機電數控技術的結合效應
機電數控技術的結合效應【1】
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，進而可以充分發揮出各自具有的功能。
數控技術指的就是通過數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，實現控制與操作自動化的一種技術。
本文以數控機床為例，對機電數控技術的結合開發與實施進行分析與研究。
關鍵詞：機電一體化 數控技術 技術開發
數控機床是應用數控技術的新型機電設備，是對傳統機械制造進行滲透而產生的一種機電一體化產品。
其技術涉及的范圍比較廣，包括伺服驅動技術、機械制造技術、自動化技術、信息處理技術以及軟件技術等。
一、數控機床的概述
數控技術的典型應用就是數控機床。
在某種程度上而言，數控機床的制造水平也就代表了當時機械制造行業的生產水平。
數控機床指的就是應用數控技術的機床，此機床的各項操作都是通過數字代碼程序指令實現的，基本上達到了生產自動化。
數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。
現階段，數控機床的結構主要分為三個部分：數控系統、伺服系統與機床主體。
數控系統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、程序讀入設備、運算核心等。
伺服系統是數控機床的重要組成部分，其主要包括閉環伺服、半閉環伺服與開環伺服這三個結構。
其中閉環伺服的反饋精度比較高，但是在調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控機床上;半閉環伺服的加工精度與速度也是比較高的，但是與閉環伺服相比還是有一定差距的，其主要適合應用在中小型數控機床上;開環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、穩定性與連續性。
現階段，隨著計算機技術、編程技術以及微電子技術的不斷發展與進步，使得機電一體化的發展得到了很大的支持，相應的數控機床控制系統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，使得數控機床更加的自動化與智能化。
二、數控技術的開放式結構
隨著科學技術的不斷發展與進步，數控技術得到了飛速的發展，并且逐漸完善。
目前，在數控系統中融入了很多的加工工藝、管理經驗以及操作技能等方面的信息，使得數控系統的智能化水平得到了有效的提高;除此之外，在數控系統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的發展。
針對這樣的情況提出了一種開放式的數控系統結構，其表現形式主要分為兩種：其一，計算機數字控制機床和程序計數器主板的結構形式，也就是將程序計數器主板插入到計算機數字控制機床中;其二，運動控制板和程序計數器的結構形式，也就是將運動控制板插入到程序計數器的插槽中。
對于數控系統而言，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實踐中無法得到長期的運用，所以，一定不允許發生程序計數器死機的現象。
綜合考慮，采用第一種結構形式，不僅可以增加系統運行的可靠性，還可以保證界面的開放性。
三、伺服驅動技術
伺服驅動技術指的就是在計算機控制下，通過控制算法軟件對驅動展開一定控制的伺服設備的有關技術。
該技術具有以下優點：一是，不存在溫漂效應，具備一定的穩定性;二是，一般是以數值計算為運行基礎，具備較高的精度;三是，應用的是參數對設置，減少了系統調整的次數;四是，做成集成電路的難度要小很多。
現階段，數控系統中的伺服技術已經取得了一定的突破，主要體現在：驅動方式已經逐漸由直流向交流轉變、控制方式已經逐漸由模擬硬件向數字化軟件轉變。
比如，現階段應用在數控機床伺服主軸裝置上的交流數字驅動系統，已經成為控制系統的主要裝置之一。
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展與進步，特別是計算機處理與邏輯運算技術的發展，有效的促進了伺服技術的發展與完善。
比如，數字信號處理技術的應用，不僅有效的減少了采樣時間，還加快了系統的運算速度。
四、計算機數字控制機床系統的聯網
數控系統在控制多臺機床操作的時候，需要展開一定的網絡通信，網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，企業管理級，通常是由以太網構成，負責總的協調工作，對總生產計劃進行適當的安排等。
二是，車間管理級，通常是由以太網構成，主要就是對各車間的生產調度進行負責，包括安排生產計劃、準備生產設備等。
三是，車間單元控制級，通常是由分布式數控系統展開相應的控制，利用分布式控制系統實現零件程序的上傳下達。
同時，計算機數字控制機床與通信網絡進行連接可以實現維修數據的傳遞，讓用戶可以直接與NC生產廠進行通信，從而將各個制造廠聯系起來，形成一個虛擬的制造網絡。
四是，現場設備級，現場設備級的主要任務就是實現設備單機、連線控制、在線監測、采集運行數據、儲存與統計數據以及通信連網等功能，進而確保現場設備可以高質量的完成生產任務，并且將相關數據傳遞給工廠管理層，同時接受管理層下達的相關指令，并且按照相關指令執行操作。
五、操作與維修
數控系統具有觸摸面板，在操作的時候非常方便、簡捷。
隨著相關技術的發展與進步，采用存儲卡的方式改變數控技術的發展得到了廣泛的關注，數控系統逐漸向智能化、集成化、網絡化、數字化以及微機電控制系統方向發展，無論是操作還是維修都具有一定的簡易性。
六、結束語
總而言之，隨著科學技術的不斷與進步，機電一體化的發展也在逐漸進行，相關的數控技術也得到了廣泛的應用。
因此，一定要加強對機電數控技術結合的研究，為以后相關課題的研究提供可靠的參考依據。
參考文獻
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[3]琚愛云，王忠利.淺析機電一體化技術在數控機床上的應用[J].鄭州鐵路職業技術學院學報，2008(01).
