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關(guān)鍵詞:質(zhì)量;數(shù)控;加工;防錯(cuò)
航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣零件材料多為高溫合金、鈦合金等材料,價(jià)格昂貴,一旦出現(xiàn)加工事故,將為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。單純地依靠獎(jiǎng)懲機(jī)制難以解決根本問題,防錯(cuò)技術(shù)充分重視產(chǎn)品的源頭質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)立即發(fā)出警告并及時(shí)糾正,將提高產(chǎn)品質(zhì)量建立在流程中而不是單純依靠檢驗(yàn)保證質(zhì)量,是達(dá)到質(zhì)量零缺陷的手段,應(yīng)用防錯(cuò)技術(shù)目的是有效防止在產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)中的人為差錯(cuò),使差錯(cuò)不會發(fā)生或者至少及早地檢查并糾正,以簡單的方法和手段提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文通過“監(jiān)控”零部件的質(zhì)量,節(jié)約返工、返修的成本和時(shí)間,及時(shí)識別需要改進(jìn)的機(jī)會,在不可預(yù)知的人為差錯(cuò)轉(zhuǎn)化到缺陷形成之前,防止差錯(cuò)的“蔓延”,消除缺陷,達(dá)到防錯(cuò)目的,提高產(chǎn)品的合格率。
1.現(xiàn)狀
零件在數(shù)控加工過程中,包含了許多手動操作如零件的裝夾、對刀、零件的翻轉(zhuǎn),同時(shí)需要輸入大量的數(shù)據(jù),如輸入加工原點(diǎn)、刀具半徑補(bǔ)償值、公共坐標(biāo)系等,加工一個(gè)零件,一旦操作者出現(xiàn)操作失誤,將會造成難以挽回的加工事故。每年由于加工事故帶來的零件加工質(zhì)量不合格給企業(yè)帶來的巨大損失,同時(shí)隨著零件加工材料趨于難加工材料、加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度越來越高,產(chǎn)品的不合格率上升的風(fēng)險(xiǎn)也將增大。分析加工過程中引起加工事故的原因,引入防錯(cuò)機(jī)制監(jiān)控加工過程,提升加工穩(wěn)定性,提高產(chǎn)品合格率是企業(yè)提效的重要途徑,也是急需解決的重要難題。
2.原因分析
據(jù)統(tǒng)計(jì),按導(dǎo)致不合格品的原因進(jìn)行分類,零件數(shù)控加工過程常見的加工問題,其中操作失誤是導(dǎo)致產(chǎn)品不合格的重要原因,操作方法不當(dāng)最容易引起加工事故。引起加工事故的主要原因總結(jié)如下:(1)工藝技術(shù)能力不足、技術(shù)防錯(cuò)沒有真正落到實(shí)處。表現(xiàn)在工藝技術(shù)能力滿足不了現(xiàn)場的需求,還有裝夾找正問題、上刀量大等。(2)現(xiàn)場操作者工作不認(rèn)真。表現(xiàn)在操作者操作失誤如:對刀操作失誤、設(shè)備操作失誤、圖紙看錯(cuò)等。(3)員工本身能力不足。表現(xiàn)在技術(shù)人員本身能力不足,如:程序錯(cuò)誤、工藝文件編制錯(cuò)誤等。現(xiàn)場操作者新上崗經(jīng)驗(yàn)不足。(4)工裝設(shè)備能力不足。表現(xiàn)在刀具問題、夾具問題、設(shè)備故障等。
3.數(shù)控加工過程防錯(cuò)控制
3.1數(shù)控工步卡的填寫(1)數(shù)控編程原點(diǎn)的填寫當(dāng)本工序所有工步程序原點(diǎn)是一致的,在附注欄內(nèi)統(tǒng)一填寫,當(dāng)本工序所有工步程序原點(diǎn)不一致時(shí),在程序原點(diǎn)欄內(nèi)分別填寫,并注明編程原點(diǎn)設(shè)定指令,如G54,G55。(2)對刀方式的填寫對于車加工,對刀方式除用語言描述外,應(yīng)在工步卡備注欄內(nèi)按實(shí)際加工情況對對刀方式進(jìn)行圖示說明。3.2數(shù)控程序的編制(1)在數(shù)控程序運(yùn)行之前,在程序段中使用高級語言通過調(diào)用系統(tǒng)變量判斷編程原點(diǎn)的正確性,以防止編程原點(diǎn)設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致的加工錯(cuò)誤。(2)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及編程方法的不同,應(yīng)優(yōu)先采用刀心編程方式,采用數(shù)控加工程序自動分層、換刀,減少工人的手動干預(yù),對于輪廓編程方式,刀具半徑補(bǔ)償值使用高級語言通過調(diào)用系統(tǒng)變量進(jìn)行判斷,以防止刀具半徑補(bǔ)償值輸入錯(cuò)誤導(dǎo)致零件加工錯(cuò)誤。