學(xué)生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)書

1、附件2福建省“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目申報(bào)書學(xué)校名稱：武夷學(xué)院項(xiàng)目名稱：非圓曲線通用數(shù)車編程項(xiàng)目類型： 創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目 創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目 創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目負(fù) 責(zé) 人：翁本杰指導(dǎo)教師：潘應(yīng)暉福建省教育廳二一二年 4 月 填 寫 須 知一、項(xiàng)目分類說明：1.創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目是本科生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)，在校內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)下，自主完成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)、設(shè)備和材料的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、數(shù)據(jù)處理與分析、總結(jié)報(bào)告撰寫等工作。2.創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目是本科生團(tuán)隊(duì)，在校內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)中每個(gè)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中承擔(dān)一個(gè)或多個(gè)具體的角色，通過編制商業(yè)計(jì)劃書、開展可行性研究、模擬企業(yè)運(yùn)行、進(jìn)行一定程度的驗(yàn)證試驗(yàn)，撰寫創(chuàng)業(yè)報(bào)告等工作。3.創(chuàng)業(yè)

2、實(shí)踐項(xiàng)目是學(xué)生團(tuán)隊(duì)，在學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)下，采用前期創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)）的成果，提出一項(xiàng)具有市場(chǎng)前景的創(chuàng)新性產(chǎn)品或者服務(wù)，以此為基礎(chǔ)開展創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)。申報(bào)該類項(xiàng)目需額外提交企業(yè)導(dǎo)師合作指導(dǎo)協(xié)議書作為附件。二、申報(bào)書請(qǐng)按順序逐項(xiàng)填寫，填寫內(nèi)容必須實(shí)事求是，表達(dá)明確嚴(yán)謹(jǐn)?？杖表?xiàng)要填“無”。三、申請(qǐng)參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的人數(shù)含負(fù)責(zé)人在內(nèi)不得超過5人。四、表格中的字體小四號(hào)仿宋體，1.5倍行距；需簽字部分由相關(guān)人員以黑色鋼筆或水筆簽名。均用a4紙雙面打印，于左側(cè)裝訂成冊(cè)。五、推薦上報(bào)的計(jì)劃項(xiàng)目由學(xué)校分管領(lǐng)導(dǎo)在申報(bào)書上簽署意見、簽字并加蓋公章后，一式五份（均為原件），報(bào)送省

3、教育廳高等教育處。項(xiàng)目名稱非圓曲線通用數(shù)車編程項(xiàng)目起止時(shí)間2012 年 4 月 至 2015 年 3 月負(fù)責(zé)人姓名年級(jí)學(xué)院學(xué)號(hào)聯(lián)系電話e-mail翁本杰2011武夷學(xué)院2011422104818050388474963773269項(xiàng)目組成員楊東東2011武夷學(xué)院2011422103018965494886349676070魏攀2011武夷學(xué)院20114221003189506447571390939434劉建東2011武夷學(xué)院2011422102215159999834784029465吳棚業(yè)2011武夷學(xué)院2011422105013338554

4、252649503794指導(dǎo)教師姓名潘應(yīng)暉職務(wù)/職稱副教授所在單位武夷學(xué)院電子工程系聯(lián)系電-校外導(dǎo)師姓名無職務(wù)/職稱無所在單位無聯(lián)系電話無e-mail無一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介（50字左右）研究數(shù)控車床車削各種非圓曲線構(gòu)成的一般零件的手動(dòng)編程通用算法，包括粗加工和精加工算法，挖掘現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的潛能，提高其利用率和編程效率。二、申請(qǐng)理由（包括自身/團(tuán)隊(duì)具備的知識(shí)、條件、特長(zhǎng)、興趣、前期準(zhǔn)備等）對(duì)科研有關(guān)閃較濃厚的興趣，本團(tuán)隊(duì)由機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)5名優(yōu)秀學(xué)生組成，具有一定的理論功底和實(shí)踐能力、良好的合作協(xié)調(diào)意識(shí)，已完成機(jī)械制圖等專業(yè)課