機電數控技術的結合效應用【2】
【摘 要】在當前的社會發展中，機電一體化技術水平不斷提高，在社會各行各業中得到了廣泛的應用。
所為機電一體化技術也就是將現代化電子技術與機械技術中的優勢充分發揮出來，從而達到理想的生產效果。
機電數控技術是由技術人員對具有數字代碼的程序進行操作，從而對機電工程中設備的運行情況進行全面控制，從而使其實現自動化。
本文結合某工廠的數控車床為例，淺要論述了機電數控技術的結合效應用，以供參考。
【關鍵詞】機電;數控技術;結合效應用
機械制造業是當前我國社會發展的支柱產業之一，在其生產與制造過程中，生產車間的數控車床具有至關重要的作用，其先進程度與科技水平都關系到機械制造企業的生產能力。
所謂數控車床也就是由技術人員對具有數字代碼的程序進行控制，從而對機電設備的生產速度、生產效率等進行全面控制，從而使其實現自動化，滿足產品的生產效果。
1 數控車床的概述
相對于普通的自動車床而言，數控車床具有較高的加工性能，并且其適應能力相對較好，技術人員在實際生產過程中只需要對其中相應的成句進行更換，也就能夠達到理想的加工效果。
另外，數控車床在生產過程中還能夠確保產品加工的精確度，簡化產品加工時的難度，尤其是在小批量的生產當中，更能夠確保產品的質量，因此受到了人們的廣泛關注。
在當前的社會發展中，數控車床主要分為以下三個部分：第一部分：數控系統，該系統的主要工作內容是對產品進行各類邏輯運算，其主要分為點位控制系統、直線控制系統以及連續軌跡控制系統三大類。
第二部分：伺服系統，它是數控車床的關鍵部分，在數控車床運行過程中，該系統主要分為三大結構類型：1)開環伺服結構，這一結構中并沒有設置檢測設備，在實際加工過程中獲取不了更精確的信息，因此這一結構在實際生產過程中對于產品的加工速度以及精確度都會起到一定的限制多用;
2)半閉環伺服結構，相對于開環伺服結構而言，這一結構的加工速度以及精確度都能夠受到技術人員的控制，因此，許多生產廠及其數控車床當中都將這一結構應用在其中;
3)閉環伺服結構，這種結構的工作原理與半閉環伺服結構的工作原理相似，但是不同的是在閉環伺服結構的下部分安裝了一個檢測設備，其主要功能是對工作臺的工作位置進行檢測，具有較高的精準度，但是這種結構的調試難度相對比較大，因此我們一般會將這一結構應用在大型數控車床當中。
第三部分：主體結構，在對數控車床的主體結構進行設計過程中，設計者應當對其剛度、穩定性、精確度等進行全面考慮，這樣才能夠擴大其使用范圍，提高其性能。
在現代化社會發展中，各種電子信息技術的應用推動了機電一體化的發展，使數控機床在工作過程中實現了多功能化、智能化以及自動化，確保了其運行的質量與效率。
2 機電數控技術的開放式結構
隨著社會的發展以及技術水平的不斷提高，數控技術開始憑借著各種電子技術的不斷應用而得到了快速的發展，并將其應用在各種生產工藝當中，現已實現了智能化水平。
另外，在數控技術應用中，通過技術人員在其中設置故障自我診斷裝置等，更是推動了數控技術的快速發展。
在機電數控技術發展中，開放式結構的建立是滿足上述各項目標的基本條件，也就是說，在實際工作中，我們應當建立一個開放式結構的數控系統，才能夠達到理想的生產效果與目的。
通過相關分析發現，我們在建立開放式結構數控系統的過程中，其主要分為以下兩種不同的形式：第一種，CNC+PC主板的結構形式。
即將PC主板插入到CNC設備中;第二種，PC+運動控制板的結構形式，即將運動控制板插入PC機的標準插槽中。
