閉環控制數控機床的特點范文
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導語：如何才能寫好一篇閉環控制數控機床的特點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
一、數控車床的特點與發展現狀
作為數控機床家族中數量最多，應用最為廣泛的數控車床，長期以來為用戶創造了大量的價值。數控車床以其廣泛的應用，較高的市場占有率，良好的性能，一直以來被認為是一款性價比極高的數控機床產品。數控車床主要是完成回轉零件的表面加工。數控車床的結構并不復雜，包括車床床身、防護、數控系統、伺服進給系統、主軸部分、導軌、機械傳動機構、邏輯控制刀架、液壓部分、卡盤、臺尾、對刀裝置、傳感檢測設備等。伺服進給系統是數控車床非常重要的部分，是數控車床完成加工的重要運動控制核心部分，也是本文的研究核心。伺服進給系統主要包括伺服驅動器、伺服電機、絲杠、導軌、減速機、滑板滑鞍、電機支撐架、聯軸器、位置檢測反饋光柵尺等。在數控系統的控制下，伺服系統按照指定的CNC指令要求，進行相關的運動、檢測，通過驅動電氣部分電路和電機，按照CNC要求的各種位移指令，完成插補切削。數控車床比普通車床的優勢之處就在于其具有數控系統以及伺服系統。
現階段，我國各種數控車床設備都能夠制造生產。我國制造的數控車床設備一部分處于世界的領先地位，一部分卻要落后世界同行業的國家達到10到15年。值得欣慰的、是，這種情況在不斷地發展變化，近些年來我國的數控車床制造行業發展迅猛，并且己經出現了很多可喜的成果。作為國內機床行業的領軍企業―沈陽機床集團，成功的收購了具有100多年機床制造發展史的、世界著名的德國希斯機床公司，其意義重大。
二、數控車床伺服系統調整的敘述
數控車床與數控加工中心相比，結構相對并不復雜，其通常的機床機械結構主要包括主軸、X軸、Z軸、刀塔、尾臺等。影響其加工工件質量高低的主要因素來源于主軸、X軸、Z軸。作為數控車床完成插補加工的主要機構―X軸、Z軸伺服的研究，長久以來一直是眾多伺服研究的重要內容。
早期的數控車床的兩軸電機為步進電機，步進電機的控制屬于開環控制，沒有反饋，往往由于丟脈沖等問題，帶來加工尺寸的偏差與不穩定。而現代伺服的控制基本已經發展為伺服驅動控制。伺服控制的特點是增加了電機的反饋，加之伺服電機編碼器的精準分度，使得對于伺服電機的反饋控制更加精確。這就構成了半閉環控制。
如果再給伺服軸加裝光柵尺，就可以形成全閉環控制，這種控制精度更加準確。從理論上，可以達到非常高的控制精度。但在實際應用中，全閉環的控制由于受成本的制約，使用的不多，大多數數控車床，特別是市場占有率最高的經濟型數控車床，主要使用的就是半閉環控制。在半閉環控制方式下，如何使數控系統、伺服驅動器完成對伺服電機的控制能夠適應外部機械結構的差異，達到最好的加工效果，就成為伺服調整中電氣優化調整的重點。
三、數控車床的伺服系統調整特點與發展現狀
數字控制機床―數控機床，它是一種使用編制好的加工程序自動進行加工的機電設備。數控機床的種類非常多，除了包括數控車床、數控磨床、數控銼床、數控刨床、數控銑床、數控立式車床等完成單一加工的數控機床外，還包括立式車銑加工中心、臥式銑鍵加工中心、龍門鍵銑加工中心、數控車銑銼加工中心、數控縱切機床等完成復合加工的數控機床設備。此外，在近些年來新興的電火花機床、激光切割機、水切割機床、線切割機床、并聯數控機床、自動化復合機床生產線等，也發展得很快。一體化”
數控機床與普通機床相比，具有很多優點：由于數控系統可以對零件的加工過程進行細致入微的程序編程，因此對加工對象改變與轉換的適應性更強，其特點決定了它尤其適合某些復雜單件零件的加工。由于控制上已不再采用機械光杠等傳動，而是采用先進的伺服控制，這就有效的保證了很高的加工精度和相對非常穩定的加工質量。
數控機床加工的另一個顯著特點是，可以完成以往普通機床的無法完成的復雜加工。由于采用數控編程，使數控機床的加工更加適合頻繁更換零件的加工，新的用戶訂單需要加工不同的零件，只需對程序進行修改即可。同時又可以將編好的程序復制給其他機床，可以對多臺機床同時改動程序，便于使用數控機床擴大零件的批量生產。由于數控機床的設計及控制特點，使得數控機床的控制自動化程度非常高，這樣與普通車床相比，有效的減輕了操作者的勞動強度。
現代的數控系統，在文本文件的處理、接口傳輸、代碼處理等問題上具備通用性，這就方便了很多工廠管理系統與機床的組網管理和監控，提高了生產自動化程度。結構復雜，對數控機床的保養維護人員的維護技能提出了新的標準。由于數控機床的設計逐漸完善，PLC控制程序的應用日趨成熟，以及大量檢測設備、先進傳感器的應用，使得數控機床的控制和使用變得更加可靠與完善。
篇2
【摘要】文章首先介紹了數控機床的特點，接著闡述了數控機床的種類，最后指出了數控機床控制技術的發展與數控機床控制技術的發展趨勢。
【關鍵詞】數控機床特點發展
數控機床是機電一體化的典型產品，數控機床控制技術是集計算機及軟件技術、自動控制技術、電子技術、自動檢測技術、液壓與氣動技術和精密機械等技術為一體的多學科交叉的綜合技術。隨著科學技術的高速發展，機電一體化技術迅猛發展，數控機床在企業普遍應用，對生產線操作人員的知識和能力要求越來越高。
一、數控機床的特點
對零件的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。在同一臺數控機床上，只需更換加工程序，就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復雜結構的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的便利，特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面(如螺旋表面)，數控機床也能實現自動加工。
加工精度高，加工質量穩定。目前，數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當量)普遍達到0.0001mm，而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數控機床達到很高的加工精度。此外，數控機床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產品合格率高，加工質量穩定。
生產效率高。由于數控機床結構剛性好，允許進行大切削用量的強力切削，從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此在加工時可選用最佳切削用量，提高了數控機床的切削效率，節省了機動時間。與普通機床相比，數控機床的生產效率可提高2—3倍。
良好的經濟效益。使用數控機床進行單件、小批量生產時，可節省劃線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節省直接生產費用；同時還能節省工裝設計、制造費用；數控機床加工精度高，質量穩定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。此外，數控機床還可實現一機多用，所以數控機床雖然價格較高，仍可獲得良好的經濟效益。
自動化程度高。數控機床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強度，減少操作人員的人數，同時有利于現代化管理，可向更高級的制造系統發展。
二、數控機床的種類
數控機床的種類很多，主要分類：
1、按工藝用途分類。按工藝用途，數控機床可分類如下。普通數控機床：這種分類方式與普通機床分類方法一樣，銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床：數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床，它可在一次裝夾后進行多種工序加工。
2、按運動方式分類。按運動方式，數控機床可分類點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床：數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床等。輪廓控制數控機床：數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床等。
3、按伺服系統的控制方式分類。按伺服系統的控制方式，數控機床可分類如下。開環控制系統的數控機床。閉環控制系統的數控機床。半閉環控制系統的數控機床。
