基于Android平台数控车床应用系统研究

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现如今，在计算机以及相应的计算机软件系统的支持下，能够自动生成数控加工的程序，充分地发挥了计算机快速运算和存储的特点[13]。例如CAXA数控车软件，该软件的特点是采用简单、用户习惯的语言对加工对象的几何形状、切削参数、加工工艺以及辅助信息等内容按规则进行描述，再由计算机自动地进行数值计算、后置处理、刀具中心运动轨迹计算，自动生成零件加工程序，并且对加工过程进行仿真模拟。对于形状复杂，具有三维曲面、非圆曲线轮廓等零件编写加工程序，采用自动编程的方法，其效率高，可靠性好。在编程过程中，程序编制人可以随时检查程序是否正确，需要时可以随时修改。由于该软件使用计算机代替编程人员完成了繁琐的数值计算工作，且省去了书写程序单等工作，因此可以提高编程效率几十倍乃至上百倍，解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。

如今移动端的各种应用蓬勃发展，但是数控车编程软件却还没有一款成熟的移动平台下的软件应用。为了方便工程人员对工程的设计与实现，针对用户的需求，实现一款基于android平台的数控车床应用。本课题所述项目是一款集画图、设置参数、生成G代码、文件传输等功能为一体的CAD/CAM应用软件，使用户能够在移动设备上，随时随地进行绘图设计以及非常方便地将信息传输到机床，极大的方便用户的操作。

一、Android系统相关技术

Android是由AndyRubin创立的一个手机操作系统，后来被Google收购，Google希望与开发人员手机厂商等共同建立一个标准化、开放式的移动电话软件平台，从而在移动产业内形成一个苑攀降牟僮髌教āD壳Android系统已经成为一个重要的操作系统。自从Google公司2008年9月Android1.0以来，Android系统以其独有的开放性、个性化定制、应用程序之间沟通方便等特性迅速占领智能移动终端市场。到目前最近己经到最新的Android5.0。随着移动通信及其终端设备不断发展，移动终端已经进入社会生产活动的每一个领域。

二、Android平台架构及特性

Android系统的底层是建立在Linux系统之上，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件4层组成，它用一种称为软件叠层（SoftwareStack）的方式进行构建。这种软件叠层结构使得层与层之间相互分离，明确各层分工。这种分工保证了层与层之间的低Q合，当下层内，或层下发生改变时，上层应用程序不用做任何改变。

数控车床的功能很强大，可以切削出各种复杂形状的工件，但是相对的，它的操作也比较复杂。例如CAXA数控车软件，它的功能很强大，可以画出很复杂的图形并且自动生成数控代码。但也因为功能太多，初学者很难使用它进行工作。于是西门子公司决定苑⒁豢罴虻ァ⒎奖愕Android软件――数控车床应用软件（X-CNC）。使用数控车床应用软件可以在很大程度上简化操作，即使是新手也可以很简单的上手工作，并且可以很方便的跟车床进行连接。

数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密车床和加工效率{的专用型车床的特点于一身，是国内使用量大，覆盖面最广的一种车床。为了方便工程人员对数控车床工程的设计，针对用户移动平台需求，因此产生了基于Android平台的数控车床应用软件（X-CNC），提供文件传输、工程图绘制、参数设置、生成G代码以及刀具管理等功能。

数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量大，覆盖面最广的一种车床。为了辅助工程人员对工业零件进行设计和加工，一些公司出版了相关的软件，例如CAXA数控车软件。目前这类软件的PC版的功能相对比较成熟，但是操作相对复杂，局限性比较大，无法随时随地进行工程绘图设计。

现代数控机床集高效率、高精度、高柔性于一身，具有许多普通机床无法实现的特殊功能，它具有如下特点：

（1）加工精度高。数控机床加工同批零件尺寸的一致性好，加工精度高，加工质量稳定，产品合格率高。中、小型数控机床的定位精度可达0.005mm，重复定位精度可达0.002mm。数控机床按预定的零件加工程序自动加工，加工过程不需要人工干预。加之数控机床本身的刚度好，精度高，而且还可利用软件进行精度校正和补偿，因此可以获得比机床本身精度还要高的加工精度和重复精度。

（2）生产效率高。数控机床具有很好的结构刚性，可以进行大切削用量的强力切削，能够有效地节省机动时间，同时还具有自动换刀、自动变速、自动交换工件以及其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间大大缩短，而且不需要工序间的检测和测量。所以，数控机床生产效率比一般普通机床高得多。对壳体零件采用加工中心进行加工，利用转台自动换刀、自动换位，可以实现在一次装夹的情况下几乎完成零件的全部加工，减少了装夹误差，节约了工序之间的运输、测量、装夹等辅助时间。

（3）自动化程度高。数控机床的加工，是输入事先编写好的零件加工程序后自动完成，除了装卸零件、安装穿孔带或操作键盘、观察机床运行之外，其他的机床动作直至加工完毕，都是自动连续完成。因此可以大大减轻操作者的劳动强度和紧张程度，改善劳动条件，减少操作人员的人数。同时有利于现代化的生产管理，可向更高级的制造系统发展。

（4）对加工对象的适应性强。数控机床是一种高效率和高度自动化的机床，能够适应不同品种和不同尺寸规格工件的自动加工。当加工对象改变时，只需改变数控加工程序，就可以改变加工工件的品质，为复杂结构的单件生产、小批量生产以及试制新产品提供了非常大的便利。特别是对那些普通机床很难甚至无法加工的精密复杂表面（例如螺纹表面），数控机床也能实现自动加工。

（5）经济效益好。数控机床虽然昂贵，加工时平均到每个工件上的设备折旧费虽然较高，但是在单件和小批量生产的情况下，使用数控机床加工，可以节省划线工时，减少调整、加工以及检验的时间，节省了直接生产费用和工艺装备费用。而且数控机床的加工精度稳定，降低了废品率，进一步降低了生产成本。此外，数控机床可实现一机多用，节省厂房面积和建厂投资。因此，使用数控机床仍可获得良好的经济效益。