- 相關(guān)推薦
機電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合效應(yīng)
機電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合效應(yīng)【1】
摘 要：機電一體化技術(shù)指的就是結(jié)合機械技術(shù)與電子技術(shù)的一種綜合技術(shù)，進而可以充分發(fā)揮出各自具有的功能。
數(shù)控技術(shù)指的就是通過數(shù)字代碼的程序指令對機電設(shè)備的運行軌跡、速度等進行控制，實現(xiàn)控制與操作自動化的一種技術(shù)。
本文以數(shù)控機床為例，對機電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合開發(fā)與實施進行分析與研究。
關(guān)鍵詞：機電一體化 數(shù)控技術(shù) 技術(shù)開發(fā)
數(shù)控機床是應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的新型機電設(shè)備，是對傳統(tǒng)機械制造進行滲透而產(chǎn)生的一種機電一體化產(chǎn)品。
其技術(shù)涉及的范圍比較廣，包括伺服驅(qū)動技術(shù)、機械制造技術(shù)、自動化技術(shù)、信息處理技術(shù)以及軟件技術(shù)等。
一、數(shù)控機床的概述
數(shù)控技術(shù)的典型應(yīng)用就是數(shù)控機床。
在某種程度上而言，數(shù)控機床的制造水平也就代表了當(dāng)時機械制造行業(yè)的生產(chǎn)水平。
數(shù)控機床指的就是應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的機床，此機床的各項操作都是通過數(shù)字代碼程序指令實現(xiàn)的，基本上達到了生產(chǎn)自動化。
數(shù)控機床的加工性能要比普通機床強很多，其具備很好的加工適應(yīng)性，在對加工對象進行更換的時候，只需要對相應(yīng)的程序指令進行更換就可以了。
現(xiàn)階段，數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)主要分為三個部分：數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)與機床主體。
數(shù)控系統(tǒng)主要就是負責(zé)各種邏輯的運算，包括由電力電路構(gòu)成的輸出設(shè)備、程序讀入設(shè)備、運算核心等。
伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分，其主要包括閉環(huán)伺服、半閉環(huán)伺服與開環(huán)伺服這三個結(jié)構(gòu)。
其中閉環(huán)伺服的反饋精度比較高，但是在調(diào)試方面就存在著很大的難度，比較適合應(yīng)用在精度要求比較高的大型數(shù)控機床上;半閉環(huán)伺服的加工精度與速度也是比較高的，但是與閉環(huán)伺服相比還是有一定差距的，其主要適合應(yīng)用在中小型數(shù)控機床上;開環(huán)伺服的加工精度與速度都會受到一定的限制，但是相對的結(jié)構(gòu)就比較簡單。
機床主體的設(shè)計充分考慮了精度、熱穩(wěn)定性、剛度以及抗振性等相關(guān)方面的要求，使其可以具備良好的適應(yīng)性、穩(wěn)定性與連續(xù)性。
現(xiàn)階段，隨著計算機技術(shù)、編程技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，使得機電一體化的發(fā)展得到了很大的支持，相應(yīng)的數(shù)控機床控制系統(tǒng)也越來越智能化與多元化，不僅擁有了自我診斷故障的能力，還達到了自動編程的程度，使得數(shù)控機床更加的自動化與智能化。
二、數(shù)控技術(shù)的開放式結(jié)構(gòu)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，數(shù)控技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，并且逐漸完善。
目前，在數(shù)控系統(tǒng)中融入了很多的加工工藝、管理經(jīng)驗以及操作技能等方面的信息，使得數(shù)控系統(tǒng)的智能化水平得到了有效的提高;除此之外，在數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用了自我診斷故障與圖形交互等功能，在一定程度上也加快的系統(tǒng)的發(fā)展。
針對這樣的情況提出了一種開放式的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其表現(xiàn)形式主要分為兩種：其一，計算機數(shù)字控制機床和程序計數(shù)器主板的結(jié)構(gòu)形式，也就是將程序計數(shù)器主板插入到計算機數(shù)字控制機床中;其二，運動控制板和程序計數(shù)器的結(jié)構(gòu)形式，也就是將運動控制板插入到程序計數(shù)器的插槽中。
