轨和丝杠等);⑤刀库机械手系统;⑥自动工作台交换系统(APC)等。
每一个子系统根据实际情况，都可以作出相应剩余使用价值评估。
例如根据伺服系统的磨损程度，如果继续留用，应考虑整修后还有50%以上剩余价值;但考虑到新更换数控系统的匹配及追求好的伺服特性，即使旧的伺服系统没有完全损坏，或预计继续使用寿命不会太长，也可考虑彻底更换。
机械部件的剩余价值一般都占较高比例，多项工程实践表明，一台高质量机床的机械大件磨损是有限的。
例如改造过的70年代美国卧式加工中心，X方向行程1台为、1台为，导轨的直线度和扭曲都能调整到，导轨本身没有进一步修磨。
机械手刀库部件易损件集中在几个零件上(如手爪、插销等)，即使重新更换花费也不多，因此机械部件都占有较高剩余价值。
2 数控机床改造的特点
投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60 % - 80 %的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。
一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/ 3 。
即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2 - 3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。
另外可以根据实际情况进行针对性的改造，交货期缩短。
机械性能稳定可靠 所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。
熟悉了解设备、便于操作维修 购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。
改造则不然,可以精确地计算出机床的加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。
改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。
可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。
充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。
因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。
3 提高数控机床改造精度的常见方法
数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,运动副之间的摩擦系数小、传动无间隙、功率大、便于操作和维修。
机床数控改造时应尽量达到上述要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的,常见的机床改造方法如下：
修复机床导轨精度
导轨的作用是导向与承载。
导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。
是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。
对不同形式导轨,大概修理方法如下:
使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。
应用于机床改造更为便利,效果显著。
铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的,刮研显点为18 ―25 点/ 平方厘米,同时,必须保证润滑的可靠性。
这样才能尽可能的减小摩擦,以及对位置控制精度的影响。
恢复主轴精度
主轴是主轴组的重要组成部分。
机床工作时,由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动,对加工质量和生产率,有重要影响。
所以,改造时必须修复主轴的精度。
对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查,以便确定修理方案。
但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。
调整后应进行温升实验,温升超过规定值,应减少预紧量。
当主轴轴承重新装配好后,用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。
修复或更换滚珠丝杠
丝杠传动直接关系到传动链精度，滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件。
基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠,但在改造时,一定要恢复其传动精度,或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠,只有这样才能保证改造后的定位精度,尤其是在半闭环系统中,丝杠不仅要起到传动作用,还要起到标尺的作用,编码器只是测量丝杠的转数,至于工作台实际行走的距离,相当于开环,只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。
利用精密仪器检测机床精度
可以结合具体的机床改造过程,利用先进的激光干涉仪测量系统,对机床的定位精度进行测量,并利用球杆仪快速检查机床精度,诊断误差来源,自动分析机床精度状态,检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等,根据检测结果,进行必要的分析,再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。
在调整机床参数时,尤其是伺服驱动参数,可根据球杆仪的检测结果,进行系统优化,使机床参数更合理,系统更稳定。
在改造完成后,利用激光干涉仪对定位精度进行测量,并根据情况进行适当的补偿,可以大大提高机床的定位精度和加工精度。
减少传动环节的间隙
一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。
为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。
在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。
如果进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动,一定要注意,调整好反向间隙,否则,很可能直接影响机床性能。
另外,如果进给传动系统中有同步齿形带,也必须进行适当的调整或更换,尤其是在采用半闭环系统中,若此部分不在控制环内,将直接影响机床的定位精度。
4 结论
为了能够大幅度提高数控机床改造后的性能,升级为先进的高端机床,有时需要使用高性能和高可靠的新型功能部件。
但往往价格非常昂贵,使用时一定要根据实际情况,慎重选择。
本文对数控机床改造从实际情况分析入手，对数控机床改造特点和提高改造精度的常见方法进行了较全面的论述,对数控机床改造具有一定的指导意义。
数控机床刀架改造研究【2】
摘 要：随着机械制造发展，企业为了提高产品效益和质量，对普通机床数字化改造及普通数控机床升级改造愈来愈重视，因此数控机床改造有着广阔的市场和效益，刀架的改造就是其一。
关键词：电动刀架 数字化改造
一、数控机床刀架改造及方案
数控车床电动刀架是数控车床的重要功能部件，主要完成零件加工过程中的自动换刀。
使机床在一次装夹中完成多工序的加工，有效的减少刀具多次装夹带来的加工误差，刀架用于夹持切削用的刀具，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
因此数控车床的刀架选择的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量，随着制造业的不断发展，对自动刀架的功能及性能要求也越来越高，原有的四工位刀架常常不能满足盘式零件加工要求。
