基于組態(tài)的曲軸數(shù)控加工過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究

楊澤青 劉麗冰 楊偉東 張亞彬

（①河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津> 300130；②北京工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)院，北京 100022）

基于組態(tài)的曲軸數(shù)控加工過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究

楊澤青①劉麗冰①楊偉東①?gòu)垇啽颌?/p>

（①河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津> 300130；②北京工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與應(yīng)用電子技術(shù)學(xué)院，北京 100022）

在分析了曲軸數(shù)控加工技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)了曲軸加工在線監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括機(jī)床狀態(tài)監(jiān)測(cè)、曲軸加工狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及測(cè)頭檢測(cè)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能模塊，同時(shí)建立了實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)特定條件下的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)查詢，并且可以生成數(shù)據(jù)報(bào)表，便于操作人員管理、查詢、打印歷史記錄。該系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充性、可修改性、可移植性和可維護(hù)性，操作簡(jiǎn)便，為同類零件加工過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究提供了新的思路，具有一定的實(shí)用價(jià)值和推廣前景。

曲軸 數(shù)控加工 監(jiān)控 組態(tài)

曲軸是內(nèi)燃機(jī)中的重要零件之一，其功能是將連桿傳來(lái)的氣體壓力轉(zhuǎn)變成扭矩，然后傳遞給傳動(dòng)裝置，是承受沖擊載荷傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵零件［1］，其制造質(zhì)量直接影響著內(nèi)燃機(jī)的性能水平和安全可靠性。因此，曲軸加工過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制顯得尤為重要。

由于組態(tài)軟件［2～4］不僅具有良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境，同時(shí)又具有實(shí)時(shí)多任務(wù)的工作特性和監(jiān)控功能，并且具有豐富的圖形動(dòng)畫(huà)功能，所有采集的數(shù)據(jù)都可以通過(guò)圖形動(dòng)畫(huà)表現(xiàn)出來(lái)，因此為開(kāi)發(fā)者提供了非常理想的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。本文在對(duì)曲軸數(shù)控加工工藝進(jìn)行細(xì)致分析研究的基礎(chǔ)上，利用組態(tài)軟件完成對(duì)監(jiān)控對(duì)象模型的抽象和構(gòu)建，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想對(duì)機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)、刀具狀態(tài)、測(cè)頭檢測(cè)過(guò)程及曲軸工件加工狀態(tài)和主要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)加工、檢測(cè)過(guò)程、質(zhì)量監(jiān)控的自動(dòng)化和集成化。在生產(chǎn)中運(yùn)用該系統(tǒng)可以減少曲軸加工和檢測(cè)的綜合誤差，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，也可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患，有利于設(shè)備、刀具的維護(hù)和保養(yǎng)，避免資金、人力和時(shí)間的浪費(fèi)，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 曲軸數(shù)控加工工藝分析

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)趨于輕量化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、性能優(yōu)質(zhì)化，曲軸制造技術(shù)和工藝發(fā)生了很大的變化。目前曲軸加工工藝參照傳統(tǒng)曲軸工藝，加工階段劃分很細(xì)，主要工藝過(guò)程為粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→時(shí)效→精加工→中頻淬火及低溫回火→粗磨→精加工非主要表面→精磨→拋光→探傷。在半精加工階段后安排時(shí)效消除應(yīng)力工序，充分考慮了表面殘余應(yīng)力對(duì)曲軸質(zhì)量的影響。常用曲軸數(shù)控加工技術(shù)有數(shù)控車(chē)—車(chē)?yán)夹g(shù)、數(shù)控高速外銑技術(shù)、數(shù)控內(nèi)銑技術(shù)、數(shù)控磨削技術(shù)等。

由于曲軸屬于細(xì)長(zhǎng)類零件，加工過(guò)程中主要定位基準(zhǔn)是兩端中心孔［5］，按其加工位置可分為兩種：一種是利用雙V型塊或其它方式找出曲軸支承軸頸的幾何中心，在此中心上加工出的中心孔稱為幾何中心孔；另一種是利用專門(mén)的質(zhì)量定心機(jī)測(cè)出曲軸的質(zhì)量中心，在此中心上加工出的中心孔稱為質(zhì)量中心孔。利用中心孔作定位基準(zhǔn)進(jìn)行后續(xù)的車(chē)加工或磨加工。