對于數(shù)控系統(tǒng)而言，可靠性才是其核心特點，缺乏一定的可靠性也就決定其在生產(chǎn)實踐中無法得到長期的運用，所以，一定不允許發(fā)生程序計數(shù)器死機的現(xiàn)象。
綜合考慮，采用第一種結(jié)構(gòu)形式，不僅可以增加系統(tǒng)運行的可靠性，還可以保證界面的開放性。
三、伺服驅(qū)動技術(shù)
伺服驅(qū)動技術(shù)指的就是在計算機控制下，通過控制算法軟件對驅(qū)動展開一定控制的伺服設(shè)備的有關(guān)技術(shù)。
該技術(shù)具有以下優(yōu)點：一是，不存在溫漂效應(yīng)，具備一定的穩(wěn)定性;二是，一般是以數(shù)值計算為運行基礎(chǔ)，具備較高的精度;三是，應(yīng)用的是參數(shù)對設(shè)置，減少了系統(tǒng)調(diào)整的次數(shù);四是，做成集成電路的難度要小很多。
現(xiàn)階段，數(shù)控系統(tǒng)中的伺服技術(shù)已經(jīng)取得了一定的突破，主要體現(xiàn)在：驅(qū)動方式已經(jīng)逐漸由直流向交流轉(zhuǎn)變、控制方式已經(jīng)逐漸由模擬硬件向數(shù)字化軟件轉(zhuǎn)變。
比如，現(xiàn)階段應(yīng)用在數(shù)控機床伺服主軸裝置上的交流數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)，已經(jīng)成為控制系統(tǒng)的主要裝置之一。
隨著計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與進步，特別是計算機處理與邏輯運算技術(shù)的發(fā)展，有效的促進了伺服技術(shù)的發(fā)展與完善。
比如，數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用，不僅有效的減少了采樣時間，還加快了系統(tǒng)的運算速度。
四、計算機數(shù)字控制機床系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)
數(shù)控系統(tǒng)在控制多臺機床操作的時候，需要展開一定的網(wǎng)絡(luò)通信，網(wǎng)絡(luò)存在的目的也就是為了完成通信與共享信息。
這樣的通信方式一般包括四級：一是，企業(yè)管理級，通常是由以太網(wǎng)構(gòu)成，負責(zé)總的協(xié)調(diào)工作，對總生產(chǎn)計劃進行適當(dāng)?shù)陌才诺取?/p>
二是，車間管理級，通常是由以太網(wǎng)構(gòu)成，主要就是對各車間的生產(chǎn)調(diào)度進行負責(zé)，包括安排生產(chǎn)計劃、準備生產(chǎn)設(shè)備等。
三是，車間單元控制級，通常是由分布式數(shù)控系統(tǒng)展開相應(yīng)的控制，利用分布式控制系統(tǒng)實現(xiàn)零件程序的上傳下達。
同時，計算機數(shù)字控制機床與通信網(wǎng)絡(luò)進行連接可以實現(xiàn)維修數(shù)據(jù)的傳遞，讓用戶可以直接與NC生產(chǎn)廠進行通信，從而將各個制造廠聯(lián)系起來，形成一個虛擬的制造網(wǎng)絡(luò)。
四是，現(xiàn)場設(shè)備級，現(xiàn)場設(shè)備級的主要任務(wù)就是實現(xiàn)設(shè)備單機、連線控制、在線監(jiān)測、采集運行數(shù)據(jù)、儲存與統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及通信連網(wǎng)等功能，進而確�，F(xiàn)場設(shè)備可以高質(zhì)量的完成生產(chǎn)任務(wù)，并且將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給工廠管理層，同時接受管理層下達的相關(guān)指令，并且按照相關(guān)指令執(zhí)行操作。
五、操作與維修
數(shù)控系統(tǒng)具有觸摸面板，在操作的時候非常方便、簡捷。
隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與進步，采用存儲卡的方式改變數(shù)控技術(shù)的發(fā)展得到了廣泛的關(guān)注，數(shù)控系統(tǒng)逐漸向智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及微機電控制系統(tǒng)方向發(fā)展，無論是操作還是維修都具有一定的簡易性。
六、結(jié)束語
總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷與進步，機電一體化的發(fā)展也在逐漸進行，相關(guān)的數(shù)控技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。
因此，一定要加強對機電數(shù)控技術(shù)結(jié)合的研究，為以后相關(guān)課題的研究提供可靠的參考依據(jù)。
參考文獻
[1]陸筠.基于開放式數(shù)控機床的機電一體化實驗系統(tǒng)[J].機械制造與自動化，2009(05).
