機電一體化數控方向精選(九篇)

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第1篇：機電一體化數控方向范文

摘 要：機電一體化學技術又被稱為機械電子學技術，是一門綜合的、跨學科的綜合性高技術，同時它是一門獨立的交叉學科，由現代信息技術、現代電子計算機技術以及現代微電子技術和現代自動控制機械技術等各類技術相互融合而成的。因此，對于現代機電一體化技術在工程機械上的應用和普及，可以極大地提高工程機械的各種性能，會使得電子控制技術和液壓、機械技術有機地結合，提高工程機械的燃油經濟性、動力性、安全性以及可靠性、操作舒適性。正是基于此，主要對機電一體化技術在工程機械中的應用與發展進行了探討。

關鍵詞：機電一體化；工程機械；應用前景

1 引言

一般來說，現代機電一體化是當今目前自動化技術發展的相對較高級的階段。它同時也以計算機產業為基礎和主要特征的自動化技術，同時也是生產實踐對自動化技術進一步發展的需要。因此，根據整個行業的未來發展來看，整個工程機械的機電智能化和一體化將是今后的主要發展方向。

2 機電一體化在現代工程機械上的應用模式

2.1 機電一體化技術應用于機床的創新

在機電一體化應用中，Z80-CPU各種應用軟件較多，在我國機床數控方面應用比較普遍，因為它的系統開發較容易。我國的數控機床一般均采用經濟型的光電隔離電路及Z80-CPU微機、微機I/O接口電路以及功率放大電路等。而且這類Z80-CPU及其配套的芯片普遍、廉價并且相對于其他的技術來說相對可靠、維修方便、通用性強。Z80系列有獨特的I/O指令，而且I/O接口譯碼硬件也較簡單，其微機執行時間也較短、重要的是其指令格式也相對較短，這樣非常有利于縮短掃描現場機床工作狀況的周期。

由于大部分的數控機床要求工作刀具或工作臺必須精確按照沿坐標軸的運動，因此在這類機電一體化應用中，就必須要考慮采用具有插補功能的連續控制方式。滾珠絲杠摩擦損失小，副傳動效率高，在整個操作中無爬行現象，運動平穩，給予適當預緊，采用氟塑貼面導軌，它具有耐磨性好，摩擦系數小，可消除低速運動的爬行現象，同時它的抗撕傷能力強、以及成本低等優點。反向時可以定位精度高、消除空間死區以及剛度好。可消除螺母和絲杠的螺紋間隙，因此一般數控機床的執行機構傳動方式采用滾珠絲杠副傳動。

2.2 現代機電一體化在其他行業中的應用

首先我們來看在化纖行業的工程機械中的應用，如精密卷繞控制系統中，其控制系統是由金屬導紗器電機、高強度摩擦輥以及變頻器組成，同時還附加測速控制器與傳感器組成。這樣的工程機械中，其卷繞筒子一般采用積極式傳動，卷繞交叉角是變化的，并且在筒子與導絲器的往復頻率之間是一固定比值。

此外國外生產的工程機械，如裝載機、推土機以及鏟運機等由于采用了相對電子控制的自動變速器，這充分提高了整個工程機械的油耗，增加了經濟性，而且簡化了操作。

3 現代機電一體化在工程機械應用中的發展趨勢

3.1 高性能化的應用發展

這里面主要包含：高速的應用化模式、高精度的應用模式以及高效率的應用模式、高可靠性的應用。新一代CNC系統采用多CPU結構以多總線連接，就是以此“四高”為滿足生產而誕生的。這種系統采用精簡指令集機，可同時實時多任務操作系統并行處理，從而來保證該機電一體化的產品具有相對高性能。

3.2 微型化的應用發展

微型機電一體化系統是機電一體化的一個新發展方向，同時也是電子技術與機械技術在納米尺度上相融合的產物，國外稱微電子機械系統。微型機電一體化產品，泛指幾何尺寸向微米、納米級發展，其體積一般不超過1cm3的機電一體化產品，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優越性，并且其耗能小、體積小、運動靈活，是近年和將來十大關鍵技術之一。

3.3 機電一體化智能化的應用發展

一般來說，現代機電一體化的發展和進步都主要體現在控制理論的基礎上，也就是當前機電一體化技術與傳統機械自動化技術的主要區別之一就是智能化技術，而且這種在實際中的區別表現就是表現在其產品的智能上。它是吸收計算機科學、人工智能、生理學等一系列智能的新方法、新思想，模擬人類智能，這樣的技術目前任然在探索和應用中，相信將來是有非常廣闊的應用前景。

參考文獻

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［5］羅輯，杜柳青，袁冬梅，曾宇丹.機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢［J］.機床與液壓，2008，（1）.