本篇主要介绍如何用卧式六工位电动刀架取代立式四工位刀架，以提高数控机床使用性能。
图 1-1 所示为数控车床自动回转刀架机电系统，其中包括控制元件、动力源、传动装置、刀架体与检测装置。
PMC作为控制装置，通过程序控制电机的起停与正反转，电机作为动力源，通过传动装置控制上刀体的抬起、下降与转动，霍尔元件作为检测元件，检测上刀体是否到位，到位信号反馈给PMC，共同控制电机的运转。
下面从机械与电气两方面做一说明。
二、刀架选择及安装
1.刀架选择
数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。
立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。
另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。
另外，加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高：尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制指令外，很重要的一点是数控车床需配备易于控制的自动回转刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活方便地完成各种几何形状的加工。
电动刀架已经形成了系列产品，国内许多厂家已有定型产品，如：立式四工位刀架、卧式六工位刀架、八工位刀架、十工位、十二工位刀架等，我们在改造时只需要根据产品加工的工艺要求，选用卧式六工位刀架，如下图(b)。
2.刀架安装
与原刀架高度及尺寸相近视，刀架电控系统与原刀架电控系统电平一致，机械参数可以参考同类机床进行类比，中心高不能过高，低了可以用垫板垫;安装尺寸也要合适，可以采用过渡件安装。
3.电气改造及调试
电气控制部分改造分两步，线路改造和刀架控制梯形图的编写。
电气部分改造
电气部分，刀架电机主电路不变，原刀架四个刀位输入信号地址、、、中，前三个可作为六工位刀位信号使用，刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制，信号是BCD码，可作为刀架加紧信号输入，需增加、两个输入点作为刀位选通信号及刀架电机过载保护输入端，系统其它电气控制部分不再改动，下图为改装后的原理接线图。
刀架结构及动作分析
经济型数控车床刀架式在普通车床六方位刀架的基础上发展的一种自动换刀装置，其功能和普通六方位刀架一样：有6个刀位，能夹持六把不同功能的刀具，方刀架回转60°时，刀架交换一个刀位，但方刀架回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制的。
下面就以六工位刀架为例来说明其结构与原理，如下图所示。
刀位信号
自动刀架控制涉及到的I/O信号
PLC输入信号： ～：1～6号刀到位信号输入;：热继电器信号输入;
：行程到达信号输入; ：角度编码器位置选通信号输入;
：电源空开信号输入; PLC输出信号： ：刀架正转继电器控制输出;
：刀架反转继电器控制输出。
电动机的正反转由接触器KM6、KM7控制，刀架的松开和锁紧靠微动行程开关SQ1进行检测，地址为。
刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制，信号是BCD码，分别是、、。
刀具位置选通脉冲信号为。
电动刀塔过载保护输入信号为。
选通信号为1时表示刀架已经旋转到某个刀位位置，这时的具体刀位号由、、来确定。
电气设计要求
机床接收到换刀指令(程序的T码指令)后，刀架电动机正转进行松开并分度控制，分度过程中要有转位时间的检测，检测时间设定为10s，每次分度时间超过10s系统就发出分度故障报警。
刀架分度并到位后，通过电动机反转进行锁紧和定位控制，为了防止反转时间过长导致电动机过热，要求电动机反转控制时间不得超过。
电动机正反转控制过程中，还要求有正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制。
自动换刀指令执行后，要进行刀架锁紧到位信号的检测，只有检测到该信号，才能完成T代码功能。
自动换刀过程中，要求有电动机过载、短路及温度过高保护，并有相应的报警信息显示。
自动运行中，程序的T代码错误(T=0或T>7)时相应有报警信息显示。
控制软件的设计
电动刀架控制系统软件执行过程为：换刀系统接收到换刀指令后，系统首先读取刀号存储单元中存储的当前刀位号码，并将该存储单元中的刀位号与换刀指令给出的刀位号比较，如果相同，则不需换刀，系统继续向下执行程序;如果当前刀位号码与换刀指令给出的刀位号不相同，则PMC的'脚输出高电平控制刀架电机正转，并不断检测刀位到位信号。
当检测到刀位到位信号后，PMC的脚输出低电平，停止刀架运转，同时在脚输出高电平，电机反转，同时启动定时器(电机反转的时间必须严格控制，时间过短，刀架无法锁紧，时间过长，会导致电机过载而烧毁)，延时时间一到， 脚输出低电平，电机停止旋转，完成换刀过程。
接下来就要完成FANUC系统PMC刀架控制梯形图的编制，根据刀架换刀流程及I/O分配地址，完成刀架控制梯形图的编写。
对一台特定的数控机床，只要能满足控制要求，对梯形图的结构、规模并没有硬性的规定，我们可以按思路和逻辑方案进行编程。
但理想的梯形图程序除能满足机床的控制要求外，还应具有最少的步数、最短的处理时间和易于理解的逻辑关系。
调试
顺序程序的输入、调试
系统运行
机械选型安装和电气设计连接完成后，经过检查就可以通电试验，这些工作做完以后，车床刀架的升级改造工作就完成了。
数控机床改造的发展论文【3】
摘 要：近几年来，随着我国科技的快速发展，经济水平的不断提高，机械的科技水平也有了较大进步，其中数控机床改造也成为了人们较为关注的话题之一。
科学技术的进步同样也带动了数控机床的发展，使数控机床技术的运用有了改观。
文章对数控技术，数控机床进行了简单介绍，并对其改造情况进行了分析和总结，希望能够带来一定借鉴意义。
关键词：数控技术;数控机床;改造
最近几年来，我国的市场经济发展迅猛，进步之快令人欣喜，但随之而来的就是国内、国际市场竞争的白日化，其竞争激烈的程度不言而喻。
日趋激烈的市场竞争力带来的是中、小批量的生产越来越多，尤其在航空工业中占据的比例更大，甚至达到绝大部分，且零件外形趋于复杂，这也就要求零件的精度更高。
这些要求的日益严格，使得传统机床的工艺渐渐力不从心，无法满足现代化需求。
在这种情况下，柔性加工变得越发重要，而对数控机床的依赖也越来越大。
想要解决现有状况的方式通常有两种，一种是通过购买新的设备来替换老旧设备，从而决绝现有设备无法满足的缺陷，但这种方法所需的资金比较多，在资金紧张时很难实现。
另一种方法则是改造旧设备，从而获得数控加工能力，这种办法有效且节省开支，是目前较好的办法，这也使得数控机床改造成为了重要的研究课题之一。
1 数控技术与数控机床
数控技术在现代化生产中有着至关重要的作用，现代化生产离不开数控技术，它是生产自动化的核心技术，是实现生产自动化的关键所在。
现代化科学在如今的生产中运用广泛，想要实现生产的全自动化离不开优良的数控技术。
数控技术发展的好坏对现代化机械生产的作用不言而喻，甚至可以说其技术的好坏直接影响着一个国家装备制造业的水平，同时映射着众多领域的技术水平。
可见基础科学的发展离不开数控技术的进步。
数控机床是典型的机电一体化产品，其高效利用解决了很多方面的问题。
在现代化的工厂中离不开数控机床，对于比较复杂、精密、繁多的零件加工，数控机床有着较大作用，是生产的关键所在。
柔性、高效能是其特点，更是现代化机床技术发展的大方向。
在航空航天、农业生产以及开采矿产等方面，数控技术都起到重要作用，并带动了工业的发展。
从根本而言，数控机床就是利用计算技术，将信息代码用数字的形式表示出来，再通过输入到数控设备中，通过数控设备发出各种指挥信号，从而控制机床，将一些复杂繁多的问题按照严格要求得以解决。
