行车时刻表智能化研究论文

城市轨道交通运营专业性强、技术设备复杂、客流量大,造成城市轨道交通安全运营管理的难度较大。下面是我为大家整理的城市轨道交通运营管理论文，供大家参考。

摘 要：随着城市的发展及扩张，城市轨道交通在城市未来的发展中，起到举足轻重的地位，城市轨道交通给市民的出行带来更多的便捷，并且可以有效地解决城市拥挤难题。随之而来的乘务运营安全管理是急需妥善处理的问题，下面笔者根据南京轨道交通做以下几点阐述。

关键词：轨道交通 地铁 乘务

1 .前言

轨道交通乘务运营安全是乘务管理永恒的话题，是乘务工作的生命线，拥有安全我们就理直气壮、我们就信心饱满。在网络化运营条件下，我们应投入更多精力，从实际出发，认真调研网络化运营条件下安全管理 措施 ，抓住人为因素和设备因素，不断强化安全意识，提高员工技能，以高超的技能和强烈的责任心避免事故发生;深入查找危险源，推进贯标工作，深入基层，查找关键点，及时整改，掌握设备状态，从设备层面杜绝事故的发生。

2.轨道交通乘务运营中存在的问题

2.1 缺少全面安全管理

虽然现在轨道交通乘务运营管理在不断重视，但是很多机制还是不够健全，有待进一步完善。诸如，安全管理不规范、不全面，缺少健全的系统、没有计划性、规划性，及科学的运营安全管理模式及策略。同时监督力度也不够，很多问题得不到及时纠正和改善，增加运营的风险性。

2.2 司机的综合素质问题

很多司机人员的技术水平和能力还不达标。比如，有的司机刚培训不久就开始上岗作业，系统性学习的东西比较少，技术水平和能力还需要再学习;司机的个人修养等问题也是需要不断的提高;还有司机人员的工作环境吵闹，压力也比较大;最后司机人员的安全意识比较淡薄，行车 经验 不够，停车误差难以控制等问题都是需要去解决。

2.3 缺少健全的人员培训机制

培训是提高司乘人员综合素质的需要，是提高地铁司机技术水平、事件处理水平的关键，是提高工作人员综合能力和服务水平有效措施。现行的培训机制比较单一，缺少全面性、专业性。首先，有的培训脱离的实际，不能有效地将培训理论与实践情况联系起来。其次，培训效果的检测制度不健全，培训好似“聚会”，人去了就行，学不到真正的东西，培训考核方式相对滞后。再次，缺少专业的培训人员，有的单位的培训存在形式主义，随便找个人讲两句就行了，培训方式缺少科学性，培训效果不佳。

3.轨道交通乘务运营安全管理的建议

3.1提升新司机应急处理能力

大部分新司机没有从事过铁路和地铁行车相关职业，并且随着电客车技术的不断完善，设备的故障率也在逐年减少，现实中出现非正常行车的几率较小，应急预案演练次数不足，司机实战操作机会严重缺乏，新司机对非正常行车 方法 更多的只是理论上的了解。加强新进员工的非正常行车方面的理论培训，并进行强化实践与理论结合，采用桌面模拟演练非正常行车的方法，加深新员工对非正常行车的理解，利用现有条件在试车线进行模拟故障演练，在公司、部门、中心、班组等组织的非正常行车演练中组织新司机进行观摩并写出 总结 分析，同时通过常预想、常 教育 、常培训、常提醒、常谈心、常检查、常讲评、常交流、常整顿、常学习来增强员工的非正常应急实战的能力，进而为南京地铁的安全运营打下坚实基础。

3.2 快速掌握新线设备

由于今后新线多采用新型移动闭塞法组织行车，与现有的一号线移动闭塞法行车有着很大的差异，加上新线列车在原有一号线列车的基础上进行了相应的技术改造，从而使新线的各类设施设备与一号线有很大的差异，加上新线各类设施设备的系统培训时间较短，参培人员数目较少，员工在技能等级、工作经验等方面，以及在适应新技术、新装备、新运营方式等方面也需要一定的时间。严重制约了新员工对新线各类设施设备性能的掌握运用程度。为此，中心应在班组内成立以故障处理小组、ATP小组、重温小组等多种形式的兴趣小组，利用现有新线车辆对新员工不定期的采用多种途径传授新线车辆业务知识;并且通过阶段验收、技术比武，强化新司机对新线设备的掌握程度，为南京地铁新线的开通做好充分的准备。