第2篇：機電一體化數控方向范文

參加第二批次錄取的有普通高中、中外合作辦學項目及國際課程班、中高等職業教育3+3分段培養專業班、綜合高中班、五年制高職專業班、重點技工學校技師班技師班和高級技工班等，截止到7月18日第二批次投檔結束，全市已經累計錄取3.72萬名考生,其中普通高中2.82萬人，職業學校0.9萬人。考生可在7月18日20時后，通過“南京市教育局”網站(njedu.gov.cn)“招生信息”版塊、電話16888967和手機短信進行錄取信息查詢，并在近日注意查收市招生辦統一印制、市郵政公司免費特快專遞的《錄取通知書》。

南京市第二批次招生學校錄取工作即將結束，凡在7月18日20時后，在第二批次各類學校投檔控制線上、未查到自己被錄取的信息又愿意填報征求志愿的考生，可在“南京市教育局”網站(njedu.gov.cn)“招生信息”版塊上查看征求志愿的學校信息。并于7月19日9時起至11時止，持本人動態口令卡在“南京市教育局”網站(njedu.gov.cn)“招生信息”版塊上填報征求志愿。每人可以填報兩個志愿。20日根據“成績優先，遵循志愿”的原則向招生學校投放征求志愿。出現考生投檔分相同，仍按排序規則投檔。

市招生辦友情提醒，投放征求志愿時，是按照考生網上填報的征求志愿，根據“成績優先，遵循志愿”的原則投檔，不是根據招生學校登記的信息投檔。

第二批次學校錄取工作將在7月20日下午結束。第三批次學校錄取工作將于7月21日開始，當天結束。全市錄取工作也將在同日結束。

第二批次征求志愿學校

一、普通高中代號學校名稱計劃 缺額數住宿 條件招生說明1390南京師范大學附屬實驗學校20具備面向原市區招生，總分在500分及以上。民辦學校，學費按物價部門規定的標準執行1820溧水區第三高級中學23具備面向溧水區招生，總分在470分及以上1920高淳區淳輝高級中學26具備面向高淳區招生，總分在460分及以上說明：原市區包括玄武區、秦淮區、建鄴區、鼓樓區、棲霞區、雨花臺區、江北新區直管區。

二、中外合作辦學項目及國際課程班(面向全市招生，總分在500分及以上)代號學校名稱計劃 缺額數住宿 條件招生說明1059金陵中學河西分校國際課程選修實驗班（基礎班）48具備民辦學校1179雨花臺中學國際高中課程班（實驗班）2具備 1359南京大學附屬中學中加國際實驗班32少量 1398南京師范大學附屬實驗學校國內外基礎教育課程體系比較研究項目9具備民辦學校說明：民辦學校和中外合作辦學項目及國際課程班，學費按物價部門規定的標準執行。

三、中高等職業教育3+3分段培養專業班(面向全市招生，總分在400分及以上)代號學校及專業名稱計劃缺額數對口銜接高職院5704南京中華中等專業學校43 1服裝設計與工藝16常州紡織服裝職業技術學院2美容美體27常州紡織服裝職業技術學院5705南京金陵中等專業學校11備注1汽車運用與維修6南京交通職業技術學院2市場營銷（網絡營銷方向）5江蘇經貿職業技術學院5707南京市玄武中等專業學校25 2美術設計與制作2南京工業職業技術學院4休閑服務（高爾夫）10江蘇經貿職業技術學院5老年人服務與管理13江蘇經貿職業技術學院5709南京商業學校29 1計算機網絡技術9常州信息職業技術學院2平面設計20南京城市職業學院5710南京新港中等專業學校44 2計算機與數碼產品維修13南京工業職業技術學院3物流服務與管理7南京交通職業技術學院4休閑體育服務與管理（社區服務方向）24南京城市職業學院5711南京浦口中等專業學校49 1機電技術應用5南京科技職業學院4旅游服務與管理10南京旅游職業學院5寵物養護與經營32江蘇農牧科技職業學院6會計2江蘇農牧科技職業學院5714江蘇省溧水中等專業學校42 1機電技術應用16揚州工業職業技術學院2建筑工程施工26常州工程職業技術學院5715江蘇省高淳中等專業學校64 1機電技術應用24江蘇海事職業技術學院2旅游服務與管理19江蘇海事職業技術學院3電子技術應用21無錫職業技術學院