2 数控机床改造的优势
数控机床的优势有很多，单从效率方面和合理化方面就可归纳出七点。
以下做详细介绍。
(1)数控加工的种类较多，小批量生产上有着重要作用，是其自动化的手段。
它的自动化程度较高，并且加工的速度也非常迅速，都是其主要优点。
(2)产品质量是生产最为关注的问题之一，保持稳定的质量和较高的水准是数控加工的优势。
因为数控加工都是按照提前计算好的数值进行操作和加工的，所以它能够准确地进行加工并且还可以保证质量的稳定统一。
(3)现代加工中对于一些外形复杂且需要精度的加工是工作的难点问题之一。
数控加工可以有效解决这一方面的困难，并且能够在加工上保证效率和速度。
(4)装配的质量和效率依然是加工中所关注的问题之一，数控加工的零件都能够较好地解决这一方面的问题，并提高了零件装配的互换性。
(5)生产管理也在其作用下有了较好的发展，由于其加工时间固定，工作稳定，所以管理上也较为便捷，并未计算机集成制造系统的使用起到良好效果。
(6)在人工操作上，其有效利用可以减少劳动力，并提高工作准确度，提高产品质量。
(7)与人工加工相比，其优势在于可以连续加工，使加工不间断，在减少人工的同时，又缩短了工期，提高了效率。
3 数控机床改造技术的发展趋势
近些年来数控机床有了较快的发展，其外形和功能上也有了显著提高。
具体来说，在上世纪五十年代的时候，诞生了第一台数控机床，这是美国研发的，主要元件是电子管，由于当时科技水平并不发达，所以其体积非常庞大，笨重。
在六十年代时，半导体晶体管有了较好的应用，数控系统也有了较大程度的进步，性能有了稳步提升，并且性价比有了明显提高。
七十年代的时候，机床的加工效率更为迅速，其使用效率更高，灵活性更强，数控机床有了质的飞跃，工作也逐渐完善起来。
到了八十年代，数控技术转型为计算机数字控制技术，这是一个崭新的时代，微处理得到了较为广泛的应用。
微处理的运算速度有了稳步温升，数控机床的发展也更为快速。
数控机床的不断发展，为工业带来了新的改观。
伴随着计算机数字控制时代的到来，数控技术越发完善，高精度、高效率、智能化是其发展的方向，其发展的速度更是令人欣喜。
主要表现特点从以下几方面来具体说明。
高精度化
高精度化是数控技术的特点之一。
在现代化工业飞速发展的今天，对加工的精度要求也越来越高。
从八十年代的定位精度到九十年代初的定位精度，可以从数字上看出精度的变化。
在精度不断提升的现在，受益最大的就是航天工业，其精度的变化有了较大提升，并且对航天工业的发展帮助非常大。
此外，在计算机技术迅猛发展下，其加工精度进步速度也越来越快，机床结构材料也有了一定改变。
高速度化
机床生产效率的提高也是其发展的具体表现之一，从机床主轴的转速上可以体现出来。
4000rpm到6000rpm是中等规格机加中心的最高转速，后发展到8000rpm到12000rpm。
其次，坐标轴移动速度的提升也是其效率提高的表现。
高柔性化
多样化、个性化是现代产品的特点，这也就要求机床要有更高的柔性加工。
如铣削加工中心可以铣削、钻孔、攻丝等。
高自动化
自动化指的是在加工过程中主要依靠机器设备进行加工，人力加工会比较少。
高自动化不但能够减少人工的耗费，还可以提高工作效率和工作质量，与传统加工相比有着非常多的优势。
传统自动化往往是对大批量生产加工，而现在利用数控机床和机械加工中心，可以使大批量生产自动化，在多品种小批量的生产上也有所作为。
宜人的造型和灵活的操作
在数控机床效率不断提升的同时，造型的改变也是其重要的进步之一。
除了性能优异，使用安全之外，在造型上还要便捷、美观，适合人员操作。
这才是优秀的数控机床所应具备的。
简单灵活的操作也是数控机床所具备的特征，操作的灵活简单也可以加快其效率。
可靠性高
随着现代科学的发展，数控机床的可靠性也有了稳步提高，准确度和质量都有了一定程度上的进步。
机床的数控化从传统的切削机床逐渐转化向塑料加工机床、绘图机、气割机等加工设备方面转化。
其可靠性越来越高，应用也越来越广泛。
4 结束语
随着数控技术的不断发展，数控机床改造技术也在日益进步，其发展的前景也十分乐观。
在现代化科技高速发现的今天，相信我国的数控机床技术还会不断改进，日趋完善，为其工业发展带来新的发展前景。
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21世纪是数字化的时代、信息的时代、也是设计的时代。设计是当今企业乃至国家寻求发展的重要因素。下文是我为大家搜集整理的工业设计毕业论文优秀范文的内容，欢迎大家阅读参考! 工业设计毕业论文优秀范文篇1 浅谈以人为本的工业设计认知观 一、工业设计初体验 印象中的工业设计，可以设计汽车，可以设计飞船，总是感觉这个专业非常强大，无所不能，只要你说得出来，它都可以参与进去。在学习工业设计的时候，很多男生心里都有一个梦想，希望自己在毕业之后能够成为一名汽车设计师，我也一样。于是对于工业设计的理解就是不停地画草图，努力地学软件。理想很丰富，很美满，等我们走进了工业设计这个专业，才发现它和自己想象中的设计有太多的不同，才真正体会到说设计就好比“戴着镣铐跳舞”这句名言的真谛。汽车设计师，准确说应该叫概念汽车造型设计师，这是现在的我对于当时那个梦想的定义。这个梦想破灭的同时，意味着我对工业设计的理解多了一点认识。我们在学生年代对于工业设计的认知，关注更多的是在产品的造型层面，纯粹在产品的形态和色彩上花心思，再赋予产品一些自以为是的材料和工艺，这个时期所提出的一些方案，现在想来都不敢称为设计，顶多也就是带着一丝想法的幼稚的草图，而且都只能停留在纸上。毕业之后，在企业里任职期间才接触了设计，发现自己对于这个专业有太多的不足，需要学习很多实践性的专业知识。我把更多的时间用在专业技能的提升上，以及对于产品材料构造、工艺结构知识的实践上，对于产品的制造与生产有了初步的了解。同时也学习了市场与设计的一些关系，市场需要什么，企业就会生产什么，哪个产品好卖，客户就会让我们“设计”什么样的产品。 在从学生到参加工作的这段时间，之前一些天真稚嫩的想法都不再有了，而是多了一些实际的考虑，懂得思考把作品变成产品的可能性因素，偶尔也会思考设计的过程合理性，在这个过程中才发现客户主导了设计的方向。这时候，我才懂得去思考关于工业设计的认知问题，有了想法掌握了技能懂得了生产，做出了方案满足了老板完成了任务，这就叫工业设计吗?在这个过程中，产品是主体，客户是最终目标，也就是说只要搞定了老板就意味着项目的成功。这种描述好像和标准的工业设计定义有太大的区别。产品、客户、消费者，我们的工业设计到底要搞定谁呢?谁是重点?显然，如果工业设计关注的重点是客户的话，我觉得是不可取的，这样的话我感觉自己不像个设计师，因为老板让我干什么我就干什么，那还需要我干什么呢?他需要的只是一个绘图员而已，顶多称为产品外观设计师。 二、从手机谈工业设计 工业设计的目标是不是产品呢?我们都知道工业设计有狭义和广义之分，而狭义上的工业设计把重点放在了有形的实体产品上，即产品设计。在这里，我想以自己对工业设计的理解从设计的角度去说说手机这个实体产品。第一台手机是由摩托罗拉生产的，大哥大的手机造型直到现在都深入人心。手机通信技术的发展经历了模拟手机时代、GSM时代、2G/3G时代以及现在即将普及的4G时代。随着技术的不断进步，手机的样式也是千变万化，从笨重的大哥大到今天轻薄的苹果6，工业设计在手机这个产品上扮演着极其重要的角色，特别是在2G时代，上百个品牌上千种手机造型，让你眼花缭乱。诺基亚品牌是2G时代手机市场中的大哥大，一年甚至可以推出一百多款手机造型，摩托罗拉、索尼品牌手机紧随其后，这些品牌的工业设计做得非常成功，直到现在都能让人记得那一款款经典机型。但是到了3G/4G时代，这些品牌风光不再，诺基亚被微软收购，MOTO被谷歌吞并，索尼退出手机市场，在激烈的手机市场份额竞争中，这些曾经的手机品牌王者退出了历史舞台。 在这个过程中，竞争虽然激烈，但是苹果手机却能够独树一帜，生存并发展壮大到今天王者的地位。我们可以研究一下苹果的工业设计，从第一代手机到现在的6S，每年推出的产品屈指可数，但是它的品牌生命力和产品竞争力不是其他品牌所能够比拟的。手机工业设计已从2G时代的机海战术，变成了现在3G、4G时代的机皇战术。