重工机械零部件产品可追溯与防伪系统设计

1、条码在重工机械回转支承产品可追溯以及防伪系统的应用 项目背景目前国内重工机械回转支承零部件生产企业制造工艺参差不齐，以次充好，伪劣，仿冒产品时有出现；企业内部管理信息化水平不完善，远不能达到生产过程全程信息化，无法实现产品精细化管理；产品生产加工信息的缺失导致产品出现问题后溯源困难，同时随着每年的产品数量增加，纸质档案已无法满足企业的产品管理需要。实施企业内部信息化改造，通过共享生产、出入库、检验检测、质量分析等实时数据，打通各个环节信息通道，达到企业生产、管理信息可视化，实现企业级数据整合。并借助条码技术为每个单品赋予追溯码，实现产品的追溯以及一定程度上增加产品伪造难度。总体架构1、网络架构

2、以及地理位置标识该项目涵盖范围包括办安徽统力回转支承有限公司公楼、一厂、二厂、三厂。网络拓扑图如下网络拓扑图1.internet三厂 厂 internet三厂 厂追溯、防伪、管理一厂 二厂 二厂一厂 二厂 二厂位置码包含前缀码的厂商识别代码厂家区分码校验码GLNX13X12X11X10X9X8X7X6手持终端X5X4X3X2X1因该企业三个生产厂房所生产的产品均相同产品，为了区分产品生产厂家，赋予每个生产厂家GLN码，并随其产品一起流向下一环节。GLN码结构如下图2 GLN结构 图22、系统流程该系统主要包括：数据中心、数据采集终端。系统架构采用C/S与B/S混合架构。 毛坯出库 毛坯出库采

3、集 (毛坯在入库时，在每个单品上加贴RFID标签)采 集 采集溯追加工流程 采集溯追加工流程 采集 各项统计分析采集 采集 采集 中心数据库 生产管理 采集 采集采 集成品入库采 集成品入库（ 包括检测原始数据 系统流程 图33、系统框架以及相应模块简介 产 品 管 理 系 统生产子系统品质管理子系统应用子系统仓储管理粗车半精车精车1齿加工精车数控划线钻床车磨装配.检测数据处理数据的导出数据权限处理追溯管理防伪查询计件统计编码管理产品内部追溯产品外部追溯工人计件查询生产线状态查询毛坯入库管理领料管理成品入库管理毛坯仓库盘点成品库存查询成品出库管理用户管理 系统框架 图4该系统共有25个功能模块

4、（功能模块可根据实际工作需要做相应调整）a、生产子系统(1)粗车管理（包括外圆、内孔、高度、备注、操作工、日期、加工地点等信息的处理）；(2)镗堵塞孔（包括孔径、粗糙度、备注、操作工、日期、场地等信息处理）;(3)半精车管理（包括大外圆、小外圆、球中心高、滚道中心直径、备注、操作工、日期等信息处理）；(4)热处理管理（包括滚道淬火硬度、备注、操作工、日期场地等信息处理）；(5)打油孔管理（包括沉孔深度、油孔深度、位置度、备注、操作工、日期、场地等信息处理）；(6)精车管理（包括外圆、定位尺寸、司必克、高度、球中心高、密封槽、表面粗糙度、操作工、日期、场地等信息处理）；(7)数控划线管理（包括方

5、向、安装孔位置度、程序输入、操作工、调度、日期、场地、机器名称等处理）；(8)钻床管理（包括安装孔中心直径、安装孔个数、孔径、弦长、螺纹精度、备注、操作工、日期、场地等信息处理）；(9)车磨管理（包括滚道硬度、滚道裂纹、回火带宽度、接触角、粗糙度、备注、操作工、日期等信息处理）；(10)装配管理(包括装配工、日期、场地等信息处理)。b、 品质管理子系统(1)检测数据处理包括检测数据的增删改等操作，以及检测项目的增加删除等功能，目前基本检测项目包括直径、是否拆除、是否返工、扩孔、绞孔、高强度、在制品、规格等，该模块也可以自定义检测项目，根据实际情况来建立。(2)检测数据导出模块可实现根据选定的检