備注：南京金陵中等專業學校(代號：5705)上課地點在光華路校區。

四、五年制高職專業班(面向全市招生，除說明外總分在420分及以上)

代號學校及專業名稱計劃缺額數招生說明2013南京中華中等專業學校47 2電子商務 4人物形象設計 6文化創意與策劃 7計算機網絡技術（網絡安全方向） 2203江蘇省無錫交通高等職業技術學院 江蘇聯合職業技術學院無錫交通分院10 2船舶工程技術 6焊接技術與自動化 14輪機工程技術 2602江蘇省徐州醫藥高等職業學校 江蘇聯合職業技術學院徐州醫藥分院6備注19藥學 10中藥學 12助產 只招女生。總分在455分及以上13康復治療技術 2605江蘇省無錫衛生高等職業技術學校 江蘇聯合職業技術學院無錫衛生分院4肝功能正常，無色盲1生物制藥技術 3藥學 5助產 只招女生。總分在455分及以上2708江蘇財會職業學院（連云港）6 1計算機應用技術 2市場營銷 3電子商務 4物流管理 5社區管理與服務 6應用韓語 7商務英語 2984江南影視藝術職業學院（無錫）12需參加本校面試且合格1空中乘務 2表演藝術 3影視動畫 4主持與播音

備注：

1.江蘇省徐州醫藥高等職業學校(代號：2602)助產、康復治療技術專業要求考生符合醫學類體檢標準。康復治療技術專業要求男生身高在1.65米以上，助產、康復治療技術專業要求女生身高在1.55米以上。其他各專業要求考生符合醫藥類體檢標準。

2.加的學校為江蘇聯合職業技術學院的辦學點。

第3篇：機電一體化數控方向范文

關鍵詞：數控維修；課程建設；教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1008-4428（2017）01-130 -02

一、引言

數控維修技術主要是針對數控機床做裝配 、調整 、維修等相關工作，包括機械、電氣，液壓與氣動及數控系統等方面的維護，涉及的知識面比較廣泛，對于高級維護人員來講，需要掌握機械、強電與弱電，計算機、PLC、液壓與氣動、自動控制等很多相關知識；甚至對英語的要求都很高，因為隨著時代的進步，從數控機床的總體市場占有率來看，中高檔的數控機床的比重越來越大，而其很多技術文檔都是用英語書寫的。所以高級數控人才的培養是一個復雜的過程。數控方向的人才培養目標一般認為是培養應用型及技術型人才，面向服務與生產的第一線。這樣就對數控維修技術課程的建設與教學提出了很高的要求，既要讓學生掌握相關的理論知識，又要讓學生具備動手能力。理想的目標是畢業就能很快上手從事相關的工作。那么，數控維修行業現狀如何？數控維修技術課程建設如何跟上時展的要求？又如何有效提高教學效果呢？

二、數控維修行業現狀及對人才的需求

當前，國內制造企業既有采用國產數控機床，也有采用國外進口的高檔機床。雖然進口機床的可靠性比國產數控機床高，但是一旦機床出現故障，會導致維修困難，而且維修費用極其高昂。國產數控機床的維修比進口機床相對來說容易一些，但是機床售后維修服務不到位。目前，很多高職院校甚至是普通高校都開設有數控專業或者相關的數控課程，但是大多都是偏重于理論學習，造成了所培養的學生動手能力差。這樣就會造成數控設備的維護不及時從而導致開工率不足。要改變此種現狀，首先應保證有足夠能力的維修技術人員。

數控技術很早以前就成為制造業提高產品質量及生產效率的重要手段，隨著現代加工技術的發展及中國經濟當前面臨的發展困局，制造業需要向高精尖方向發展，要不斷淘汰落后的粗放式的a能，這樣勢必造成制造業采用更多的數控機床及機器人等，所以工廠中對數控設備的運用也越來越多，由此導致對數控設備維修人員的需求量也不斷增多。數控維修人才缺口較大已成為目前數控技術市場的一個問題。