3.3 探索网络化管理模式

随着2010年5月28日两条新线的开通，南京地铁将正式踏入网络化运营的门坎，而当时我们很多人都没有经历过网络化运营，更多的只是对网络化运营有一个抽象的概念。网络化运营将带来大客流的密集效应，加之列车晚点、设施设备故障、人车冲突等问题，很容易造成比以往单线运营更多的客伤纠纷、服务质量投诉等现象，尤其是在客流高峰时段，客运双方的矛盾纠纷可能会进一步升级，此外还有“大小交路+分段交路”、“Y”型交路等运行方式。此类情况的存在就对我们提出了更高、更新的要求，我们的网络化管理思路还有待进一步的拓宽。面对以上的种种问题，我们只能更多的向兄弟地铁和国外地铁借鉴优秀的管理经验，着眼总结经验、寻找差距、研究措施、促进工作，在自身上下功夫，利用网络化线路图桌面模拟“大小交路+分段交路”、“Y”型交路运行方式，强化司机安全意识教育，从源头上遏制车门夹伤乘客现象的发生，成立各种应急小组，处置各种突发事件，责任明确到人加重对员工的约束力。创新人才培养模式，打造精干的乘务铁军，构建强有力的执行力团队。在此基础上解放思想，统一认识，积极谋划中心发展思路，研究解决突出问题，着手创建和完善科学发展的制度措施和工作机制，为南京地铁的网络化运营工作，谱写了新的篇章。也为将来几年地铁开通7条线奠定了坚实的基础。

3.4 打好网络运营准备攻坚战

3.4.1 确保调试零事故

在一号线的调试过程中，我们取得了零事故的骄人成绩。为了确保新线调试工作再创佳绩，中心将加强新线车辆调试管控工作，一是选拔人员，成立新线车辆调试工作小组，全面负责新线车辆调试的协调、实施工作;二是从调试人员纪律要求、调试前准备工作、调试过程安全原则、调试车辆整备要求、调试过程安全注意事项、调试过程突发事件处理等方面入手，合理编制新线列车调试章程，确保调试工作有序、安全开展。

3.4.2 确保接车安全有序

随着新线开通的日益临近，新线车辆将陆续进行交接，在前两列新车顺利交接的基础上，中心认真总结经验，查找不足，进一步完善接车工作方案，每次接车任务前及时做好员工动员和工作部署，确保员工百分之百的投入，从而顺利完成每次接车任务。

3.4.3 合理设计司机交路

网络化运营条件下，两条线共配备356名司机，一号线与南延线将采用“Y”型交路，二号线单线运作，实现使用最少的人数完成最大的运营效益，做到行车人员在两条线穿插的合理管理调配及各基地的有序调车作业组织，从容应对多变的出入场方式、中心将按照总公司、分公司的长远运营统筹规划，根据南京地铁的线路、设施设备等既有条件做好人员周转和运转模式的设想工作。一是确定司机出、退勤方式。一号线、南延线共配置201名司机，每班平均52名司机，应充分考虑 “Y”型交路混合运行的特殊性，合理选择好出、退勤换乘站点和换乘时间，保证一号线既有线司机和南延线司机出、退勤的同步性和高效性。二是确定换乘方式。现一号线利用奥体中心和迈皋桥两端站为换乘站点，形式较为单一。网络化运营条件下，运营里程较长，单次值乘里程将增大，值乘时间也将大大增加，应该合理选择换乘站点，保证司机单次值乘任务内的精力旺盛、注意力集中，避免疲劳驾驶问题。三是确定库内出、退勤派班方式。一号线将有小行和大学城基地两个出、收车地点，二号线也将有马群和油坊桥两个出、收车地点。中心需要根据运营要求，合理安排各个基地司机数量分布及出、退勤顺序，确保出、退勤的有序性。