粗加工包括主軸頸、連桿頸、曲柄圓的車(chē)削及平衡塊安裝面的銑削等工序［5］，對(duì)平衡塊側(cè)面需要加工的曲軸通常采用CNC高速外銑技術(shù)，它比CNC車(chē)削、CNC內(nèi)銑、車(chē)—車(chē)?yán)纳a(chǎn)效率還要高。以四拐曲軸為例：CNC車(chē)—車(chē)?yán)に嚰庸みB桿軸頸要兩道工序，而CNC高速外銑只要一道工序就能完成（應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和銑刀進(jìn)給伺服連動(dòng)控制技術(shù)，可以一次裝夾不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心隨動(dòng)跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸）。且具有以下優(yōu)點(diǎn)：切削速度高（可高達(dá)350 m/min）、切削時(shí)間短、切削力較小、工件溫升較低、刀具壽命高、換刀次數(shù)少、加工精度更高、柔性更好。所以CNC高速外銑將是曲軸主軸頸和連桿軸頸粗加工的發(fā)展方向。轎車(chē)曲軸的高速加工通常采用雙刀盤(pán)高速外銑。

數(shù)控車(chē)—車(chē)?yán)夹g(shù)［5］用于半精加工曲軸的主軸頸和連桿軸頸，這里采用雙刀盤(pán)車(chē)—車(chē)?yán)?，完工后可直接精磨，省去粗磨工序?/p>

曲軸磨削可采用的技術(shù)有單序加工和復(fù)合加工等工藝。單序加工例如磨削四拐曲軸主軸頸采用的工藝有五砂輪磨削，磨削四拐曲軸連桿頸采用的工藝有雙砂輪磨削。采用這種方式加工磨削效率很高，磨削后軸頸的跳動(dòng)量容易控制。砂輪一次修整完畢后能保證各軸頸尺寸的一致性，缺點(diǎn)是柔性差，只能加工一個(gè)系列產(chǎn)品。加工曲軸前端和后端由寬砂輪進(jìn)行組合磨削等。復(fù)合加工是指一次裝夾磨削所有主軸頸和連桿軸頸。磨削連桿軸頸采用先進(jìn)的擺動(dòng)跟蹤磨削技術(shù)，這種磨削方式一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是柔性好。

曲軸深油孔加工采用槍鉆技術(shù)［5］。曲軸深油孔的直徑一般在5～8 mm之間，從主軸頸到連桿頸傾斜貫通，屬典型細(xì)長(zhǎng)孔而且在曲面上加工，工藝性差。加工深油孔最好的辦法是采用槍鉆工藝。槍鉆也叫深孔鉆，代表著先進(jìn)、高效的孔加工技術(shù)。它不但可用來(lái)加工深孔（徑長(zhǎng)比1∶250），而且也可用來(lái)加工淺孔（徑長(zhǎng)比1∶1）。在加工細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)，槍鉆可以將鉆孔、鉸孔一次完成，一次走刀便可加工出高精度IT6－8級(jí)、直線度0.16 ～0.33 mm/1 000 mm，粗糙度值Ra0.1 ～3.2 m的孔。

2 曲軸數(shù)控加工監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

從上面曲軸數(shù)控加工工藝分析可以看出，曲軸加工主要分為粗加工、半精加工、精加工、再精加工4個(gè)階段［6］。對(duì)加工過(guò)程中質(zhì)量的檢驗(yàn)方法很多，目前最為可靠有效的方法是采用在線監(jiān)控技術(shù)。曲軸數(shù)控加工監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括監(jiān)控層和設(shè)備層，設(shè)備層主要由數(shù)據(jù)采集卡、各種傳感器和被監(jiān)控對(duì)象組成；監(jiān)控層由監(jiān)控服務(wù)器和由組態(tài)王開(kāi)發(fā)的上位機(jī)監(jiān)控軟件構(gòu)成監(jiān)控中心，它集控制技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)于一體，使控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員不必依靠某種具體的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，只需通過(guò)可視化的組態(tài)方式，就可完成控制系統(tǒng)功能的構(gòu)建，能夠?qū)ηS加工過(guò)程、機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)、刀具換刀過(guò)程、測(cè)頭檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)定加工中心運(yùn)行參數(shù)、更新加工程序、顯示實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并能對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)曲線和報(bào)表，從而實(shí)現(xiàn)加工、檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化和集成化。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 監(jiān)控對(duì)象的分析及模型的抽象