[2]陳武暉，畢天姝，楊奇遜等.機電耦合對軸系扭振動態(tài)特性的影響[J].中國電機工程學(xué)報，2010(04).
[3]琚愛云，王忠利.淺析機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床上的應(yīng)用[J].鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008(01).
機電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合效應(yīng)用【2】
【摘 要】在當(dāng)前的社會發(fā)展中，機電一體化技術(shù)水平不斷提高，在社會各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
所為機電一體化技術(shù)也就是將現(xiàn)代化電子技術(shù)與機械技術(shù)中的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，從而達到理想的生產(chǎn)效果。
機電數(shù)控技術(shù)是由技術(shù)人員對具有數(shù)字代碼的程序進行操作，從而對機電工程中設(shè)備的運行情況進行全面控制，從而使其實現(xiàn)自動化。
本文結(jié)合某工廠的數(shù)控車床為例，淺要論述了機電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合效應(yīng)用，以供參考。
【關(guān)鍵詞】機電;數(shù)控技術(shù);結(jié)合效應(yīng)用
機械制造業(yè)是當(dāng)前我國社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在其生產(chǎn)與制造過程中，生產(chǎn)車間的數(shù)控車床具有至關(guān)重要的作用，其先進程度與科技水平都關(guān)系到機械制造企業(yè)的生產(chǎn)能力。
所謂數(shù)控車床也就是由技術(shù)人員對具有數(shù)字代碼的程序進行控制，從而對機電設(shè)備的生產(chǎn)速度、生產(chǎn)效率等進行全面控制，從而使其實現(xiàn)自動化，滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)效果。
1 數(shù)控車床的概述
相對于普通的自動車床而言，數(shù)控車床具有較高的加工性能，并且其適應(yīng)能力相對較好，技術(shù)人員在實際生產(chǎn)過程中只需要對其中相應(yīng)的成句進行更換，也就能夠達到理想的加工效果。
另外，數(shù)控車床在生產(chǎn)過程中還能夠確保產(chǎn)品加工的精確度，簡化產(chǎn)品加工時的難度，尤其是在小批量的生產(chǎn)當(dāng)中，更能夠確保產(chǎn)品的質(zhì)量，因此受到了人們的廣泛關(guān)注。
在當(dāng)前的社會發(fā)展中，數(shù)控車床主要分為以下三個部分：第一部分：數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容是對產(chǎn)品進行各類邏輯運算，其主要分為點位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)以及連續(xù)軌跡控制系統(tǒng)三大類。
第二部分：伺服系統(tǒng)，它是數(shù)控車床的關(guān)鍵部分，在數(shù)控車床運行過程中，該系統(tǒng)主要分為三大結(jié)構(gòu)類型：1)開環(huán)伺服結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)中并沒有設(shè)置檢測設(shè)備，在實際加工過程中獲取不了更精確的信息，因此這一結(jié)構(gòu)在實際生產(chǎn)過程中對于產(chǎn)品的加工速度以及精確度都會起到一定的限制多用;
2)半閉環(huán)伺服結(jié)構(gòu)，相對于開環(huán)伺服結(jié)構(gòu)而言，這一結(jié)構(gòu)的加工速度以及精確度都能夠受到技術(shù)人員的控制，因此，許多生產(chǎn)廠及其數(shù)控車床當(dāng)中都將這一結(jié)構(gòu)應(yīng)用在其中;