3.4.4 确保新线基地有序过渡。

09年下半年，运营人员将陆续进驻新线基地，实施设备接管和调试工作，势必存在运营设备调试与外单位施工作业混合进行的局面，各单位施工安全认识不统一等安全隐患，信号楼调度员作为基地施工管理调度指挥，应该充分发挥属地化管理职能。一是加强组织协调能力，根据施工计划安排，与各单位之间做好沟通，统一施工管理流程，有序组织施工单位进场作业及现场出清;二是加强监管能力，及时了解各项施工进展情况，全面掌握基地内施工项目数量及进展情况。

摘 要：随着社会科技的不断发展，也相应的促进了城市轨道交通的发展，城市轨道交通良好的运营离不开高效的管理，只有运用良好的管理方法才能够实现相应的管理效果。因此，应该结合城市轨道交通运营的特点，采取有效的方法进行管理。

关键词：城市轨道交通;运营管理;方式方法

引言

伴随着社会的发展，城市轨道交通也在不断的发展壮大，在针对于城市轨道交通运营方面，需要采用有效的方法进行良好的管理，才能够促进城市轨道交通的良好发展。

1 做好城市轨道交通运营管理的基础工作

城市轨道是为城市居民提供更加便利的出行服务，也就是说乘车的市民是轨道交通运营管理的核心，提高城市轨道交通运营管理应做好市民的工作。

市民良好的乘车习惯是城市轨道交通运营管理的基础，首先，要通过车站的标识系统正确的引导乘客，长期以往养成乘客的良好乘车习惯[1]。城市地铁根据城市的不同建设也各不相同，主要将站台分为地下、地面、高架等三种形式，相对来说大部分的地下站的活动空间要比地面和高架站的活动空间小一些，而且乘客在车站内分辨方向也极难，特别是在找出入口时乘客的逗留都会造成地铁站内的活动出现拥挤的状态，尤其是乘车高峰期的人流量较大会对城市轨道交通运营管理造成一定的负担。

因此，要发挥出标识系统的作用，合理的设置车站内的出入口标识，以及列车运行方向、卫生间导向等标识，及时的引导客流提高城市轨道交通运营的管理效率;其次，要加大对城市居民乘车的宣传和引导，城市轨道交通在我国很多城市都在运行和发展，为人们的出行提供非常便利的服务，而有些居民由于没有乘坐过地铁，不知道该以什么样的形式乘坐，这个时候的宣传工作就能起到很大的作用，从初期做起培养居民养成良好的乘车行为，并扩大宣传力度，通过电视、广播等方式展开地铁出行的安全事项以及正确的乘车行为。通过这种方式为城市轨道交通运营管理打下夯实的基础[2]。

2 做好城市轨道交通运营管理的重点工作

城市轨道交通运营管理重点在于行车的组织，合理的行车组织机制能提高城市轨道交通运营的效率。首先，行车组织需要对乘车客流量进行分析，包括乘客出行的特点、分布情况等，并由专业管理人员对客流量进行预测，在不同的时间段设置不同的行车计划图，而且要将各个时间详细划分，便于管理更利于市民的出行，例如，正常工作日、双休日、节假日等，在合理的行车计划图的组织下，城市轨道相关部门可以更好的按行车计划组织车辆的出行路线，对线路的运行列车数量、出进站时刻也有着更好的规划，不至于在客流量较大的节假日或休息日下出现交通运营管理混乱的现象。

而且城市轨道交通运营的乘务部门可以根据相关的行车计划图来制定乘务员的串休计划，同时城市轨道交通的其他部门，如，通信部门、供电部门、轨道部门、机电部门等，也可以合理的安排各个设备、系统以及机械等等维修计划和施工计划，既不耽误城市轨道交通的正常运营，还可以通过日常的维护工作来提高城市轨道交通运营的安全性和稳定性;其次，要考虑到乘车客流量较大时的城市轨道交通运营方式，可以通过加大线路的行车密度、就近折返线、小交通线路等方式来增加列车的运营效能[3]。

当然，也不排除列车运行时的早点、晚点、故障等情况，如果列车出现早点或晚点的现象，可以通过提前或推迟列车的出发时间来实现列车的正常运营，一旦列车出现故障的话，要及时拉大线路列车之间的运行时间的间隔，同时相关人员要及时疏散客流人群，以及故障列车的快速处理，以此来提高城市轨道交通运营的管理效率[4]。