(3)對于加工角向零點(diǎn)非任意角向時(shí),應(yīng)在夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加實(shí)際角向零點(diǎn)校正標(biāo)識,如刻線或基準(zhǔn)孔,在工藝規(guī)程及數(shù)控工步上注明對零點(diǎn)重新校驗(yàn)。3.3數(shù)控加工程序的審批要求(1)數(shù)控加工程序校對檢查應(yīng)編制相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定數(shù)控程序的校對內(nèi)容。(2)數(shù)控加工程序批準(zhǔn)檢查審核編程坐標(biāo)系的正確性。檢查編程的加工坐標(biāo)系方向與工藝文件要求的是否相符、坐標(biāo)系選擇是否合理,校對編程原點(diǎn)與仿真環(huán)境建立的編程原點(diǎn)與后置處理的一致性。審核程序格式的正確性。檢查程序格式是否與對應(yīng)加工機(jī)床編程控制系統(tǒng)要求的一致性。審核零件加工策略的合理性。檢查工步安排的合理性,程序的刀具軌跡的合理性。審核加工刀具選擇的合理性。檢查刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)、刀具尺寸能否滿足零件加工。3.4數(shù)控加工程序的仿真要求(1)所有數(shù)控加工程序在加工零件實(shí)物前,必須進(jìn)行數(shù)控程序的仿真模擬,按照設(shè)計(jì)模型要求,保證仿真結(jié)果加工無碰撞、殘留在工藝規(guī)程設(shè)定公差之內(nèi)。(2)校對人員仿真校對時(shí)要重新建立仿真環(huán)境,不能應(yīng)用原編制提供的環(huán)境進(jìn)行校對。(3)現(xiàn)場加工修改后的數(shù)控加工程序必須重新履行審簽手續(xù)并經(jīng)數(shù)控程序仿真模擬后才能用于零件實(shí)物驗(yàn)證。3.5數(shù)控程序驗(yàn)證過程要求(1)零件在首批零件驗(yàn)證之后,根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果,及時(shí)固化加工參數(shù)。(2)經(jīng)驗(yàn)證參數(shù)固化后的數(shù)控加工程序及對應(yīng)數(shù)控工步卡應(yīng)及時(shí)存檔。(3)零件在驗(yàn)證過程中,準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)刀具壽命,監(jiān)控刀具磨損情況,在數(shù)控程序中適時(shí)進(jìn)行更換刀具,避免由于刀具磨損導(dǎo)致的零件加工錯(cuò)誤。(4)固化后的數(shù)控加工程序不宜再進(jìn)行人為調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給倍率。
4.實(shí)例
4.1刀具半徑輸入防錯(cuò)實(shí)例數(shù)控機(jī)床的刀具半徑補(bǔ)償,是加工中最常用的功能,在上刀補(bǔ)加工,操作者根據(jù)刀具半徑大小,以及零件的狀態(tài),在刀具參數(shù)表中輸入正確的刀補(bǔ)值,來完成零件的加工,由于刀補(bǔ)值缺乏監(jiān)督,每年都存在刀補(bǔ)上錯(cuò)的情況。為了控制刀補(bǔ)上錯(cuò)問題,開發(fā)刀具半徑控制程序,在高精度、壁薄零件的加工過程中,通過讀取操作者輸入的半徑值與允許的最大最小值進(jìn)行比較,只有輸入正確的數(shù)值才能加工,消除了操作者輸錯(cuò)半徑值的情況,防止錯(cuò)誤發(fā)生,部分程序代碼如下4.2案例名稱:數(shù)控加工對刀防錯(cuò)現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)控加工時(shí),對刀方式的正確與否直接影響零件加工質(zhì)量,通常在工步卡上寫上對刀方式,語言描述不直觀,易發(fā)生對刀錯(cuò)誤導(dǎo)致零件報(bào)廢。為了防止對刀錯(cuò)誤導(dǎo)致的零件超差報(bào)廢,在數(shù)控工步卡備注欄內(nèi)按實(shí)際加工情況以畫圖形式表示,直觀清晰,可有效防止由于對刀錯(cuò)誤導(dǎo)致零件加工錯(cuò)誤,見表1。結(jié)語針對機(jī)匣加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量事故,從數(shù)控程序編制規(guī)定、工藝過程易出錯(cuò)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化,減少和消除工序操作和生產(chǎn)過程中的錯(cuò)誤,使零件在加工過程中,錯(cuò)誤不會發(fā)生或及早發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行糾正,減少加工中人為差錯(cuò)發(fā)生的機(jī)會,避免差錯(cuò)形成缺陷,做好事前的質(zhì)量預(yù)防和過程質(zhì)量控制工作。
參考文獻(xiàn)
[1]陳思濤.防錯(cuò)技術(shù)在工藝與質(zhì)量管理中的探討與應(yīng)用[J].工藝與檢測,2012(3):5.