隨著數控加工技術的發展，數控崗位上的人員需求也不盡相同，不少崗位要求從業人員掌握數控機床調試、維護與維修技能，對高水平數控維修人員的需求越來越多。當前一些單位的數控機床維護人員存在一定的問題：首先是年齡偏大，從而導致接受新知識與新事物的能力欠缺；其次是知識結構老化，他們大多只了解普通機床的機械結構及普通電氣裝置，而對機電一體化的數控設備就勉為其難了；另外綜合知識差，對于數控機床中的模電、數電、計算機及接口技術等知識掌握不足，顯然難以維修高度機電一體化的數控機床。

企業對數控維修與維護人員的需求日益增大，各院校所開設的數控維修專業普遍注重理論知識的講解，只不過或偏重于電類，或偏重于機械結構而已。然而，不管是偏重于哪一方，對于高度機電一體化的數控設備而言，都是不足的。

由此可見加強數控維修技術課程建設，培養高素質的數控維修人員是勢在必行的。

三、課程建設與教學探討

（一）課程建設

數控維修技術不僅是一門綜合性極強的學科，更是一門實踐性極強的學科。對于該門課程設置，既不能單獨強調理論知識的學習，也不能一味強調實踐學習。而目前大多數學校的數控維修專業建設，大部分偏重于理論教學。

根據應用型課程的特點，教學內容要圍繞能力、素質、知識這幾方面來進行。同時，又必須具備新穎性、時效性、實用性以及基礎性。由于數控技術隨著電子與計算機技術及軟件技術的發展而進步得很快，市場上的數控系統種類又極其繁多，因此數控維修技術這門課程應緊跟數控技術的發展，將目前有關數控技術應用方面的新技術以及新知識及時地傳授給學生，所以，應隨時對教材與課程內容進行調整和更新。由于學生能用于學習的時間是有限的，所以數控維修技術教材應突出重點，著重講明一兩種典型數控系統的組成、結構及故障診斷與維護的一般方法，再加上一兩種其他常見的數控系統，以點帶面，即可使學生逐步理解數控系統的基本原理。

本門課程主要是技能的培養，因此，應該對理論性強以及實用性低的內容進行刪改，突出技能性強的教學內容，還應將教材中內容相近的部分加以合并。同時，還應根據學生不同的就業方向對數控維修技術課程教學內容按不同要求進行整改。比如目前市場上主要的數控系統有日本FANUC以及德國SIEMENS等，因此可將教學重點放在這幾種數控系統上。由此，數控維修技術課程教學內容的安排就體現出了完整性、系統性、先進性以及科學性。同時也應注重吸取當前數控技術以及先進制造技術的最新研究成果。

（二）教學手段

在教學手段方面，主要采用多媒體課件、數控機床實物演示、數控設備現場參觀等方式組織教學，同時利用先進的數控維護仿真軟件，讓學生進行練習，這樣不僅能使教學形象、直觀，更能極大提高學生的興趣。利用該軟件，能讓學生在計算機上完成數控系統的硬件連接和系統調試，而且能對模擬的數控設備進行故障診斷、維修。這樣一來，教學就能以直觀、形象的方式體現出來，也將極大提高學員的學習效率和興趣。利用多媒體進行該課程的教學能提高課堂利用率。

（三）考試方法的改革

通過考試，學生可以對所學課程進行綜合的、系統的復習；教師也能通過考試了解學生的學習狀況，以及評價自己的教學效果。然而，如何以合適的方式考核學生，非常重要。合適的考試方式，不但能調動學生的學習積極性，也能培養學生進行自主學習的能力，并形成良好的學風，反過來又能促進教師的教學。傳統的考試方法是課程結束后進行一次期末考試，這期間學生有可能有好幾門其他的課程也要復習備考，學生的課業負擔會比較重。本課程與實際緊密結合，應用性較強，經課程小組成員討論，本課程考核形式分為上課考勤、課后作業、兩次實驗及三次隨堂測試。學生最終成績的評定分為三部分。其中第一部分為平時成績，占20分，包括上課考勤、課后作業等；第二部分為實驗成績，也占20分；第三部分為平時測驗，占60分，包括三次隨堂測試。隨堂測試內容基本涵蓋課程重要知識點，并重點考查學生的實際應用能力。隨堂測試提供標準答案和評分標準，其成績的評定參照進行。考試改革以后，可以端正學生平時的學習態度， 降低學生的學業負擔，提高學習的積極性，改善教學質量，提高學生對知識的靈活掌握和應用能力。

（四）實踐教學

數控維修技術課程是一門實踐性很強的課程。為實現數控技術大類專業對本門課程的教學要求，特建立本門課程獨特的實踐教學項目：即系統認識──數控系統連接調試實訓──數控系統啟動及參數的備份──變頻器的使用和故障排除──參數與診斷畫面的調用──故障綜合分析與故障檔案的建立。