3 做好城市轨道交通运营管理的补充方法

所谓补充方法就是在原有的运行方式出现了问题之后采用的替换方法或解决方法，在城市轨道交通运营中，虽然交通事故率较低，但是，有些不可预测的事故还是会发生的，因此，城市轨道交通运营管理应做好相关的解决措施。

首先，要加强城市轨道交通中的多个部门、多个岗位之间的协调配合，保持相互的实时通信，为处理故障事件打好基础，避免故障时部门之间缺乏协调性而导致事故扩大;其次，要建立完善的应急保障体系，这是城市轨道交通运营管理的重要一项，乘客的安全保障是城轨交通管理的核心观念，尤其是列车发生故障时会与乘客的安全有着直接的联系，一个环节的疏忽都有可能对乘客造成严重的伤害，因此，应建立有效的应急预案，并且，要对应急预案进行演练、培训，不断的强化应急预案以及乘务员应急的处理能力，对于城市轨道交通运营来说，时间是非常宝贵的，最终受到影响的是乘客的出行，通过强化应急预案和乘务员的应急能力，可以在列车故障时进行有序的处理;第三，就加强城市轨道交通运营的专业技术人员队伍的建设，主要围绕着城市轨道交通的各个环节、设备、线路以及车辆等设备的维修保养工作，要求岗位人员必须是各个工种的专业人员进行良好的管理，一方面要做好各个设备的检查维修工作，另一方面在设备故障时要有着临危不乱的心态，有序有效的处理故障问题。

另外，还要做好工作人员的管理工作，以乘客的服务为工作的核心，做好组织工作，尤其是在客流量较大时，要及时的组织乘客有序的乘车，避免乘车混乱而造成设备的故障现象，在确保乘客安全的基础上提高城市轨道交通运营的管理效率[5]。

4 做好城市轨道交通运营管理的关键工作

随着科技的不断发展，城市轨道交通技术也在不断的提高，在人们生活水平不断提高、城市化迅速发展的今天，城市轨道已经成为大多数城市主要发展的交通工具，相比于城市公交来说，具有出行方便、交通快等特点，是人们出行的重要交通方式。据统计我国城市轨道交通运营的工作人员已超过14万人，人力资源是城市轨道交通发展的关键因素，而这个惊人的数字也为城市轨道交通运营带来一定的影响，人力资源面临的缺乏的现状，由于城市轨道交通运营是与市民的出行安全息息相关的，因此，对于人员专业技能的要求不能模棱两可，必须持证专业人员才可就业上岗。

在当今城市轨道交通的教育学校并不多，人力资源供不应求的现状限制了城市轨道交通的发展，在人员急需的情况下，有些招聘也降低了一些招聘难度，当然，这仅限于一些基层人员的招聘，也使得城市轨道交通的许多基层人员专业技能较差，为了避免这样的情况必须加强城市轨道交通运营的管理。

为了弥补人力资源缺乏的现象，应对基层员工以及其他员工定期开展培训环节，以此来提高人员的专业水平，另外可以通过员工进修的方式进一步强化员工的专业能力，例如，外送培训、技能培训、企业培训、生产培训、厂家培训、与院校合作的订单培训等方式，一方面能提高员工的专业水平，另一方面可以通过与院校的订单合作的方式增加城市轨道交通的人员数量，而且还能提高院校的就业率，通过多种方式来促进城市轨道交通的发展。

5 结束语

城市轨道交通的发展是社会经济发展的标志，因此，城市轨道交通需要结合城市的发展需求，有计划有重点的管理，进一步提高管理的效果，促进城市轨道交通的发展和社会经济的发展。

参考文献

[1]文强，师维，朱湘渝.城市轨道交通通信系统模式及功能研究[J].大众科技，2011(03).

[2]丁杰.浅谈地铁AFC系统建设中的若干问题[J].内江科技，2011(03).

[3]耿长良.GoogleEarth在城市轨道交通工程控制网布设中的应用[J].测绘通报，2011(07).