關(guān)鍵詞 切削過程;輔助過程;少人化;柔性化
中圖分類號V2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2012)78-0039-02
0 引言
現(xiàn)階段,數(shù)控機(jī)床已經(jīng)普及,逐步替代普通設(shè)備占據(jù)機(jī)械加工行業(yè)的主流,而對于小型數(shù)控機(jī)床[1]來說,一般新設(shè)備的加工精度和重復(fù)定位精度均可達(dá)到0.005mm以內(nèi),加之刀具、夾具、加工材料等因素的影響,所加工出零件的尺寸精度一般可保證在0.02mm以內(nèi),甚至更精密,對于大部分航空零部件的加工要求均可滿足。但對于國內(nèi)航空業(yè)來講,數(shù)控機(jī)床的利用效率僅在30%~40%之間,不能全負(fù)荷的工作。為提高航空發(fā)動機(jī)中小零件的加工質(zhì)量、加工效率,本文通過對數(shù)控車床上料、刀具、數(shù)控程序的研究,保證了整個(gè)切削過程的連續(xù)。
航空發(fā)動機(jī)中小零件的原加工過程僅停留在單機(jī)加工,因?yàn)樗c汽車的零件不盡相同,汽車的零件批量較大,但飛機(jī)發(fā)動機(jī)的零件屬中小批量,這一點(diǎn)就對加工過程的柔性化要求較高,只有將加工過程的柔性增強(qiáng),才能使自動化生產(chǎn)線[2]適應(yīng)航空發(fā)動機(jī)中小零件的生產(chǎn)要求。那么,要實(shí)現(xiàn)自動化加工需要解決哪些問題呢?如何增強(qiáng)零件的加工柔性實(shí)現(xiàn)自動化加工呢?下面就以中小零件加工為例來闡述一下實(shí)現(xiàn)自動化加工的過程。
1 中小零件數(shù)控車自動化加工面臨的問題
要實(shí)現(xiàn)自動化加工,首先要知道目前加工中人為干預(yù)的過程有哪些。面臨的第一個(gè)問題就是當(dāng)?shù)谝粋€(gè)零件加工完成切斷后,如何將第二個(gè)零件的毛料伸入指定位置呢?傳統(tǒng)的加工方式是運(yùn)用手工方式進(jìn)行拔料見圖1所示。
首先,將刀塔上的刀座移至卡盤中心的前端,距卡盤端面的距離為能加工出一個(gè)零件的長度,然后用腳踩下卡盤松開踏板,卡盤自動松開后,用手將毛料拔出與基準(zhǔn)面貼合,再用腳踩下卡盤夾緊踏板,卡盤自動夾緊后,將刀塔移出,開始加工。
第二個(gè)問題是在加工過程中,一些材料的韌性較強(qiáng),這樣鐵屑不易折斷,纏繞在刀具或零件上,如繼續(xù)車削,極易造成打刀現(xiàn)象。傳統(tǒng)的加工過程中是操作者要集中精力關(guān)注加工過程,在加工纏屑時(shí),及時(shí)停車,將鐵屑勾除,然后在重新啟動程序進(jìn)行切削。
第三個(gè)問題是在加工一段時(shí)間后,由于刀具磨損,造成零件的尺寸變化,一般情況下刀具磨損造成的零件尺寸變化最大可達(dá)0.2mm,雖然可滿足一般性加工尺寸,但零件的尺寸一致性波動較大,數(shù)控機(jī)床的精密加工便無從談起。
第四個(gè)問題是如果以上的問題全部解決,如何實(shí)現(xiàn)數(shù)控程序的循環(huán)加工,在程序循環(huán)加工過程中需要對刀具進(jìn)行補(bǔ)償,需要對加工零件的數(shù)量進(jìn)行累計(jì),需要對什么時(shí)候程序跳出停止作出判別等等。
2 問題分析
首先是上料過程,對于數(shù)控機(jī)床來講,卡盤的松開、夾緊,刀塔的定位均可應(yīng)用指令控制機(jī)床來完成。現(xiàn)階段上料機(jī)可將毛料自動輸送至指定位置,一般上料機(jī)主要應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中,多根棒材一次加工。對于航空中小零件中小批量生產(chǎn)的,還5有一些是單根棒材的加工,這樣上料機(jī)的調(diào)整時(shí)間較長,不太適宜,為實(shí)現(xiàn)快速的生產(chǎn)轉(zhuǎn)換,應(yīng)運(yùn)用拔料方式則為上佳選擇。
第二,對于纏屑,可分為粗、精加工、鉆削加工三個(gè)過程和刀具、零件的纏屑兩個(gè)方面。粗加工鐵屑較寬排出形式多為帶狀,精加工鐵屑較窄,易卷曲,對于切削三要素中切削速度和進(jìn)給量對其影響較大。在鉆削加工中,鐵屑極易隨著工件的旋轉(zhuǎn)纏繞在鉆頭后端上,如不進(jìn)行清理,待纏繞的鐵屑堆積后,易劃傷零件表面或造成鉆頭折斷。從鉆頭排屑槽中排出的鐵屑一般為帶狀的更易造成纏屑現(xiàn)象,而鐵屑的形狀受加工要素中的切削速度和進(jìn)給量影響較大,尤其是主軸的切削速度。
第三刀具磨損是切削加工中正常現(xiàn)象,一般情況下,刀具磨損分為三個(gè)階段即:初級磨損階段、正常磨損階段和急劇磨損階段。刀具初級磨損階段,指在刃磨刀具時(shí)產(chǎn)生的刀尖邊虛刃的磨損過程,一般為手工修磨出的刀具,對于現(xiàn)階段機(jī)夾刀具來講,多為模壓成型的刀片,其過程對零件的尺寸影響不大。刀具正常磨損階段,其刀片的具體消耗量,仍需要依實(shí)際加工而定,其加工磨損受零件材料、切削要素、刀具材料、刀具涂層等方面的影響。所以要想完成零件的自動化加工,就要有客觀真實(shí)的刀具消耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),保證刀片使用到刀具急劇磨損階段前進(jìn)行更換刀片。