1.系統認識 讓學生認識與了解常見的數控系統，如FANUC及西門子系統等。

2.數控系統連接調試實訓 完成典型數控系統的電器連接，通過訓練使學生掌握數控設備結構及數控系統的組成。對學生進行分組，每組二到三個人，給每組提供一套系統連接所必需的硬件和工具，讓他們按要求進行系統連接。正確完成系統連接后， 再導入參數及PLC 程序，然后再進行系統調試，并對系統進行優化。

3.數控系統啟動及參數的備份 完成典型悼叵低稱舳及參數的備份等。

4.變頻器的使用和故障排除 讓學生了解數控機床常用變頻器的結構，布線和連接，手動操作，變頻器參數的設定和控制方法，數控系統主軸的控制和參數設定等。

5.參數與診斷畫面的調用 讓學生學習常用參數的設定，及利用診斷畫面進行故障分析與排除。

6.故障綜合分析與故障檔案的建立 讓學生學習建立故障檔案，培養學生獨立完成故障分析、診斷與排除故障的能力。

四、結束語

新的形勢下，應用型高校培養的人才如何適應市場需求是當前許多高校都面臨的問題。不同專業，不同課程應結合自身的情況進行探索以滿足上述要求，正是立足于這一背景，我們對數控機床維修技術課程的建設進行了初步地探討。不過，對數控機床維修技術課程的建設仍將是一個長期的、連續性的工作，我們會根據社會、企業的反饋不斷地改進自己的課程體系使數控維修技術課程教學不斷地向前發展。

參考文獻：

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[3]王春霞，李康，董學文.淺析中等職業學校數控維修專業建設[J].職業教育研究，2012，（05）.

[4]余新.我校《數控維修》課程改革的幾點建議[J].科技信息，2010，（08）.

第4篇：機電一體化數控方向范文

關鍵詞：數控機床；數控中心；系統設計；人性化設計

中圖分類號：TG659文獻標識碼：A文章編號：2095-6363（2015）12-0082-02

1數控加工中心概述

數控加工中心是一套綜合性的機電一體化產品，它涵蓋技術范圍較廣，其中包括信息處理技術、電子技術、計算機技術、檢測技術及測量技術等多項先進技術。數控加工中心具備高精度、高效率、高穩定性、高適應性、高度開放性、高智能性等特征，這使其在機械制造行業普及面愈來愈大[1]。相對于歐美發達國家而言，我國數控加工中心研發起步較晚，但近年來取得了較大的進展。數控加工中心最初由普通機床演變而來，通過計算機控制實現生產自動化。從產業發展角度來看，數控機床增強了基礎管理，改變了生產方式，擴大了利益鏈，對于行業整合以及產業鏈結構調整而言都具有重要的意義。在技術不斷迭代的情況下，數控機床的主軸轉速、進給速度及識別率水平均有了大幅度提升。現代數控機床系統在保持數控補償功能的同時，還加入了傳感器系統，可對溫度、空間誤差進行補償，進一步提升了定位精度。目前，多數數控機床定位極度可達1um，重復定位精度高達0.5um[2]。數控系統是決定數控加工中心可靠性的關鍵部分。目前，主流的數控系統均采取模塊化方式構建，結合不同的需求，可篩選不同功能的模塊進行自由化組合。除基礎加工功能外，人機交互水平較以往有了大幅度提升，同時還具備了負載識別功能、編程功能、自動保護功能等[3]。強大的計算能力保證了系統運行的穩定性，基于柔性化與智能化特征，讓數據信息集成度有所提升，進一步提高了生產效率。