對于熟悉PC計算機的系統開發廠家而言，選擇第二種結構形式顯然更加具備優勢。
但是可靠性是數控系統的核心特性，沒有高度可靠性是不能夠在生產實踐當中得到長久應用，因此，類似PC計算機的死機問題是完全不能發生的。
高精度、高速度的加工要求對于數控系統而言同樣非常重要，采用開放性的體系結構會影響那些已經生產出大量數控系統廠家，這些廠家會因為采用開放性結構而影響到原有系統的可靠性和維護服務質量。
采用第一種方案便可以很好地增加數控系統的開放性，即不對原廠的數控系統進行任何變動，并在此基礎上為其增加一塊PC板，用戶通過鼠標和鍵盤便實現了PC和CNC的緊密聯系，它不僅具有可靠的工作性能，而且界面開放。
3 網絡通信能力
適應工廠自動化需要，支持標準FA網絡及DNC的連接。
①工廠干線或控制層通信網絡：由PC機通過以太網控制多臺15i/150i組成的加工單元，可以傳送數據、參數等。
②設備層通信網絡：15i/150i采用I/O LINK與日本標準JPCN―1相對應的一種現場總線。
③通過RS―485接口傳送I/O信號，也可采用Prellbus―DP(符合歐洲1標準EN50170)以12Mbps進行高速通信。
4 CNC系統的聯網
數控系統從控制單臺機床到控制多臺機床的分級式控制需要網絡進行通信，網絡的主要任務是進行通信，共享信息。
這種通信通常分四級：首先，企業(公司)管理級，一般由以太網組成，負責總的協調，安排總生產計劃，進行企業(公司)經營方向的決策等。
其次，一般由以太網組成，負責全廠各車間生產調度，包括安排生產計劃、備品備件等。
再次，車間單元控制級。
一般由DNC功能進行控制。
通過DNC功能形成網絡可以實現對零件程序的上傳或下傳;讀、寫CNC的數據;PLC數據的傳送;存貯器操作控制;系統狀態采集和遠程控制等。
更高檔次的DNC還可以對CAD/CAM/CAPP以及CNC的程序進行傳送和分級管理。
CNC與通信網絡聯系在一起還可以傳遞維修數據，使用戶與NC生產廠直接通信，進而，把制造廠家聯系在一起，構成虛擬制造網絡。
最后，現場設備級。
現場級與車間單元控制級及信息集成系統主要完成底層設備單機及I/O控制、連線控制、通信連網、在線設備狀態監測及現場設備生產、運行數據的采集、存儲、統計等功能，保證現場設備高質量完成生產任務，并將現場設備生產運行數據信息傳送到工廠管理層，向工廠級提供數據。
同時也可接受工廠管理層下達的生產管理及調度命令并執行之。
因此，現場級與車間級是實現工廠自動化及CIMS系統的基礎。
5 結束語
通過上述我們可知，數控機床也就是我們將先進的電子技術與傳統的機械制造技術有機的結合起來，使其優勢得到充分發揮，從而為生產行業做出貢獻，生產出理想的產品，促使企業在市場競爭中不斷發展。
當前，隨著計算機技術、網絡技術在機械制造業中的應用，推動了機械制造業的健康發展，實現國民經濟的可持續發展。
【參考文獻】
[1]陸筠.基于開放式數控機床的機電一體化實驗系統[J].機械制造與自動化，2009(05)：125-126.
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[3]王相君.煤礦機電質量標準化存在的問題及對策[J].科技資訊，2010(04)：256-258.
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