4、按數控系統的功能水平分類。技功能水平分類，數控系統可分類如下。經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環控制系統的數控機床價格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數控機床。這類數控機床功能較全，價格適中，應用較廣。高檔數控機床。這類數控機床功能齊全，價格較貴。
三、數控機床控制技術的發展
機械設備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀奶年代至50年代，出現了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環反饋系統，系統的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調運性能大為改善，而且減少了機械設備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機—電動機控制系統。
在20世紀的60年代出現丁一種能夠根據需要方便地改變控制程序，結構簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規模集成電路和微處理器技術的發展及應用，在20世紀70年代出現了一種以微處理器為核心的新型工業控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業環境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優點，故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業控制。
隨著計算機技術的迅速發展，數控機床的應用日益廣泛，井進一步推動了數控系統的發展，產生了自動編程系統、計算機數控系統、計算機群控系統和天性制造系統。計算機集成制造系統及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現產品從設計到制造的全部自動化。
篇3
【關鍵詞】機電，數控機床
在數控機床上由于機床空間及機床的其他局限了數控加工的靈活性，這樣就要求我們要懂得如何改進加工工藝，提高數控機床的應用范圍和加工性能。從而達到提高生產效率和產品質量。 數控加工作為一種高效率高精度的生產方式，尤其是形狀復雜精度要求很高的模具制造行業，以及成批大量生產的零件。因此數控加工在航空業、電子行業還有其他各行業都廣泛應用。然而在數控加工從零件圖紙到做出合格的零件需要有一個比較嚴謹的工藝過程，必須合理安排加工工藝才能快速準確的加工出合格的零件來，否則不但浪費大量的時間，而且還增加勞動者的勞動強度，甚至還會加工出廢品來。
一般數控機床的加工工藝和普通機床的加工工藝是大同小異的，只是數控機床能夠通過程序自動完成普通機床的加工動作，減輕了勞動者的勞動強度，同時能比較精準的加工出合格的零件。由于數控加工整個加工過程都是自動完成的，因此要求我們在加工零件之前就必須把整個加工過程有一個比較合理的安排，其中不能出任何的差錯，否則就會產生嚴重的后果。
數控機床一般由輸入輸出設備、CNC裝置（或稱CNC單元）、伺服單元、驅動裝置（或稱執行機構）、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體及測量反饋裝置組成。
⑴機床本體。數控機床的機床本體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統、系統、冷卻裝置等組成。但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動系統、刀具系統的結構以及操作機構等方面都已發生了很大的變化，這種變化的目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮數控機床的特點。
⑵CNC單元。CNC單元是數控機床的核心，CNC單元由信息的輸入、處理和輸出三個部分組成。CNC單元接受數字化信息，經過數控裝置的控制軟件和邏輯電路進行譯碼、插補、邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統，伺服系統驅動執行部件作進給運動。
⑶輸入/輸出設備。輸入裝置將各種加工信息傳遞于計算機的外部設備。在數控機床產生初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現已淘汰，后發展成盒式磁帶，再發展成鍵盤、磁盤等便攜式硬件，極大方便了信息輸入工作，現通用DNC網絡通訊串行通信的方式輸入。 輸出指輸出內部工作參數（含機床正常、理想工作狀態下的原始參數，故障診斷參數等），一般在機床剛工作狀態需輸出這些參數作記錄保存，待工作一段時間后，再將輸出與原始資料作比較、對照，可幫助判斷機床工作是否維持正常。
⑷伺服單元。伺服單元由驅動器、驅動電機組成，并與機床上的執行部件和機械傳動部件組成數控機床的進給系統。它的作用是把來自數控裝置的脈沖信號轉換成機床移動部件的運動。對于步進電機來說，每一個脈沖信號使電機轉過一個角度，進而帶動機床移動部件移動一個微小距離。每個進給運動的執行部件都有相應的伺服驅動系統，整個機床的性能主要取決于伺服系統。
⑸驅動裝置。驅動裝置把經放大的指令信號變為機械運動，通過簡單的機械連接部件驅動機床，使工作臺精確定位或按規定的軌跡作嚴格的相對運動， 最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對應，驅動裝置有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機等。伺服單元和驅動裝置可合稱為伺服驅動系統，它是機床工作的動力裝置，CNC裝置的指令要靠伺服驅動系統付諸實施，所以，伺服驅動系統是數控機床的重要組成部分。
⑹可編程控制器。可編程控制器 （PC，Programmable Controller） 是一種以微處理器為基礎的通用型自動控制裝置，專為在工業環境下應用而設計的。由于最初研制這種裝置的目的是為了解決生產設備的邏輯及開關控制， 故把稱它為可編程邏輯控制器（ PLC， Programmable Logic Controller）。當PLC用于控制機床順序動作時，也可稱之為編程機床控制器（ PMC， Programmable Machine Controller ）。PLC己成為數控機床不可缺少的控制裝置。CNC和PLC協調配合，共同完成對數控機床的控制。
⑺測量反饋裝置。測量裝置也稱反饋元件，包括光柵、旋轉編碼器、激光測距儀、磁柵等。通常安裝在機床的工作臺或絲杠上，它把機床工作臺的實際位移轉變成電信號反饋給CNC裝置，供CNC裝置與指令值比較產生誤差信號，以控制機床向消除該誤差的方向移動。
數控機床的控制。
數控車床的分類：數控車床的品種和規格繁多，一般可以用下面三種方法分類。 ⑴按控制系統分。目前市面上占有率較大的有法拉克、華中、廣數、西門子、三菱等。⑵按運動方式分類： ①點位控制數控機床； ②點位/直線控制數控機床；③連續控制數控機床。⑶按控制方式分類。按控制方式分類可以分為開環控制數控機床、閉環控制數控機床和半閉環控制數控機床。
篇4
【關鍵詞】數控機床；檢測反饋；裝置
1前言
科學技術是第一生產力。人類歷史上發生過三次工業革命，都對世界的生產技術與生產方式帶來突發性的改變。尤其是第三次工業革命之后，計算機的出現，企業開始走機械化生產，傳統的手工制造業也逐步被取代。信息技術的快速發展以及互聯網的普及，數控技術也開始快速的發展。如今，數控機床的技術也比過去先進很多，尤其是一些大企業，擁有世界一流的數控機床技術，為企業的生產研發提供了巨大的技術支持。數控機床，中文全稱為數字控制機床，它的英文名稱為Computernumericalcontrolmachinetools，數控機床屬于一種的稱。從功能上看，數控機床是一種自動化機床，這種機床裝有是程序控制系統。數控機床的里面的控制系統能可以非常科學地處理具有控制編碼或者其他符號指令規定的程序，這種處理方式具有一定邏輯性，數控機床里面的控制系統，還可以將其譯碼，最終用代碼化的數字來標志，借助相關的信息載體輸進相應的數控裝置。數控機床的功能，還包括可以通過經運算處理由數控裝置發送各類控制信號，控制系統能夠很好地控制機床的動作，并且根據相關的按圖紙規定的形狀與尺寸，實現零件加工的自動化，大大提升了生產的效率。數控機床，作為機電一體化的高科技產品，它是一種將機床、信息技術、電動機及拖動、動控制、檢測等相關技術為一體的自動化設備，在現代生產中，數控機床發揮著非常重要的作用。數控機床在當今的生產中，非常科學有效地解決了各種實際生產的復雜、精密以及小批量、多品類等復雜的加工問題，作為一種具有高效能、柔性度非常高的自動化機床，它已經是很好地代表了當今機床控制技術的發展最新方向。