然而，3G、4G时代各个品牌的手机造型，却都是大同小异，大屏幕、轻薄化。如果说砖头一样的大哥大是属于MOTO的经典之作，那么现在瓦片一样的大屏手机又能够代表哪个品牌呢?显然工业设计在手机的2G时代是最火热的，因为手机造型的需求量非常大。 反之，3G、4G时代手机的工业设计是难的，但绝对不是因为需求量变小，有技术成分的因素，也有设计方向的转变问题。如果手机继续发展下去，它还会需要工业设计吗?我认为手机品牌的激烈竞争，成也工业设计败也工业设计，关键在于看这些品牌怎样来理解工业设计的概念。同样，电视机产品的工业设计也面临这个问题，发展到今天，电视机已经连边框都没有了，我们还能设计什么呢?设计电视的底座和支架吗?如果我们还只是把工业设计理解成产品造型设计，那手机和电视机的发展无疑会告诉你，以这样的观念来选择工业设计那是没有前途的。特别是当前的3D打印技术的猛烈发展，也进一步地验证了这一点，想法人人都可以有，再加上万能的3D打印，可以想象，当人人都是设计师的时候，就不存在设计师的说法了。所以，如果我们把工业设计的重点定位在产品上，手机、电视机、3D打印机的发展都能够说明这个发展方向的局限性。那么，工业设计的重点只能是放在“人”身上，我们必须从狭义的工业设计概念中跳出来。广义的工业设计概念，把工业设计理解成一个以人为本的设计服务过程，要求我们不能再用传统的眼光、方法来对待工业设计，要走出传统的工业设计定义范畴。 三、工业设计中的造型与结构 之前谈过学生时代有成为汽车设计师的梦想，这个梦想也只是建立在狭义的工业设计概念认知基础上，关注的只是产品的造型色彩，甚至连产品的结构设计都忽略了。这个阶段自然不会考虑造型设计与结构设计之间的关系，也可以说是结构设计无意识地服从了造型设计。在有了一定的工作经验之后，发现在设计过程中存在这样那样条条框框的限制，特别是在结构设计这个环节，给我们造成很大的困扰和压力，更多的项目只是要求在现有产品结构的基础上进行外观的设计，这时候的造型设计必须服务结构设计，这也可以称为我们设计的初体验。在积累了比较扎实的设计经验之后，我们就得反思这个设计过程，真正产品的创新绝不是停留在造型上，绝不是被限制在结构上，相反，它对于结构设计提出更高的要求。我们开始慢慢意识到产品的创新，应该包括但不限于产品的造型创新及结构创新。在反思的过程中，我们开始学会以广义的工业设计去思考设计问题，把工业设计的重点从产品、客户身上转移到人的因素上，从消费者的角度去寻找产品创新机会的突破口。此时此刻才能体会到，成熟的工业设计师在产品创新的过程中，更多的是关注人的需求，以人的需求为导向来主导设计过程，有意识地让结构设计来配合造型设计。 四、关于工业设计的改良与创新 设计的目的是为了创新，创新的方法中包括了改良型设计和创新型设计。直到现在，我认为我所经历过的设计，百分之九十九都是属于改良型设计，还剩的百分之一，其实也只是自己一相情愿的想法而已。深圳山寨机，莆田高仿鞋，它们为什么会存在并广为人知，我认为不仅仅是因为它们具有市场。山寨、高仿也是属于产品改良型设计，因为我们的设计需要经历这样一个过程，借鉴的过程。但是在这个过程之后，很多厂商从山寨、高仿得到好处之后却不懂得创新，一味地改良，导致产品没有了竞争力，企业丧失了发展的机会而被淘汰。工业设计更多的是需要创新性设计，而不是改良型。所以山寨、高仿不是有效的可持续的创新途径，从2008年温家宝给中国工业设计协会写了要高度重视工业设计开始，就注定了山寨机、高仿鞋的灭亡。企业对于工业设计的认识不能停留在单一的改良设计来进行产品创新，应该将创新的重点从产品设计过程转移到设计的研究过程，从产品的生产制造过程转移到人与产品相互关系的研究，进行以人为本的创新性产品设计开发。 五、工业设计的广与精 随着这几年工业设计市场的不断成熟，市场竞争也越来越激烈，怎样保证工业设计的竞争力，成为我们不得不去思考的一个问题。俗话说术业有专攻，工业设计想做得好，就必须得把它做精，通过去细分市场来实现。一方面，我们可以专注于某个行业的工业设计，在这个产品领域内积累出雄厚的设计力量，形成行业内的拳头产品保持竞争力。另一方面，我们也可以专注于工业设计内的某个环节，比如战略咨询、产品规划等工业设计前期内容，也可以是产品设计、制造、生产等后期环节。工业设计是一项高度综合性的交叉学科，美学、经济学、心理学力学等学科知识都有涉及，它是一门系统性的综合学科，所以我认为每一个成功工业设计案例的背后，都站着一群人，而不是某一个人的功劳。 工业设计强调个人分工的同时更注重团队协作来完成项目。我所理解的工业设计，不再像以前那样，通过理想化的个人英雄主义形式来完成设计救赎，这种形式的设计对于当前形势下的工业设计不科学不合理，不可取，不利于工业设计未来的发展。既然是团队合作、个人分工，那么我们在选择工业设计的时候，就可以根据自己的实际情况，有针对性地选择学习和锻炼工业设计的某个环节或者方向，这样就可以实现工业设计的深耕细作，这样才能够让工业设计的生命力更加旺盛，让自己具有核心的竞争力。随着工业设计理念的不断发展和完善，设计已经从对产品、对物的关注转向了对人的关注，对人的生活和情感的关注，转向了对人类生存环境的关注，出现了很多新的设计理念：体验式设计、交互式设计、服务设计等，所以我们也应该抛弃传统的工业设计观念，走进以人为本的广义工业设计概念中，与时俱进。 工业设计毕业论文优秀范文篇2 试谈实用主义工业设计 1当前我国的消费文化以及设计道德状况探讨 实用主义为了达到效用与利益的目标可以摒弃原则与假定必需的东西，无疑这会带来很多社会问题:为了卫生与方便，我们每天都在制造一次性餐具垃圾，每个婴儿都会用尿不湿，每次购物都会有一个甚至一堆塑料袋，每次喝饮料都会制造一个塑料瓶废品等等，这直接导致了资源的大量浪费以及城市周边堆积如上的垃圾堆，我们不禁反思实用和主义、工业化到底给我们带来了什么?工业设计价值观作为社会价值观的一部分，也具有社会整体价值观的一般的特征。工业设计的目标是服务工业生产，辅助实现工业产品效益并提高产品的附加价值，由于人们无休止的私欲激发了工业的生产，从而使设计不由自主的卷入其中，成了工业化的傀儡而不能自拔。 2我国设计应具有的道德及文化 在设计方面，每个民族都有自己的特征鲜明并且积极的设计文化与道德，同样，我国有着深厚的民族底蕴与传统美德，有着丰富的关于造物的文化与道德观。关于器物道德的记载，最早见于《道德经》，老子说:“道生之，德畜之，物形之，器成之。是以万物莫不尊道而贵德。意思是说，器成，需要有事物的规律与生产方法，其次是器物的文化与德行，再加上物质条件赋予其外形。可见，先秦时期的造物道德放之今日依然有其现实意义，我们现在的工业生产何尝不是如此呢?每个行业需要具备生产工艺、行业规范、行业文化等，再加上具体产品，才能达到“器成”的要求。宋明时期，理学倡导“存天理，灭人欲”，主张抑制私人欲望，将伦理道德推向极致，这种思想也直接影响了当时的器物文化。虽然没有直接说明当时的器物思想，但是通过当时的社会价值观可以窥见当时的器物文化，毕竟器物文化来源于社会文化。 例如，宋代的瓷器，釉色朴素，形态不事雕琢;明代家具，无论造型、材料还是其中的人文思想，都是古今设计的典范。通过这种禁欲与推崇伦理道德的思想可以看出，我国古代的正统思想重视事物的自然规律，重视人的修养及德行的提高，以禁欲来维护世间道德，可以说，体现出了我国传统文化主张朴素、维护自然及社会道德的特征。在今日我国市场经济条件下，显然这种思想是行不通的，因为实用主义生活哲学占据了社会主流地位，每个人都在追求个人利益的最大化，都在实现自我的最大发展，也因此使社会出现很多重效益不计后果、重指标不计投入的社会现象，但是，这不是我们当今社会的本质要求。针对以往粗放型的经济发展模式以及生活方式，我国提出“资源节约型、环境友好型”的经济发展新方针，强调“可持续发展”目标，不再以指标作为唯一的衡量标准，经济增长由粗放型改为集约型，这些都体现出当前我国充分考量了资源、环境与人的关系，更加注重系统的和谐发展。试问，这些现象不正是“天人合一”的体现吗?可见，我们并不是没有工业设计的文化与道德，只是人们忙于实现自身的利益、贪图方便与效率，从而导致了上述问题的发生。 