第四對于現(xiàn)階段數(shù)控程序已經(jīng)比較靈活,尤其是宏程序的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控程序的跳轉(zhuǎn)、循環(huán)等多項(xiàng)功能。為實(shí)現(xiàn)循環(huán)加工、刀具補(bǔ)償、零件的數(shù)量累計(jì)、程序跳出、停止判別等項(xiàng)內(nèi)容,需要設(shè)計(jì)數(shù)控程序的流程。
3 加工試驗(yàn)
根據(jù)以上分析,首先應(yīng)用上料機(jī)實(shí)現(xiàn)多根棒材的連續(xù)上料,上料機(jī)與下文的拔料器之差別就是它能實(shí)現(xiàn)多根棒材的連續(xù)上料,上料機(jī)的連續(xù)過程這里就不詳盡介紹了。下面就是自行設(shè)計(jì)制造了簡易的拔料裝置見圖2,其分為三個(gè)部件,由拔料主體裝置、卡片和兩個(gè)緊固螺釘組成。
工作原理見圖3所示。
因?yàn)閷τ趹?yīng)用棒材毛料加工零件時(shí),均需要進(jìn)行切斷。現(xiàn)預(yù)加工出一個(gè)淺槽,應(yīng)用此拔料器進(jìn)行拔料。由于棒材毛料的直徑不同,為適應(yīng)各種規(guī)格的棒材,可制作不同槽口的卡片,進(jìn)行更換卡片來適應(yīng)毛料直徑的變化。對于斷屑方面在粗加工過程中實(shí)施暫停斷屑,控制切屑過長現(xiàn)象的產(chǎn)生,而在精加工中采用刀具的斷屑槽和高速切削進(jìn)行斷屑處理效果較好,一般在切削直徑在ф10mm以上的零件,轉(zhuǎn)速在4000轉(zhuǎn)/min時(shí),鐵屑成碎片狀,自然排出,無需進(jìn)行人工去除鐵屑。另外零件纏屑的問題還可通過改變進(jìn)退刀的方向可解決此項(xiàng)問題,如加工完的零件上有著一個(gè)鐵屑環(huán)等。鉆頭纏屑與切削用量關(guān)系較大,一般在10mm左右的鉆頭,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速在1600轉(zhuǎn)/min以上時(shí),切屑全部變?yōu)樗樾寂懦觥τ诘毒吣p后自動補(bǔ)償?shù)墓δ埽?jīng)過在機(jī)床上實(shí)驗(yàn),可通過G10指令再配以變量即可實(shí)現(xiàn)。具體指令應(yīng)用如下:
G10 L14 P01 R-0.1;
其含義為:對01號刀具在直徑方向補(bǔ)償0.1×2mm。
4 試驗(yàn)結(jié)論
通過控制自行研制的自動上料裝置的定位和設(shè)備卡盤的夾緊、松開,實(shí)現(xiàn)棒材的自動連續(xù)上料;選擇合適的加工進(jìn)給量、刀具排屑槽角度、程序中的暫停、提高設(shè)備的加工轉(zhuǎn)速,使鐵屑變形以實(shí)現(xiàn)加工中的斷屑處理;數(shù)控程序中的宏變量對程序的循環(huán)次數(shù)進(jìn)行控制,同時(shí)根據(jù)刀具的磨損規(guī)律進(jìn)行程序自動補(bǔ)償,使其循環(huán)加工;摸索刀具的磨損規(guī)律,同時(shí)開發(fā)設(shè)備的零件加工計(jì)數(shù)功能和刀具變量補(bǔ)償方法,實(shí)現(xiàn)加工過程中刀具磨損自動補(bǔ)償。零件加工過程中實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床的“關(guān)門”多件連續(xù)加工,這樣就上述所提及的螺母零件來講,使單件零件的平均加工耗時(shí)由原來15分鐘縮短至現(xiàn)在的2分25秒,零件加工效率提高6倍以上,加工質(zhì)量穩(wěn)定,尺寸一致性控制在0.1mm范圍內(nèi)。
5 結(jié)論
本文通過以上對航空中小型零件在數(shù)控車機(jī)床上加工過程——零件的上料過程、裝夾過程、排屑過程、刀具補(bǔ)償過程,至工序零件合格交付給下工序的全過程研究,并針對加工過程中人為干預(yù)的過程做出了一些改進(jìn)方案和創(chuàng)新加工方法,在加工的自動化、少人化方面做了一些工作,使整個(gè)加工過程人為干預(yù)的次數(shù)大幅減少。由于現(xiàn)階段自動化程度的高低就決定著一個(gè)企業(yè)的質(zhì)量和效率,我國航空行業(yè)的自動化程度仍然與先進(jìn)國家的水平無法比擬,這里僅對目前我們航空中小型零件的加工進(jìn)行了初步的總結(jié)和探討,希望能對航空產(chǎn)品的自動化加工有所幫助。
參考文獻(xiàn)
記者:目前越來越多的檢測儀器制造商加入中國的食品檢測行業(yè),中國食品檢測行業(yè)的市場概況如何?為什么會讓大家趨之若鶩?