2數控機床的檢測反饋裝置介紹
2．1數控機床檢測反饋裝置原理介紹
在數控機床中，反饋裝置是其重要的一個部分，反饋裝置系統是閉環或者半閉環類型的數控機床檢測環節，這個反饋裝置能夠包含在伺服系統中，一般來說是由檢測元件以及其相對應的電路構成的。總的來說，檢測反饋裝置的作用是能夠檢測數控機床坐標軸的具體移動速率以及位移，同時能夠很快速的將數據以及信息及時反饋到數控裝置以及伺服驅動里面，從而形成完善的閉環控制系統。一般來說，數控系統的結構方式會直接決定檢測位置的安裝，同時也會直接決定檢測信號反饋的位置。數控機床的重要構成部分———反饋裝置，它可以直接影響到生產加工的精度，對于實際的生產效率產生重要的作用，最終對于自動化程度也產生了比較關鍵的影響。檢測反饋裝置的關鍵功能主要是將檢測到的位移及速度測量信號當做反饋的信號，同時檢測裝置會將這些信號轉化為相對應數據符號，接著檢測裝置將這些信號發送回電腦，在電腦里面講這些信號與數控裝置里面發出的各種脈沖指令信號開始相關的對比，假如出現誤差，檢測裝置就會開始擴大后控制驅動以及執行相關部件，以致可以讓其向偏差可以消除的方向變動，逐步減少偏差，最終可以實現零偏差。
2．2數控機床對位置檢測反饋裝置的要求
由于數控機床經常要進行大規模的作業，它對于位置檢測反饋裝置是要求比較高的，否則數控機床在實際運作中容易出現故障。通常來說，檢測反饋裝置受到溫度以及濕度方面干擾會比較小，要求能夠滿足相關的精度要求，同時能夠長期穩定地維持一定的精度。檢測反饋裝置要滿足機床運作的相關要求，檢測反饋裝置抗干擾性要比較強，同時能夠適應數控機床運作環境的標準。檢測反饋裝置要能夠與電腦方便連接，同時檢測反饋裝置要方便使用維護以及安裝，同時要講究經濟適用。
3數控機床的檢測反饋裝置的注意事項
3．1培養優秀的技術人才
數控機床的檢測反饋裝置技術不斷發展，很多大企業從國外引進先進的技術，但是國內的相關技術人才比較緊缺。在實際機床運作中，很多技術人員對于新的檢測反饋裝置技術不熟悉，因此操作方面也偶爾出現一些錯誤，嚴重影響了機床的運作效率。因此，要讓數控機床的檢測反饋裝置技術很好地應用到實際生產中，就要加大力度對技術人才的培養。企業方面，可以對現有數控機床技術人才進行培訓，加強技術人員對檢測反饋裝置知識的學習，包括數控機床對檢測反饋裝置的要求，檢測反饋裝置的工作原理等。
3．2做好檢測反饋裝置的使用及維護工作
數控機床的使用必須按照相關的規定，遵守安全手冊才能進行。但是在實際中，很多企業的數控機床使用程序比較混亂，一些技術人員并沒有按照相關的步驟進行操作，一些檢測反饋裝置很多時候是因為操作不當而無法工作，甚至使用壽命也開始縮短。其次，檢測反饋裝置的維護工作未做好，一些裝置容易受到損壞。因此，企業要完善數控機床的檢測反饋裝置的使用與維護相關制度，完善數控機床的使用流程，定期對檢測反饋裝置的保養，延長相關設備的使用壽命。
4結語
總的來說，數控機床相關技術發展非常迅速，數控機床的檢測反饋裝置在實際運作中顯得非常重要。本課題重點闡述了數控機床的檢測反饋裝置的工作原理，以及數控機床對檢測反饋裝置的要求，提出了檢測反饋裝置必須要具有較強的抗干擾性，能夠適應數控機床運作環境的相關要求，并提到了檢測反饋裝置的應該經濟適用。作為企業，要使用數控機床的反饋裝置，就要加強對優秀的技術人才的培養，尤其是要加強對現有檢測反饋裝置技術知識的學習，深入了解與熟悉數控機床對檢測反饋裝置的要求，學習檢測反饋裝置的工作原理等。本課題最后提出了要做好檢測反饋裝置的使用及維護，定期對檢測反饋裝置的保養，延長相關設備的使用壽命。
參考文獻:
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［2］邢曦．數控機床伺服單元檢測裝置的研究［D］．沈陽:沈陽工業大學，2009．
［3］劉祖其，劉國群．數控機床精度檢測裝置及分析［J］．數字技術與應用，2010(06):96．
［4］賈繼虔．數控機床的位置檢測裝置及其應用［J］．組合機床與自動化加工技術，2002(07):43～44．
篇5
盜傳必究
一、單項選擇題
題目1
如圖1所示是屬于（
）系統。
圖1
選擇一項：
a.
半閉環數控
b.
混合控制數控
c.
全閉環數控
d.
開環數控
題目2
數控車床一般有2根數控軸，通常是（
）軸。
選擇一項：
a.
X、Z
b.
X、Y
c.
Y、Z
d.
A、B
題目3
圖2某直線進給系統示意圖中（1）代表的是（
）
圖2
選擇一項：
a.
滾珠絲杠
b.
導軌
c.
齒條
d.
光杠
題目4
下列敘述中，（
）不是數控機床對導軌的基本要求。
選擇一項：
a.
耐磨性能一般
b.
足夠的剛度
c.
導向精度高
d.
良好的摩擦特性
題目5
目前在高精度數控機床中常使用（
）作為位置檢測裝置。
選擇一項：
a.
感應同步器
b.
激光干涉儀
c.
光柵尺
d.
磁尺
題目6
在數控銑床的運動分配與部件布局中，一般需要對工件的多個側面進行加工，則主軸應布局成（
）。
選擇一項：
a.
傾斜式
b.
其它方式
c.
立式
d.
臥式
題目7
數控機床的控制可分為兩大部分：一部分是（
）控制，另一部分是數控機床加工過程的順序控制。
選擇一項：
a.
其它方式
b.
工件坐標系的原點
c.
工件坐標系原點相對機床坐標系原點的偏移量
d.
坐標軸運動的位置
題目8
車削中心是以（
）為主體，并配置有刀庫、換刀裝置、分度裝置、銑削動力頭和機械手等，以實現多工序復合加工的機床。在工件一次裝夾后，它可完成回轉類零件的車、銑、鉆、鉸、攻螺紋等多種加工工序。
選擇一項：
a.
全功能數控車床
b.
鏜銑加工中心
c.
經濟型數控車床
d.
臥式加工中心
題目9
一般并聯機床要實現6自由度加工，通常是一種（
）桿并聯機構。
選擇一項：
a.
6
b.
5
c.
4
d.
3
題目10
機床切削精度檢查實質上是對機床的（
）在切削加工條件下的一項綜合檢查。
選擇一項：
a.
幾何精度
b.
幾何精度和定位精度
c.
位置精度
d.
定位精度
二、判斷題
題目11
人機界面是數控機床操作人員與數控系統進行信息交換的窗口。
選擇一項：
對
錯
題目12
如圖所示（
激光干涉儀），可用于數控機床的直線運動定位精度檢驗。
選擇一項：
對
錯
題目13
改善數控機床結構的阻尼特性，可以提高數控機床的結構剛度。
選擇一項：
對
錯
題目14
加工中心集中了金屬切削設備的優勢，具備多種工藝手段。有自動換刀裝置，能實現工件一次裝卡后完成銑、鏜、鉆、鉸、锪、攻螺紋等多道工序或全部工序的加工。
選擇一項：
對
錯
題目15
CNC不是由計算機承擔數控中的命令發生器和控制器。
選擇一項：
對
錯
題目16
數控機床無需保護接地。
選擇一項：
對
錯
題目17
滑動導軌比滾動導軌的定位精度高。
選擇一項：
對
錯
題目18
數控回轉工作臺不是機床的一個旋轉坐標軸，不能與其他的坐標軸聯動。
選擇一項：
對
錯
題目19
當改變加工零件時，在數控機床上只要改變加工程序，就可繼續加工新零件。
選擇一項：
對
錯
題目20
通常一臺數控機床的聯動軸數一般會大于可控軸數。
選擇一項：
對
錯
題目21
經濟型數控車床常采用水平床身，優點是加工工藝性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的運動精度，但這種結構床身下部空間小，排屑困難。
選擇一項：
對
錯
題目22
數控機床進給系統采用齒輪傳動副時，為了提高傳動精度應該有消齒側間隙措施。
選擇一項：
對
錯
題目23
臥式加工中心主軸的軸線為垂直設置。
選擇一項：
對
錯
題目24
數控電火花加工機床屬于接觸加工。
選擇一項：
對
錯
題目25
在采用ATC后，數控加工的輔助時間主要用于刀具的選刀和換刀。
選擇一項：
對
錯
題目26
在加工中心上，工件一次安裝定位后，可完成多工序加工，避免了因多次安裝造成的誤差。
選擇一項：
對
錯
題目27
開環控制數控機床的特點是結構簡單、調試方便、容易維修、成本較低，但其控制精度不高。
選擇一項：
對
錯
題目28
圖示加工中心的自動換刀裝置采用的是鼓輪式刀庫。
選擇一項：
對
錯