曲軸數(shù)控加工過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用組態(tài)王6.5.3為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在功能上，監(jiān)控軟件拓展到由單純的監(jiān)控向管控一體化方向發(fā)展；在方式上，虛擬儀表和過(guò)程可視化代替了傳統(tǒng)的數(shù)字顯示；在軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境上，可視化、圖形化組態(tài)環(huán)境代替了傳統(tǒng)的編程模式［7］。組態(tài)軟件的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示，由圖可以明顯看出，數(shù)據(jù)庫(kù)是組態(tài)軟件的核心，考慮到系統(tǒng)的安全性和開(kāi)放性，這里數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server2000。曲軸加工過(guò)程中主軸頸、連桿軸頸的直徑及圓度、機(jī)床狀態(tài)、刀具的狀態(tài)及位置、測(cè)頭的位置等均由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)首先與數(shù)據(jù)庫(kù)相連接，啟動(dòng)監(jiān)控主界面（圖3）。這里監(jiān)控的對(duì)象為HTM125車(chē)銑加工中心（采用 SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)）、刀具、曲軸及Marposs TT25G觸發(fā)式測(cè)頭，主要是對(duì)機(jī)床狀態(tài)、曲軸加工狀態(tài)、刀具狀態(tài)及換刀過(guò)程、測(cè)頭檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.2 建立數(shù)據(jù)詞典

對(duì)監(jiān)控對(duì)象模型進(jìn)行抽象，是實(shí)現(xiàn)曲軸數(shù)控加工過(guò)程監(jiān)控非常重要的環(huán)節(jié)。在認(rèn)真分析曲軸加工過(guò)程中各種技術(shù)參數(shù)及狀態(tài)的基礎(chǔ)上，得出相互關(guān)系，建立數(shù)據(jù)詞典并映射到程序中。機(jī)床、刀具、曲軸工件、測(cè)頭的所有特征都是通過(guò)數(shù)據(jù)詞典中的變量來(lái)表示的。由于下位機(jī)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采用位置傳感器、力傳感器等與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這里定義了I/O變量來(lái)表示曲軸工件加工過(guò)程中主軸頸的大小和刀具刀刃的溫度和磨損程度，另外定義了一些內(nèi)存變量來(lái)表示機(jī)床狀態(tài)。變量的定義不僅遵循了模型各個(gè)部分的相互關(guān)系，而且考慮到為面向?qū)ο蟮木幊谭椒ǚ?wù)，將模型中用到的參數(shù)轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)詞典中。由于結(jié)構(gòu)體是一個(gè)變量類型的結(jié)合體，所以系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)體來(lái)表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的類。系統(tǒng)還用了大量的布爾型變量［6］來(lái)管理某個(gè)過(guò)程的開(kāi)始或者結(jié)束，某個(gè)圖片的顯示與隱藏。

3.3 各功能模塊的實(shí)現(xiàn)

采用功能模塊化的設(shè)計(jì)思想對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行都是建立在事件驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是由事件觸發(fā)開(kāi)始，隨事件消失而結(jié)束。模塊界面美觀、操作簡(jiǎn)單，各按鈕之間具有互鎖功能，安全可靠。下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)主要的功能模塊。

（1）監(jiān)控中心主界面

系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)首先與數(shù)據(jù)庫(kù)相連接，啟動(dòng)監(jiān)控主界面，如圖3所示。在這里用戶需要登錄，系統(tǒng)確認(rèn)用戶的身份并賦予其相應(yīng)的權(quán)限。監(jiān)控中心的菜單操作安全區(qū)為A、B，選擇其中的各項(xiàng)即可進(jìn)入相應(yīng)的功能模塊界面。應(yīng)用程序命令語(yǔ)言啟動(dòng)如下：

（2）機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控

機(jī)床狀態(tài)的監(jiān)控界面如圖4所示，主要包括機(jī)床特征信號(hào)采集功能、機(jī)床開(kāi)關(guān)狀態(tài)的切換、機(jī)床特征信號(hào)的顯示功能等。從傳感器組采集到的信號(hào)必須是反映機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的特征信號(hào)，經(jīng)放大、采樣保持、模數(shù)轉(zhuǎn)換成PC機(jī)可接收的數(shù)據(jù)，由PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與顯示，并保存于數(shù)據(jù)庫(kù)中便于以后的分析研究。機(jī)床開(kāi)關(guān)狀態(tài)按鈕可以在開(kāi)、關(guān)狀態(tài)之間進(jìn)行切換，只有在機(jī)床狀態(tài)為開(kāi)的情況下，才可對(duì)機(jī)床換刀、程序編輯、主軸吹屑、油氣潤(rùn)滑、機(jī)床報(bào)警等按鈕有效。