[4]周凌，__成.网络化运营的城市轨道交通枢纽站衔接调度研究[J].合肥学院学报(自然科学版)，2011(02).

[5]丁建中.从城市轨道交通无人驾驶系统的特点谈运营管理模式的创新[J].上海电气技术，2010(03).

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5. 运营管理方向论文

“随着汽车电子技术的飞速发展，汽车智能化技术正在逐步得到应用。汽车智能化技术使汽车的操纵越来越简单,动力性和经济性越来越高，行驶安全性越来越好，这是未来汽车发展的趋势。目前正逐步应用于汽车的智能控制技术主要有以下几种 ：”车辆动力学控制车辆动力学控制(Vehicle Dynamics Cotrol)的缩写是VDC，该系统的作用是保持汽车在行驶(包括制动和驱动)时的稳定性。传统的ABS(防抱死制动系统)和TCS(牵引控制系统)主要是对车轮上的制动力和驱动力进行控制，防止车轮出现过大的纵向滑移率，以获得最大的附着力，既可产生最大的减(加)速度，又可防止出现侧滑。车辆动力学控制系统虽然也是控制车轮的制动力与驱动力，但它们与ABS/TCS有很大的不同，其主要表现是可实现左右纵向力的差动控制，以直接对汽车提供横摆力矩，抵消汽车的不稳定运动(如在滑路上甩尾时的矫正作用)。该系统通过在汽车上安装的各种传感器，检测到汽车的速度、角速度、转向盘转角以及其它的汽车运动姿态，根据需要主动地对某侧车轮进行制动，来改变汽车的运动状态，使汽车达到最佳的行驶状态和操纵性能，增加了车轮的附着性和汽车的操纵性和稳定性。智能速度控制系统 汽车智能速度控制系统的功用是在某些特殊路段或特殊行驶条件下对车速进行强制限制。汽车智能速度控制系统主要由电子控制单元和执行器组成。该控制系统工作时，需首先设定限制速度。例如某区域的限速为80km/h，我们可以将该速度设定为限速值。当车速未达到80km/h时，汽车智能速度控制系统不起作用。当车速接近80km/h时，电子控制单元启动执行器，限制加速踏板的行程，使汽车不能继续加速。当车速低于80km/h时，电子控制单元解除对执行器的控制，驾驶员又可以自由地踏下加速踏板使汽车加速。智能速度控制系统限速值的设定，可以用选择开关设定，也可以通过接受无线信号设定(即接收道路速度无线信号切换或电子地图信号切换) ：可以只设定一个值，也可以根据不同的路况，有多个挡位供设定。智能速度控制系统为智能化交通奠定了基础。例如在高速公路上设置限速无线信号发射系统，交通管理部门就可以根据气候条件和路面情况及时调整限制车速，让道路更加安全畅通。智能轮胎汽车智能轮胎的功能是在汽车正常行驶时，当温度过高或轮胎气压太低时，及时向驾驶员发出警报，以防止发生事故 ；或使轮胎在不同行驶条件下保持最佳运行状况，提高安全系数。智能轮胎一般都是通过在外胎内嵌入特殊的带有计算机芯片的传感器而获得智能的。传感器由车内的收发器控制，收发器利用无线电天线将无线电讯号发射至传感器芯片，传感器芯片再将承载着温度和压力数据的电子信号发射至车内的收发器，收发器接收到该信号后便可取得温度和压力等数据，若出现异常情况能及时报警。更为先进的智能轮胎还能感知光滑的冰面，探测出结冰路面后而使轮胎自动变软，增大轮胎与路面的附着力；在探测出路面潮湿后，甚至还能自动改变轮胎的花纹，以防打滑。智能玻璃智能化汽车玻璃有许多种类 ：包括防光防雨玻璃、电热融雪玻璃、影像显示玻璃、防碎裂安全玻璃、调光玻璃，以及光电遮阳顶篷玻璃等。防光防雨玻璃采用新材料及新表面处理方法制造，雨水落到玻璃上会很快流走且不留水珠，无需刮水器刮水。