3)閉環(huán)伺服結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的工作原理與半閉環(huán)伺服結(jié)構(gòu)的工作原理相似，但是不同的是在閉環(huán)伺服結(jié)構(gòu)的下部分安裝了一個檢測設(shè)備，其主要功能是對工作臺的工作位置進行檢測，具有較高的精準度，但是這種結(jié)構(gòu)的調(diào)試難度相對比較大，因此我們一般會將這一結(jié)構(gòu)應(yīng)用在大型數(shù)控車床當(dāng)中。
第三部分：主體結(jié)構(gòu)，在對數(shù)控車床的主體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計過程中，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)對其剛度、穩(wěn)定性、精確度等進行全面考慮，這樣才能夠擴大其使用范圍，提高其性能。
在現(xiàn)代化社會發(fā)展中，各種電子信息技術(shù)的應(yīng)用推動了機電一體化的發(fā)展，使數(shù)控機床在工作過程中實現(xiàn)了多功能化、智能化以及自動化，確保了其運行的質(zhì)量與效率。
2 機電數(shù)控技術(shù)的開放式結(jié)構(gòu)
隨著社會的發(fā)展以及技術(shù)水平的不斷提高，數(shù)控技術(shù)開始憑借著各種電子技術(shù)的不斷應(yīng)用而得到了快速的發(fā)展，并將其應(yīng)用在各種生產(chǎn)工藝當(dāng)中，現(xiàn)已實現(xiàn)了智能化水平。
另外，在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用中，通過技術(shù)人員在其中設(shè)置故障自我診斷裝置等，更是推動了數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展。
在機電數(shù)控技術(shù)發(fā)展中，開放式結(jié)構(gòu)的建立是滿足上述各項目標的基本條件，也就是說，在實際工作中，我們應(yīng)當(dāng)建立一個開放式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，才能夠達到理想的生產(chǎn)效果與目的。
通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，我們在建立開放式結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的過程中，其主要分為以下兩種不同的形式：第一種，CNC+PC主板的結(jié)構(gòu)形式。
即將PC主板插入到CNC設(shè)備中;第二種，PC+運動控制板的結(jié)構(gòu)形式，即將運動控制板插入PC機的標準插槽中。
對于熟悉PC計算機的系統(tǒng)開發(fā)廠家而言，選擇第二種結(jié)構(gòu)形式顯然更加具備優(yōu)勢。
但是可靠性是數(shù)控系統(tǒng)的核心特性，沒有高度可靠性是不能夠在生產(chǎn)實踐當(dāng)中得到長久應(yīng)用，因此，類似PC計算機的死機問題是完全不能發(fā)生的。
高精度、高速度的加工要求對于數(shù)控系統(tǒng)而言同樣非常重要，采用開放性的體系結(jié)構(gòu)會影響那些已經(jīng)生產(chǎn)出大量數(shù)控系統(tǒng)廠家，這些廠家會因為采用開放性結(jié)構(gòu)而影響到原有系統(tǒng)的可靠性和維護服務(wù)質(zhì)量。
采用第一種方案便可以很好地增加數(shù)控系統(tǒng)的開放性，即不對原廠的數(shù)控系統(tǒng)進行任何變動，并在此基礎(chǔ)上為其增加一塊PC板，用戶通過鼠標和鍵盤便實現(xiàn)了PC和CNC的緊密聯(lián)系，它不僅具有可靠的工作性能，而且界面開放。
3 網(wǎng)絡(luò)通信能力
適應(yīng)工廠自動化需要，支持標準FA網(wǎng)絡(luò)及DNC的連接。
�、俟S干線或控制層通信網(wǎng)絡(luò)：由PC機通過以太網(wǎng)控制多臺15i/150i組成的加工單元，可以傳送數(shù)據(jù)、參數(shù)等。
�、谠O(shè)備層通信網(wǎng)絡(luò)：15i/150i采用I/O LINK與日本標準JPCN―1相對應(yīng)的一種現(xiàn)場總線。
�、弁ㄟ^RS―485接口傳送I/O信號，也可采用Prellbus―DP(符合歐洲1標準EN50170)以12Mbps進行高速通信。
4 CNC系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)