5、程的學(xué)習(xí)，因?yàn)榕d趣的原因，在平時(shí)的課堂教學(xué)中對(duì)數(shù)控技術(shù)相關(guān)知識(shí)比較關(guān)注，在課后還利用學(xué)校圖書館豐富的館藏資源和網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行了了解，在拓寬知識(shí)面的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)控車床一般只具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，可以較容易完成由直線和圓弧組成的各種輪廓零件加工，但對(duì)于非圓曲線的復(fù)雜零件，用一般的手工編程有一定的困難，且出錯(cuò)機(jī)率大，因此有必要研究該類零件的粗加工、精加工編程通用算法，挖掘現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的潛能，提高其利用率和編程效率，保證加工精度，快速完成這類零件的手工編程。國(guó)務(wù)院關(guān)于支持福建省加快建設(shè)海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)的若干意見確定海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的戰(zhàn)略定位，其中一點(diǎn)是：東部沿海地區(qū)先進(jìn)制造業(yè)的重要基地。

6、這一定位確定了海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)將把制造業(yè)作為當(dāng)前及今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間的發(fā)展重點(diǎn)。發(fā)展制造業(yè)必須具有創(chuàng)新性與持續(xù)性。要使制造業(yè)具有先進(jìn)性，必須堅(jiān)持制造業(yè)的創(chuàng)新性與持續(xù)性。我國(guó)已成為世界制造大國(guó)，但是，長(zhǎng)期形成的貿(mào)易順差和人民幣升值壓力，以及本次金融危機(jī)，使我國(guó)制造業(yè)面臨嚴(yán)峻的發(fā)展困境，也體現(xiàn)出我國(guó)制造業(yè)的脆弱。海西先進(jìn)制造業(yè)不僅要通過承接臺(tái)灣地區(qū)和國(guó)外的先進(jìn)制造技術(shù)與工藝來發(fā)展，還需要通過自主創(chuàng)新，使制造業(yè)的先進(jìn)性得以保持1。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)；數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的重要手段；數(shù)控機(jī)床是國(guó)防工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備，是關(guān)系

7、到國(guó)家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平的重要標(biāo)志。專家們預(yù)言：21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)2。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及發(fā)展方式的變革，“世界制造中心”正逐步向中國(guó)轉(zhuǎn)移，目前，我國(guó)絕大部分制造企業(yè)已開始使用數(shù)控技術(shù)3，數(shù)控機(jī)床的占有率也已大大提高, 但我國(guó)數(shù)控機(jī)床功能的利用率只有20%-25%4。企業(yè)要提高現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的利用率和完好率，急需大量的數(shù)控技術(shù)人才。數(shù)控編程方法可以分為兩類：一類是手工編程，另一類是自動(dòng)編程。手工編程是指編制零件數(shù)控加工程序的各個(gè)步驟，即從零件圖紙分析、工藝決策、確定加工路線和工藝參數(shù)、計(jì)算刀具軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編寫零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗(yàn)，均由人工

8、來完成。自動(dòng)編程是采用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程技術(shù)，利用軟件的計(jì)算機(jī)輔助制造(cam)功能，完成工藝方案的制訂、切削用量的選擇、刀具及其參數(shù)的設(shè)定，自動(dòng)計(jì)算并生成刀位軌跡文件，通過后置處理功能生成指定數(shù)控系統(tǒng)加工程序，多用于加工復(fù)雜工件,其缺點(diǎn)是程序冗長(zhǎng)，一個(gè)復(fù)雜曲面的加工程序可能達(dá)到幾十兆大小，機(jī)床內(nèi)存無法存儲(chǔ)這么大的程序，需要在線加工;加工路徑不靈活，有很多空行程。計(jì)算機(jī)生成的程序往往不能直接用在機(jī)床上，還是需要人工修改和優(yōu)化，且修改復(fù)雜,不便于檢驗(yàn),通用性差5。目前國(guó)內(nèi)大部分的數(shù)控車床編程均采用手工編程方式，它具有方便快捷，經(jīng)濟(jì)又及時(shí)，最大程度優(yōu)化加工路徑，省略很多走空刀，提高加工效率，對(duì)機(jī)床