題目29
數控系統是數控機床裝備的核心關鍵部件，特別是對于高檔數控機床，它是決定機床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關鍵因素。
選擇一項：
對
錯
題目30
按照工藝用途分類，數控銑床屬于金屬切削類數控機床。
選擇一項：
對
錯
題目31
數控機床解決了在普通機床加工中存在的一系列缺點和不足，它的特點有加工精度高、對加工對象的適應性強
、自動化程度高、勞動強度低、生產效率高等。
選擇一項：
對
錯
題目32
變速范圍窄是數控機床主傳動系統具有的特點。
選擇一項：
對
錯
題目33
數控機床必須有檢測速度和位移的反饋裝置。
選擇一項：
對
錯
題目34
數控設備的選用只需要考慮其加工精度就可以了。
選擇一項：
對
錯
題目35
數控機床的故障按故障內容分類，可分為可重復性故障和電氣故障。
選擇一項：
對
錯
題目36
數控機床進給系統中采用傳動齒輪副時，不存在齒側間隙，所以不需要消除齒輪傳動間隙的措施。
選擇一項：
對
錯
題目37
數控機床采用通過帶傳動的主傳動系統，可以避免齒輪傳動引起的振動和噪聲。
選擇一項：
對
錯
題目38
可編程控制器是數控機床實現自動加工的核心，是整個數控機床的靈魂所在。
選擇一項：
對
錯
題目39
數控機床能否充分發揮作用，起到應有的經濟效益，是與生產管理、技術水平、人員配套、基礎元部件的及時供應等有密切關系的。
選擇一項：
對
錯
三、填空題
題目40
數控系統是數控機床裝備的核心關鍵部件，特別是對于高檔數控機床，它是決定機床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關鍵因素。
題目41
按照工藝用途分類，數控銑床屬于金屬切削類數控機床。
題目42
滾珠絲杠螺母副的特點是摩擦損失小，傳動效率高；靈敏度高，傳動平穩；磨損小，壽命長，精度保持性好。
題目43
圖示加工中心的自動換刀裝置采用的是鼓輪式刀庫。
題目44
如圖所示臥式加工中心采用的是機械手換刀方式的換刀裝置。
題目45
對數控銑床的斜線銑削精度檢驗屬于切削精度檢驗。
題目46
數控機床安裝位移檢測裝置的作用是為了提高機床的定位精度和加工精度
題目47
立式加工中心是指主軸軸線與工作臺垂直
設置的加工中心，主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復雜零件。
題目48
車削中心是以
全功能型數控車床
為基本體，并在其礎上進一步增加動力銑、鉆、鏜，以及副主軸的功能，以實現多工序復合加工的機床。
題目49
傳統的車、銑、鉆加工中，刀具硬度必須比工件硬度大，而數控電火花線切割機床的電極絲不必比工件材料硬，可以加工硬度很高或很脆，用一般切割法難以加工或無法加工的材料。
題目50
臥式加工中心常采用T型床身布局，
T形床身布局的優點是剛性好，提高了工作臺的承載能力，易于保證加工精度，有較長的工作行程
題目51
當今的數控機床正在不斷采用最新技術成就，朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、與
高可靠性
等方向發展。
題目52
滾珠絲杠螺母副的傳動間隙會影響滾珠絲杠反向傳動精度和軸向剛度。
題目53
消除軸向間隙的常采用雙螺母結構，利用兩個螺母的相對軸向位移，使兩個滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋軌道的兩個相反的側面上。常用方法有：雙螺母墊片調隙式式、彈簧自動調整式、齒差調隙式。
題目54
對機床熱源進行強制冷卻，是減少數控機床熱變形對加工精度影響的有效措施。
題目55
圖示安裝在加工中心擺動工作臺上的檢測儀器叫球桿儀，它的工作原理是將其兩端分別安裝在機床的主軸與工作臺上或者安裝在車床的主軸與刀塔上，測量兩軸插補運動形成的圓形軌跡，并將這一軌跡與標準圓形軌跡進行比較，從而評價機床產生誤差的種類和幅值。
題目56
滾珠絲桿的傳動效率比普通滑動絲桿的傳動效率高
題目57
圖示數控車床的主傳動系統采用的是帶傳動輪廓控制的變速方式。
題目58
欲加工一條與X軸成70°的直線輪廓，應采用輪廓控制數控機床。
題目59
車削中心是以全功能型數控車床為基本體，并在其礎上進一步增加動力銑、鉆、鏜，以及副主軸的功能，以實現多工序復合加工的機床。
題目60
圖示加工中心的自動換刀裝置采用的是鏈式刀庫。
題目61
一般情況下，數控電火花加工機床可以加工導電材料。
題目62
在全閉環控制系統的數控機床中，必須利用位置檢測裝置把機床運動部件的實際位移量隨時檢測出來，與給定的控制值進行比較，從而控制驅動元件準確運轉，使工作臺或刀具按規定的軌跡和坐標移動。
題目63
人機界面是數控機床操作人員與數控系統進行信息交換的窗口。
題目64
數控機床的故障按故障內容分類，可分為機械故障和電氣故障兩大類。
題目65
對加工中心的回轉軸原點的返回精度檢驗，屬于定位精度檢驗。
題目66
數控銑床采用T型床身布局的最顯著優點是剛性高
題目67
加工中心按功能特征進行分類，可分為鏜銑加工中心、鉆削加工中心和復合加工中心等。
題目68
數控機床的導軌按接觸面的摩擦性質可分為滑動導軌；
滾動導軌；靜壓導軌
題目69
數控機床的主傳動系統的特點：轉速高功率大；變速范圍寬；主軸變換迅速可靠；
主軸組件的耐磨性高
題目70
臥式加工中心是指主軸軸線與工作臺平行設置的加工中心,主要適用于加工箱體類零件。
題目71
在國內外近年來生產的高速數控機床中，越來越多地采用電主軸。從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現了機床的“零傳動”。
題目72
數控電火花線切割機床加工的特點有金屬材料的硬度和韌性不影響加工速度。
題目73
經濟型數控車床常采用水平床身，它的優點是加工工藝性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的運動精度，但這種結構床身下部空間小，排屑困難。
題目74
氣動裝置作為數控機床的輔助裝置，工作速度快和工作頻率高，對環境要求適應性好，裝置結構簡單，工作介質不污染環境。
題目75
導向精度高，良好的摩擦特性，足夠的鋼度是數控機床對導軌的基本要求。
題目76
三軸立式數控銑床或加工中心上，附加具有一個旋轉軸的數控回轉工作臺，可實現
四軸聯動加工。
題目77
光柵是數控機床上常用的一種位移傳感器。
題目78
數控銑床立柱采用熱對稱結構可以減少熱變形對加工件的精度影響。
題目79
數控電火花線切割機床屬于放電加工
題目80
在數控機床上采用如圖所示的半閉環控制系統，由于大部分機械傳動環節未包括在系統閉環環路內，因此可獲得較穩定的控制特性。
題目81
基礎支撐件是整臺數控機床的基礎和框架，支承機床的各主要部件，并使它們在靜止或運動
中保持相對正確的位置。
題目82
一般采用開環控制的經濟型數控機床沒有位移檢測裝置。
題目83
在數控銑床的運動分配與部件布局中，一般需要對工件的多個側面進行加工，則主軸應布局成臥式
題目84
圖示數控車床采用傾斜床身結構，這種布局結構具有機床外形美觀，占地面積小，易于排屑和冷卻液的排流，便于操作者操作和觀察，易于安裝上下料機械手，實現全面自動化等特點。
題目85
數控機床精度檢驗中，定位精度的檢驗是表明所測量的機床各運動部位在數控裝置控制下，運動所能達到的精度。
題目86
數控機床進給傳動系統采用滾珠絲杠螺母副時，進行消除其軸向間隙的調整的主要目的是提高反向傳動精度和軸向剛度
題目87
數控機床的導軌按觸面的摩擦性質可分為
滑動導軌，滾動導軌和靜壓導軌三種。
題目88
數控機床各個部件的熱變形會影響工件的加工精度，對機床熱源進行強制冷卻是減少熱變形對加工精度影響的有效措施。
題目89
采用經濟型數控系統的機床
具有的特點是采用步進電機伺服系統
CPU可采用單片機只配備必要的
數控系統
四、簡答題
題目90
數控車床的機械結構組成及結構有什么特點。
答：數控車床機械結構，由主軸傳動機構、進給傳動機構、工作臺、床身等部分組成，數控車床本體結構特點包括下面幾個方面：
（1）采用高性能的主軸部件。具有傳遞功率大、剛度高、抗振性好及熱變形小等優點。
（2）進給伺服傳動采用高性能傳動件，具有傳動鏈短、結構簡單、傳動精度高等特點，一般采用滾珠絲杠副、直線滾動導軌副等。
（3）有較完善的刀具自動交換和管理系統。工件在車床上一次安裝后，能自動的完成或接近完成工件各面的加工工序。
（4）車床的機械結構還有輔助裝置，主要包括刀具自動交換機構、裝置、切削液裝置、排屑裝置、過載與限位保護功能等部分。