玻璃内表面反射性低，仪表板及其它饰物不会反射到风挡玻璃上，驾驶员视线不受干扰。具有影像显示功能的玻璃，是在风挡玻璃上的某一部分涂上透明反射膜，在膜片上可根据需要显示从投影仪传来的仪表板上的图像和数据，便于驾驶员观察，驾驶员在行车时勿需低头察看仪表。影像显示智能玻璃如果与红外线影像显示系统配合，可使驾驶员在雾天看清前方2km左右的物体。光电遮阳顶篷玻璃则是在轿车行驶或停车时，能自动吸收、积聚、利用太阳能来驱动车内风扇，还可对轿车蓄电池进行连续补充充电。智能安全气囊汽车智能安全气囊是在普通安全气囊的基础上增加某些传感器，并改进安全气囊电子控制单元的程序实现。增加的乘员质量传感器能感知座位上的乘员是大人还是儿童；红外线传感器能探测出座椅上是人还是物体；超声波传感器能探明乘员的存在和位置等。安全气囊电子控制单元则能根据乘员的身高、体重、所处的位置、是否系安全带以及汽车碰撞速度及碰撞程度等，及时调整气囊的膨胀时机、膨胀方向、膨胀速度及膨胀程度，以便安全气囊对乘客提供最合理和最有效的保护。--------------------------------------------------------------------汽车制造商心目中的未来汽车将是一种能自动驾驶的汽车，它能指导驾驶者避开交通拥挤路段和出事地段，同时提供丰富的网上住处和娱乐。美国加州国际汽车经济研究所的调查报告指出，下一个汽车销售阶段将从智能化汽车开始。智能化汽车应拥有以下主要功能。夜视功能：这种技术源于军用装备，20世纪80年代中期出现，至少已有10年以上的实际应用历史。车上装有一个红外线摄像机，可帮助驾驶员看清在车前灯光线照射范围外的物体，该装置以汽车、动物、行人所发出的热量为电脑识别的信号。音控技术：可以让驾驶员对汽车发出语音指令，控制车内的收音机、电话和车内温度。声控技术将成为接入网络和其他各种自动服务的关键。卫星电话系统：驾驶员按一个键，就可以同他人通话。这一系统主要用于紧急救援服务。它与现在的导航系统的差别是，可以通过一个车内手机连接到达4小时报务中心，由于有全球定位系统的辅助，接线员知道你目前所处的确切位置。据统计，该系统将成为汽车的标准设备。可高速踏板：驾车者可根据自己的身高和最合适的坐姿来高速脚控踏板。福特汽车公司今年已经开始在几种车型中提供可高速踏板。车上网络系统：截至今年4月，至少有6家汽车制造商向市场提供可在车上上网的配套装置。通用公司已经在车上试用其Onstar系统，只要按一个键，说一声Onstar(启动)，系统便将一个手机拨号连接到服务器上。然后你可以用语音指令要求播放天气预报、新闻、体育和交通状况，或者发电子邮件。更令驾驶员高兴的是，由于网络家电的大量普及，你可在车上指示家中的微波炉开始工作，一回到家便可饱餐一顿。自动车门：如果你丢了钥匙，没关系，钥匙也许很快就会过时。梅塞德斯公司正在开发一种电子开锁系统，能够在车主靠近车门的时候，自动辨认对方。车主只要随身携带一张电子装置，将这一系统激活即可，当车主接触把手时，门可以自动开锁。自动导航：当你长途开车和外出旅行时，不必担心方向和路径，预先输入的指令将保证车子按最佳路线行驶。该系统还通过雷达使汽车同前面的车辆保持安全距离，即使是雾天也不会发生追尾事故。这样的系统已经在梅塞德斯和美洲豹车上出现。绿色能源：未来的智能汽车将启用绿色能源。其中，电动汽车将被消费者广泛接受。通用、福特、大众、戴姆勒——克莱斯勒、丰田、本田等汽车制造商都在积极研制可以利用无线电技术充电的小型电动汽车。电能将被转化成特殊的激光束或微波束，通过天线接收，人们不必停车补充能源就可以开车环游世界。