（3）刀具狀態(tài)監(jiān)控

刀具狀態(tài)的監(jiān)控［8］主要包括刀具磨損狀態(tài)的監(jiān)控和換刀過(guò)程的監(jiān)控。刀具狀態(tài)監(jiān)控界面如圖5所示，由于刀具的磨損和損壞都會(huì)引起切削力或切削扭矩的變化，而切削力或切削扭矩的變化可直接由機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)功率來(lái)表示［9，10］，而主軸電動(dòng)機(jī)功率又與電流成正比關(guān)系，所以直接通過(guò)測(cè)量電流的大小來(lái)對(duì)刀具的磨損狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示測(cè)量結(jié)果。如果刀具的磨損達(dá)到額定程度，則進(jìn)行報(bào)警，如圖6所示。報(bào)警窗口為彈出式歷史報(bào)警窗。

根據(jù)對(duì)實(shí)際情況和具體需要的分析，確定曲軸數(shù)控加工過(guò)程換刀過(guò)程的監(jiān)控界面主要顯示以下變量的情況［11］：進(jìn)入換刀過(guò)程、ATC準(zhǔn)備、ATC門(mén)開(kāi)、刀杯移向主軸、刀臂旋轉(zhuǎn)90°到位、松刀到位、刀臂正（反）轉(zhuǎn)180°、主軸夾刀成功、刀杯移向刀庫(kù)、換刀過(guò)程結(jié)束，分別由文字、按鈕和箭頭流向同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，如圖7。

（4）曲軸加工狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控

采用Marposs TT25G觸發(fā)式測(cè)頭對(duì)曲軸工件加工過(guò)程中主軸頸、連桿軸頸的直徑和圓度等進(jìn)行在線測(cè)量。通過(guò)調(diào)理、通訊電路將信號(hào)傳送至上位機(jī)，經(jīng)數(shù)據(jù)分析、處理后，動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量結(jié)果，且生成歷史曲線圖，如圖8所示。并可生成報(bào)表，實(shí)現(xiàn)查詢、打印、統(tǒng)計(jì)等功能，如圖9所示。

（5）測(cè)頭檢測(cè)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控

數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)功能對(duì)曲軸加工前基準(zhǔn)的確定、工序間抽檢、加工后精度的保證起著至關(guān)重要的作用［12］，因此對(duì)測(cè)頭檢測(cè)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控顯得尤為重要。圖10為Marposs TT25G觸發(fā)式測(cè)頭測(cè)量加工后主軸頸的過(guò)程。首先，開(kāi)啟“開(kāi)始檢測(cè)”按鈕，測(cè)頭從起測(cè)點(diǎn)K開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，分別碰觸A、B兩點(diǎn)，由A、B兩點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果計(jì)算出其中點(diǎn)坐標(biāo)；再碰觸以A、B中點(diǎn)為中點(diǎn)垂直于AB的圓周上對(duì)應(yīng)的C、D兩點(diǎn)，通過(guò)四點(diǎn)碰觸可以計(jì)算出主軸頸的直徑。測(cè)量過(guò)程中測(cè)頭運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地顯示在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且當(dāng)測(cè)頭發(fā)生故障或碰到障礙物時(shí)，按下“復(fù)位”按鈕，測(cè)頭回到初始位置，終止測(cè)量過(guò)程。

3.4 數(shù)據(jù)通信與交互

數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王”最核心的部分［13，14］。在組態(tài)王運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫(huà)的形式反映在屏幕上，同時(shí)工程人員在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為中介環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。該監(jiān)控系統(tǒng)中建立的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄了曲軸加工過(guò)程中的各種狀態(tài)參數(shù)，操作人員可以方便地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)按條件進(jìn)行查詢。圖11為數(shù)據(jù)庫(kù)查詢界面。該數(shù)據(jù)也可以保存、打印。

硬件設(shè)備與應(yīng)用程序之間通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，如圖12所示。兩個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序之間交換數(shù)據(jù)采用DDE方式。DDE即動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（Dynamic Data Exchange）是Microsoft公司設(shè)計(jì)的一種基于 Windows消息驅(qū)動(dòng)機(jī)制的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換協(xié)議。應(yīng)用程序采用三層標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，即服務(wù)程序名、話題名和項(xiàng)目名，它使支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換的兩個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序能彼此交換數(shù)據(jù)和發(fā)送指令，具體傳輸方式如圖13所示。

3.5 系統(tǒng)的測(cè)試

軟件系統(tǒng)的測(cè)試對(duì)于軟件的正常工作至關(guān)重要，是系統(tǒng)正常運(yùn)行和使用之前的必要環(huán)節(jié)。為了配合監(jiān)控系統(tǒng)的操作和測(cè)試，開(kāi)發(fā)了通信模擬程序模塊。該模塊通過(guò)接受上位計(jì)算機(jī)發(fā)送的指令來(lái)接收監(jiān)控程序發(fā)出的各種操作命令；操作員在監(jiān)控程序中輸入相應(yīng)作業(yè)指令，監(jiān)控系統(tǒng)相應(yīng)的模塊便響應(yīng)操作。此系統(tǒng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的模塊測(cè)試與總體測(cè)試均表現(xiàn)正常且穩(wěn)定性很好。