數(shù)控系統(tǒng)從控制單臺機床到控制多臺機床的分級式控制需要網(wǎng)絡(luò)進行通信，網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是進行通信，共享信息。
這種通信通常分四級：首先，企業(yè)(公司)管理級，一般由以太網(wǎng)組成，負責(zé)總的協(xié)調(diào)，安排總生產(chǎn)計劃，進行企業(yè)(公司)經(jīng)營方向的決策等。
其次，一般由以太網(wǎng)組成，負責(zé)全廠各車間生產(chǎn)調(diào)度，包括安排生產(chǎn)計劃、備品備件等。
再次，車間單元控制級。
一般由DNC功能進行控制。
通過DNC功能形成網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)對零件程序的上傳或下傳;讀、寫CNC的數(shù)據(jù);PLC數(shù)據(jù)的傳送;存貯器操作控制;系統(tǒng)狀態(tài)采集和遠程控制等。
更高檔次的DNC還可以對CAD/CAM/CAPP以及CNC的程序進行傳送和分級管理。
CNC與通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起還可以傳遞維修數(shù)據(jù)，使用戶與NC生產(chǎn)廠直接通信，進而，把制造廠家聯(lián)系在一起，構(gòu)成虛擬制造網(wǎng)絡(luò)。
最后，現(xiàn)場設(shè)備級。
現(xiàn)場級與車間單元控制級及信息集成系統(tǒng)主要完成底層設(shè)備單機及I/O控制、連線控制、通信連網(wǎng)、在線設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)、運行數(shù)據(jù)的采集、存儲、統(tǒng)計等功能，保證現(xiàn)場設(shè)備高質(zhì)量完成生產(chǎn)任務(wù)，并將現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)信息傳送到工廠管理層，向工廠級提供數(shù)據(jù)。
同時也可接受工廠管理層下達的生產(chǎn)管理及調(diào)度命令并執(zhí)行之。
因此，現(xiàn)場級與車間級是實現(xiàn)工廠自動化及CIMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
5 結(jié)束語
通過上述我們可知，數(shù)控機床也就是我們將先進的電子技術(shù)與傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)有機的結(jié)合起來，使其優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，從而為生產(chǎn)行業(yè)做出貢獻，生產(chǎn)出理想的產(chǎn)品，促使企業(yè)在市場競爭中不斷發(fā)展。
當(dāng)前，隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機械制造業(yè)中的應(yīng)用，推動了機械制造業(yè)的健康發(fā)展，實現(xiàn)國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
【參考文獻】
[1]陸筠.基于開放式數(shù)控機床的機電一體化實驗系統(tǒng)[J].機械制造與自動化，2009(05)：125-126.
[2]唐玉峰.計算機技術(shù)視野下的機電一體化[J].科技資訊，2010(04)：223-224.
[3]王相君.煤礦機電質(zhì)量標準化存在的問題及對策[J].科技資訊，2010(04)：256-258.
【機電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合效應(yīng)】相關(guān)文章：
機械制造中數(shù)控技術(shù)的有效應(yīng)用論文10-08
面試效應(yīng)10-05
淺談評語的效應(yīng)10-08
稅收籌劃效應(yīng)10-08
機電工程系數(shù)控技術(shù)專業(yè)自我介紹10-06
煤礦機械中機電一體化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用的論文10-08
溫室效應(yīng)作文02-03
面試巧用暈輪效應(yīng)12-31