数控车床智能控制系统的研究 摘要:针对目前现有数控车削加工过程中加工、测量、编程相互分离,导致生产效率低,智能化和自动化程度不高以 及对机床操作人员要求较高的现状和不足,对数控车床智能控制系统的研究进行了综述。 关键词:车床数控系统;在线测量; DSP;自动编程 0 引言 从20世纪80年代末以来,国内开始充分利用计 算机的软件资源来提高数控系统的性能。先后借助于 MS-DOS和W indows操作系统平台来开发基于个人计 算机(PC)的新一代数控系统[1]。 一般系统采用当前先进的PC+NC开放式体系结 构,选用高速DSP作为CPU来完成实时性的NC内 核任务,实现电机实时控制以及在线检测,而由PC 机来完成非实时性的任务,诸如编程模块中的图形信 息提取,通过USB串行通信实现上、下位机信息的 交互[2]。 1 数控车床智能控制系统结构 1·1 数控车床智能控制系统总体体系结构 富的资源和强大的运算能力和下位机DSP实时性强 的特点[3],整套系统功能配置合理,性价比高。系统 功能结构如图1所示。 1·2 系统工作流程 详细的系统工作流程如图2所示。 2 测量系统 通过引入测量系统,提高了数控车床的精度、生 产效率和自动化程度,同时基于测量的加工路径规划 功能使得数控车床的加工操作更加简便,使数控车床 具有了智能性。 2·1 测量的实现 测量实现的物理基础:工件为不透明物体,当有 光发射、接收元件组成的测量装置扫过其轮廓时,显 然在工件轮廓外光不被遮挡,接收元件可收到光;在 工件轮廓内光将被挡住,接收元件接收不到光,因 此,工件的轮廓位置可以由光的有无变化,进而由传 感器转化为电压的高低变化,来探测确定。如图3所 示。 2·2 测量方法 测量要完成的任务是要确定工件坐标系的原点位 置以及工件轮廓尺寸信息,并根据尺寸信息分析出刀 具参数信息,实现刀具补偿值的自动修正。 测量步骤如下: (1)数控机床启动后刀架先回机床零点,并通 过换刀命令使测量装置处于工作位置,即测量装置面 向待加工件。 (2)确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位 置。 (3)工件尺寸的测定,可以确定任何位置处工 件的轮廓尺寸信息。 (4)测量结束后,刀架返回换刀点,通过换刀 命令使刀架转位,使下一工序使用的刀具处在工作位 置处,然后进行正常切削加工即可。 3 上位机(PC)功能的设计与实现 3·1 国内外研究现状 自动编程系统一般分为对话式数控语言编程系统 和图形交互自动编程系统。国际上流传最广、影响最 深的数控编程语言是APT语言,但随着计算机图形 编程和CAM软件的发展, APT语言已逐渐被淘汰。 随着计算机技术的迅速发展,计算机图形处理能 力有了很大增强,一种新的编程技术——— “图形交 互自动编程”便应运而生。图形交互自动编程系统 以机械计算机辅助设计(CAD)软件为基础,利用 CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到 计算机上,形成零件的图形文件,然后调用数控编程 模块,采用人机交互的方式在计算机屏幕上指定被加 工的部位,再输入相应的加工参数,计算机便可进行 必要的数学处理并编制数控加工程序,同时在计算机 屏幕上显示刀具的加工轨迹。这种编程方法具有速度 快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查等优 点,现已成为目前国内外先进的CAD/CAM (计算机 辅助制造)软件所普遍采用的数控编程方法。 国外的图形自动编程系统起步较早,且发展迅 速,有些产品已经获得了较广泛的应用。如美国 AUTO-CODEMECHANICAL公司的AUTO-CODE图形 自动编程系统,德国OPEN MIND公司的hyperMILL 数控机床(加工中心)图形自动加工系统,英国 Pathtrce公司的EdgeCAM forMDT数控自动编程系统 和美国的MERRYMECHANICAL公司的SPM-81TM钣 金CAD/CAPPICAM系统等。以上系统大都采用美国 Autodesk公司的AutoCAD或MDT (Mechanical Desk- top)作为开发平台和造型工具进行开发。 国内的图形自动编程软件的开发起步较晚,但近 几年发展较快。通用系统有北京华正公司的CAXA制 造工程师系列软件191,北京清华京渝天河公司的 PCAutoCAM系统等;另外大多数为专用数控编程系 统,如北京市机电研究所的VMC-750主轴箱体自动 编程系统,重庆ONLYSOFT的线切割自动编程系统 等。 