6、测项目来导出需要项的数据，并转化成EXECL表格的形式。(3)检测数据权限处理模块主要实现所有检测项目的查看权限，可细化至每一个字段，经过配置此权限，可实现不同用户看到相应权限应看到的字段。c、 应用子系统(1)追溯管理包括内部追溯和外部追溯，通过内部追溯来配置查询外部追溯的查询字段，外部追溯主要针对客户开放，具体查看的详情可通过内部追溯来配置，内部追溯可查看全部信息；(2)防伪查询，主要通过设置随机数和该追溯码查询次数，来判断该单品的的追溯码是否已用过，从而初步判断产品真伪，以及增加产品仿冒的难度；(3)计件统计，主要实现各条生产线的各个加工点数据的统计，工人通过扫描加贴在标签上的编码，然后

7、同过网接口把数据传送到各个分厂的数据库中，再由各个分厂的数据服务器排队传送至主服务器，从而实现各个点的工人计件自动化，以及相应环节的数据统计功能。(4)生产线数据查询：实现生产线各加工点详细加工信息以及相应情况，以便及时了解生产线情况；(5)编码管理：统一管理整个系统的编码资源，实现编码自动分配，确保产品编号的唯一性和合法性，同时也提供工相应的条码生产和打印功能；(6)用户管理包括用的的增删改，以及用户权限的分配，和相关字段的权限分配。d、仓储管理(1)毛坯入库管理：是对来的每个毛坯加贴耐用型RFID标签，标签内的存储器存储相关厂家信息、日期、检测人、产品规格等相关信息。(2)毛坯盘点功能：主

8、要是利用RFID技术定期对毛坯的库存的盘点，提高盘点效率。手持数据采集器(3)领料管理：利用无线射频识读设备自动读取物品信息，并将信息传递至下一流程。(4)成品入库：集中采集标签信息，然后打印出箱装编码，并加贴到箱体表面，同时记录操人员、时间、地点等信息。；(5)成品出库：扫描箱体编码或者单品个体以及提交操作工、出库时间、地点等信息完成出库操作。(6)产品库存查询：包括仓库产品种类、数量等信息的查询。 项目的实施鉴于该项目的复杂性，该项目的实施需多方协调。1、网络架设 网络方案一：项目具体实施包括数据采集网络示意图如图5，硬件需要各个分厂各分别配置一台主机和无线路由，每个数据采集点一台条码扫描

9、枪以及嵌入式数据采集器（内嵌WINCE系统、USB接口、RS232接口，以太网接口）、键盘、鼠标、内部局域网组建。每个分厂主机通过ADSL接入互联网，分时将数据传送至中心数据服务器。网络方案二：通过VPN实现虚拟局域网。2、原材料入库盘点以及领料方法一：在原材料到达工厂后，对每个毛坯加贴(磁贴)事先已写入该产品信息的远距离RFID标签（该标签内存储产品的唯一性编码、厂家等信息，标签使用前需由工人操作RFID手持设备写入，标签具有防磁防水性质），其它程序按以往流程不变。盘点时利用远距离RFID识读设备可以快速盘点。领料加工前需取下RFID标签（可循环使用，标签平均使用寿命为100000次，密封标

10、签可耐高温、耐油水污染）并通过读取RFID标签自动转换成（两分相同的）一维条码并随着工序自检流程卡流入生产线。方法二：毛坯每个批次都有编号，可对每个批次的产品进行信息采集，信息采集包括（供应商、型号、时间、检测人等等），待需要加工时，将该批次信息映射到一维条码中，随工序自检流程卡流入生产线，直到成品。 3、生产线数据采集以及检验数据采集 在生产线个各个加工点配置数据采集终端，工人在加工完后通过扫描该产品的信息卡中的条码获取该产品以往信息，并填写本次加工信息。 检验数据采集可采取两种方式：一是在产品检验现场配置数据采集终端，检验人员直接在终端输入检验数据并直接上传至中心数据库。二是按现有模式检验

11、员把填写好的成品检验报告送至品质部，由品质部专人录入。 4、产品出入库 入库：成品经过包装后，如需要装箱的把装在一个箱子中的流程卡取出，将其中一份条码标签贴至产品包装上，另一份送至入库人员处，通过条码扫描设备进行入库，一个箱产品另行打印出一个箱码，并贴入该箱子相应位置。 出库：通过扫描相应条码自动出库。 外网外网 三厂 二厂 一厂192.168.0.N无线路由无线路由无线路由服务器注：此图示为利用ADSL接入的，建议使用VPN，使用VPN可利用数据采集器直接访问中心数据库，软件系统结构也相对简洁，稳定性相对较好。ADSL接入ADSL接入 网络结构示意图5结语本文设计的是基于条码技术的重工机械回

