數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中應(yīng)用前景

摘 要：數(shù)控技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等組成的綜合應(yīng)用技術(shù)，它的發(fā)展可應(yīng)用為機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展開創(chuàng)的新的空間，使機(jī)械制造格局發(fā)生了巨大變化，本問從數(shù)控技術(shù)的發(fā)展出發(fā)，概述在機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化中的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 機(jī)械自動(dòng)化 開放化

中圖分類號(hào)：TS664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（b）-0079-01

1 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中的應(yīng)用呈現(xiàn)集成化和柔性化發(fā)展，這種發(fā)展趨勢(shì)大大提高了機(jī)械自動(dòng)化綜合發(fā)展水平，成為機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的基礎(chǔ)，也成為機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展水平的核心標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)關(guān)系到機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展前景，而機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展又關(guān)系到我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展方向。現(xiàn)國(guó)內(nèi)數(shù)控技術(shù)長(zhǎng)期依賴國(guó)外，不僅使得制造業(yè)成本增加，而且使的機(jī)械發(fā)展技術(shù)上顯得極為脆弱，整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展水平處于發(fā)達(dá)國(guó)家之后。近幾年來(lái)我國(guó)快速發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)，針對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)有針對(duì)性的對(duì)數(shù)控技術(shù)進(jìn)行發(fā)展和研究，在一定程度上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

2 機(jī)械自動(dòng)化中數(shù)控技術(shù)的理論基礎(chǔ)

2.1 數(shù)控技術(shù)機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用的智能化和多維化

計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及以及軟件技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的智能化成為機(jī)械技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，智能化的內(nèi)容包含數(shù)控系統(tǒng)的各個(gè)方面：機(jī)械自動(dòng)化的精度控制、自適應(yīng)控制、安全控制，以及提高編程水平等，在反應(yīng)控制、機(jī)械參數(shù)的識(shí)別和運(yùn)算，以及數(shù)控的模糊控制等方面都具有發(fā)展的空間。多維化是指機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展層次的多維，通過(guò)數(shù)控技術(shù)拓展機(jī)械自動(dòng)化功能，采用多維的數(shù)控技術(shù)提高自動(dòng)化水平，多維聯(lián)動(dòng)發(fā)揮更高的效益。但是多維數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中編程應(yīng)用開發(fā)難度大，限數(shù)制控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展。

2.2 數(shù)控技術(shù)機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用的精度化和高速化

在機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展中其自動(dòng)化水平通過(guò)速度和精度衡量，亦是其機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展追求的目標(biāo)，在數(shù)控技術(shù)中采用高速CPU和多核CPU提高數(shù)控技術(shù)的處理速度，能夠提高機(jī)械自動(dòng)化中伺服系統(tǒng)的效率，改善機(jī)械靜態(tài)和動(dòng)態(tài)狀況。隨著計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)的發(fā)展，充分應(yīng)用到數(shù)據(jù)技術(shù)，使得機(jī)械自動(dòng)化的控制精度達(dá)到微米級(jí)，可見機(jī)械自動(dòng)化在高精度化和高速化上已經(jīng)大大提高。

2.3 數(shù)控技術(shù)機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用的可靠性和網(wǎng)絡(luò)性

機(jī)械自動(dòng)化控制指標(biāo)中數(shù)控技術(shù)的可靠性是重要內(nèi)容，機(jī)械自動(dòng)化要在控制中取得高性能、高效率和高精度的效果，取得很好的效益，就需要提高數(shù)控技術(shù)的可靠性。對(duì)現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)進(jìn)行性能分析，尋求阻礙性能可靠性的原因，從而提高機(jī)械自動(dòng)化控制水平。在此過(guò)程中要依靠可靠的管理和有效的組織，經(jīng)過(guò)數(shù)控技術(shù)中數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期積累，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)建立優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫(kù)提高數(shù)控技術(shù)水平。

網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械自動(dòng)化數(shù)控技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。數(shù)控系統(tǒng)本身采用模塊設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大，能夠滿足機(jī)械自動(dòng)化功能的需求，數(shù)控技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化能夠依據(jù)不同的機(jī)械自動(dòng)化控制要求，使用相應(yīng)的信息進(jìn)行數(shù)控流程進(jìn)行調(diào)整從而很大限度的發(fā)揮數(shù)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化的效能。