題目91
數控機床對進給系統有哪些要求？
答：數控機床對進給系統的要求：
（1）運動件間的摩擦阻力小；
（2）消除傳動系統中的間隙；
（3）傳動系統的精度和剛度高；
（4）減少運動慣性，具有適當的阻尼。
題目92
經濟型數控車床的有什么特點？
答：1）一般是在普通車床的基礎上進行改進設計；
2）并采用步進電動機驅動的開環伺服系統；
3）其控制部分采用單板機、單片機或檔次比較低的數控系統來實現；
4）此類車床結構簡單，價格低廉；
5）功能簡單。
題目93
數控機床的主軸變速方式主要有哪些？
答：（1）帶有變速齒輪的主傳動；
（2）通過帶傳動的主傳動；
（3）用兩個電動機分別驅動主軸；
（4）由調速電動機直接驅動的主傳動；
（5）內裝式電主軸。
題目94
加工中心和數控銑床的最大區別是什么？
答：加工中心和數控銑床的最大區別是：加工中心有自動換刀裝置，可以自動選刀和換刀，能實現工件一次裝卡后完成銑、鏜、鉆、鉸、锪、攻螺紋等多道工序或全部工序的加工。避免了因多次安裝造成的誤差。
題目95
滾珠絲杠螺母副在數控機床上的作用是什么？滾珠絲杠螺母副的特點有哪些？
答：滾珠絲杠螺母副的作用：是將旋轉運動轉換為直線運動，主要用于各類中小型數控機床的直線進給傳動系統。
滾珠絲杠螺母副的特點：
①
傳動效率高、摩擦損失小；
②
靈敏度高，傳動平穩，不易產生低速爬行現象，隨動精度和定位精度高；
③
磨損小，壽命長，精度保持性好；
④
給予適當預緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向就可以消除空程死區，提高反向傳動精度和軸向剛度；
⑤
運動具有可逆性，因此不能自鎖，絲杠立式使用時，應增加制動裝置；
⑥
制造工藝復雜，成本高。
題目96
數控機床機械結構的主要組成有哪幾部分？每部分的功能是什么？
答：數控機床的機械結構主要由：主傳動系統、進給傳動系統、基礎支承件、輔助裝置四部分組成。
每部分的功能是：
①主傳動系統：其功用是將驅動裝置的運動及動力傳給執行件，以實現主切削運動。
②進給傳動系統：其功用是將伺服驅動裝置的運動與動力傳給執行件，以實現進給切削運動。
篇6
關鍵詞：數控機床；工作原理；故障維修；特點；組成
中圖分類號：TP24 文獻標志碼：A 文章編號：1000-8772（2013）05-0192-02
數控機床是數字控制機床（Computernumericalcontrolmachinetools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作。按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。
1 數控機床的組成及原理
數控機床是機電一體化的典型產品，是集機床、計算機、電動機及拖動、動控制、檢測等技術為一體的自動化設備。數控機床的基本組成包括控制介質、數控裝置、伺服系統、反饋裝置及機床本體，見下圖。
1.1 控制介質
數控機床工作時，不用人去直接操作機床，但又要執行人的意圖，這就必須在任何數控機床之間建立某種聯系，這種聯系的中間媒介物稱之為控制介質。在普通機床上加工零件時，由工人按圖樣和工藝要求進行加工。在數控機床加工時，控制介質是存儲數控加工所需要的全部動作和刀具相對于工件位置等信息的信息載體，它記載著零件的加工工序。數控機床中，常用的控制介質有穿孔紙帶、穿孔卡片、磁帶和磁盤或其他可存儲代碼的載體，至于采用哪一種，則取決于數控裝置的類型。早期時，使用的是8單位（8孔）穿孔紙帶，并規定了標準信息代碼ISO（國際標準化組織制定）和EIA（美國電子工業協會制定）兩種代碼。
1.2 數控裝置
數控裝置是數控機床的核心。其功能是接受輸入裝置輸入的數控程序中的加工信息，經過數控裝置的系統軟件或邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理后，發出相應的脈沖送給伺服系統，使伺服系統帶動機床的各個運動部件按數控程序預定要求動作。一般由輸入輸出裝置、控制器、運算器、各種接口電路、CRT顯示器等硬件以及相應的軟件組成。數控裝置作為數控機床“指揮系統”，能完成信息的輸入、存儲、變換、插補運算以及實現各種控制功能。
1.3 伺服系統
機床上的執行部件和機械傳動部件組成數控機床的進給系統，它根據數控裝置發來的速度和位移指令控制執行部件的進給速度、方向和位移量。每個進給運動的執行部件都配有一套伺服系統。伺服系統的作用是把來自數控裝置的脈沖信號轉換為機床移動部件的運動，它相當于手工操作人員的手，使工作臺（或溜板）精確定位或按規定的軌跡作嚴格的相對運動，最后加工出符合圖樣要求的零件。
1.4 反饋裝置
反饋裝置是閉環（半閉環）數控機床的檢測環節，該裝置可以包括在伺服系統中，它由檢測元件和相應的電路組成，其作用是檢測數控機床坐標軸的實際移動速度和位移，并將信息反饋到數控裝置或伺服驅動中，構成閉環控制系統。檢測裝置的安裝、檢測信號反饋的位置，決定于數控系統的結構形式。無測量反饋裝置的系統稱為開環系統。由于先進的伺服系統都采用了數字式伺服驅動技術（稱為數字伺服），伺服驅動和數控裝置間一般都采用總線進行連接。反饋信號在大多數場合都是與伺服驅動進行連接，并通過總線傳送到數控裝置，只有在少數場合或采用模擬量控制的伺服驅動（稱為模擬伺服）時，反饋裝置才需要直接和數控裝置進行連接。伺服電動機內裝式脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、測速機、光柵和磁尺等都是NC機床常用的檢測器件。
2 數控機床主要故障分析及維修
2.1 數控機床主軸伺服系統故障檢查及維修
在維修主回路采用錯位選觸無環流可逆調速驅動系統的數控車床中所遇到的部分故障及處理方法。
（1）故障現象：1.8m臥車在點動時，花盤來回擺動。
檢查：測量驅動控制系統中的±20V直流穩壓電源的紋波為4V峰峰值，大大超過了規定的范圍。
處理：將電壓板中的100MF和1000MF濾波電容換下焊上新電容，并測量紋波只有幾個毫伏后將電源板安裝好，開機試運行，故障消除。
（2）故障現象：配套某系統的數控車床，當主軸在高速（3000r/min以上），機床出現異常振動。
處理：檢查機床的主軸驅動是否連接，發現機床的主軸驅動器的接地線連接不良后，將接地線重新連接，機床可恢復正常。
2.2 機床PLC初始故障的診斷
機床PLC初始故障的診斷為了保護機床和維修方便，PLC有顯示和檢測機床故障的能力。一旦發生故障，維修人員就能根據機床的故障顯示號去確定故障類別，予以排除。但在實際加工過程中，我們發現有時PLC同時顯示幾個故障，它們是由某一個故障引起的連鎖故障，排除了初始的引發故障，其他故障報警就消失了。可是從機床PLC顯示的所有報警故障中，維修人員并不知道哪個故障是初始引發故障，維修人員只能逐個故障去查，這就增加了維修難度。機床PLC初始故障診斷功能，通過PLC程序，準確判斷出初始故障的報警號。維修中，首先排除初始故障，其他引發故障自行消失，這樣就極大地方便了機床的維修，提高了機床維修的快速性和準確性。初始故障診斷原理設計的PLC程序不單單是把各個故障都能檢測和顯示出來，還能把最關鍵的初始故障自動判斷出來。
2.3 數控設備檢測元件故障及維修
檢測元件是數控機床伺服系統的重要組成部分，它起著檢測各控制軸的位移和速度的作用，它把檢測到的信號反饋回去，構成閉環系統。測量方式可分為直接測量和間接測量：直接測量就是對機床的直線位移采用直線型檢測元件測量，直接測量常用的檢測元件一般包括：直線感應同步器、計量光柵、磁尺激光干涉儀。間接測量就是對機床的直線位移采用回轉型檢測元件測量，間接測量常用的檢測元件一般包括：脈沖編碼器、旋轉變壓器、圓感應同步器、圓光柵和圓磁柵。
在數控設備的故障中，檢測元件的故障比例是比較高的，只要正確的使用并加強維護保養，對出現的問題進行深入分析。就一定能降低故障率，并能迅速解決故障，保證設備的正常運行。
2.4 數控機床主傳動系統故障診斷與維修
在數控機床在加工時，可能由于斷續切削、加工余量不均勻、運動部件不平衡以切削過程中的自振動等原因引起沖擊力和交變力，使主軸產生振動，影響加工精度和表面粗糙度，嚴重時甚至可能破壞刀具主軸系統中的零件，使其無法工作。主軸系統的發熱使其中所有零件產生熱變形，降低傳動效率，破壞零部件之間的相對位置精度和運動精度，從而造成加工誤差。因此，主軸部件組要具有較高的固有頻率，較好的動平衡，且要保持合適的配合精度，并要進行循環。