12、转支承产品可追溯以及防伪系统应用方案，是现代嵌入式技术和条码自动识别技术在重工机械重要零部件生产企业产品可追溯以及防伪中的应用，也是对目前重工机械零部件系统信息化的改进和完善。随着自动识别技术以及嵌入式技术的不断发展，自动识别技术将更好的融合与重工机械企业生产管理中，为国家基础建设提供相应的安全保障。附录资料：不需要的可以自行删除 机械原理总复习第二章一基本概念：1机构的组成;2运动副的概念;3机构自由度的计算,注意复合铰链、局部自由度和虚约束的处理;4机构具有确定运动的条件 5何谓机构运动简图；它与实际机构有何异同。二填空题：1 根据机构的组成原理，任何机构都可以看作是由（机架）、（主动件）

13、和（从动件）组成的。2 两构件之间线接触所组成的平面运动副，称为（高） 副，它产生（1个）约束，而保留（2个）自由度。3机构具有确定运动的条件（原动件数目等于自由度数目）。三计算分析题：1 计算如图所示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。2计算如图所示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束，如果以凸轮为原动件，该机构是否具有确定的运动？为什么?3如图所示为齿轮连杆机构，试分析： 1） 该机构自由度为多少？（要计算过程） 2） 试用瞬心法求齿轮1与3的传动比1/3 第三章一 基本概念：1连杆机构的传动特点；2平面四杆机构的类型；3有曲柄存在的条件，急回特性，传动角与压力角

14、，死点及死点与自锁的区别等概念；4矢量方程图解法，瞬心法，三心定理，怎样求瞬心，绝对瞬心与相对瞬心的区别。二 填空题：1 对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角为（90）。2 3个彼此作平面平行运动的构件间共有( 3 )个速度瞬心,这几个瞬心必定位于(同一直线上 );3 含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有( 15)个,其中有( 5)个是绝对瞬心,有( 10)个是相对瞬心;4 一对心曲柄滑块机构中，若改为以曲柄为机架，则将演化为（回转导杆）机构。 5 在平面四杆机构中，能实现急回运动的机构有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）等。 6相对瞬心与绝对瞬心的相同点是（两构件上的同速点），不同

15、点是（绝对速度为零及不为零），在有六个构件组成的机构中，有（15）个瞬心。7图1三种四杆机构分别是：1）(曲柄摇杆) 、2）(双曲柄 )、3）(双摇杆) 三 简答题：1 铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？试加以说明。 答：不同。死点位置驱动力在驱动方向的分力为0；自锁是驱动力克服不了摩擦阻力所做的功。2 平面铰链四杆机构存在曲柄的条件是什么？ 答：最长杆最短杆之和小于等于其余两杆之和，机架或连架杆为最短杆。3 在对机构进行速度分析时，速度瞬心法一般适用于什么场合？能否利用速度瞬心法对机构进行加速度分析? 答：构件比较简单的场合，且各构件间

16、的速度瞬心容易确定，且直观，不能对机构进行加速度分析。4四杆机构中压力角与传动角有什么关系？它们对传动性能有何影响？ 答：压力角与传动角互余。压力角越大，传动越不利；传动角越大，传动越有利。5在曲柄滑块机构中，当以曲柄为原动件时，是否有死点位置？为什么？ 答：没有因为在曲柄滑杆机构的最小传动角始终大于0四 分析计算题：1 如图3所示铰链四杆机构中，各杆的长度为杆1为28mm，杆2为52mm,杆3为50mm，杆4为73mm，当取杆4为机架时，求机构的极为夹角，杆3的最大摆角max，机构的最小传动角min(结果可以作图量取)。2图示铰链四杆机构中，已知BC=50mm, DC =35mm, AD =

17、30mm,试问： 若此机构为曲柄摇杆机构，且AB杆为曲柄，AB的最大值为多少？ 若此机构为双曲柄机构，AB的最大值为多少？若此机构为双摇杆机构，AB应为多少？3 用图解法设计摆动导杆机构，已知行程速比系数K=1.5，曲柄长。求机架长。4 设计一铰链四杆机构，如图已知其摇杆CD的长度为75mm，极位夹角等于36，机架AD的长度为100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角=45。求曲柄AB 的长度，连杆BC的长度，及该机构的最小传动角min（不必求具体值，只需画出出现最小传动角min时的机构位置图并在图上标出min即可） T4 T5 5 图示机构运动简图中，l=1(mm/mm),AB杆的角速度为