4 結(jié)語(yǔ)

本文在對(duì)曲軸數(shù)控加工工藝、加工中數(shù)控設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了曲軸數(shù)控加工過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。利用組態(tài)軟件完成對(duì)監(jiān)控對(duì)象模型的抽象和人機(jī)接口的設(shè)計(jì)。運(yùn)行界面上實(shí)時(shí)采集到的設(shè)備狀態(tài)信息，對(duì)機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)、刀具狀態(tài)、測(cè)頭檢測(cè)過(guò)程及曲軸工件加工狀態(tài)和主要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而可以獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障做出早期的預(yù)報(bào)并采取相應(yīng)的措施，避免或減少故障的發(fā)生，提高了生產(chǎn)率和機(jī)床利用率，實(shí)現(xiàn)加工、檢測(cè)過(guò)程、質(zhì)量監(jiān)控的自動(dòng)化和集成化。同時(shí)，它是制定生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的基礎(chǔ)，通過(guò)向管理者提供翔實(shí)的設(shè)備狀態(tài)信息，輔助其制定生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。

1 湯曉宇.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工技術(shù).汽車(chē)工藝與材料，2007（6）

2 楊澤青，孟建軍.基于組態(tài)的機(jī)場(chǎng)散貨物流仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2007，43（23）：222 ～225

3 Jianjun Meng，Zeqing Yang，Chenghui Yang，Pengjun Li.Simulation System of Automated Three－Dimensional Garage Based on Configuration Software.In Proceedings of the 6th World Congress on Control and Automation，Dalian：IEEE 0perations Center，2006，12（8）

4 孟建軍，楊澤青，蔣兆遠(yuǎn).基于蟻群算法的大型自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì).上海：計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2006，23（1）：56 ～58

5 李海國(guó)，張小菊.曲軸加工新技術(shù)應(yīng)用綜述.汽車(chē)與配件，2007（2）

6 張國(guó)江.曲軸加工工藝改進(jìn).機(jī)械工人（冷加工），2002（10）：24～26

7 李瑞先，譚德榮，曹雁峰.基于組態(tài)王測(cè)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).測(cè)控技術(shù)，2006（6）：57 ～59

8 SHAO H，WANG H L，ZHAO X M.A cutting power model for tool wear monitoring in milling.Interna－tional Journal of Machine Tools&Manufacture，2004，44（14）：1503 －1509

9 康永剛，王仲奇，吳建軍等.立銑切削力分類研究及精確銑削力模型的建立.航空學(xué)報(bào)，2007（2）

10 劉戰(zhàn)強(qiáng)，萬(wàn)熠，艾興.高速銑削中切削力的研究.中國(guó)機(jī)械工程，2003（9）

11 呂娣.柔性制造過(guò)程狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)研究：［碩士學(xué)位論文］.長(zhǎng)春：長(zhǎng)春理工大學(xué)，2004.

12 Dai Shangping，Gao Li，Gao kai.Crankshaft Multi－ parameter Co －Measurement System and Its Applications.International Syposium on Test.Automatiom and Instrumentation，2006.

13 王亞民.組態(tài)軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003.

14 袁秀英.組態(tài)控制技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，2003.

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Monitoring and Control System of Crankshaft NC Machining Process Based on Configuration Software

YANG Zeqing①，LIU Libing①，YANG Weidong①，ZHANG Yabin②
（ School of Mechanical Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300130，CHN；②College of Mechanical Engineering and Applied Electronics Technology，Beijing University of Technology，Beijing 100022，CHN）

The monitoring and control system of crankshaft machining was developed using configuration software based on the analysis of the crankshaft NC machining technology.The system includes machine condition monitoring，real－time monitoring and controlling of the crankshaft machining condition，tool condition monitoring，real－ time monitoring and controlling of the probe inspection condition and so on.Meanwhile，the real－time and historical databases have been set up，which can query the monitoring data under certain conditions and generate data reports easy to manage，query and print historical records for operators.This system has good extension，modification，portability and maintainability.It is easy to operate and provides a new thought for monitoring and control system of the similar parts machining，and has practical value and promotion prospects.

Crankshaft；NC Machining；Monitoring and Control；Configuration

楊澤青，女，1982年生，博士研究生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)集成制造技術(shù)、組態(tài)監(jiān)控技術(shù)。

（編輯 徐潔蘭） （

2008－12－01）

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