主軸發熱主軸軸承預緊力過大，造成主軸回轉時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。可以通過重新調整主軸軸承預緊力加以排除；主軸軸承磨損或損壞，也會造成主軸回轉時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。可以通過更換新軸承加以排除；主軸油臟或有雜質，也會造成主軸回轉時阻力過大，引起主軸溫度升高。通過清洗主軸箱，重新換油加以排除；主軸軸承油脂耗盡或油脂過多，也會造成主軸回轉時阻力、摩擦過大，引起主軸溫度升高。通過重新涂抹脂加以排除。主軸強力切削時停轉主軸電動機與主軸連接的傳動帶過松，造成主軸傳動轉矩過小，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。通過重新調整主軸傳動帶的張緊力，加以排除；主軸電動機與主軸連接的傳動帶表面有油，造成主軸傳動時傳動帶打滑，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。通過用汽油或酒精清洗后擦干凈加以排除。
主軸工作時噪聲過大是主軸部件動平衡不良，使主軸回轉時振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產廠家的專業人員對所有主軸部件重新進行動平衡檢查與調試；主軸傳動齒輪磨損，使齒輪嚙合間隙過大，主軸回轉時沖擊振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產廠家的專業人員對主軸傳動齒輪進行檢查、維修或更換；主軸支承軸承拉毛或損壞，使主軸回轉間隙過大，回轉時沖擊、振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產廠家的專業人員對軸承進行檢查、維修或更換；主軸傳動帶松弛或磨損，使主軸回轉時摩擦過大，引起工作噪聲。通過調整或更換傳動帶加以排除。
數控機床故障產生的原因是多種多樣的，有機械問題、數控系統的問題、傳感元件的問題、驅動元件的問題、強電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進一步擴大。總之，在面對數控機床故障和維修問題時，首先要防患于未然，不能在數控機床出現問題后才去解決問題，要做好日常的維護工作和了解機床本身的結構和工作原理，這樣才能做到有的放矢
篇7
數控關鍵技術的運用能夠提升數控機床的生產效率，實現數控機床的自動化、智能化作業，從而優化生產工藝，不斷提升生產質量。
在數控機床中，智能集成數控關鍵技術的運用能夠有效地提升零部件生產的效率和質量，提升零部件生產工藝的水準。隨著計算機技術的不斷進步，傳統的數控機床技術已經難以適應生產的需要，智能集成計算機數控關鍵技術成為發展的趨勢，并逐步運用在實際的數控機床的零部件加工和生產中。
1 新型數控關鍵技術中的智能要素
在新型數控系統中，現有的數控關鍵技術突破了傳統的數控技術的弊端和不足之處，增加了很多智能化的要素，進一步提升了數控機床的生產效率，優化了數控機床的生產工藝。例如特征技術，圖形用戶接口以及高級的語言概念和數據庫結構都應該包含于此。
1.1 任務規劃的智能化
任務智能化是指數控機床將接受的任務，變為數控機床隨環境的變化而不斷調整的目標任務。這樣一來在數控機床加工零部件時，可以根據自身的相關性能而隨時做出改變，以有效地提升零部件的生產工藝，減少不合格率，綜合提升其生產性能。
1.2 自適應的人機界面
在數控機床中，利用智能集成化的數控關鍵技術能夠極大地提升其自動性和自主性，從而優化其管理模式及生產模式，提升數控機床的運作效率，提升數控機床的運作水平，不斷提升其運作能力。
特別是在智能化的主導因素下，利用數控關鍵技術能夠提升機床作業的人機互動性，便于數控機床可以自動化識別不同的人員，根據不同人員的使用習慣及方法來進行一定的自我適應，提升數控機床運作的整體實力和水平。
1.3 加工環節的智能控制
提升了數控機床的智能化運轉，最明顯的體現在于，在數控機床的運轉過程中，利用智能化的因素能夠有效地提升數控機床加工環節中的質量和效率。在數控機床中，加工環節是非常關鍵的，也是非常核心的區域，提升加工環節的質量，能夠有效地提升數控機床的運轉效率，提升加工環節的質量，能夠實現最大程度的再生產能力。
在加工環節中，智能化數控關鍵技術，能夠使得數控機床的加工自動化和智能化。數控機床可以自主地識別程序交代的任務，然后根據目標進行深加工，在保障加工質量的前提下，智能化數控關鍵技術還植入了一定的自檢程序，及時檢測出數控機床生產中的不符合質量或不達標準的零部件。
此外，在數控機床的加工環節，智能化數控關鍵技術還可以對所生產的零部件進行一定的檢測與分析，以此來獲取這些零部件中存在的影響質量的因素，及時采用關鍵的措施來糾正這些不良因素。
1.4 故障自動診斷功能
提升數控機床的故障檢測能力，能夠不斷優化數控機床的故障檢測水平，以此來提升數控機床的運作效率和運作質量。當數控機床在運轉的過程中，智能集成化數控關鍵技術能夠及時找出故障的原因，及時分析出故障發生的具置，根據數控機床中的故障及相關特征來查明其主要誘發原因，并根據不同的原因采取針對性的措施，以此來提升數控機床的整體運作能力。
在數控機床中，通過智能集成化系統自動檢測出來的故障，數控關鍵技術會根據故障的特點和原因，自動或指導排除故障。
2 智能集成數控特點與關鍵技術
在數控機床中，智能集成數控關鍵技術能夠極大地提升數控機床的運作能力，能夠極大地提升數控機床的生產效率，確保數控機床的生產質量，保障數控機床的整體運作水平，從而提升數控機床生產零部件的質量，減少零部件的不合格率。在數控機床中，智能集成數控關鍵技術無論是在技術標準還是在集成智能等方面都采用了新的方法，其技術標準越來越高，智能集成水平也在不斷提升中，與傳統方法相比，智能集成數控關鍵技術消除了傳統方法的后置處理器。
2.1智能識別產品的特征并進行生產
在數控機床的生產過程中，根據零部件的特征來進行自動化的生產與制造。一般而言，在數控機床中，零部件的生產模型是固定的，是通過技術考核，是符合質量標準的。智能集成數控關鍵技術能夠使得零部件在生產作業的過程中，自動化地根據模型的特點和特征來進行零部件的生產，自動剔除零部件材料中不符合形狀和特點的多余材料，從而提升數控機床的生產效率，從而不斷改良數控機床的生產工藝。
在數控機床中，智能識別零部件的生產工藝后，為了提升零部件的批量生產能力，還需要對零部件的設計模型或者零部件的初始模型通過相關的技術標準，通過智能識別零部件的一些特征，如孔洞、卡槽等來生成符合STEP的標準文件，以此來作為初始文件進行批量的零部件生產，以此來綜合性地提升生產效率。此外，這種標準化的文件也是數控機床后續加工工藝的初始點和設計參考標準。
此外，在數控機床中，智能集成數控關鍵技術能夠極大地優化生產工藝，不斷提升生產標準的科學性，智能識別數控機床零部件的特征，特別是一些精細的特征，在復制信息的基礎上，對零部件的相關特征進行復制和臨摹，并依據智能集成所遵循的標準來形成一定的標準文件，作為后續工藝流程設計的基礎。
2.2 CAD和CAM的智能集成接口
優化CAD和CAM的集成接口，提升接口的效率和質量，從而依據一定的標準來優化接口的質量，確保數控機床的智能化集成。在數控機床中，通過對加工零部件的信息復制，從而生成了一定標準的加工零部件標準文件。這個標準文件的形成可以在很大程度上優化了兩個接口的連接質量，通過連接來實現智能化集成計算機的智能化集成水平。
在數控機床的智能化集成中，加工環節是核心部位，加工環節是關鍵程序，通過對加工環節零部件的科學生產，特別是對待加工零部件的精準復制相關信息，來制定科學標準的零部件生產文件，這些生產文件是數控機床生產的前提，也是數控機床生產加工的依據。通過這種標準文件可以在很大程度上優化CAD/CAM接口的質量，從而將二者有效的連接在一起。在數控機床中，兩者連接的質量直接影響著數控機床數控關鍵技術的集成質量。
2.3 新的解釋器的集成
在數控機床中，智能集成數控關鍵技術的運用很難在第一時間，全面覆蓋到數控機床的整體系統中。因此，在這個中間往往需要一定的過渡環節，從而優化新老標準之間的連接，提升智能集成的數控關鍵技術水準。
因此在其解釋器的集成過程中，必須要兼顧新舊不同的標準文件，既要對STEP AP238文件進行科學的解釋，并依據解釋結果構建一定的模型，同時也應該對傳統的標準文件進行科學的解釋。這種兼顧性的集成方法，在一定程度上優化了數控關鍵技術的智能集成水平，使智能集成達到了一定的水準，避免出現不符合質量標準或者不符合相關工藝的問題。
還能夠擴展智能集成的方法，提升智能集成的整體效率。這種兼具新舊不同標準的智能集成方法除了對新的標準文件進行一定的解釋外，還可以依據解釋而對新的標準文件進行一定的修改，從而確保標準文件符合智能集成的需要。