3设计道德回归的可能性分析 工业设计道德的回归首先需要社会生活道德、生活哲学的回归，毕竟有什么样的生活道德与哲学，就有什么样的消费哲学与设计哲学。我国传统哲学是以儒家哲学为主导，儒、道、释三教相融合而发展，形成我国传统哲学的基本特征，而当代我们面临的是西方哲学思想的冲击，能否形成中西哲学的融合与发展是当代我国当代哲学发展的新挑战。牟宗三先生的说过，“中国未来的哲学特质，在于中国传统主流哲学与当代西方哲学的融合，从而形成新时代特征的中国哲学。”[3]我国正处在传统文化与西方价值观激烈碰撞的时代，受西方哲学、价值观、生活方式影响很大。 但可喜的是，近年来我国逐渐重视传统文化与传统哲学，逐渐对当代不良的、实用主义特征的重指标、重眼前效益的价值观进行了纠正，开始回归“可持续发展”观，“环境友好型”“资源节约型”等，既重视效益又协调整体协调的全面发展观，颇有“存天理”“致良知”“天人合一”的哲学意味。同时，主流媒体加大了工艺公告的投放力度，对社会节约、环保、和谐等思想进行了大力弘扬，这些都是我国传统哲学思想与优秀传统发扬的典型例子。通过这些现象可以看出，我们在中西方道德文化激烈碰撞中并没有迷失自己，而是把握住了自己文化的前进方向，从而对弘扬具有我国传统哲学特征的价值观、器物观有着积极的建设意义，社会哲学、价值观问题的解决，工业道德、设计道德问题也会水到渠成。实用主义的社会哲学，是以个人、民主、进化的观念为基础。 4结语 工业设计道德的回归需要工业文化的回归，更需要社会大众生活态度的转变与价值观的转变，而这些又是与社会时代哲学密不可分的。通过新中国成立以来经济、社会的快速发展，我们既从实用主义哲学中收到巨大的建设成果，也在享受成果的同时忍受了种种社会苦果，现在我们终于慢慢意识到一味追求传统哲学不可取，一味崇拜实用目标也不可取，只有将二者结合，发挥各自的优势，才能均衡社会哲学文化的体系，从而产生具有符合我国当代哲学观的设计。 工业设计毕业论文优秀范文篇3 浅析混合现实技术在工业设计的作用 虚拟现实技术 虚拟现实是以可计算信息为基础的一种沉浸式交互环境，此现代高科技的核心为计算机技术，进而形成以味觉、触觉、视觉、嗅觉和听觉为主导的感官世界和虚拟环境，用户可通过各项传感设备实现与虚拟环境的交互，进而产生相互影响和身临其境的作用。虚拟现实技术具有构想性、交互性和沉浸性的基本特征，是综合人工智能技术、计算机图形学、计算机网络技术、多媒体技术和仿真技术的一种计算机高级人机界面，通过多传感技术和并行处理技术，向用户提供良好的触觉、听觉和视觉等感官功能，用户可沉浸于该虚拟境界，通过手势和语言等方式与其建立起实时交互，为用户创建起适应用户需求的多维信息空间。 混和现实技术 混合现实技术是基于虚拟现实技术发展起来的一种增强现实技术，通过可视化技术和计算机图形技术实现现实环境中没有的虚拟对象，在传感技术的帮助下在真实环境中准确“放置”虚拟对象，使虚拟对象和真实环境同时叠加至一个空间。用户可通过头盔显示器等显示设备观察现实环境与虚拟对象融合的新环境，从而产生一个全新的感官世界。混合现实技术为用户提供了不同于日常生活的感知信息，人们在接触真实世界的同时，也可接触到虚拟的信息内容，通过叠加和补充两种信息，使用户获得良好的使用体验。混合现实技术的核心是通过附加信息增强用户对现实环境的感知和观察，而非将现实世界转换为虚拟世界。 混合现实技术在工业设计中的应用 混合现实技术是基于虚拟现实而发展和普及的，故和虚拟现实系统的硬件结构有一定的一致性和继承性。计算机课可通过混合现实系统将虚拟的图像、文字和物体生成相关信息，并将这些信息叠加在用户可视范围内，使用户可感官真实物体上的虚拟信息。这些与现实相关的虚拟辅助信息可有效增加用户的使用体验，而注册和显示是混合现实中的关键技术，该系统中不可或缺的外部设备为方位跟踪器和头盔显示器。 1.产品的外形设计 混合现实技术可被运用于产品外形设计，可根据对产品的研发要求，多次评测和修改产品的外形，此类修改方式对产品方案修改效率的提高具有积极意义，在很大程度上减少了产品研发风险，有利于建模数据的构建，而冲压模具的基础设计和仿真加工等环节也可直接运用系统生成的建模数据。 2.产品的布局设计 混合现实技术也可用于研发布局较为繁杂的产品，可对产品布局进行相应的整合和设计。该技术的应用可有效显示出产品布局，使设计者直观全面的观察产品设计，避免不合理的设计问题出现，最大化的提升产品结构和布局的设计，使产品布局具有较高的准确性。(本文来自于《设计艺术》杂志。《设计艺术》杂志简介详见.) 3.产品的运动和动力学仿真 运动物件类产品设计需注重工作时产品的运动协调关系，针对产品运动时可能出现的问题进行重点核实，例如动力学性能、产品强度和运动干涉检查。现阶段的企业生产线均由各个环节组合而成，各个环节间的配合度和协调度在很大程度上决定了产品的生产质量。混合现实技术可在产品生产环节的基础上设计出仿真技术，该仿真技术可有效设计和配置生产工作流程，具有直观性的特点。 3D技术和混合现实技术是广告设计中的主力军，两者的合理组合可有效实现逼真的广告效果。混合现实技术和三维动画技术可将产品外形直观的置入广告中，且将产品内部结构通过模型向受众展现出来。此外，这两项技术的运用还可详细介绍该产品的生产过程，例如产品的维修、装配、工作和使用等过程，在网络技术发达的21世纪，产品广告和产品推广活动的核心就是直观、生动，在传播方位方面较为广泛。现阶段的网络漫游技术是扩宽广告范围的关键，对产品广告的详细程度和推广范围具有积极影响，例如工厂、城市、车间、设计图纸和机器结构，使用户可快速准确的获取广告信息。 随着科学技术的发展，混合现实技术已经被日渐运用在社会的各个领域，而混合现实技术的发展和普及对产品设计产生了较为深远的影响，直接导致产品设计和生成手段的改变。混合现实技术促进了产品设计思维的活跃，虽然混合现实技术被运用于各领域的时间较短，在一定程度上存在缺陷，但其自身所具有的优势确定了其成为人机接口的重要方式。产品通过运用混合现实技术，实现产品生产过程的数字化，而虚拟产品的设计不论从信息存储还是功能上均与现实计算机模型接近，高度相似的虚拟产品促进了虚拟现实技术的发展，也使其成为产品设计中的主要方式。 猜你喜欢： 1. 浅谈工业设计论文范文3篇 2. 工业设计论文的范文 3. 工业设计毕业设计优秀论文 4. 工业设计毕业论文范文 5. 工业设计专业毕业论文
在汽车发展经历的一百二十年里，其造型艺术中的美学风格随着社会的进步，经济技术的发展，也时时处于发展演化之中。该文通过对各个时期的汽车进行对比分析，总结得出了汽车从产生到现在所经历的七大阶段性美学风格。 关键词：汽车；形式；造型艺术；美学风格 1.汽车的产生 卡尔·奔驰[Karl·Benz]（1884—1929）——现代汽车工业先驱之一，人称“汽车之父”。1885年10月，他设计制造出了世界上第一辆三轮汽油汽车；1886年1月26日,他又取得汽车发明的专利权，德国人便把1886年称为汽车诞生年，从此汽车作为一种工业产品正式登上了历史舞台。 2.汽车的发展阶段划分 根据汽车形式与功能的演变过程以及不同的设计美学风格，可将汽车的发展大致划分为七个时期： (1)汽车产生阶段（1885—1900）； (2)汽车发展阶段（1901—1915）； (3)汽车制造日趋成熟阶段（1916—1929）； (4)汽车引擎设计突破性发展时期（1930—1951）； (5)喷气式时代（1952—1964）； (6)汽车式样的个性化时期（1965—1979）； (7)汽车式样的多样化时期（1980—）。 汽车产生阶段的设计美学风格（1885—1900） 在汽车产生阶段，设计师仅仅专注于技术层面的设计，设计仅仅是为了满足汽车的技术实现功能，是一种技术上的探索与发明，是完全向功能技术设计的“一边倒”设计，造型艺术则处于从属地位，是一种功能压倒形式的设计。尽管如此，汽车作为一件伟大工业产品的诞生，其本身就符合一种理性的、严谨的美学风格——机械美学风格。 1885年奔驰设计制造的世界上第一辆汽车在形式上给人的感觉还是传统意义上的三轮马车。奔驰所注重的是零部件与零部件之间、功能实现与制造技术之间的协调关系，主要是从功能、技术层面去考虑设计，在美学风格上则没有什么明显的痕迹，甚至根本没有加以考虑。