机电数控技术的结合效应

机电数控技术的结合效应

　　机电数控技术的结合效应【1】

　　摘 要：机电一体化技术指的就是结合机械技术与电子技术的一种综合技术，进而可以充分发挥出各自具有的功能。

　　数控技术指的就是通过数字代码的程序指令对机电设备的运行轨迹、速度等进行控制，实现控制与操作自动化的一种技术。

　　本文以数控机床为例，对机电数控技术的结合开发与实施进行分析与研究。

　　关键词：机电一体化 数控技术 技术开发

　　数控机床是应用数控技术的新型机电设备，是对传统机械制造进行渗透而产生的一种机电一体化产品。

　　其技术涉及的范围比较广，包括伺服驱动技术、机械制造技术、自动化技术、信息处理技术以及软件技术等。

　　一、数控机床的概述

　　数控技术的典型应用就是数控机床。

　　在某种程度上而言，数控机床的制造水平也就代表了当时机械制造行业的生产水平。

　　数控机床指的就是应用数控技术的机床，此机床的各项操作都是通过数字代码程序指令实现的，基本上达到了生产自动化。

　　数控机床的加工性能要比普通机床强很多，其具备很好的加工适应性，在对加工对象进行更换的时候，只需要对相应的程序指令进行更换就可以了。

　　现阶段，数控机床的结构主要分为三个部分：数控系统、伺服系统与机床主体。

　　数控系统主要就是负责各种逻辑的运算，包括由电力电路构成的输出设备、程序读入设备、运算核心等。

　　伺服系统是数控机床的重要组成部分，其主要包括闭环伺服、半闭环伺服与开环伺服这三个结构。

　　其中闭环伺服的反馈精度比较高，但是在调试方面就存在着很大的难度，比较适合应用在精度要求比较高的大型数控机床上;半闭环伺服的加工精度与速度也是比较高的，但是与闭环伺服相比还是有一定差距的，其主要适合应用在中小型数控机床上;开环伺服的加工精度与速度都会受到一定的限制，但是相对的结构就比较简单。

　　机床主体的设计充分考虑了精度、热稳定性、刚度以及抗振性等相关方面的要求，使其可以具备良好的适应性、稳定性与连续性。

　　现阶段，随着计算机技术、编程技术以及微电子技术的不断发展与进步，使得机电一体化的发展得到了很大的支持，相应的数控机床控制系统也越来越智能化与多元化，不仅拥有了自我诊断故障的能力，还达到了自动编程的程度，使得数控机床更加的自动化与智能化。

　　二、数控技术的开放式结构

　　随着科学技术的不断发展与进步，数控技术得到了飞速的发展，并且逐渐完善。

　　目前，在数控系统中融入了很多的加工工艺、管理经验以及操作技能等方面的信息，使得数控系统的智能化水平得到了有效的提高;除此之外，在数控系统中应用了自我诊断故障与图形交互等功能，在一定程度上也加快的系统的发展。

　　针对这样的情况提出了一种开放式的数控系统结构，其表现形式主要分为两种：其一，计算机数字控制机床和程序计数器主板的结构形式，也就是将程序计数器主板插入到计算机数字控制机床中;其二，运动控制板和程序计数器的结构形式，也就是将运动控制板插入到程序计数器的插槽中。

　　对于数控系统而言，可靠性才是其核心特点，缺乏一定的可靠性也就决定其在生产实践中无法得到长期的运用，所以，一定不允许发生程序计数器死机的现象。

　　综合考虑，采用第一种结构形式，不仅可以增加系统运行的可靠性，还可以保证界面的开放性。

　　三、伺服驱动技术

　　伺服驱动技术指的就是在计算机控制下，通过控制算法软件对驱动展开一定控制的伺服设备的有关技术。

　　该技术具有以下优点：一是，不存在温漂效应，具备一定的稳定性;二是，一般是以数值计算为运行基础，具备较高的精度;三是，应用的是参数对设置，减少了系统调整的次数;四是，做成集成电路的难度要小很多。