此外，由于這種標準文件的信息量非常大，不僅具有一定的基礎信息，同時還具備其他的零部件的相關信息。正因為標準文件的信息量較大，要求數控關鍵技術的智能集成必須具備一定的開放性和高標準性。
2.4 全過程閉環控制系統
在數控機床中，智能化數控關鍵技術在實際的作業過程中，它的整體系統必須是完整的，必須是緊密連接的，只有這樣才能綜合性地發揮智能集成的整體作用。在數控機床中，智能集成數控關鍵技術的運用，其作用力最大程度的發揮必須依據一定的閉環系統，通過閉環結構來實現不同功能的無縫對接，通過完整的系統結構來實現智能集成的整體功用。
3 結語
在數控機床中，智能集成的數控關鍵技術的運用能夠極大地提升數控機床的生產工藝，能夠有效地提升數控機床的生產效率，確保數控機床的生產質量。數控關鍵技術的主要智能因素包括明確任務，對任務進行科學細分，還包括可以根據不同使用者的特征進行不同的接口設計，同時還包括故障診斷與分析等。
在數控機床中，智能化數控關鍵技術主要體現在智能識別產品特征，復制零部件的信息，產生標準文件，作為數控機床生產的主要標準，同時還包括不同接口的智能集成及過渡環節的解釋器集成等。
篇8
關鍵詞：鉆床 數控 改造
1、引 言
目前，絕大部分企業都是多年累積生產的普通機床，這些機床自動化程度不高，加工精度低，要想在短時期內用自動化程度高的設備大量更新，替代現有的機床，無論從資金還是從生產能力都是不可行的。但盡快將企業現有的部分普通機床實現自動化和精密化改造又勢在必行。印刷電路板等類零件上的孔，數目既多，位置精度要求又高，用普通鉆床無法加工。為此，在鉆床上配備了微機控制的X、Y工作臺。X、Y工作臺的微機控制系統，能與鉆床順序控制器聯接起來，完成全自動的鉆孔工序。
2、分 析
2.1 過去的幾十年里．金屬切削機床的基本動作原理變化不大，但社會生產力特別是微電子技術、計算機技術的應用發展很快。反映到機床控制系統上。它既能提高機床的自動化程度。又能提高加工的精度，現已有一些企業在這方面做了有益的嘗試。實踐證明，改造后的機床既滿足了技術進步和較高生產率的要求．又由于產品精度提高，型面加工范圍增多也使改造后的設備適應能力加大了許多。這更加突出了在舊機床上進行數控技術改造的必要性和迫切性。
2.2 由于新型機床價格昂貴，一次性投資巨大， 如果把舊機床設備全部以新型機床替換，我們要花費大量的資金，而替換下的機床又會閑置起來造成浪費，若采用改造技術加以現代化，則可以節省50％ 以上的資金。從具體情況來講，一套經濟型數控裝置的價格僅為全功能數控裝置的1／3到1／5，一般用戶都承擔得起。這為資金緊張的中小型企業的技術發展開創了新路，也對實力雄厚的大型企業產生了極大的經濟吸引力，起到了事半功倍的積極作用。
2.3市場據國內資料統計訂購新的數控機床的交貨周期一般較長，往往不能滿足生產需要。因此，機床的數控改造就成為滿足市場需求的主要補充手段。
2.4生產在機械工業生產中，多品種、中小批量甚至單件生產是現代機械制造的基本特征，占有相當大的比重。要完成這些生產任務，不外乎選擇通用機床、專用機床或數控機床．其中數控機床是最能適應這種生產需要的。
從上述分析中不難看出數控技術用于機床改造是建立在微電子現代技術與傳統技術相結合的基礎之上。通過理論上的推導和實踐使用的證明，把微機數控系統引入機床的改造有以下幾方面的優點：
（1）可靠性高；（2）柔性強；（3） 易于實現機電一體化；（4）經濟性可觀。為此在舊的機床上進行數控改造可以提高機床的使用性能，降低生產成本，用較少的資金投入而得到較高的機床性能和較大的經濟效益。以ZJA3725×8-2型普通鉆床改造為倒ZJA3725×8-2型圓柱立式鉆床在我公司機械加工行業用量比較大，這主要是它購置費用低，操作簡便實用，故現機加工行業還存在廣泛的應用。
該種機床的傳動系統主要由兩大部分組成：
一是主運動傳動鏈，它的功用是把動力源（主電機）的運動傳給主軸，使主軸帶動鉆頭旋轉。通過操縱手柄控制，主軸可具有12種轉速。
二是進給運動傳動鏈，它的動力源也是主電機通過控制操縱手柄，可使主軸得到4種進給量．但也可手動控制。
改造該種機床，一可以提高原機床的精度和自動化程度，達到快速調整而且仍能保持機床的通用性．二可以提高原機床的功能． 利用微機數控方法準確地加工工件。
3、選 擇
本著對機床的改動盡可能少、控制部分要求抗干擾性強、改造成本低的原則。依據有關資料的技術要求，改造之前應對該機床的性能、數據有所掌握．以便針對機床本身的精度高低來確定改造后的精度和改裝范圍。
一般來講，普通立式鉆床的數控改造主要有兩部分，一是設計一套簡易微機數控x―Y工作臺，固定在鉆床的工作臺上。二是將控制鉆頭上、下運動的手柄拆去，改用微機控制步進電機通過一級減速裝置使鉆頭上下運動。根據數控鉆床的性能要求，一般鉆床的加工精度在0．1～0．02之間。則鉆床步進電機的脈沖當量可進為0．01ram／step，步進電機的步距角=1 5。
4、方 案
開發應用微機的機械系統比普通機械要復雜得多。除了機械結構外，還有計算機軟件和接口硬件等，而且各個組成部分要一體化，組成一個完整的系統。
4.1硬件部分的構成
4.1.1 X、Y工作臺
首先決定X、Y工作臺的機械參數，其中最重要的是X軸和Y軸的最大行程和最大的進給速度。下表中列出了X、Y工作臺的參數。行程的大小與微機內部的計數器容量有關，而工作臺的進給速度與微機的工作速度有關。
4.1.2 步進電動機
下表為步進電動機的參數
電動機的參數
本系統使用的步進電機的步進角為0.9°/步，1轉為400步。步進電機軸與滾珠絲杠直接相聯。電機軸每轉工作臺移動5mm。因此，脈沖當量為：
5/400=0.0125(mm/p)
工作臺移動最大行程400mm時，步進電機必須轉動32000步。即，微機要發出32000個脈沖給步進電機的驅動電路，工作臺才能到達最大行程。8位微機只能對0~255數碼進行運算，此時的數碼可為216=0~65535。
另一方面，X、Y工作臺的最大進給速度為1500mm/min(25mm/s)，則微機每秒輸出的脈沖數為
400×25/5＝2000(p/s)
即輸出脈沖頻率為2kHz。如果微機直接向步進電機輸出脈沖，則必須每隔0.5ms輸出一個脈沖。這完全可以用軟件方法（中斷）實現。本系統通過具有脈沖輸出、計數功能的專用芯片輸出脈沖，使計算機軟件的編制非常簡單。
4.2系統運動方式的確定數控系統按運動方式可分為點位控制系統，點位直線系統，連續控制系統 如果工件相對于刀具移動過程中不進行切削，可選用點位控制方式。數控鉆床在工作臺移動過程中鉆頭并不進行鉆孔加工， 因此數控裝置可采用點位控制方式。對點位系統的要求是快速定位，保證定位精度。
4.3伺服系統的選擇伺服系統實現位置伺服控制有開環、閉環、半閉環3種控制方式。開環控制的伺服系統存在著控制精度不能達到較高水平的基本問題． 但是步進電機具有角位移與輸入脈沖的嚴格對應關系。使步距誤差不會積累；轉速和輸入脈沖頻率嚴格的對應關系，而且在負載能力范圍內不受電流、電壓、負載大小、環境條件的波動而變化的特點。并且步進電機控制的開環系統由于不存在位置檢測與反饋控制的問題．結構比較簡單，易于控制系統的實現與調試。并且隨著電子技術和計算機控制技術的發展。在改善步進電機控制性能方面也取得了可喜的發展。因此，在一定范圍內，這種采用步進電機作為驅動執行元件的開環伺服系統可以滿足加工要求。適宜于在精度要求不很高的一般數控系統中應用。
雖然閉環、半閉環控制為實現高精度的位置伺服控制提供了可能，然而由于在具體的系統中，增加了位置檢測、反饋比較及伺服放大等環節，除了在安裝調試增加工作量和復雜性外， 從控制理論的角度看，要實現閉環系統的良好穩態和動態性能，其難度也將大為提高。為此，考慮到在昔通立式鉆床上進行改造，精度要求不是很高（系統分辨率0．01即可），為了簡化結構，降低成本，本文采用步進電機開環伺服系統。
4.4執45-機構傳動方式的確定為確保數控系統的傳動精度和工作平穩性，在設計機構傳動裝配時，通常提出低摩擦、低慣量、高剛度、無問隙、高諧振以及有適宜阻尼比的要求。故在設計中應考慮以下幾點：
(1)盡量采用低摩擦的傳動和導向元件。如采用滾珠絲杠螺母傳動副、滾動導軌等。
(2)盡量消除傳動間隙。如步進電機上的傳動齒輪采用偏心軸套式消庶結構。
(3)縮短傳動鏈。縮短傳動鏈可以提高系統的傳動剛度。減小傳動鏈誤差。可采用預緊以提高系統的傳動剛度。如應用預加負載的滾動導軌和滾珠絲杠傳動副，絲杠支承設計成兩端軸向固定，并加預拉伸的結構等提高傳動剛度。x―Y工作臺傳動采用滾珠絲杠螺母傳動副和滾動導軌。