郭鵬:首先,這個(gè)市場是很有潛力和發(fā)展空間的。很多國外的食品檢測儀器供應(yīng)商,或者醫(yī)療機(jī)械和環(huán)境監(jiān)測儀器制造商都在不斷地涌入中國食品檢測行業(yè),這些企業(yè)在食品檢測領(lǐng)域已經(jīng)擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和成熟的技術(shù),非常具有市場競爭力。還有國內(nèi)的國有和民營企業(yè),他們一方面利用國家專項(xiàng)資金的鼓勵(lì),一方面緊抓市場需求,快速地發(fā)展壯大,也成為檢測領(lǐng)域的一支強(qiáng)大隊(duì)伍。各方面的資本都在向這個(gè)領(lǐng)域匯流,說明大家非常看重這個(gè)市場。
食品安全檢測只是按照應(yīng)用領(lǐng)域去劃分,上游的行業(yè)還是化學(xué)分析,化學(xué)分析不僅應(yīng)用到食品分析中,而且在醫(yī)療、化工、石油、環(huán)境等各領(lǐng)域都有應(yīng)用。食品安全檢測儀器種類涵蓋了化學(xué)分析、生命科學(xué)、電子信息,它的應(yīng)用范圍非常廣,很方便向其他的領(lǐng)域去拓展。現(xiàn)在這些企業(yè)在投入_些高端檢測技術(shù),進(jìn)行一些研發(fā)的時(shí)候,考慮的不僅僅是中國的食品檢測市場。在產(chǎn)品真正成熟之后,還可以外銷,打開國外市場。而且,對企業(yè)來說,是不會僅僅局限在食品這一個(gè)方面,它可以針對不同行業(yè)提供不同的解決方案,但其核心技術(shù)具有同源性。
記者:隨著更多企業(yè)的涌入,這個(gè)市場會不會飽和,或者什么時(shí)間可能會飽和?以后這個(gè)行業(yè)又會朝怎樣的方向去發(fā)展?
郭鵬:評判市場是否飽和,要看這個(gè)行業(yè)的發(fā)展程度,行業(yè)發(fā)展成熟的時(shí)候,對應(yīng)的市場才會出現(xiàn)飽和。這個(gè)行業(yè)怎樣才算是真正發(fā)展成熟,標(biāo)志就是內(nèi)資和外資企業(yè)可以達(dá)到平分秋色的地步,這時(shí)行業(yè)的發(fā)展是比較健康、比較穩(wěn)定的。目前食品檢測這塊,國產(chǎn)儀器的檢測能力,穩(wěn)定性和可靠性做的還不是很好,高端的儀器基本上都是國外的,國產(chǎn)儀器還需要一定時(shí)間的發(fā)展。現(xiàn)在食品檢測領(lǐng)域,包括整個(gè)生命科學(xué)和化學(xué)分析儀器市場,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到飽和程度,而是正處于快速增長的前期階段。食品安全檢測這個(gè)領(lǐng)域,保守估計(jì)在5年內(nèi)是絕對不會達(dá)到飽和程度的。
在未來5年,食品安全檢測儀器市場的發(fā)展主要有以下3個(gè)趨勢:
首先,高效液相色譜儀、氣相色譜儀及質(zhì)譜儀需求將保持旺盛。最受關(guān)注的藥物殘留、重金屬、微生物及毒素、食品添加劑等檢測項(xiàng)目,需要精確的實(shí)驗(yàn)室測量,復(fù)雜的分析和分離純化,色譜與質(zhì)譜分析方法的應(yīng)用,造就了大型檢測機(jī)構(gòu)采購高端檢測設(shè)備的高峰。未來國家會加強(qiáng)食品源頭污染和非法添加劑的檢測,重點(diǎn)聚焦重金屬、微生物、食品添加劑等項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的例行檢驗(yàn)與鑒定性檢驗(yàn)需要高性能、高穩(wěn)定性的設(shè)備來保證。
其次,本土企業(yè)在中高端檢測儀器市場競爭中將更加活躍。目前,高端食品檢測儀器市場仍然主要依賴外資廠商,如安捷倫、賽默飛世爾、日本島津等。外資企業(yè)技術(shù)實(shí)力雄厚、產(chǎn)品成熟穩(wěn)定、品牌知名度高,但產(chǎn)品價(jià)格高昂,維護(hù)維修費(fèi)用不菲,而且可供選擇的低配型號不多,對國內(nèi)的設(shè)備采購方來說負(fù)擔(dān)很大。國產(chǎn)中高端檢測儀器經(jīng)過長期的技術(shù)積累,將利用較高的性價(jià)比優(yōu)勢撬動市場,勢必對進(jìn)口產(chǎn)品的價(jià)格構(gòu)成壓力,更多地參與到檢測儀器的市場競爭中。
最后,現(xiàn)場、快速、在線、低成本檢測方法將成為食品安全檢測儀器市場的重要推手。未來,食品安全檢測儀器將越來越頻繁地走出實(shí)驗(yàn)室,在生產(chǎn)與流通“一線”領(lǐng)域監(jiān)督食品的安全性。市場需要企業(yè)提供簡單的,便于操作的,在線的,性價(jià)比比較高的儀器,這就要求儀器能夠適應(yīng)各種惡劣工作環(huán)境,具有較高的可靠性和可維修性,同時(shí)又不能顯著降低儀器的測試精度,保證儀器的便攜性和操作性,方便各類操作人員使用單一功能進(jìn)行重復(fù)性檢測工作。
記者:各組織、企業(yè)建立的第三方實(shí)驗(yàn)室在我國現(xiàn)在是遍地開花,僅蘇州就有1500多家,您能談?wù)勎覈谌綄?shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀嗎?
