瓷瓶镂空纹镂空过程的数控研究
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析
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告
班级：07材料成型1班姓名：@-@
学号：200710340114 指导老师：刘文广
景德镇陶瓷学院
一、基本情况：
1、项目名称：瓷瓶镂空纹镂空过程的数控研究
2、目的和意义：
随着社会的发展，人民生活水平的提高，瓷瓶镂空艺术越来越为人们所接受，这不但表现在对其数量上需求大量增加，同时对其造型的要求也越精细、讲究。
传统的镂空瓷瓶制造方法，是手工制作，不但对工匠的技术水平要求极高，而且劳动强度较大，生产周期长，效率极低。
随着计算机数控加工技术的成熟，已有越来越多的数控加工设备可以应用到瓷瓶镂空工业生产中，数控镂空雕刻机的诞生标志着这点。
镂空法是我国众多装饰方法中的一种，无论是在建筑、家具产品及其它领域中都被广泛运用，并且取得了良好的视觉效果和经济效益。
虽然在陶瓷生产中也被人们所采用，但并未象其他的陶瓷装饰方法那样被进一步改良和被广泛运用。
主要是因为镂空工艺基本上是纯手工制作，不但对工匠的技术水平要求极高，而且劳动强度较大，生产周期长，制作精度差、总体成本高、难以形成大规模的复制生产，高成本成为阻碍镂空瓷瓶发展的桎梏。
镂空法的装饰特点在于能够最大限度的展示作品的空间感和层次感，其艺术特征完全符合现代人的空间感观，空间视野愈加广大，已由陆地而至广阔无垠的太空，已由三维空间而逐步向四维空间甚至是多维空间延伸。
并且伴随着科学技术迅猛发展的地球村时代的到来，人们对空间的需求越来越迫切，无论是从建筑还是到吃穿用行，都强调合理利用空间的问题。
可以说，在小空间里做大文章，缩龙成寸，以小见大，求得视觉上更大的空间感受，是未来人类生活的发展趋势。
陶瓷产品与人们的生活息息相关，陶瓷艺术的发展必然要烙有不可磨去的时代印记，当代的陶瓷产品也具有同样的时代性。
因此，为了提高市场竞争力，大力研究和发展镂空工艺的数控技术，寻求物美价廉的大众化镂空瓷瓶，使镂空瓷瓶具备低成本、高效率的批量生产特性，因此带来的良好的市场销路将充分显示数控技术在瓷瓶镂空工艺的应用前景。
3、完成期限：
1、2011年03月，完成各单元的理论实验研究；
2、2011年05月，完成相关硬件、软件方案设计；
3、2011年08月，完成用户试用；
4、2011年09月，方案性能检测；
5、2011年10月，方案技术鉴定。
4、成果提供形式：
提供研究出的加工方案、理论，以及能指导生产的工艺文件一套。
二、国内外技术发展与水平分析：
从汉代起，景德镇开始制瓷历史，宋代是景德镇窑烧造御瓷的开端，明清时期的景德镇瓷业是中国古代陶瓷史最辉煌的一页。
当时设计观念以装饰设计为主，导致装饰工艺种类日新月异，装饰题材推陈出新，传统的设计大多归属于工艺美术设计的范畴，匠人充当了制作者和设计者双重角色。
随着人民物质和文化水平的逐步提高和消费者购买力不断增强，导致高档艺术陶瓷品消费量激增，人民对时尚现代生活的更高要求，促使陶瓷品更换频率加快，无疑为陶瓷行业提供更大市场，带来更好的发展机遇。
而消费观念的多样化和个性化，使人们较多的考虑到文化寓意和感性方面，于是富有民族特色，地方特色的陶瓷品更会受到人们青睐。
伴随着世界经济一体化发展，国外陶瓷产品开始大量涌入，逐步形成外国以中、高档陶瓷产品为主，我国以中、低档陶瓷产品为主的市场格局。
据统计，全世界旅游业用瓷产品，英国排第一、德国排第二、日本排第三，而中国出口陶瓷企业约三百余家，主要是河北唐山、山东淄博、景德镇等几个厂，他们在国际陶瓷市场上仅属中、低档层次。
陶瓷作为景德镇的传统支柱产业，在景德镇市国民经济发展中起着重要作用，这个拥有丰富瓷土资源、以“千年瓷都”美誉驰名海内外的江西古城如今风光不再。
领跑中国陶瓷行业数百年的千年瓷都，整个陶瓷品的生产还处于企业规模小、产品档次低、规格不全、品种单一的状况，出口额与消费额不容乐观。
传统的镂空纹制造方法，是手工制作，不但对工匠的技术水平要求极高，而且劳动强度较大，生产周期长，制作精度差、总体成本高、不能批量生产。
数控镂空雕刻由此诞生，是数控和镂空发展起来的一项新技术，随着计算机数控加工技术的成熟，已有越来越多的数控加工设备可以应用到瓷瓶镂空工业生产中，数控镂空雕刻机、数控铣床、数控镂铣机等设备日渐增多。