9、和程序員不受特別的制約；同時(shí)又能和數(shù)控系統(tǒng)的功能靈活結(jié)合，因而被廣泛應(yīng)用。即使在先進(jìn)的自動(dòng)編程方法中，許多重要的經(jīng)驗(yàn)都來源于手工編程，并不斷豐富和推動(dòng)自動(dòng)編程技術(shù)的發(fā)展。機(jī)械加工中常有由復(fù)雜曲線所構(gòu)成的非圓曲線(如橢圓曲線、拋物線、雙曲線和漸開線等)零件，隨著工業(yè)產(chǎn)品性能要求的不斷提高，非圓曲線零件的作用就日益重要，其加工質(zhì)量往往成為生產(chǎn)制造的關(guān)鍵6。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)一般只具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能7，非圓曲線形狀的工件在數(shù)控車削中屬于較復(fù)雜的零件類別，無法直接利用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置的插補(bǔ)指令來加工，一般通過擬合法來進(jìn)行加工。根據(jù)數(shù)學(xué)微分原理，采用小段直線或小段圓弧逼近非圓輪廓，即在控制加工誤差允

10、許范圍內(nèi)，用若干光滑連接的直線段或圓弧段分割逼近給定的曲線，然后用數(shù)學(xué)公式計(jì)算出每段直線段或圓弧段的起點(diǎn)、終點(diǎn)以及圓弧半徑，再編制數(shù)控加工程序進(jìn)行精密加工。工件的精度要求越高，就要把曲線分得越細(xì)，若采用人工計(jì)算，計(jì)算量十分大且容易出錯(cuò)，程序也就越長(zhǎng)，但若采用參數(shù)編程，可使編程計(jì)算大大簡(jiǎn)化，程序的可讀性強(qiáng)，易于檢查，提高了編程效率8。參數(shù)編程功能作為數(shù)控設(shè)備的一項(xiàng)重要功能，由于允許使用變量算術(shù)和邏輯運(yùn)算以及各種條件轉(zhuǎn)移等命令，使得在編制一些加工程序時(shí)與普通方法相比顯得方便和簡(jiǎn)單，同時(shí)也使程序變得簡(jiǎn)化。目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床上采用的數(shù)控系統(tǒng)，大都具有相似的參數(shù)編程功能，從而能實(shí)現(xiàn)非圓曲線輪廓的加工。如何

11、快速完成這類非圓曲線零件的粗加工和精加工編程，并保證加工效率和加工精度，是解決這類零件手動(dòng)編程的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外已有許多學(xué)者對(duì)非圓曲線的數(shù)車編程進(jìn)行了研究，一般都只是對(duì)橢圓或拋物線等非圓曲線，用參數(shù)編程或宏程序方式編寫精加工程序，直線插補(bǔ)簡(jiǎn)單擬合相應(yīng)曲線，但未對(duì)如何進(jìn)行粗加工及精加工精度控制加以說明，而且都只是針對(duì)相應(yīng)曲線，對(duì)于其它非圓曲線的加工編程幫助有限。本課題的研究重點(diǎn)在于提出針對(duì)非圓曲線零件進(jìn)行數(shù)車編程時(shí)，粗加工、精加工編程的一般算法，在粗加工時(shí)能快速切除多余毛坯，減少空行程，精加工時(shí)可以保證加工精度，提高編程效率和實(shí)際加工效率，充分挖掘現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的潛能，提高數(shù)控機(jī)床的利用率。1. 汪威

12、毅，用科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)海西先進(jìn)制造業(yè)基地建設(shè)，福建日?qǐng)?bào)，2010年11月9日，第11版：求是。2. 職業(yè)技術(shù)教育編輯部，報(bào)告：四大行業(yè)急缺技能型人才j，職業(yè)技術(shù)教育，2004年 15期，14-33。3. 胡紹平，論高職學(xué)校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才的培養(yǎng)j，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版) 2011，第卷第期，142-143。4. 方華, 張魁林，數(shù)控機(jī)床加工非圓曲線的編程法研究j，本溪冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2002，第4 卷， 第4 期，18-20。5. 孟莉,劉媛,王金泉. 自動(dòng)編程與手工編程探討j. 現(xiàn)代制造工程, 2006 (8) : 30 32。6. 何玉山，數(shù)控車床加工非圓曲線宏程序編程技巧j，