一眼看去，该车只有一种机械加工所处理过的痕迹，符合机械美学风格。 1894年的Benz Velo只是将三轮改进成了四轮，虽然车身加装了翼子板，但在形式风格上却没有任何改变。这时的汽车只是一个粗糙的工业产品，还没有关于美学风格的设计理念。这时的发明家（也是设计师）认为将三轮运行方式改为四轮运行方式要远远强过纯形式上的改进，机械风格依然处于垄断地位。换言之，1885—1894年之间的汽车设计还是一种纯技术性的、功能性的探索，属于一种纯机械的美学风格，而且这种风格一直持续到了1900年前后。 汽车发展阶段的设计美学风格（1901—1915） 19011915年间，随着流水线生产方式的问世，汽车实现了小批量化生产。设计师开始注重汽车的局部装饰，在车的前脸使用了铝板、镏金板等质感较强的装饰性材料,使得该时期的汽车看上去装饰性很强，符合当时“新艺术运动”的流行趋势和趣味喜好，是一种注重局部装饰的装饰风格。 1900年产的Mercedes Benz一改过去的“机械式样”，给人一种全新的面貌：发动机前置，就着发动机形状因地制宜地加装了一个发动机车罩；前脸安装了圆圆的前大灯，形式上具有强烈的装饰意味；轮毂不再用圆钢条直接交织而成，而转向采用铸造成型的具有平面装饰韵味的轮毂，增加了车轮的形式美感；车轮上面的翼子板不再是一块简单的铁板，而是根据车轮和传动齿轮的位置，精心设计的圆弧形，这对整车有很好的装饰性；车座上增添了扶手和靠背，功能上有了进一步的发展。 1905年产的Michel touring Car与前者在整体形式上并无大的改变，但前脸、座椅、方向盘等局部装饰却远远超过了前者：车灯采用了镀金处理；前脸的通风栅栏周围镶嵌上了金黄的装饰性镶条；轮毂经过镀金处理，边缘喷上了鲜艳的红漆；车身也喷涂为鲜艳的蓝色，增添了该车的视觉美感，是一种富丽堂皇的装饰风格。 1914年产的Ford-T小汽车在前脸、驾驶台、座椅等局部继承了这个时期的设计特点——细节装饰。繁琐的装饰是这个时期的最大趣味，甚至是这个时期审美的标准。尽管车身仍然是马车造型，但翼子板已开始采用整体连贯的弧型设计，车身的形式感得到了增强，造型上有了突破性的进展。 汽车发展阶段的汽车虽然在局部形式上有了些细微的改变与突破，但就整体形式而言，还是比较呆板。设计师只是通过增强汽车局部的装饰来美化车体，花哨的装饰成了这个时期汽车的“标准配置”，仿佛花哨的装饰就是美、就是时尚、就是真理。1915年左右“装饰风格”逐渐被“反装饰风格”所取代，从而沦为文化化石，被岁月所掩埋。 汽车制造日趋成熟阶段的设计美学风格（1916—1929） 汽车加工制造在这个时期已日趋成熟，汽车零部件基本实现了标准化、批量化，越来越多的中产阶层拥有汽车，汽车的造型逐渐成为汽车设计中的一个重要因素。以前被奉为时髦的装饰，在此时被坚决反对，取而代之的是追求一种整体的形式美。 在1916年生产的Porsche Turbo车身上，再也找不到以前那种大量的细节装饰——前脸没有了金色的装饰性镶条，没有了夸张的前大灯，取而代之的是一个只有进气和散热功能的通风栅栏；翼子板、座椅以及方向盘周围也都没有任何装饰；每个零部件的存在都只是为了满足某种功能，整个车身都旨在突出“功能主义”，是一种反装饰风格。 在1919年产的Ballot身上，我们能明显地发现它和以前的车身有了很大的区别： ⑴以前的车头与车身在分布和衔接上是不统一的，缺乏整体感，而该车在设计上将车头和车身融为一体，已经开始注重整体造型，造型已成为了汽车设计中的重要内容。 ⑵车身在色彩上采用了偏灰的色彩，不再像“装饰风格”时期那样偏好于鲜艳、明快的色彩。 ⑶整车仍然找不到任何装饰，在设计上继承了这个时期的反装饰风格。 反装饰风格在经过十多年的发展后渐渐地走向了低谷。从1928年生产的Mercedes Benz汽车身上可以看出，该车的车身尽管符合这个时期的整体性特征，但在轮毂和前脸部分又开始出现细节装饰，整车充满了十多年前的那种装饰韵味。该车的出现，宣告了反装饰风格时期的结束。 汽车引擎设计突破性发展时期（1930—1951）的设计美学风格 汽车引擎技术的进步带来了汽车造型艺术的突飞猛进，汽车设计开始追求一种动感美，速度美，开始以空前的热情重视外修造型。此时外形具有流畅线条的汽车便被认为就是好的设计，“流线型风格”开始席卷全球。 1930年产的Ford-A型汽车，外形已与以前的箱型车迥然不同，它具有新颖的车身，前后翼子板、驾驶舱都呈圆弧形，就如一只甲虫。通过与以前的车身作对比，我们不难发现该车有以下特点： 1)车头、车身和车尾完全是一个有机的整体。 2)整车具有一种流畅的线条，从头部一直蜿蜒到尾部。3)整车没有棱角分明的地方，任何面与面的相交处都力求一种圆滑、柔和的过渡。 1951年产Mercedes Benz300在前脸和翼子板的设计上都采用圆弧型设计，使用内置式车灯，增强了车灯与前脸的融合性，使得前脸线条更加优美流畅。该车圆滑的前脸，柔美的车身，流畅的线条无处不体现了流线型风格所具有的特点。 由于流线型轿车在车内空间的利用方面有很大缺陷，在20世纪50年代，一种类似船形，带有引擎舱、乘员舱和行李舱的汽车逐渐代替了流线型风格的汽车，成为了时代的新宠。喷气式时代（1952—1964）的设计美学风格 随着喷气式时代的来临，汽车设计开始趋向在车后加上大大的尾翼，追求一种与飞机形式有紧密联系的风格。这种对有机形式比较重视的设计风格被称为有机风格，也就是一种更加注重富于雕塑表现味道的风格，这种风格慢慢地取代了流线型风格的统治地位，成为了设计美学风格的新标准。该时期的汽车造型有两大特色：一是车身的防撞设计；一是尾翼的流行。 在1953年的Mercedes Benz 180车上可以看到，流线型时期前脸和引擎盖所特有的夸张的流畅线条没有了，取而代之的是简练的近乎平板的引擎盖和简洁的圆弧车灯；车身最大特点就是简洁明快，而且驾驶室空间比以前更大了；车的裙边外侧有了比较显眼的防撞保险杠；车侧身有两道仿佛特意雕刻出来的外凸有机形，属于一款典型的有机风格设计作品。 1960年产的Lincoln车，其整体造型就犹如用刻刀镌刻出来一般，有种简练的形式美，车身两侧也和前面两部汽车一样，有一刚劲的外凸有机形，行李舱上面有一对尾翼，整体形式非常接近于飞机造型，是对喷气时代的一种具体反映。 20世纪60年代中期，喷气式飞机不再为人们所好奇，时代再次把有机风格遗忘，而将趣味投向了新的设计风格。 汽车式样的个性化时期（1965—1979）的设计美学风格 在汽车式样的个性化时期，受当时“波普”运动的影响，新奇、古怪、独具个性的造型赢得了消费者青睐，以甲虫为原形设计的小型汽车大为流行。汽车的造型艺术属于一种追求独特形式美感的波普风格。 1965年产的Corvette汽车造型比较奇特，车体较以前小了许多；车尾也不再有尾翼；前端的防撞杆也较以前隐蔽；车身两侧没有了外凸有机形。整车在风格上有了一种夸张而新颖的变化——即注重整体形式而不拘泥于局部刻画，美学风格上属于波普风格。 1975年产的Chevette汽车在形式上也是仿甲壳虫造型：两个前大灯就犹如两个眼睛；车体表面比较小巧、硬朗，形式感强烈；车身线条从圆滑走向了棱角，从柔和走向了硬朗，车灯从圆形变为了矩形……在造型艺术上一如既往地继承了追求形式主义的波普风格。 1979年产的通用Buick在整体形式上较以前有了大的改变，车身体积又开始出现长、大、宽的特征，车身风格抛弃了以小巧的甲虫为原型的波普风格，而转向采用硬朗、理性的造型风格，形式主义从此宣告结束。 该时期的汽车设计比较注重车的整体形式，外形大都取材于甲虫造型，汽车的形式非常丰富生动，具有美感。这种片面地强调汽车形式的设计风格虽然在形式上取得了很高的成就，但它同时也降低了汽车内部空间使用的有效性，因而终究是会被淘汰的。 汽车式样的多样化时期（1980—）的设计美学风格 从20世纪80年代起,汽车销售竞争越来越激烈，汽车形式成为了竞争的关键，各种风格的汽车式样在世界各地相继出现，以一浪高于一浪的趋势淹没了整个世界，造型艺术已经完全沦为一种有力的促销手段。而对其设计美学风格来讲，则主要有以下四个： （1）极简主义风格 Lexus LF-A概念车就属于典型的极简主义风格，这种风格所追求的是一种简洁干练的外型，一种在整体形式上能取得高度协调的统一，倡导“简洁便是美”的设计理念。 （2）仿生风格 生物的外形是自然进化的产物，具有神奇而美丽的形式，把生物的形式应用到了汽车设计中能取得一种奇特的效果，能赋予汽车某种生物的灵性。Beetle是大众的一款经典轿车，其外形就像一只栩栩如生的甲虫，属于典型的仿生风格。 （3）雕刻风格 希腊雕塑分为两种风格：崇高伟大风格，即一种表现伟大、静穆、神圣、崇高的风格形式；优美典雅风格，即一种表现优美、典雅的风格形式。在现代的汽车设计中，这两种风格得到了广泛的应用。 首先，崇高伟大风格表现的是一种伟大、静穆、神圣、崇高的美，如果把这种风格融入到汽车设计中，便能使这些车具有一种神圣庄重、雄浑有力的形式感，从而使其更加符合审美的功能性。Chevrolet Camaro概念车通过坚实、健美、有力的车身线条，凹凸有序的块面关系，传达出一种庄重、雄浑、彪悍的气质。 其次，优美典雅风格是借助车体外形上灵动的线条，或是优美的弧线和曲面来得以体现，突显出一种优美典雅的外形气质，这种风格大量地被用在了轿车和跑车的造型艺术上。Porsche Carrera GT的车身就是由优美的弧线和曲面所构成，具有一种优美典雅的特质。 （4）高科技风格 伴随着现代科学技术的飞速发展，汽车设计也出现了一种倾向于表现科技，体现未来的风格，即：高科技风格。这种美学风格不但吸取了雕刻风格的优点，而且在外观上还具有强烈的未来气息和高科技韵味。Audi RSQ概念车就属于典型的高科技风格，该车在形式上吸取了优美典雅风格的精髓，加上概念化的夸张外形、银灰的色彩搭配，整车透露出一种强烈的未来气息和高科技韵味。 在近二十多年间，尽管汽车的美学风格是复杂多样的，但就汽车设计中的美学理念来说，却是有史以来被应用得最为成功的。 3.汽车设计美学风格的总结及未来发展 夏尔·巴托[Charles Batteux]，（1713—1780）将艺术分为三种，即：美的艺术、机械的艺术、居中的艺术。对于汽车设计来说，它既不完全属于“美的艺术”，也不完全属于“机械的艺术”，而应该属于“居中的艺术”，也就是说，汽车设计的本质是要做到技术与艺术的最佳平衡。从汽车发展所经历的七大阶段性美学风格的产生和发展过程不难看出，汽车造型设计中技术与艺术的关系也发生了以下复杂的变化过程：技术＞艺术，技术≥艺术，甚至技术≤艺术。从机械美学风格，装饰风格，反装饰风格，流线型风格，新有机风格，波普风格到如今的极简主义风格、仿生风格、雕刻风格以及高科技风格，都直接反映出了各个时期设计师对这种平衡关系的理解。 人类在进步，社会在发展，汽车设计也从未停下过前进的步伐。汽车的设计美学风格也在不断地演变，也在通过自身的不断发展来满足人们日益增长的多样化需求。在未来很长一段时间，就汽车的设计美学风格来讲，雕刻风格、仿生风格以及高科技风格仍将长期处于主导地位。
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现代节约型园林绿地规划设计探讨杨志正［摘 要］ 文章通过对节约型园林绿化的内涵与特征进行分析，在借鉴国内外成功实践与先进理论的基础上，从规划设计的层面提出建设节约型园林绿地建设的生态策略，主要包括土地资源、淡水资源、能源、材料、管理等方面的节约技术措施。［关键词］ 节约型园林；绿化；科学规划；生态策略一、前 言当前，资源短缺已经是世界范围内制约经济社会可持续发展的主要因素之一。各国都致力于研究节能、环保型技术以缓解日益加剧的资源问题、环境问题，我国也把“加快节约型社会建设，促进经济社会全面协调可持续发展”作为未来工作的重点[1]。节约型园林绿地建设作为建设节约型社会的重要组成部分，是当前园林绿化行业贯彻科学发展观和创建资源节约型、环境友好型社会的关键载体。而要真正实现节约型园林绿化，需要从规划设计、施工建设、养护管理等几个方面入手，转换传统观念，依靠科技进步和创新，构建节约型园林绿化的技术支撑体系。其中，规划设计是建设过程中实施最早也是最关键的技术环节。本文从节约型园林的内涵与特征出发，在借鉴国内外成功实践与先进理论的基础上，探讨节约型园林绿地规划设计的生态策略与方法。二、节约型园林绿化的提出城市园林绿地作为城市中唯一具有自净能力的系统，在改善环境质量、维护城市生态平衡、美化城市景观等方面，起着十分重要的作用。2006 年建设部仇保兴副部长在全国节约型园林绿化现场会上首先提出了“节约型”园林绿化：城市园林绿化工作要遵循资源节约型、环境友好型的发展道路，就必须以最少的用地、最少的用水、最少的资金投入、选择对周围生态环境最少干扰的绿化模式，以因地制宜为基本准则，为城市居民提供最高效的生态保障系统。这是我国针对当前资源短缺的形势提出的新要求，具有重大的战略意义。三、节约型园林绿化的内涵与特征节约型城市园林绿化是指“以最少的用地、最少的用水、最少的财政拨款、选择对周围生态环境最少干扰的绿化模式”。它包含三个方面的含义：一是最大限度地节约自然资源与各种能源，提高资源与能源利用率；二是最大限度地发挥城市园林绿地的生态效益与环境效益；三是以最小的投入，获得最大的生态、环境和社会效益。节约型园林应该是最合理、最经济、最高效的园林形式。同时，根据节约型园林绿化的内涵，节约型园林绿地应该是生态型园林，应该符合自然生态系统的基本规律，具有可持续、自我维持、高效率、低成本等基本特征。园林绿地建设大力倡导节约的理念是为了顺应节约型社会的建设、反对当前绿化建设中的诸多铺张浪费之风而提出的，但不能因为节约就放宽了对城市园林绿地建设在质量、标准、品位等方面的要求。四、节约型园林绿地规划设计的生态策略（一）科学规划，合理利用城市土地资源1.科学规划，提升城市绿地系统的生态效能良好的城市园林绿地生态格局能够提高城市绿地系统的生态效率，是满足城市绿地生态环境、景观、文化、休闲游憩、防护等功能要求的基础条件。理想的城市绿地系统结构，应顺应城市空气动力学、城市水文、城市热量耗散以及人类活动等城市物理驱动力规律，应具备布局均匀性、要素流动性、功能可达性、体系稳定性、空间开放性等基本特征，从而有利于发挥改善城市生态环境质量的巨大作用。所有这些都建立在科学合理规划的基础上，具有前瞻性的规划，可以延长绿地的使用寿命，避免城市园林绿地的频繁改建，节约城建资金，从而实现经济上的节约。2.合理设计，提高园林绿地的利用率提高园林绿地利用率的前提是园林绿地的选址要正确且设计合理。调查显示，城市园林绿地中那些占地面积很大的大尺度空间，如大面积的草坪或铺装场地，空间尺度宏大、壮观，但使用者寥寥无几，场地的利用率很低；反而那些占地面积较少的小尺度空间，如符合人们使用需要的休息、健身器材区域，常常人满为患。城市园林绿地除景观功能外还肩负着生态、健身、休闲、文化、防护等多重功能要求，设计时应该兼顾这些要求，以营造多样化的小尺度空间为主，减少冷漠而空旷的大尺度空间的设计，从而提高绿地的利用率，间接地节约土地资源。3. 立体绿化，提高城市园林绿地的生态效率立体绿化(Vertical Iandscape Greening)包括垂直绿化、屋顶绿化、高架桥绿化、天桥绿化等。通过立体绿化的方式，可以提高绿地的生态效率，在美化城市景观、提高城市绿化率的同时节约城市土地资源，发挥巨大的社会效益和生态效益。在无法增加绿地面积的情况下，采用立体绿化和复层植被构建的技术措施，能明显提高城市园林绿化的三维绿量与叶面积指数，丰富城市绿化覆盖层次，提升人居环境质量。当前立体绿化的技术已基本成熟，迫切需要政府相关部门与行业的政策引导与项目扶持。（二）合理选择植物资源，优化植物配置1.因地制宜，优先选择利用乡土植物植物种植设计是现代园林绿地生态设计的重要组成部分，主要包括植物品种的选择与植物景观生态群落的建立等内容，其中，对乡土植物的大量选择利用是植物品种选择的一项基本原则。国家颁布的生态园林城市建设暂行标准中，对于当地物种应用的基本指标也有着明确的要求。然而由于有些建设方的盲目跟风、攀比、猎奇等心理加上设计、施工方经济利益的驱动等因素，导致当前很多城市绿化中仍存在忽视乡土树种，大量引进外来树种、特别是国外观赏品种的现象，从而直接造成建设和养护成本的大量增加。