苗宇

營(yíng)口市農(nóng)業(yè)工程學(xué)校

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機(jī)電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合效應(yīng)分析

苗宇

營(yíng)口市農(nóng)業(yè)工程學(xué)校

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)指的就是結(jié)合機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的一種綜合技術(shù)，進(jìn)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(duì)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行軌跡、速度等進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)控制與操作自動(dòng)化的一種技術(shù)。本文以數(shù)控機(jī)床為例，對(duì)機(jī)電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合開發(fā)與實(shí)施進(jìn)行分析與研究。

數(shù)控機(jī)床是應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的新型機(jī)電設(shè)備，是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造進(jìn)行滲透而產(chǎn)生的一種機(jī)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(dòng)技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息處理技術(shù)以及軟件技術(shù)等。

1　數(shù)控機(jī)床的概述

數(shù)控技術(shù)的典型應(yīng)用就是數(shù)控機(jī)床。在某種程度上而言，數(shù)控機(jī)床的制造水平也就代表了當(dāng)時(shí)機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)水平。數(shù)控機(jī)床指的就是應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，此機(jī)床的各項(xiàng)操作都是通過數(shù)字代碼程序指令實(shí)現(xiàn)的，基本E達(dá)到了生產(chǎn)自動(dòng)化。

數(shù)控機(jī)床的加工性能要比普通機(jī)床強(qiáng)很多，其具備很好的加工適應(yīng)性，在對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行更換的時(shí)候，只需要對(duì)相應(yīng)的程序指令進(jìn)行更換就可以了?，F(xiàn)階段，’數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)主要分為三個(gè)部分：數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)與機(jī)床主體。數(shù)控系統(tǒng)主要就是負(fù)責(zé)各種邏輯的運(yùn)算，包括由電力電路構(gòu)成的輸出設(shè)備、程序讀人設(shè)備、運(yùn)算核心等。伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)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(gè)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(jī)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(jī)床上；開環(huán)伺服的加工精度與速度都會(huì)受到一定的限制，但是相對(duì)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單。機(jī)床主體的設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)、編程技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，使得機(jī)電一體化的發(fā)展得到了很大的支持，相應(yīng)的數(shù)控機(jī)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(dá)到了自動(dòng)編程的程度，使得數(shù)控機(jī)床更加的自動(dòng)化與智能化。

2　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(jìn)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)中融人了很多的加工工藝、管理經(jīng)驗(yàn)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(duì)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(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床和程序計(jì)數(shù)器主板的結(jié)構(gòu)形式，也就是將程序計(jì)數(shù)器主板插入到計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床中；其二，運(yùn)動(dòng)控制板和程序計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)形式，也就是將運(yùn)動(dòng)控制板插入到程序計(jì)數(shù)器的插槽中。對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)而言，可靠性才是其核心特點(diǎn)，缺乏一定的可靠性也就決定其在生產(chǎn)實(shí)踐中無(wú)法得到長(zhǎng)期的運(yùn)用，所以，一定不允許發(fā)生程序計(jì)數(shù)器死機(jī)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(yùn)行的可靠性，還可以保證界面的開放性。

3　伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)指的就是在計(jì)算機(jī)控制下，通過控制算法軟件對(duì)驅(qū)動(dòng)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(diǎn)：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(jì)算為運(yùn)行基礎(chǔ)，具備較高的精度；三是，應(yīng)用的是參數(shù)對(duì)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?，F(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(dòng)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(jī)床伺服主軸裝置上的交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，已經(jīng)成為控制系統(tǒng)的主要裝置之一。隨著計(jì)算機(jī)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(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)處理與邏輯運(yùn)算技術(shù)的發(fā)展，有效的促進(jìn)了伺服技術(shù)的發(fā)展與完善。比如，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用，不僅有效的減少了采樣時(shí)間，還加快了系統(tǒng)的運(yùn)算速度。

4　計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)

數(shù)控系統(tǒng)在控制多臺(tái)機(jī)床操作的時(shí)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(jí)：一是，企業(yè)管理級(jí)，通常是由以太網(wǎng)構(gòu)成，負(fù)責(zé)總的協(xié)調(diào)工作，對(duì)總生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌才诺?。二是，車間管理級(jí)，通常是由以太網(wǎng)構(gòu)成，主要就是對(duì)各車間的生產(chǎn)調(diào)度進(jìn)行負(fù)責(zé)，包括安排生產(chǎn)計(jì)劃、準(zhǔn)備生產(chǎn)設(shè)備等。三是，車間單元控制級(jí)，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(shí)現(xiàn)零件程序的上傳下達(dá)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床與通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接可以實(shí)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(jìn)行通信，從而將各個(gè)制造廠聯(lián)系起來，形成一個(gè)虛擬的制造網(wǎng)絡(luò)。四是，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)設(shè)備單機(jī)、連線控制、在線監(jiān)測(cè)、采集運(yùn)行數(shù)據(jù)、儲(chǔ)存與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及通信連網(wǎng)等功能，進(jìn)而確?，F(xiàn)場(chǎng)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(shí)接受管理層下達(dá)的相關(guān)指令，并且按照相關(guān)指令執(zhí)行操作。

5　操作與維修

數(shù)控系統(tǒng)具有觸摸面板，在操作的時(shí)候非常方便、簡(jiǎn)捷。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，采用存儲(chǔ)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(jī)電控制系統(tǒng)方向發(fā)展，無(wú)論是操作還是維修都具有一定的簡(jiǎn)易性。

66　結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷與進(jìn)步，機(jī)電一體化的發(fā)展也在逐漸進(jìn)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(qiáng)對(duì)機(jī)電數(shù)控技術(shù)結(jié)合的研究，為似后相關(guān)課題的研究提供可靠的參考依據(jù)。

關(guān)鍵字：機(jī)電一體化 數(shù)控技術(shù) 技術(shù)開發(fā)