3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)展

3.1 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中的結(jié)構(gòu)發(fā)展

首先機(jī)械自動(dòng)化中數(shù)控技術(shù)的集成化，采用高度集成的芯片和大規(guī)模可編程控制器（PLC）集成各種專用電路芯片，可以提高數(shù)控技術(shù)的軟件和硬件的匹配效能，提高機(jī)械運(yùn)行的速度和機(jī)械自動(dòng)化的集成度，應(yīng)用平面顯示技術(shù)可以提高機(jī)械自動(dòng)化控制顯示功能；其次是體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)機(jī)械設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，可以將不同的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效組合，對(duì)機(jī)械進(jìn)行編程、運(yùn)行、設(shè)定和操作，而且不同的機(jī)械設(shè)備可以顯示在數(shù)控顯示屏幕上，每個(gè)機(jī)械的自動(dòng)控制設(shè)備可以高度的集成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和無(wú)人操作。

3.2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中的功能發(fā)展

首先是數(shù)控技術(shù)的可視化。將計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)緊密聯(lián)系，高效的處理機(jī)械自動(dòng)控制中各種數(shù)據(jù)，是機(jī)械自動(dòng)控制中的信息交流不僅僅在語(yǔ)言表達(dá)上，還可以通過(guò)圖像、動(dòng)作、圖形進(jìn)行可視化。其次在機(jī)械自動(dòng)控制中，由于工藝的要求存在很多補(bǔ)償和插補(bǔ)，補(bǔ)償中如控制測(cè)距的補(bǔ)償，間隙補(bǔ)償。插補(bǔ)包含對(duì)象插補(bǔ)、垂直插補(bǔ)等。

4 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向

4.1 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化的綜合發(fā)展

隨著電子技術(shù)、精密制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制優(yōu)化、監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化中數(shù)控技術(shù)性能日臻完善，數(shù)控的自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。

數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)是機(jī)械自動(dòng)控制的基礎(chǔ)，是先到機(jī)械控制和制造成為規(guī)模化和工業(yè)化的象征，同時(shí)給傳統(tǒng)的機(jī)械控制帶來(lái)翻天覆地的變化，對(duì)汽車加工、國(guó)防工業(yè)發(fā)展起到越來(lái)越重要的作用。機(jī)械自動(dòng)化中的數(shù)控技術(shù)不斷采用新的成果，朝著可靠化、智能化、高精度、高速度方向發(fā)展。智能化是新世紀(jì)機(jī)械控制技術(shù)的大的發(fā)展方向。作為機(jī)械自動(dòng)化的控制部分，數(shù)控技術(shù)中的數(shù)控系統(tǒng)，引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、自適應(yīng)控制等機(jī)制，數(shù)控技術(shù)能在機(jī)械控制中具備學(xué)習(xí)功能，不斷的儲(chǔ)備控制數(shù)據(jù)，具有自適應(yīng)、自補(bǔ)償、自編程等功能。對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)行故障可有進(jìn)行伺服驅(qū)動(dòng)的智能化識(shí)別、故障診斷的專家系統(tǒng)，通過(guò)這些數(shù)控手段可以優(yōu)化調(diào)解參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了其柔性的發(fā)展。這主要是指機(jī)械控制中通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)與外部其他控制系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制和網(wǎng)絡(luò)連接，能夠在企業(yè)內(nèi)部建立機(jī)械自動(dòng)控制的局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部控制或者遠(yuǎn)程控制。

4.2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化中的開放化發(fā)展

數(shù)控系統(tǒng)的開放化是建立機(jī)械控制智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架。在機(jī)械控制中數(shù)控技術(shù)的全軟型的控制系統(tǒng)開放性最好，但是在開發(fā)中涉及的項(xiàng)目太多，存在一定的困難，適合大型機(jī)械自動(dòng)控制；專用的有PC及其和計(jì)算機(jī)綜合數(shù)控技術(shù)（CNC）的開放性比較差；基于總線的數(shù)控系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的性能比較好，但是總線性能并不能在智能數(shù)控是發(fā)揮很好的效用，還需要進(jìn)一步開發(fā)研究。工業(yè)PC和機(jī)械運(yùn)行控制卡的形式使得數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)械控制中發(fā)揮很好的性能，具有很好的開放性，該類型的數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域逐步擴(kuò)大。

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