图形自动编程系统是高效的数控编程手段,是数 控系统向集成化、智能化发展的必要环节,是当今数 控编程技术发展的主要潮流之一,是CAD/CAM研究 的重要领域。国外自动编程软件价格非常昂贵,国内 许多中小企业仍然采用繁琐、复杂、效率低的手工编 程。为此,在PC机上研究并开发数控车床自动编程 系统,能够实现CAD/CAM的集成。使系统具有读取 DXF文件、自动生成NC代码、二维仿真等功 能[4-5]。建立切削参数数据库,使自动编程系统可以 得到合理优化的切削用量,实现了整个系统信息集 成。 3·2 系统的总体框架结构与工艺流程 系统框架结构如图4所示,它主要包括AutoCAD 图形生成、提取图形数据信息、工艺干预、NC代码 生成、动态校验和数控加工程序输出6个功能模块。 机,主轴电机、刀架电机以及机床操作面板和机床 上开关I/O等。此外,还有测量接口电路。考虑到系 统可控制伺服的要求,控制接口要求有D/A输出和 脉冲串输出,同时有接受正交编码器的QEPI接口。 系统通过USB接口与PC机实现通讯,通过PC的丰 富功能实现系统的自动工艺规划、自动编程以及友好 的操作界面[6]。完成系统从CAD图形———工艺规 划———刀轨规划———编程后处理———数控加工的完整 过程。 4·1 硬件结构框图(图5) 4·2 软件实现 如图6所示,系统功能模块分为串行通讯、预处 理、加减速、轨迹插补、伺服输出、刀具补偿等分功 能模块,并通过加工信息缓冲区、轨迹缓冲区、插补 缓冲区交换信息,顺序进行最终驱动电机运行。 5 结束语 通过对数控车床智能控制系统的研究进行综述, 得到以下结论: (1)采用PC+DSP运动控制卡开放式体系结构, 面向用户的上位机(PC)界面友好,功能强大[7]。 用于电机控制的下位机(NC)采用DSP,实时性强。 上下位机采用USB串行通信。系统具有开放性、可 扩展性和模块化的特点。 (2)现有的数控系统和测量系统功能是相互分 离的,而且其仅用于工件定位、尺寸测量等固定 能,没有实现和数控系统的有机结合。本文提出一种 新型基于在线测量的数控系统,可以将测量信息直接 反馈到控制系统,由其实现刀具加工路径的智能规 划,减少机床操作人员对加工过程的干预。 (3)该系统的基于在线测量的车削加工路径智能 规划及自动编程功能,将极大简化数控车床操作,减 轻数控车床操作工人的劳动强度,提高设备生产率。 (4)该控制系统方案既可用于改造传统普通车 床,也可与新一代的经济型数控车床配套使用,符合 我国当前国情,能给制造企业带来可观的经济效益, 具有十分广阔的应用前景和市场价值。 参考文献 【1】毛军红,李黎川,吴序堂·机床数控软件化结构体系 [J]·机械工程学报, 2000, 36 (7): 48-51· 【2】Tao Cheng, Jie Zhang, et al·IntelligentMachine Tools in a Distributed Network Manufacturing Mode Environment [J]·The International JournalofAdvancedManufacturing Technology, 2001, 17: 221-232· 【3】J·Zuo, Y·P·Chen, et al·Building Open CNC Systems with Software IC Chips Based on Software Reuse [ J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2000, 16: 643-648· 【4】Mark·T·Hoske·New CNC Controller is‘Fully Open’ ControlEngineering, 1996, 43 (15): 69-70· 【5】R·E·Chalmer·Open-architecture CNC Continues Advan- cing [J]·Manufacturing Engineering, 2001, 126 (7): 48-52· 【6】王太勇,等·分布式智能协作体系结构构建集成化开 放结构数控系统的研究[J]·机械科学与技术, 2004 (12)· 【7】Y·Altintas·ModularCNC Design for IntelligentMachine Tools [J]·Annals of the CIRP, 1994, 43 (1)·