郭鵬:第三方實(shí)驗(yàn)室主要分為政府部門的、外資的和民營的。外資的做出口檢測比較多,民營也是以這個(gè)模式在發(fā)展,政府檢測機(jī)構(gòu)具有鮮明的國家部門的特點(diǎn)。目前,我國現(xiàn)有的第三方實(shí)驗(yàn)整體來看,存在食品檢測項(xiàng)目很多,但單項(xiàng)收費(fèi)較低,一些項(xiàng)目的檢測技術(shù)還需要進(jìn)一步提高的現(xiàn)象。雖然食品檢測這塊的第三方實(shí)驗(yàn)室數(shù)量看起來挺多,但除了一些規(guī)模比較大,經(jīng)驗(yàn)非常豐富的實(shí)驗(yàn)室,總體的檢測收入不高,行業(yè)發(fā)展到一定程度就會相互整合。
記者:剛剛提到第三方實(shí)驗(yàn)室可以分為政府部門的、外資的和民營的,他們在市場和技術(shù)能力方面有什么不同?
郭鵬:政府部門的檢測機(jī)構(gòu)擁有國家的資金投入,配備的儀器非常高端,在檢測人員方面也十分有保障。政府的背景讓其更有公信力,更有權(quán)威性。但政府部門的檢測機(jī)構(gòu)在市場化方面做得一般,服務(wù)意識跟不上。相對的,民營檢測機(jī)構(gòu)的市場化程度非常高,會時(shí)刻考慮檢測這個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢,不斷研究新的應(yīng)用出來,對市場的反應(yīng)速度很快。其對自己工作的權(quán)威性也非常重視,在檢測的嚴(yán)謹(jǐn)性方面,與政府的檢測機(jī)構(gòu)沒有任何差距,但目前公眾看來,還是政府更有公信力。這種看法會逐漸地改變,這是跟社會的發(fā)展程度相關(guān)的,大家對這個(gè)方面的認(rèn)識提高,自然就會對其客觀地看待并接受。國外的檢測認(rèn)證都是相當(dāng)于國內(nèi)的私營檢測機(jī)構(gòu)在做。
在技術(shù)能力方面,能夠檢測的項(xiàng)目是跟儀器投入一致的。國家每年對政府部門的檢測機(jī)構(gòu),特別是國家級的檢測機(jī)構(gòu)的資金投入很大,能夠支撐進(jìn)行很多項(xiàng)目。而民營更多是根據(jù)市場導(dǎo)向進(jìn)行投入,配備的儀器和開展的項(xiàng)目,都是由市場需求來定的,政府的檢測機(jī)構(gòu)是很少去考慮這些。
記者:最后,希望您談一下食品檢測行業(yè)目前迫切需要解決的問題有哪些?
郭鵬:食品安全檢測的技術(shù)支持體系,在整個(gè)國內(nèi)來說,相對于中央機(jī)構(gòu),下面三四級城市的技術(shù)手段和檢測能力是很薄弱的。國家級的質(zhì)檢單位,靠國家提供的技改費(fèi),投入的資金,發(fā)展的非常陜,其配備是相當(dāng)完全的。相對的,三四級城市,或者縣市級的質(zhì)監(jiān)所,這些真正需要彌補(bǔ)檢測實(shí)力的基層一線單位,檢測能力是非常差的,一些最基本的檢測都不能保障。這其實(shí)是一個(gè)馬太效應(yīng),越是不需要再配備的,國家給他投入的資金就越多。
關(guān)鍵詞:無刷直流電動機(jī) 反電勢 DSP
中圖分類號:TM33 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2014)05-0177-02
隨著微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,特別是以單片微機(jī)及數(shù)字信號處理器DSP為控制核心的微機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)已進(jìn)入到全數(shù)字化的調(diào)速系統(tǒng)時(shí)代。根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)方案在MPLAB系統(tǒng)開發(fā)平臺上運(yùn)用匯編語言對電機(jī)進(jìn)行反電動勢過零檢測法編程、調(diào)試,實(shí)現(xiàn)無刷直流電動機(jī)的數(shù)字控制。
1 關(guān)于電機(jī)參數(shù)的計(jì)算
1.1 調(diào)節(jié)計(jì)算
由于驅(qū)動系統(tǒng)在采集低速下感應(yīng)電動勢困難,電動機(jī)在低于800轉(zhuǎn)/分時(shí)相電壓難以測量,運(yùn)行很不穩(wěn)定,通過試驗(yàn)把最低轉(zhuǎn)速定為800轉(zhuǎn)/分。
電動機(jī)為5對磁極,電角度每轉(zhuǎn)一周,即機(jī)械角度每轉(zhuǎn)72度進(jìn)行一次速度計(jì)算更新,所以速度調(diào)節(jié)周期要略大于速度計(jì)算周期,爭取達(dá)到速度計(jì)算更新與速度調(diào)節(jié)同步。本試驗(yàn)設(shè)置速度調(diào)節(jié)周期為15ms。電流比例調(diào)節(jié)為每0.0001s一次,與電機(jī)頻率相同。
1.2 感應(yīng)電動勢的計(jì)算
