天津工业大学2012年启智创新夏令营圆满结束

我和学生们的启智创新夏令营活动

单位：工程教学实习训练中心指导老师：刘健

在2012年天津工业大学首届启智创新夏令营中，我带领20名学生参加的暑期夏令营研究项目是五轴联动数控雕铣机的研发，共分4组，每组5人。

活动初期，我以一种最常见的五轴形式（X、Y、Z加A轴和C轴）为例给大家做了讲解和分析，但是学生们在后面的设计过程中，充分搜集资料并发挥自己的创新性，每组都有不同的想法和设计思路，最终有4种研究设计方案和三维模型出炉（每组一种，充分发体现了学生们的创新性，对此我感到非常高兴），由于时间关系和事先准备的毛坯及材料最终完成了我讲解的那种五轴回转工作台（一组的设计）的制作，但是我们会在以后的时间里将学生们的作品都做出来。研发进程如表1所示。

表1 启智夏令营研发进程

时间	内容
2012-6-30 ~ 2012-7-4	调研并设计五轴雕刻机，主要是利用三维建模软件如UG或Solidworks绘制三维图并导出或绘制CAD图纸
2012-7-5 ~ 2012-7-7	购买相应毛坯及零部件，根据CAD图纸加工相应零部件，学习利用51单片机控制步进电机
2012-7-8	将研制的五轴回转工作台与中心已开发的三轴联动数控雕铣机装配在一起，完成五轴联动数控雕铣机
2012-7-9	调试五轴联动数控雕铣机并试验加工零件，最后进行总结

1组的设计

一组的设计及作品(B、C轴)（组长邢昆明、王利辉）

二组的设计（B、C轴及A轴摆动头，另外设计成蜗轮蜗杆传动）（组长桑震）

三组的设计（B、C轴及A轴两个摆动方向，另外机床设计最为完整，包括了机身外壳及切屑输送机构，整体还做了适当渲染）（组长廖玉斌）

四组的设计（将主轴设计为两个旋转轴A、B轴，另外右图机身设计结构紧凑、最有特点）（组长聂超）

加工及装配过程

接线、调试及最终作品

通过本次基于五轴联动数控雕铣机的启智创新夏令营活动，学生们切身投入到产品研发、制造、调试等的完整过程中，从中了解了五轴联动机床的机械结构、工作原理，提高了产品设计、自主创新能力，锻炼了数控机床实际操作技能，体验了单片机控制、接线调试的乐趣。当然，如果时间充裕，学生们的收获会更加深刻。

数控车床原点复归问题解决

当数控车床某个轴的电机驱动器电池电量不足时，会出现报警，更换电池后，仍会存在一个报警信息“300 APC报警：X轴（或Z轴）原点复归要求”，该报警信息的解决方法为：

1、将参数修改置为“1”：选择MDI模式，按“OFF/SET SETING”按“SETING”软键，将参数写入置为1；

2、进入SYSTEM，检索出1815参数项，将其中的APZ中的X（或Z）置为1。

如何衡量算法效率的高低

编写一个算法，不仅能够实现所要求的功能，还要尽量使编写的算法比已有算法效率高，如何评价算法效率的高低呢？主要有两个量——时间频度和时间复杂度。

(1) 时间频度是一个算法执行所耗费的时间，从理论上是不能算出来的，必须上机运行测试才能知道。但我们不可能也没有必要对每个算法都上机测试，只需知道哪个算法花费的时间多，哪个算法花费的时间少就可以了。并且一个算法花费的时间与算法中语句的执行次数成正比，哪个算法中语句执行次数多，它花费时间就多。一个算法中的语句执行次数称为语句频度或时间频度，记为T(n)。

(2) 时间复杂度在上面提到的时间频度中，n称为问题的规模，当n不断变化时，时间频度T(n)也会不断变化。但有时我们想知道它变化时呈现什么规律。为此，我们引入时间复杂度的概念。一般情况下，算法中基本操作重复执行的次数是问题规模n的某个函数，用T(n)表示，若有某个辅助函数f(n)，使得当n趋近于无穷大时，T(n)/f(n)的极限值为不等于零的常数，则称f(n)是T(n)的同数量级函数，记作T(n)=O(f(n))，称O(f(n))为算法的渐进时间复杂度，简称时间复杂度。在各种不同算法中，若算法中语句执行次数为一个常数，则时间复杂度为O(1)，另外，在时间频度不相同时，时间复杂度也可能相同，如 T(n)=n^2+3n+4 与 T(n)=4n^2+2n+1 ，它们的时间频度不同，但时间复杂度相同，都为 O(n^2) 。按数量级递增排列，常见的时间复杂度有：常数阶O(1)，对数阶 O(log_2n) ，线性阶O(n)，线性对数阶 O(nlog_2n) ，平方阶 O(n^2) ，立方阶 O(n^3) ，...，k次方阶 O(n^k) ，指数阶 O(2^n) 。随着问题规模n的不断增大，上述时间复杂度不断增大，算法的执行效率越低。