　　现阶段，数控系统中的伺服技术已经取得了一定的突破，主要体现在：驱动方式已经逐渐由直流向交流转变、控制方式已经逐渐由模拟硬件向数字化软件转变。

　　比如，现阶段应用在数控机床伺服主轴装置上的交流数字驱动系统，已经成为控制系统的主要装置之一。

　　随着计算机技术、电力电子技术、微电子技术等相关技术的发展与进步，特别是计算机处理与逻辑运算技术的发展，有效的促进了伺服技术的发展与完善。

　　比如，数字信号处理技术的应用，不仅有效的减少了采样时间，还加快了系统的运算速度。

　　四、计算机数字控制机床系统的联网

　　数控系统在控制多台机床操作的时候，需要展开一定的网络通信，网络存在的目的也就是为了完成通信与共享信息。

　　这样的通信方式一般包括四级：一是，企业管理级，通常是由以太网构成，负责总的协调工作，对总生产计划进行适当的安排等。

　　二是，车间管理级，通常是由以太网构成，主要就是对各车间的生产调度进行负责，包括安排生产计划、准备生产设备等。

　　三是，车间单元控制级，通常是由分布式数控系统展开相应的控制，利用分布式控制系统实现零件程序的上传下达。

　　同时，计算机数字控制机床与通信网络进行连接可以实现维修数据的传递，让用户可以直接与NC生产厂进行通信，从而将各个制造厂联系起来，形成一个虚拟的制造网络。

　　四是，现场设备级，现场设备级的主要任务就是实现设备单机、连线控制、在线监测、采集运行数据、储存与统计数据以及通信连网等功能，进而确保现场设备可以高质量的完成生产任务，并且将相关数据传递给工厂管理层，同时接受管理层下达的相关指令，并且按照相关指令执行操作。

　　五、操作与维修

　　数控系统具有触摸面板，在操作的时候非常方便、简捷。

　　随着相关技术的发展与进步，采用存储卡的方式改变数控技术的发展得到了广泛的关注，数控系统逐渐向智能化、集成化、网络化、数字化以及微机电控制系统方向发展，无论是操作还是维修都具有一定的简易性。

　　六、结束语

　　总而言之，随着科学技术的不断与进步，机电一体化的发展也在逐渐进行，相关的数控技术也得到了广泛的应用。

　　因此，一定要加强对机电数控技术结合的研究，为以后相关课题的研究提供可靠的参考依据。

　　参考文献

　　[1]陆筠.基于开放式数控机床的机电一体化实验系统[J].机械制造与自动化，2009(05).

　　[2]陈武晖，毕天姝，杨奇逊等.机电耦合对轴系扭振动态特性的影响[J].中国电机工程学报，2010(04).

　　[3]琚爱云，王忠利.浅析机电一体化技术在数控机床上的应用[J].郑州铁路职业技术学院学报，2008(01).

　　机电数控技术的结合效应用【2】

　　【摘 要】在当前的社会发展中，机电一体化技术水平不断提高，在社会各行各业中得到了广泛的应用。

　　所为机电一体化技术也就是将现代化电子技术与机械技术中的优势充分发挥出来，从而达到理想的生产效果。

　　机电数控技术是由技术人员对具有数字代码的程序进行操作，从而对机电工程中设备的运行情况进行全面控制，从而使其实现自动化。

　　本文结合某工厂的数控车床为例，浅要论述了机电数控技术的结合效应用，以供参考。

　　【关键词】机电;数控技术;结合效应用

　　机械制造业是当前我国社会发展的支柱产业之一，在其生产与制造过程中，生产车间的数控车床具有至关重要的作用，其先进程度与科技水平都关系到机械制造企业的生产能力。

　　所谓数控车床也就是由技术人员对具有数字代码的程序进行控制，从而对机电设备的生产速度、生产效率等进行全面控制，从而使其实现自动化，满足产品的生产效果。

　　1 数控车床的概述

　　相对于普通的自动车床而言，数控车床具有较高的加工性能，并且其适应能力相对较好，技术人员在实际生产过程中只需要对其中相应的成句进行更换，也就能够达到理想的加工效果。

　　另外，数控车床在生产过程中还能够确保产品加工的精确度，简化产品加工时的难度，尤其是在小批量的生产当中，更能够确保产品的质量，因此受到了人们的广泛关注。

　　在当前的社会发展中，数控车床主要分为以下三个部分：第一部分：数控系统，该系统的主要工作内容是对产品进行各类逻辑运算，其主要分为点位控制系统、直线控制系统以及连续轨迹控制系统三大类。

　　第二部分：伺服系统，它是数控车床的关键部分，在数控车床运行过程中，该系统主要分为三大结构类型：1)开环伺服结构，这一结构中并没有设置检测设备，在实际加工过程中获取不了更精确的信息，因此这一结构在实际生产过程中对于产品的加工速度以及精确度都会起到一定的限制多用;

　　2)半闭环伺服结构，相对于开环伺服结构而言，这一结构的加工速度以及精确度都能够受到技术人员的控制，因此，许多生产厂及其数控车床当中都将这一结构应用在其中;

　　3)闭环伺服结构，这种结构的工作原理与半闭环伺服结构的工作原理相似，但是不同的是在闭环伺服结构的下部分安装了一个检测设备，其主要功能是对工作台的工作位置进行检测，具有较高的精准度，但是这种结构的调试难度相对比较大，因此我们一般会将这一结构应用在大型数控车床当中。