每次PWM時(shí)基中斷以后對參考電流與三相電壓采樣一次,通過A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變成數(shù)字。由于在過零點(diǎn)的左右兩側(cè)符號不同,可以直接檢測不通電相與三相電壓和的差值,如果符號變化則說明經(jīng)過了過零點(diǎn)。這樣我們可以直接用3倍的感應(yīng)電動勢減去三相電壓和。
1.3 濾除換相干擾
換相瞬間會產(chǎn)生電磁干擾,此時(shí)檢測相電壓會產(chǎn)生較大誤差。又因?yàn)閾Q相后感應(yīng)電動勢不會立即進(jìn)入過零點(diǎn),所以一般會延遲1-2個(gè)PWM周期,延遲后再進(jìn)行過零檢測。
由于剛換流時(shí)B相繞組反電勢為負(fù)值,因此繞組中性點(diǎn)相對于負(fù)極N的電壓超過直流母線電壓的2/3,比換流前的/2要增大很多,B相繞組電流會隨著自身反電勢減小和相電壓增大而加快衰減,特別是轉(zhuǎn)速較高時(shí)B相繞組電流的衰減將會非常迅速。C相繞組具有較大的反相電壓,因此繞組電流會增長很快,但增大的速度會隨著B相繞組反電勢的減小而減小。A相繞組相電壓首先因中性點(diǎn)電壓上升而減小,相電流也會因此減小。但隨著B相繞組反電勢減小,A相相電壓又不斷回升,A相繞組電流減小得到抑制并又回升,等到B相電流衰減到0時(shí),B相繞組沒有電流續(xù)流二極管關(guān)斷,中性點(diǎn)電壓恢復(fù)到/2的水平,并且A相和C相繞組電流大小相等,這時(shí)控制又進(jìn)入兩相斬波導(dǎo)通狀態(tài)[1]。
1.4 換相時(shí)刻計(jì)算及其補(bǔ)償
延遲時(shí)間的估算:通過電角度轉(zhuǎn)過一周所用的PWM周期數(shù)除以12得到轉(zhuǎn)過電角度所用的平均時(shí)間,以這個(gè)時(shí)間作為下一轉(zhuǎn)六個(gè)過零點(diǎn)與相應(yīng)的換相點(diǎn)之間的延遲時(shí)間。
反電勢法必然存在轉(zhuǎn)子位置檢測誤差Δθ,并最終影響無刷電機(jī)換流角(用γ1表示)。而且,由于相電壓中往往含有大量干擾信號,影響電壓比較器的正常工作,因此需要用無源濾波器對相電壓或端電壓信號進(jìn)行深度濾波。隨著電機(jī)工作頻率的變化,濾波器的相移也會變化并影響無刷電機(jī)換流角,用γ2表示。則總的換流角γ=γ1+γ2。通常γ為負(fù)值,表示超前換流[2]。
在本試驗(yàn)中,通過示波器觀測并與一些經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)償角度對照,得出以下補(bǔ)償角度的表格[3]。
1.5 電動機(jī)的啟動
本試驗(yàn)采用預(yù)定位啟動。
啟動時(shí)先對任意兩相通電,使起轉(zhuǎn)到換相臨界點(diǎn),通過延遲1s等待電動機(jī)停止震蕩。延遲后立即換相,使電動機(jī)轉(zhuǎn)動。
根據(jù)動力學(xué)方程
解得電動機(jī)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所需的時(shí)間為:
這里延遲時(shí)間的初值設(shè)定為4.8ms。
由于無刷直流電動機(jī)在啟動時(shí)電流大約是額定電流的4.5倍,所以應(yīng)避免啟動電流過大,如要限制啟動電流大小,本試驗(yàn)采用改變端電壓大小的軟件方法限定占空比,使啟動電流不超過預(yù)先設(shè)定值。假設(shè)直流母線電壓作用于定子電樞繞組的時(shí)間為兩相功率管導(dǎo)通時(shí)間,那么在忽略電樞電阻壓降情況下直流母線電壓主要作用于電樞電感,其公式為:
因此,如果限制定子電樞電流最大值等于允許采樣電流最大值(小于啟動電流值),那么可以由式(3)得到電機(jī)啟動時(shí)直流母線電壓占空比最大值。
根據(jù)式(4)和PWM開關(guān)周期可以確定電機(jī)零速啟動時(shí)最大占空比。
這里本試驗(yàn)初始啟動限制占空比設(shè)定為29.89%。
2 程序框圖
主程序如(圖1)所示。
3 結(jié)語
探討了反電動勢過零檢測法補(bǔ)償,通過試驗(yàn)觀測波形針對補(bǔ)償,提高了換相點(diǎn)精度。根據(jù)反電動勢過零檢測法原理,利用軟件測量法替代了硬件比較電路,節(jié)約了成本,提高了系統(tǒng)的可靠性。
參考文獻(xiàn)
[1]謝寶昌,任永德.電動機(jī)的DSP控制技術(shù)及其應(yīng)用.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005
各位領(lǐng)導(dǎo)、同志們:
