机电数控技术的结合效应分析

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摘 要：机电一体化技术指的就是结合机械技术与电子技术的一种综合技术，进而可以充分发挥出各自具有的功能。数控技术指的就是通过数字代码的程序指令对机电设备的运行轨迹、速度等进行控制，实现控制与操作自动化的一种技术。本文以数控机床为例，对机电数控技术的结合开发与实施进行分析与研究。

关键词：机电一体化 数控技术 技术开发

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2013）06-0013-01

数控机床是应用数控技术的新型机电设备，是对传统机械制造进行渗透而产生的一种机电一体化产品。其技术涉及的范围比较广，包括伺服驱动技术、机械制造技术、自动化技术、信息处理技术以及软件技术等。

一、数控机床的概述

数控技术的典型应用就是数控机床。在某种程度上而言，数控机床的制造水平也就代表了当时机械制造行业的生产水平。数控机床指的就是应用数控技术的机床，此机床的各项操作都是通过数字代码程序指令实现的，基本上达到了生产自动化。

数控机床的加工性能要比普通机床强很多，其具备很好的加工适应性，在对加工对象进行更换的时候，只需要对相应的程序指令进行更换就可以了。现阶段，数控机床的结构主要分为三个部分：数控系统、伺服系统与机床主体。数控系统主要就是负责各种逻辑的运算，包括由电力电路构成的输出设备、程序读入设备、运算核心等。伺服系统是数控机床的重要组成部分，其主要包括闭环伺服、半闭环伺服与开环伺服这三个结构。其中闭环伺服的反馈精度比较高，但是在调试方面就存在着很大的难度，比较适合应用在精度要求比较高的大型数控机床上；半闭环伺服的加工精度与速度也是比较高的，但是与闭环伺服相比还是有一定差距的，其主要适合应用在中小型数控机床上；开环伺服的加工精度与速度都会受到一定的限制，但是相对的结构就比较简单。机床主体的设计充分考虑了精度、热稳定性、刚度以及抗振性等相关方面的要求，使其可以具备良好的适应性、稳定性与连续性。

现阶段，随着计算机技术、编程技术以及微电子技术的不断发展与进步，使得机电一体化的发展得到了很大的支持，相应的数控机床控制系统也越来越智能化与多元化，不仅拥有了自我诊断故障的能力，还达到了自动编程的程度，使得数控机床更加的自动化与智能化。

二、数控技术的开放式结构

随着科学技术的不断发展与进步，数控技术得到了飞速的发展，并且逐渐完善。目前，在数控系统中融入了很多的加工工艺、管理经验以及操作技能等方面的信息，使得数控系统的智能化水平得到了有效的提高；除此之外，在数控系统中应用了自我诊断故障与图形交互等功能，在一定程度上也加快的系统的发展。针对这样的情况提出了一种开放式的数控系统结构，其表现形式主要分为两种：其一，计算机数字控制机床和程序计数器主板的结构形式，也就是将程序计数器主板插入到计算机数字控制机床中；其二，运动控制板和程序计数器的结构形式，也就是将运动控制板插入到程序计数器的插槽中。对于数控系统而言，可靠性才是其核心特点，缺乏一定的可靠性也就决定其在生产实践中无法得到长期的运用，所以，一定不允许发生程序计数器死机的现象。综合考虑，采用第一种结构形式，不仅可以增加系统运行的可靠性，还可以保证界面的开放性。

三、伺服驱动技术

伺服驱动技术指的就是在计算机控制下，通过控制算法软件对驱动展开一定控制的伺服设备的有关技术。该技术具有以下优点：一是，不存在温漂效应，具备一定的稳定性；二是，一般是以数值计算为运行基础，具备较高的精度；三是，应用的是参数对设置，减少了系统调整的次数；四是，做成集成电路的难度要小很多。现阶段，数控系统中的伺服技术已经取得了一定的突破，主要体现在：驱动方式已经逐渐由直流向交流转变、控制方式已经逐渐由模拟硬件向数字化软件转变。比如，现阶段应用在数控机床伺服主轴装置上的交流数字驱动系统，已经成为控制系统的主要装置之一。随着计算机技术、电力电子技术、微电子技术等相关技术的发展与进步，特别是计算机处理与逻辑运算技术的发展，有效的促进了伺服技术的发展与完善。比如，数字信号处理技术的应用，不仅有效的减少了采样时间，还加快了系统的运算速度。

四、计算机数字控制机床系统的联网

数控系统在控制多台机床操作的时候，需要展开一定的网络通信，网络存在的目的也就是为了完成通信与共享信息。这样的通信方式一般包括四级：一是，企业管理级，通常是由以太网构成，负责总的协调工作，对总生产计划进行适当的安排等。二是，车间管理级，通常是由以太网构成，主要就是对各车间的生产调度进行负责，包括安排生产计划、准备生产设备等。三是，车间单元控制级，通常是由分布式数控系统展开相应的控制，利用分布式控制系统实现零件程序的上传下达。同时，计算机数字控制机床与通信网络进行连接可以实现维修数据的传递，让用户可以直接与NC生产厂进行通信，从而将各个制造厂联系起来，形成一个虚拟的制造网络。四是，现场设备级，现场设备级的主要任务就是实现设备单机、连线控制、在线监测、采集运行数据、储存与统计数据以及通信连网等功能，进而确保现场设备可以高质量的完成生产任务，并且将相关数据传递给工厂管理层，同时接受管理层下达的相关指令，并且按照相关指令执行操作。

五、操作与维修

数控系统具有触摸面板，在操作的时候非常方便、简捷。随着相关技术的发展与进步，采用存储卡的方式改变数控技术的发展得到了广泛的关注，数控系统逐渐向智能化、集成化、网络化、数字化以及微机电控制系统方向发展，无论是操作还是维修都具有一定的简易性。

六、结束语

总而言之，随着科学技术的不断与进步，机电一体化的发展也在逐渐进行，相关的数控技术也得到了广泛的应用。因此，一定要加强对机电数控技术结合的研究，为以后相关课题的研究提供可靠的参考依据。

参考文献

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