对于节约型园林绿地规划设计，由于乡土植物不仅具有成本低、适应性强、当地特色明显等先天性的独特自然优势，同时乡土植物对环境和土壤的适应能力很强，少有病虫害，具有可靠的生态安全性，而且节约水资源，有些仅依靠降雨就能生存良好，从而减少灌溉、施肥等养护成本。2.种植设计模拟乡土植物优势群落结构一般地方植被群落经过长期演替竞争，逐渐形成地方的优势植物品种以及由优势植物品种组合形成的地方优势种群群落结构。这些优势植物种群和群落结构都是自然界长期竞争的结果，是优胜劣汰的产物，对当地的环境气候具有较强的适应性。基于此，美国生态学家、景观规划师麦克哈格提出了“设计结合自然”的设计理念。这种遵从自然演替规律、模拟乡土植物优势群落结构进行人工植物群落的景观设计，较传统的只注重景观性的植物配置具有更强的景观多样性和生态稳定性。目前，这种设计理念已经在国内外很多生态园林建设中被广泛认同和应用。3. 绿化模式绿化模式以复层式群落为主。乔木层、灌木层、草本地被层以及层间植物所构成的复层式混交群落绿化模式是实现园林绿地景观与生态功能的重要形式。传统的绿化模式更注重观赏效果，而对植物生物学特性、生态位以及群落结构与配置缺乏足够的重视，导致城市绿地人工群落多数种间配置单一化和群落层次结构简单化的现象很严重，同时为了强调观赏效果，大量使用草坪、人工修剪的模纹植坛以及大量摆放一年生草花等。这种过多运用规则式的配置手法，造成单位面积内的植物种类减少，群落结构层次趋于简单，导致部分群落结构单一抗逆性差，最终植物生长不良直至死亡。实验表明，乔、灌木的耗水量远低于草坪，而生态效益却比草坪高得多，10m2树木产生的生态效益与 50m2生长良好的草坪相当。另外，在园林绿地中投入大量资金进行一年生草花的集中摆放，虽然可以短时间获得强烈的“展示”效应，但短暂的花期过后，则出现景观上的断层与空白。这些做法都是非节约型的，均应在今后绿化建设中加以改正，应该强调多年生宿根花卉的利用，构建乔—灌—花(草)复层式植物生态群落。（三）利用循环再利用理论，节约自然资源所谓循环再利用理论是指以生态系统的物质循环与能量转换理论为基础，通过构建园林绿化由生产者到消费者最后到分解者的完整生物链。其所倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的应用模式，它要求把人类活动按照自然生态系统的模式，组织成一个“资源—产品—再生资源”的物质反复循环流程，在园林绿化的整个生产和消费的过程中不产生或只产生很少的废弃物，在生态设计理论中通常遵循“3R”原则，即减少(Reduce)、再利用(Reuse)、循环(Recycle)[2]。这些设计原则在节约型园林绿地规划设计中同样适用。节约型园林绿地的设计就是要减少不可再生资源的使用、减少污染的排放、减少人为因素对自然生态系统的干扰等。例如，在园林绿地的景观设计中，充分利用场地地貌特征和植被现状，保留原场地一切可以利用的景观资源，有机地进行改造，既突出景观的地方性特征，又节约大量的建设资金。同时场地的竖向设计遵循减少大的地形改造、土方就地平衡等原则，都是减少人为干扰、减少经济投入、节约资源的有效手段。除此之外，“循环再利用”是节约型园林绿化的另一个节约资源的措施，主要包括废弃物景观再利用、垃圾的基质化处理、雨水的收集与再利用等。1. 废弃物的景观再利用废弃物包括各类废弃用地遗留下来的建筑物、构筑物、设施、设备等，在景观改造规划中，充分挖掘、利用这些废弃物的景观价值，进行景观改造与再利用。以工业废弃地的公园改造为例，德国的杜伊斯堡公园、煤气厂公园和广东歧江中山公园等国内外著名的工业遗产公园的成功开发模式为废弃物的再利用提供了宝贵的经验。诸如将废弃的铁轨改造成别致的花径、将废弃的机床改造成工业雕塑、将水塔改建为攀登瞭望塔、保留旧厂房的钢筋框架并改造为休息休闲场所等的做法，既延续了场所的特征，创造出独特而别致的景观，又节约了建设资金，是节约型园林应该借鉴的节约材料的手段。2.园林垃圾的基质化处理与再利用园林绿地中的枯枝、落叶，从池塘、河流中疏浚的污泥等园林垃圾，如果将它们无害化处理，使之变成富有营养的植物生长基质，不仅能消除园林垃圾处理的压力，为农业生产与城市绿化提供高效肥料，更实现了园林绿化生态系统的持续物质循环。目前国内外有很多园林垃圾处理厂用以处理城市园林废弃物和垃圾，在实现园林废弃物无害化与资源化、节约资金投入、节约无机化肥材料使用等方面发挥了显著的生态效益和经济效益。3. 雨水、中水的回收与再利用雨水的水质可以满足城市绿地中的养护用水、景观用水等需要，因此园林绿地中可通过利用建筑、道路、湖泊等收集雨水，用于绿地灌溉、景观用水。对于硬质铺地部分，建立可渗式路面，采用透水材料铺装，直接增加入渗量，同时结合设计雨水收集管道系统来收集雨水，最终汇集于园林绿地中的水体内或地下蓄水池中，用于园林绿地的浇灌养护。德国是世界上雨水收集利用最先进的国家之一，其城市绿化通过广泛收集和利用雨水，解决了大部分的景观用水和养护用水，有的甚至实现了对城市洁净水资源的零消耗。生态建筑的屋檐下都设计了半圆形的檐沟和雨落管，用来收集屋面的雨水。收集起来的雨水，部分用来浇灌绿地，部分补充地下水。除雨水资源外，城市中水通过回收再利用应用于园林绿地灌溉养护，既可以有效地利用和节约有限的淡水资源，又可以减少污、废水排放量，减少水环境污染。国家颁布的生态园林城市暂行标准中，对于中水的利用率也有着明确要求。利用城市中水对城市园林进行灌溉，在以色列、美国、日本等国家已有几十年的历史，尤其是以色列，其城市园林养护用水 80％以上是用生活污水和工业废水经过简单处理后，结合现代灌溉技术进行灌溉[3]。我国利用污水进行绿地灌溉尚处于起步阶段，城市中水量大且相对集中，水量、水质均比较稳定，是可以恒量供水的水源。它们中的很大一部分通过简单的一级或二级处理后，即可达到园林用水的要求。（四）节水、节能新技术的运用园林绿地中传统的灌溉方式不但浪费大量的水资源，还会出现灌溉不及时、不均匀、易产生地表径流和深层渗漏等现象，影响灌溉效果。自动喷、滴灌技术是根据对植物的生态习性和土壤、气候状况的自动监测，运用自动控制系统适时适量地进行灌溉，相对于传统的浇灌技术可节省水约30％～50％，而且还节省劳力，工效较高。一般自动喷灌技术特别适合于密植或低矮植物，如草坪、灌木、花卉的灌溉。滴灌除具有喷灌的主要优点外，比喷灌更可节水约 40％，节能约 50％～70％，但因管道系统分布范围大而增大了投资成本和运行管理的工作量。目前，滴灌主要应用在花卉、灌木及行道树的灌溉上，而在草坪及其他密植植物上应用较少。其技术原理是直接供水于植物根部，减少水分蒸发损失，且不影响地面景观，同时还可以抑制杂草的生长，是未来园林绿地中极具发展潜力的灌溉技术。（五）设计管理粗放型的景观，节约维护成本景观管理是景观建设中的一个重要程序，和工程建设阶段相比，维护管理是长期、周期性的过程。当前许多精致的景观工程的背后伴随的是长期投入大量人力物力的精细呵护，特别是诸如大面积的草坪、喷泉水池、人工整形修剪的模纹植物的大量应用。由于需要定期地修剪、除草等精细的维护工作，或者像大型喷泉那样需要大量水资源和电力资源作为代价的景观来说，一旦失去精心的呵护和高额的运行成本支撑，原本炫目的景观便会很快失去光鲜的外表，变得杂乱荒废、面目全非。因此，管理的节约也是节约型园林绿地的重要组成部分，应该在工程建设的最初阶段被明确，通过规划设计全盘控制。五、结 语节约型园林绿化的规划设计理念，是我国为了适应日益加剧的能源短缺和顺应建设节约型社会而提出的，其建设理论与思路在节约、可持续、自我维持、循环再利用、高效率、低成本等方面体现了生态园林的实质与内涵。因此，建设节约型园林也是实现生态园林城市的重要途径。只有通过科学的节约型规划设计，才能因地制宜、最大限度地发挥节约型园林绿地的生态效益与环境效益，最大限度地节约各种资本。［参考文献］[0]发表论文.［1］刘纯青.建设节约型园林绿化———建设部副部长仇保兴要求全国开展节约型园林绿化工作［J］.园林科技,2006,(4).［2］聂磊.关于建设节约型园林技术体系的研究［J］.广东园林,2007,(4).［3］朱庆华.生态城市与城市绿化［J］.林业调查规划，2002，27(2).
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