今天,市委、市政府召開機(jī)關(guān)作風(fēng)建設(shè)動員大會,意義十分深遠(yuǎn)。聽了孫書記的講話,深受啟發(fā)和教育。機(jī)關(guān)作風(fēng)建設(shè)事關(guān)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局,是實(shí)現(xiàn)率先崛起的重要保障。我們建設(shè)系統(tǒng)各項(xiàng)工作與人民群眾密切相關(guān),能不能體現(xiàn)良好的作風(fēng)和效能,直接關(guān)系到黨和政府的形象,關(guān)系到城市建設(shè)的加快推進(jìn)。我們要認(rèn)真學(xué)習(xí)貫徹這次會議的精神,緊緊圍繞“創(chuàng)效能機(jī)關(guān),促率先崛起”的主題,以效能促作風(fēng),以作風(fēng)增效能,全面加強(qiáng)機(jī)關(guān)作風(fēng)建設(shè),實(shí)現(xiàn)建設(shè)事業(yè)既快又好的發(fā)展。會議之后,我們將及時(shí)動員部署全系統(tǒng)作風(fēng)建設(shè)各項(xiàng)措施,進(jìn)一步統(tǒng)一全體干部職工的思想,徹底消除作風(fēng)建設(shè)中存在的模糊認(rèn)識,牢固樹立三種意識,推動城市建設(shè)取得新突破。
第一、樹立“創(chuàng)新效能”意識,激發(fā)活力,在攻堅(jiān)克難上取得新突破。面對同樣的要素制約和建設(shè)環(huán)境,要在日趨激烈的城市競爭中走在前列,必須通過作風(fēng)建設(shè)提高工作效能,以創(chuàng)新推動攻堅(jiān)破難。一是創(chuàng)新體制求突破。我們要以這次作風(fēng)建設(shè)為動力,堅(jiān)定不移地推進(jìn)改革改制,優(yōu)化職能配置,構(gòu)建高效便捷的管理體系,以改革改制促進(jìn)效能建設(shè),樹立新形象、展現(xiàn)新風(fēng)貌。二是創(chuàng)新機(jī)制求突破。針對拆遷難、融資難等困難,我們將及時(shí)研究制定改造、解困、安置等相聯(lián)動的拆遷管理辦法,積極探索城市房屋與農(nóng)房相銜接的拆遷政策,從制度上推動拆遷工作。充分利用bot、bt等多種方式,鼓勵(lì)社會資本投資城建項(xiàng)目,發(fā)揮存量資產(chǎn)的最大效益,解決建設(shè)資金短缺難題。三是創(chuàng)新制度求突破。建立健全考核培訓(xùn)、輪崗待崗、擇優(yōu)聘任等選人用人方式,探索建立創(chuàng)新免責(zé)、一崗雙職等激勵(lì)制度,營造敢試敢闖的工作環(huán)境,調(diào)動一切積極因素攻堅(jiān)克難。加快建立效能監(jiān)察、責(zé)任追究、末位告誡等管理制度,全程傳遞提高效能的壓力。繼續(xù)深化完善局長接待日、12319城建熱線、人大代表定向視察等制度,暢通渠道,廣泛聽取社會各界對建設(shè)工作的意見建議,對群眾投訴做到嚴(yán)查快糾,切實(shí)根除“中梗阻”現(xiàn)象。
第二、樹立“為民效能”意識,形成合力,在服務(wù)能力上取得新突破。要把群眾滿意不滿意作為作風(fēng)和效能建設(shè)的第一標(biāo)準(zhǔn),牢固樹立效能為民思想,將作風(fēng)建設(shè)覆蓋到每一個(gè)窗口行業(yè),延伸到每:請記住我站域名一個(gè)下屬單位,形成全心服務(wù)基層、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)群眾的合力。一是以作風(fēng)建設(shè)為載體,不斷強(qiáng)化服務(wù)理念。深入開展“企業(yè)服務(wù)年和項(xiàng)目推進(jìn)年”活動,積極推行“審批服務(wù)零距離、服務(wù)質(zhì)量零差錯(cuò)、服務(wù)流程零障礙、宣傳咨詢零收費(fèi)、服務(wù)對象零投訴、跟蹤服務(wù)零時(shí)限”等舉措,進(jìn)一步提高辦事效率,強(qiáng)化服務(wù)理念,切實(shí)把審批事項(xiàng)減到位,環(huán)節(jié)縮到位,收費(fèi)降到位,營造親商、為民的良好環(huán)境。二是以深化服務(wù)承諾制為抓手,不斷提高服務(wù)效率。要將重點(diǎn)定位在機(jī)關(guān)、窗口部門和公用事業(yè)單位上,定位在群眾關(guān)心的熱點(diǎn)難點(diǎn)問題上,促進(jìn)服務(wù)承諾制由“虛”向“實(shí)”轉(zhuǎn)變。完善重大項(xiàng)目一卡通和特事特辦制度,做到手續(xù)齊全立刻辦、時(shí)間緊迫加班辦、行走不便上門辦、情況不熟幫助辦、有利發(fā)展變通辦,在政策允許范圍內(nèi),盡最大可能為企業(yè)和群眾提供方便。對建設(shè)系統(tǒng)所有審批辦證項(xiàng)目,在已經(jīng)比法定審批時(shí)限縮減1/3的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步挖掘潛力,提高效率,力爭平均時(shí)間縮短到一半以內(nèi)。三是以行風(fēng)評議為契機(jī),不斷改善服務(wù)環(huán)境。按照“內(nèi)查問題,外聽意見、揭短亮丑、邊整邊改”的要求,通過自找自查、開門納諫、走訪了解、明查暗訪等方式,著力找準(zhǔn)供氣、供水、公交等窗口行業(yè)行風(fēng)建設(shè)中存在的突出問題,堅(jiān)持開門,重在整改,建立健全加強(qiáng)行風(fēng)建設(shè)的長效機(jī)制,讓群眾滿意、基層滿意、企業(yè)滿意。