18、1，方向如图6所示，试用瞬心法求CD杆的角速度3的大小及方向。第四章一基本概念：1 凸轮机构的分类;2常用的名词术语（如基圆、推程、推程压力角、回程、回程压力角等）；3推杆常用的运动规律及其特点;4凸轮机构的压力角有何要求；减小推程压力角可采用哪些措施？二 填空题：1在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中(一次多项式) 运动规律有刚性冲击, (二次多项式) 运动规律有柔性冲击; (正弦) 运动规律无冲击;2 偏心直动凸轮机构的压力角过大时，可通过 （增大基圆半径）和 （增大凸轮远程运动角）来减小压力角。 3凸轮的基圆半径是从（凸轮回转轴心）到（凸轮）的最短距离。 三 分析题：1一对心直动尖顶推杆偏

19、心圆凸轮机构，O为凸轮几何中心，O1为凸轮转动中心，O1O=0.5OA，圆盘半径R=60mm。1)根据图a 及上述条件确定基圆半径r0、行程h，C点压力角c和D点接触时的位移SD及压力角D.2)若偏心圆凸轮几何尺寸不变，仅将推杆由尖顶改为滚子，见图b，滚子半径rT=15mm。试问上述参数r0、h、c和SD、D有否改变？如认为没有改变需说明理由，可不必计算数值；如有改变也需说明理由，并计算其数值。在图示的凸轮机构中，凸轮为原动件，其形状为一偏心轮，（1）画出基圆，并在图上指出其基圆半径rb; 画出机构在图示位置时推杆位移和压力角; 画出凸轮由图示位置沿逆时针方向转90后推杆位移和压力角.第五章一

20、基本概念：1 齿廓啮合基本定律;2渐开线的特性;3渐开线齿廓的啮合特点;4渐开线齿轮的基本参数和几何尺寸;5一对齿轮的正确啮合条件;6斜齿轮当量齿轮的含义；7什么叫齿轮传动的重合度？其意义何在？8渐开线齿轮变位修正的目的。二填空题：1内啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是( 模数和压力角应分别相等且螺旋角相同 )，蜗轮蜗杆的正确啮合条件是（ 蜗杆的轴面模数和压力角分别等于涡轮的端面模数和压力角mx1=mt2，ax1=at2=a ） ; 2一对斜齿圆柱齿轮传动的重合度由( 端面重合度，轴向重合度 )两部分组成,斜齿轮的当量齿轮是指( 以法向压力角为压力角，以法向模数为模数作的 )的直齿轮;3渐开

21、线齿轮的齿廓形状取决于（ 基圆 ）半径的大小，其值越大齿廓形状越 （ 接近直线 ）。4采用（ 范成法 ）切制渐开线齿廓时发生根切的原因是（ 刀具的顶部会过多的切入轮齿根部，因而将齿根的渐开线切去一部分 ）。5斜齿轮的当量齿数ZV = （ z/cos3B ），圆锥齿轮的当量齿数ZV = （ z/cosa ）。6一个采取负变位修正的直齿圆柱齿轮与同样基本参数的标准齿轮相比较，其（ 齿顶 ）圆及（ 齿根 ）圆变小了；而（ 基 ）圆及（ 分度 ）圆有大小则没有变。三简答题：1简述渐开线的主要特性，并写出参数方程。 答：（1）发生线上BK线段长度等于基圆上被滚过的弧长AB，即BK=AB（2）发生线BK即

22、为渐开线在K点的法线，又因发生线恒切于基圆，故知渐开线上任意点的法线恒与其基圆相切（3）发生线与基圆的切点B也是渐开线在K点处的曲率中心，线段BK就是渐开线在K点处的曲率半径。（4）渐开线的形状取决于基圆的大小（5）基圆以内无渐开线，渐开线极坐标方程： Rk=Rb/cosk2对齿轮进行变位修正的目的是什么？ 答：由于标准齿轮可能会产生根切；可能无法安装；可能产生过大的尺侧间隙，影响传动的平稳性，重合度降低；一对相互啮合的标准齿轮中，由于小齿轮齿廓渐开线的曲率半径较小，齿根厚度也较薄，参与啮合的次数又较多，强度较低，影响到整个齿轮传动的承载能力。为了改善上述不足，故采用变位修正的方法进行修正。3

