苗宇

營口市農(nóng)業(yè)工程學校

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機電數(shù)控技術的結合效應分析

苗宇

營口市農(nóng)業(yè)工程學校

摘要：機電一體化技術指的就是結合機械技術與電子技術的一種綜合技術，進而可以充分發(fā)揮出各自具有的功能。數(shù)控技術指的就是通過數(shù)字代碼的程序指令對機電設備的運行軌跡、速度等進行控制，實現(xiàn)控制與操作自動化的一種技術。本文以數(shù)控機床為例，對機電數(shù)控技術的結合開發(fā)與實施進行分析與研究。

數(shù)控機床是應用數(shù)控技術的新型機電設備，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。其技術涉及的范圍比較廣，包括伺服驅(qū)動技術、機械制造技術、自動化技術、信息處理技術以及軟件技術等。

1　數(shù)控機床的概述

數(shù)控技術的典型應用就是數(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時機械制造行業(yè)的生產(chǎn)水平。數(shù)控機床指的就是應用數(shù)控技術的機床，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E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性，在對加工對象進行更換的時候，只需要對相應的程序指令進行更換就可以了?，F(xiàn)階段，’數(shù)控機床的結構主要分為三個部分：數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)與機床主體。數(shù)控系統(tǒng)主要就是負責各種邏輯的運算，包括由電力電路構成的輸出設備、程序讀人設備、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)伺服這三個結構。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，但是相對的結構就比較簡單。機床主體的設計充分考慮了精度、熱穩(wěn)定性、剛度以及抗振性等相關方面的要求，使其可以具備良好的適應性、穩(wěn)定性與連續(xù)性。

現(xiàn)階段，隨著計算機技術、編程技術以及微電子技術的不斷發(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。

2　數(shù)控技術的開放式結構

隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步，數(shù)控技術得到了飛速的發(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)結構，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)器主板的結構形式，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)器的結構形式，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，采用第一種結構形式，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。

3　伺服驅(qū)動技術

伺服驅(qū)動技術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備的有關技術。該技術具有以下優(yōu)點：一是，不存在溫漂效應，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，具備較高的精度；三是，應用的是參數(shù)對設置，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變、控制方式已經(jīng)逐漸由模擬硬件向數(shù)字化軟件轉變。比如，現(xiàn)階段應用在數(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、電力電子技術、微電子技術等相關技術的發(fā)展與進步，特別是計算機處理與邏輯運算技術的發(fā)展，有效的促進了伺服技術的發(fā)展與完善。比如，數(shù)字信號處理技術的應用，不僅有效的減少了采樣時間，還加快了系統(tǒng)的運算速度。

4　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)絡通信，網(wǎng)絡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)構成，負責總的協(xié)調(diào)工作，對總生產(chǎn)計劃進行適當?shù)陌才诺?。二是，車間管理級，通常是由以太網(wǎng)構成，主要就是對各車間的生產(chǎn)調(diào)度進行負責，包括安排生產(chǎn)計劃、準備生產(chǎn)設備等。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。四是，現(xiàn)場設備級，現(xiàn)場設備級的主要任務就是實現(xiàn)設備單機、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，進而確保現(xiàn)場設備可以高質(zhì)量的完成生產(chǎn)任務，并且將相關數(shù)據(jù)傳遞給工廠管理層，同時接受管理層下達的相關指令，并且按照相關指令執(zhí)行操作。

5　操作與維修

數(shù)控系統(tǒng)具有觸摸面板，在操作的時候非常方便、簡捷。隨著相關技術的發(fā)展與進步，采用存儲卡的方式改變數(shù)控技術的發(fā)展得到了廣泛的關注，數(shù)控系統(tǒng)逐漸向智能化、集成化、網(wǎng)絡化、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。

66　結束語

總而言之，隨著科學技術的不斷與進步，機電一體化的發(fā)展也在逐漸進行，相關的數(shù)控技術也得到了廣泛的應用。因此，一定要加強對機電數(shù)控技術結合的研究，為似后相關課題的研究提供可靠的參考依據(jù)。

關鍵字：機電一體化 數(shù)控技術 技術開發(fā)