雕刻机分为进口和国产两大类，进口雕刻机如美国雕霸、悍马、宙斯，日本御牧、罗兰、友嘉，法国嘉宝等品牌，其设计和制造技术已相当成熟，品质也相当稳定，但价格非常昂贵。
国产雕刻机如北京精雕、上海啄木鸟、南京威克、合肥嘉臣等品牌在国内也有较大市场占有率。
我国数控雕刻行业的构成大都是中小型企业和个体户，购买大而全的CAD／CAM软件不仅经济上不堪重负，而且资源上不能充分利用，国内为数不多
的几个数控雕刻软件，无论在功能上或者易用性方面，和国外同类产品比较均有相当大的差距。
市面上的雕刻机主要是用于广告行业的三轴雕刻机，无法用于陶瓷镂空纹加工，能用于五面体加工的只有价格昂贵的五轴联动加工中心，若用在陶瓷镂空，不仅成本太高，而且也不能满足陶瓷行业特殊性的要求。
为此一种能用于陶瓷行业的瓷瓶镂空纹加工的数控镂空雕刻机急于问世，它能够完全取代陶瓷手工雕刻，大大降低劳动强度，而且能实现标准化、批量化的陶瓷生产。
三、研究内容、方法，拟采取的技术路线与措施：
本课题旨在研究一种能够实现瓷瓶镂空纹镂空过程的自动控制和加工的数控系统，以此改善瓷瓶镂空纹镂空的过程和工艺。
1、主要研究内容有：
（1）、瓷瓶镂空纹结构特性；
（2）、瓷瓶镂空纹镂空过程对数控系统运动形式要求的分析；
（3）、控制软件的的设计；
（4）、分析软件的开发。
2、研究方法：
利用本单位良好的实验条件得出相关结论，先研究出符合技术要求的数控系统，再进行硬、软件设计，最后进行样机、方案制作。
3、研究的技术路线如图所示：
图1 瓷瓶镂空雕刻机拟采取的工作流程示意图
图2 瓷瓶镂空雕刻机组成示意图
四、经济效益分析：
预计材料费用约6万元，市场售价定在8—10万元左右，将受到各高校、研究所、陶瓷生产厂家的欢迎。
按市场总需求量为100台计，可实现毛利约200--400万元，具有较明显的经济效益。
另从替代进口、节约外汇角度看，社会效益也十分明显。
五、进度：
2011年03月完成调研
2011年08月完成各单元理论实验研究
2011年03月完成硬件、软件的初稿
2011年08月完成样机的组装、调试、图纸资料等技术文件的编制
2011年09月完成用户试用2011年10月完成样机测试2011年12月技术鉴定
六、经费概算：
1、设备、仪器购置费2.5
购高精度传感器和图像采集设备
2、材料样品费 3.0含加工费、制作费
3、试验费 1.5含检测费
4、资料费0.6
5、土建安装费--
6、调研费0.8
7、鉴定费0.8
8、其他费用0.8
9、合计10.0
10、申请资助8.0拨款
七、承担单位基本情况及具备的条件：
景德镇陶瓷学院是国内唯一以陶瓷原材料、陶瓷工艺、陶瓷窑炉、陶瓷美术、陶瓷机械等为主要学科的高等院校。
承担了国家“九五”攻关项目，在新型陶瓷材料的科研方面已经取得了多项成果。
目前，已经成为江西省陶瓷工程中心的主持单位。
在陶瓷工业领域有较强的科研能力，有众多多次主持大型科研课题经验的科研技术人员，我院的机械电子工程学院创办于1976年（原名机械工程系）。
学院现有在校本科学生1300余人，硕士研究生26人。
共设机械设计制造及其自动化、材料成型与控制工程、电子科学与技术、自动化、电子信息工程五个本科专业。
硕士点4个，分别是机械设计理论、微电子与固体电子学、控制理论与控制工程以及机电工程。
学院拥有6个教研室，有江西省物理示范实验中心，江西省电类基础示范实验中心、机电工程实验中心、工程训练中心、电子实习工厂、计算机应用实验中心及相关专业实验室，拥有中、英文各类文献图书资料计6万册的图书资料室1个。
我院师资力量雄厚，经过30年的发展，机电学院已成为以省重点学科“机械设计及理论”“微电子学与固体电子学”为主要特色的多专业综合学院。
现共有教职工82人，其中教授14人，副教授22人，具有博士学位的教师11人，在读博士教师2人，具有硕士以上学位的教师达65%以上；有享受国务院政府、江西省政府特殊津贴的教师3
名，还拥有一批省级学科带头人3人、省百千万人才4人、省教学名师2名,省中青年骨干教师4人。
近5年，我院教师在科研上取得丰硕成果，主持承担国家级科研项目7项、省（部）级科研项目近30项，参与了国家教育部教研课题“21世纪初一般工科院校工科人才培养模式改革的研究与实践”，并获省教学一等奖，发表论文近200篇，其中被SCI、EI收录56篇。
景德镇陶瓷学院机电学院长期开展多方面的教学和科学技术研究，该院实验室可提供各种实验设备，并可为本项目研究提供各种试验条件。
完全能够承担“瓷瓶镂空纹镂空过程的数控研究”课题的研究，并具备完成课题鉴定的能力。