23、一对标准齿轮传动的实际中心距 大于标准中心距 时，其传动比有无变化？它们还能正确啮合吗？其重合度有无改变？ 答：无变化;能;减小4简述渐开线标准斜齿圆柱齿轮当量齿数Zv 的用途。 答：可求得渐开线标斜齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数，并根据换算的结果选择加工的标准齿轮刀具。5渐开线齿轮的基本参数有哪几个？其中哪些是有标准的？为什么说这些参数是齿轮的基本参数？ 答：齿数z,模数m,压力角 ，齿顶高系数ha*，顶隙系数c*压力角、齿顶高系数和顶隙系数是标准的，因为这些参数能够决定了齿轮的大小及齿轮齿廓的形状。 6 简述渐开线齿廓的啮合特点。 答：（1）能保证定传动比传动且具有可分性（2）渐开线齿廓之

24、间的正压力方向不变7什么叫齿轮传动的重合度？其意义何在？ 答：在一对轮齿的啮合传动过程中，实际啮合线段B1B2与法向齿距Pb的比值称为齿轮传动的重合度重合度的大小表示同时参与啮合的齿轮对数的平均值。重合度大，以为着同时参与啮合的齿轮对数多，对提高齿轮传动的平稳性和承载能力都有重要意义第六章一基本概念：1轮系传动比的计算，及各轮转向的判定;2轮系的功用.一填空题：1周转轮系中的基本构件( 中心轮，行星轮，行星架 );2周转轮系中，若自由度为2，则称其为（差动轮系），若自由度为1，则称其为（行星轮系）。二简答题:1什么叫周转轮系？ 答：传动时,轮系中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而是绕另一个

25、齿轮的固定轴线回转,这种轮系被称为周转轮系。2简述轮系的功用。 答：1 实现两轴间远距离的运动和动力的传动、2 实现变速传动、3 实现换向传动、4 实现差速作用。三计算题：1如图所示轮系中，已知各轮齿数为Z1Z225，Z2Z3=20，ZH=100，Z420。试求传动比i14。2如图2所示已知齿轮1的转速n1=200r/min，而Z1=40，Z2=20，Z3=80。求1)nH的大小及方向T2 3如图所示轮系中，已知各轮齿数为Z160，Z220，Z220，Z320，Z4=20，Z5=100，试求传动比i41。 第十一章一基本概念：1力的分类，驱动力与阻抗力的区别；2惯性力的确定方法；3运动副中摩擦

26、力的确定；4总反力的概念及其判定方法。二分析题：1如图所示定滑轮2的直径为D，虚线圆为转动副A中的摩擦圆，其半径为，F为驱动力，垂直向下。若不及绳与轮间的摩擦力，试求：1）在图上标出转动副A中的总反力FR12的位置和方向；2）使重物Q等速上升的驱动力F（用Q表示）；3）该滑轮的机械效率 在如图2所示机构中，已知各构件的尺寸及1为常数（逆时钟方向）。试确定：图示位置的瞬心P13及P14的位置及滑块4的速度v4（用1表示）；各运动副中的总反力R51、R12、R52、R23及R54的方位（不考虑各构件重量及惯性力；图中M及P为外力，虚线小圆为摩擦圆，运动副B和移动副E处摩擦角为=10；要求分别作图）

27、。第十二章一基本概念：1机械效率的定义，机械效率的意义；2什么叫机构的自锁;3机械自锁的条件.二填空题：1设螺纹的升角为，接触面的当量摩擦系数为（ fv ）,则螺旋副自锁的条件为（2移动副的自锁条件是（ 驱动力作用于摩擦角内 ） ，转动副的自锁条件是（ 驱动力作用于摩擦角圆内 ） ，从效率的观点来看，机构的自锁条件是（ 驱动力做的功小于或等于由其引起摩擦力所做的功 ）。 三简答题：1何谓摩擦圆？为何要引进摩擦圆的概念？摩擦圆的大小与哪些因素有关？ 答：在转动副中，以轴颈中心为圆心，以 肉（密度符号）=fv*r为半径所作的圆称为摩擦圆。因轴承对轴径的总反力FR始终切于摩擦圆，引入摩擦圆有利于判定总反力的方位。与轴承半径以及当量摩擦系数有关。2何谓机构的自锁？举出两种工程中利用机械自锁完成工作要求的实例。 答：在