13、 cad/cam與制造業(yè)信息化，2009年第10期，88-89。7. 盛利強(qiáng)，數(shù)控車非圓曲線輪廓的加工宏程序編程思路j，機(jī)械研究與應(yīng)用，2009年 03期，71-72。8. 潘應(yīng)暉，橢圓車削參數(shù)編程j，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2008年1月，172-173。三、項(xiàng)目方案（計(jì)劃、技術(shù)路線、人員分工等）(一)研究方法：1、建立數(shù)學(xué)模型。根據(jù)數(shù)控車床粗加工要求盡快切削多余毛坯、精加工則要保證加工質(zhì)量的加工特點(diǎn)，借鑒相關(guān)文獻(xiàn)資料，利用本課題組成員具備的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用數(shù)學(xué)分析方法，建立非圓曲線數(shù)控車削粗加工及精加工的數(shù)學(xué)模型。2、研究編程算法。根據(jù)數(shù)控車床粗加工及精加工的不同特點(diǎn)，針對(duì)不同數(shù)控系統(tǒng)，研究編程算

14、法，提高編程效率和實(shí)際加工效率。3、實(shí)際編程驗(yàn)證。根據(jù)編程算法，編寫加工程序，并通過實(shí)踐驗(yàn)證其可行性。(二)技術(shù)路線及人員分工：本項(xiàng)目的研究路線,按照項(xiàng)目總設(shè)計(jì)的規(guī)劃,分以下五個(gè)階段:第一階段：查閱國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的與項(xiàng)目有關(guān)的新成果與文獻(xiàn)，收集相關(guān)資料，細(xì)化研究方案（翁本杰、楊東東、魏攀）。第二階段：應(yīng)用數(shù)學(xué)分析方法，建立非圓曲線數(shù)控車削粗加工及精加工的數(shù)學(xué)模型（劉建東、吳棚業(yè)）。第三階段：根據(jù)數(shù)控車床粗加工及精加工的不同特點(diǎn)，針對(duì)不同數(shù)控系統(tǒng)，研究編程算法（翁本杰、魏攀）。第四階段：根據(jù)編程算法，編寫加工程序，并通過實(shí)踐驗(yàn)證其可行性（楊東東、劉建東、吳棚業(yè)）。第五階段：撰寫論文并結(jié)題（翁本杰、楊

15、東東）。四、項(xiàng)目特色與創(chuàng)新點(diǎn)國(guó)內(nèi)外已有許多學(xué)者對(duì)非圓曲線的數(shù)車編程進(jìn)行了研究，一般都是針對(duì)對(duì)橢圓或拋物線等特定非圓曲線，用參數(shù)編程或宏程序方式編寫精加工程序，直線插補(bǔ)簡(jiǎn)單擬合相應(yīng)曲線，但未對(duì)如何快速完成粗加工及精加工精度的控制加以說明，而粗加工的快慢及精加工精度的保障對(duì)非圓曲線的加工編程至關(guān)重要。本項(xiàng)目特色與創(chuàng)新點(diǎn)在于提出：針對(duì)非圓曲線零件進(jìn)行數(shù)車編程時(shí)，其粗加工、精加工編程的一般算法，在粗加工時(shí)能快速切除多余毛坯，減少空行程，精加工時(shí)可以保證加工精度，提高編程效率和實(shí)際加工效率，這樣不但能挖掘現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的潛能，提高機(jī)床的利用率, 還會(huì)使手工編程達(dá)到一個(gè)較高的水平。五、項(xiàng)目進(jìn)度安排2012年4月至2012年9月 項(xiàng)目調(diào)研和資料收集階段。2012年10月至2013年3月 建立非圓曲線數(shù)控車削粗加工及精加工的數(shù)學(xué)模型。2013年4月至2013年9月 研究編程算法。2013年10月至2014年9月 編寫加工程序，并通過實(shí)踐驗(yàn)證其可行性。2014年10月