解析機(jī)電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合效應(yīng)用

【摘 要】在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展中，機(jī)電一體化技術(shù)水平不斷提高，在社會(huì)各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。所為機(jī)電一體化技術(shù)也就是將現(xiàn)代化電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)中的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，從而達(dá)到理想的生產(chǎn)效果。機(jī)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(jìn)行操作，從而對機(jī)電工程中設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行全面控制，從而使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。本文結(jié)合某工廠的數(shù)控車床為例，淺要論述了機(jī)電數(shù)控技術(shù)的結(jié)合效應(yīng)用，以供參考。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電；數(shù)控技術(shù)；結(jié)合效應(yīng)用

機(jī)械制造業(yè)是當(dāng)前我國社會(huì)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(jìn)程度與科技水平都關(guān)系到機(jī)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(jìn)行控制，從而對機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)速度、生產(chǎn)效率等進(jìn)行全面控制，從而使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)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(shí)際生產(chǎn)過程中只需要對其中相應(yīng)的成句進(jìn)行更換，也就能夠達(dá)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(shí)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(huì)發(fā)展中，數(shù)控車床主要分為以下三個(gè)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(jìn)行各類邏輯運(yùn)算，其主要分為點(diǎn)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(yùn)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(shí)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(shí)際生產(chǎn)過程中對于產(chǎn)品的加工速度以及精確度都會(huì)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(gè)檢測設(shè)備，其主要功能是對工作臺(tái)的工作位置進(jìn)行檢測，具有較高的精準(zhǔn)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(huì)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(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)對其剛度、穩(wěn)定性、精確度等進(jìn)行全面考慮，這樣才能夠擴(kuò)大其使用范圍，提高其性能。

在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展中，各種電子信息技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展，使數(shù)控機(jī)床在工作過程中實(shí)現(xiàn)了多功能化、智能化以及自動(dòng)化，確保了其運(yùn)行的質(zhì)量與效率。

2 機(jī)電數(shù)控技術(shù)的開放式結(jié)構(gòu)

隨著社會(huì)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(shí)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(dòng)了數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展。在機(jī)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(xiàng)目標(biāo)的基本條件，也就是說，在實(shí)際工作中，我們應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)開放式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，才能夠達(dá)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(yùn)動(dòng)控制板的結(jié)構(gòu)形式，即將運(yùn)動(dòng)控制板插入PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)插槽中。對于熟悉PC計(jì)算機(jī)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(shí)踐當(dāng)中得到長久應(yīng)用，因此，類似PC計(jì)算機(jī)的死機(jī)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(huì)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(huì)因?yàn)椴捎瞄_放性結(jié)構(gòu)而影響到原有系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)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(jìn)行任何變動(dòng)，并在此基礎(chǔ)上為其增加一塊PC板，用戶通過鼠標(biāo)和鍵盤便實(shí)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(dòng)化需要，支持標(biāo)準(zhǔn)FA網(wǎng)絡(luò)及DNC的連接。①工廠干線或控制層通信網(wǎng)絡(luò)：由PC機(jī)通過以太網(wǎng)控制多臺(tái)15i/150i組成的加工單元，可以傳送數(shù)據(jù)、參數(shù)等。②設(shè)備層通信網(wǎng)絡(luò)：15i/150i采用I/O LINK與日本標(biāo)準(zhǔn)JPCN—1相對應(yīng)的一種現(xiàn)場總線。③通過RS—485接口傳送I/O信號(hào)，也可采用Prellbus—DP（符合歐洲1標(biāo)準(zhǔn)EN50170）以12Mbps進(jìn)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(tái)機(jī)床到控制多臺(tái)機(jī)床的分級式控制需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是進(jìn)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(fù)責(zé)總的協(xié)調(diào)，安排總生產(chǎn)計(jì)劃，進(jìn)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(fù)責(zé)全廠各車間生產(chǎn)調(diào)度，包括安排生產(chǎn)計(jì)劃、備品備件等。再次，車間單元控制級。一般由DNC功能進(jìn)行控制。通過DNC功能形成網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)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(yuǎn)程控制等。更高檔次的DNC還可以對CAD/CAM/CAPP以及CNC的程序進(jìn)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(jìn)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?，F(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(jī)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(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)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(yùn)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(shí)也可接受工廠管理層下達(dá)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(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)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(jī)床也就是我們將先進(jìn)的電子技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)有機(jī)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(xiàn)，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(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用，推動(dòng)了機(jī)械制造業(yè)的健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：湯靜]