　　第三部分：主体结构，在对数控车床的主体结构进行设计过程中，设计者应当对其刚度、稳定性、精确度等进行全面考虑，这样才能够扩大其使用范围，提高其性能。

　　在现代化社会发展中，各种电子信息技术的应用推动了机电一体化的发展，使数控机床在工作过程中实现了多功能化、智能化以及自动化，确保了其运行的质量与效率。

　　2 机电数控技术的开放式结构

　　随着社会的发展以及技术水平的不断提高，数控技术开始凭借着各种电子技术的不断应用而得到了快速的发展，并将其应用在各种生产工艺当中，现已实现了智能化水平。

　　另外，在数控技术应用中，通过技术人员在其中设置故障自我诊断装置等，更是推动了数控技术的快速发展。

　　在机电数控技术发展中，开放式结构的建立是满足上述各项目标的基本条件，也就是说，在实际工作中，我们应当建立一个开放式结构的数控系统，才能够达到理想的生产效果与目的。

　　通过相关分析发现，我们在建立开放式结构数控系统的过程中，其主要分为以下两种不同的形式：第一种，CNC+PC主板的结构形式。

　　即将PC主板插入到CNC设备中;第二种，PC+运动控制板的结构形式，即将运动控制板插入PC机的标准插槽中。

　　对于熟悉PC计算机的系统开发厂家而言，选择第二种结构形式显然更加具备优势。

　　但是可靠性是数控系统的核心特性，没有高度可靠性是不能够在生产实践当中得到长久应用，因此，类似PC计算机的死机问题是完全不能发生的。

　　高精度、高速度的加工要求对于数控系统而言同样非常重要，采用开放性的体系结构会影响那些已经生产出大量数控系统厂家，这些厂家会因为采用开放性结构而影响到原有系统的可靠性和维护服务质量。

　　采用第一种方案便可以很好地增加数控系统的开放性，即不对原厂的数控系统进行任何变动，并在此基础上为其增加一块PC板，用户通过鼠标和键盘便实现了PC和CNC的紧密联系，它不仅具有可靠的工作性能，而且界面开放。

　　3 网络通信能力

　　适应工厂自动化需要，支持标准FA网络及DNC的连接。

　　①工厂干线或控制层通信网络：由PC机通过以太网控制多台15i/150i组成的加工单元，可以传送数据、参数等。

　　②设备层通信网络：15i/150i采用I/O LINK与日本标准JPCN―1相对应的一种现场总线。

　　③通过RS―485接口传送I/O信号，也可采用Prellbus―DP(符合欧洲1标准EN50170)以12Mbps进行高速通信。

　　4 CNC系统的联网

　　数控系统从控制单台机床到控制多台机床的分级式控制需要网络进行通信，网络的主要任务是进行通信，共享信息。

　　这种通信通常分四级：首先，企业(公司)管理级，一般由以太网组成，负责总的协调，安排总生产计划，进行企业(公司)经营方向的决策等。

　　其次，一般由以太网组成，负责全厂各车间生产调度，包括安排生产计划、备品备件等。

　　再次，车间单元控制级。

　　一般由DNC功能进行控制。

　　通过DNC功能形成网络可以实现对零件程序的上传或下传;读、写CNC的数据;PLC数据的传送;存贮器操作控制;系统状态采集和远程控制等。

　　更高档次的DNC还可以对CAD/CAM/CAPP以及CNC的程序进行传送和分级管理。

　　CNC与通信网络联系在一起还可以传递维修数据，使用户与NC生产厂直接通信，进而，把制造厂家联系在一起，构成虚拟制造网络。

　　最后，现场设备级。

　　现场级与车间单元控制级及信息集成系统主要完成底层设备单机及I/O控制、连线控制、通信连网、在线设备状态监测及现场设备生产、运行数据的采集、存储、统计等功能，保证现场设备高质量完成生产任务，并将现场设备生产运行数据信息传送到工厂管理层，向工厂级提供数据。

　　同时也可接受工厂管理层下达的生产管理及调度命令并执行之。

　　因此，现场级与车间级是实现工厂自动化及CIMS系统的基础。

　　5 结束语

　　通过上述我们可知，数控机床也就是我们将先进的电子技术与传统的机械制造技术有机的结合起来，使其优势得到充分发挥，从而为生产行业做出贡献，生产出理想的产品，促使企业在市场竞争中不断发展。

　　当前，随着计算机技术、网络技术在机械制造业中的应用，推动了机械制造业的健康发展，实现国民经济的可持续发展。

　　【参考文献】

　　[1]陆筠.基于开放式数控机床的机电一体化实验系统[J].机械制造与自动化，2009(05)：125-126.

　　[2]唐玉峰.计算机技术视野下的机电一体化[J].科技资讯，2010(04)：223-224.

　　[3]王相君.煤矿机电质量标准化存在的问题及对策[J].科技资讯，2010(04)：256-258.

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