4.5 計算機系統的選擇計算機數控系統一般由微機部分、I／O接口電路、光電隔離電路、伺服電機驅動電路、檢測電路等幾部分所組成。
在簡易數控系統中，大多采用8位微處理器的微型計算機。如何采用Z80CPU或MCS一51單片機組成的微機應用系統。
Z80CPU有芯片價廉，通用性強，維修方便等特點。MCS一51單片機具有集成度高、可靠性好、功能強、速度快和很高的性能價格比等特點。通過比較，對于簡易數控機床推薦采用MCS一51系列單片機作為主控制器。
5、實 施
5.1保留原機床主傳動鏈，保留鉆床工作臺和控制工作臺移動手柄，在原工作臺上安裝一套微機數控的x―Y工作臺。由于x―Y工作臺的運動部件重量和切削力不大。因此選用有預加載荷的雙v形滾珠導軌。采用滾動導軌可減小兩個相對運動面的動、靜摩擦系數之差，從而提高運動平穩性，減小振動。考慮到電機步距角和絲杠導程只能按標準選取，為達到分辨率0．01要求，需采用齒輪降速傳動。
5.2 將控制鉆頭進給運動的手柄拆去，改用步進電機，步進電機通過一級減速，使齒輪與套筒上的齒條嚙臺，從而實現了主軸向下進給或向上退出。
5.3 在x、Y工作臺的下底板的4個角留有一個凸臺，各開一個槽，把螺栓插入原工件臺的槽及此槽內用螺母旋緊。
綜上所述，本文改造的總體方案確定為：采用8031單片機對數據進行計算處理，由I／O接口輸出步進脈沖步進電機經一級齒輪減速后， 帶動絲杠轉動，從而實現工件的縱向、橫向運動，同時為了防止意外事故，保護微機及其它設備，還設置報警、急停電路等。
ZJA3725×8-2數控改造后，進給定位準確，性能參數穩定，顯著提高了零件的加工精度和生產效率。針對企業數控機床少，普通機床多的實際狀況，此種改造起到事半功倍的效果。
課題：設備技術改造迫切要解決。
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篇9
隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。
長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。
2數控技術發展趨勢
2.1性能發展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。
(3)工藝復合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。
(4)實時智能化早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。
2.2功能發展方向
(1)用戶界面圖形化用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。
(2)科學計算可視化科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
(4)內裝高性能PLC數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。
(5)多媒體技術應用多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
2.3體系結構的發展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。
(2)模塊化硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。
(3)網絡化機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
(4)通用型開放式閉環控制模式采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。
3智能化新一代PCNC數控系統
篇10
【關鍵詞】機械制造 1 機械制造技術的發展
在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體。機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。
2 智能化技術發展趨勢
2.1 性能發展方向 。
2.1.1 高速高精度高效化。
速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
2.1.2 柔性化。
包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大。可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群拉系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。
2.1.3 工藝復合性和多軸化。
以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工。正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。
2.1.4 實時智能化。
早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展。由此產生了實時智能控制這一新的領域。
2.2 功能發展方向。
2.2.1 用戶界面圖形化。
用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前Internet、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術，也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。
2.2.2 科學計算可視化。
科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語育表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
2.2.3 插補和補償方式多樣化。
多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補（非均勻有理B樣條插補）、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
2.2.4 內裝高性能PLC。
數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圈或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能，編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實側，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。
2.2.5 多媒體技術應用。
多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域。應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
2.3 體系結構的發展 。
2.3.1 集成化。
采用高度集成化CPU，RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度，應用LED平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點。可實現超大尺寸顯示。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，掘高系統的可靠性。
2.3.2 模塊化 。
硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化，根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服，PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。
2.3.3 網絡化 。
機床聯網可進行遠程控制和無人化操作，聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行。不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。