2數控系統設計分析

本研究中，數控加工中心設計具體如下：主軸1個，工作臺交換裝置1個，進給軸4個，刀庫1個，排屑器1個。進給軸包括三維方向的X軸、Y軸及Z軸及環繞軸B軸，具體如圖1所示。其中，X軸、Y軸以螺母不動絲杠方式進行旋轉，Z軸以螺母旋轉絲杠不動的方式旋轉。三根絲杠安裝時一端為固定端，另一端為自由端。由于Y軸為垂直移動軸，將電磁制動器置于其尾端，可保持機床功率維持正常狀態。于絲杠帶輪位置設置一個安全剎車裝置，可有效避免工作臺出現自由下落。絲杠自由端處安裝一個機械擋塊，避免部件滑動而脫離極限位置。將主軸變動箱設計為人工調速與手動調速共存（分4個擋位）。利用感應開關對主軸位置進行定向，采取液壓驅動銷釘鎖定定位。刀庫可根據實際需求進行自由選擇，由直流電機帶動。系統設計需滿足以下幾點要求：便于拆裝、維護；對惡劣環境具有較好的抵抗力，工作環境區間為0至45℃，可在濕度不超過75%的情況下穩定工作；具備保護電路；可讀取PMC信號、功能指令；具備高速DNC功能。加工中心控制系統主要設計為以下模塊：顯示模塊、主軸控制模塊、儲存器模塊、電源模塊、測試模塊、進給軸控制模塊等。通過這些模塊的共同調節，達到上述要求。

3數控中心人性化設計分析

數控系統設計過程中，如何實現人性化是一個難點，以下通過工作臺設計、顯示器設計及控制器設計對其進行闡述。

3.1工作臺設計

工作臺是人機交互過程中的重要界面，設計時需考慮使用者舒適度。中小型機床數控中心加工時間較短，作業姿勢多為站姿；大型機床數控機床中心加工周期較長，作業姿勢以坐姿為主。考慮到上述情況，可將工作臺設計為站、坐兩用式。可在控制臺下部增加踏腳板，達到較高坐姿操作的要求。控制元件設定在人手可及范圍內，控制臺本身應當留出充足的闕量作為操作者活動空間，預留水平臺面作為文件書寫區域。安裝顯示設備時結合視覺幾何參數進行設定，使操作者可對顯示信息進行清晰辨別。

3.2顯示器設計

顯示器是實現人機交互的重要窗口，其視覺元素會對人機關系產生直接影響。在設計這些視覺元素的過程中，除了需要滿足顯示精度、顯示穩定性等硬性指標需求外，同時還要使其與人的視覺生理特征相吻合。從人機工程學角度來看，應當遵從“機器適應人”的原則。將顯示面板設計為多面形，當顯示信息量較大時，可減少邊緣處的觀察偏轉角度，降低眼球旋轉范圍，為使用者眼睛“減負”。將顯示器面板置于使用者正前方，面板平面與使用者視線保持垂直，降低使用者的頭部運動頻率與眼球運動頻率。顯示器設計為動態可調節模式，通過動態支架對顯示器位置進行調整，從而滿足不同體型使用者的需求。儀表盤色彩以白色背景、黑色字體進行設計，降低數據誤讀率。人體工程學認為，人眼運動與認知習慣具有密切的關聯。為滿足這種潛在性需求，在設計過程中，要讓功能分區排列保持一定的邏輯關系，常用信息置于顯示器中心位置，其他功能信息以重要程度不同，依次由中心向周圍擴散且各功能區可采取不同顏色分界或不同顏色背景以示區別。

3.3控制器設計

盡管數控系統可讓機床中心實現自動化生產，但依然會避免不了基礎人工操作。系統的調試、參數設定等通過控制器達成。因此，控制器的人性化設計從側面反映出了系統對操作人員的親和力。控制器主要分為三類，即按壓式控制器、旋鈕及腳控制器。按壓式控制器是最為常見的控制器類型，其工作原理為典型的二進制，即“開”與“關”，在控制器按下的瞬間已經實現了擊發動作，并將信號傳遞于設備，使其工作。由于數控機床功能多樣，采取按壓式控制器這種直接性操控方式，可有效降低誤控幾率。旋鈕控制器選擇多倍旋轉旋鈕，此類旋鈕連續性較強，旋轉范圍較大，便于旋轉。外形以錐臺形為主，可與操作者手形相貼合，周圍可設計為齒紋，起到增加摩擦力的效果。腳控制器主要是緩解手部操作負荷，以腳踏板較為常見，起到輔作用。

4結語

目前，機械制造加工正朝著自動化、智能化方向發展。在這個過程中，數控系統發揮了重要的作用，為實際生產提供了有力支持。數控中心作為一個綜合性產品，除了需要數控系統支持外，還需充分考慮將人性化設計元素賦予其中，通過對人機交互的不斷完善，為使用者提供更好的操作感受。

參考文獻

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[2]黃敏高，萬勤.西門子840Di數控系統在CW630臥式加工中心改造中的應用[J].制造技術與機床，2008（04）：149-151.

第5篇：機電一體化數控方向范文

關鍵詞：數控車床；工作循環；設計

前言

數控設備在加工方面相較于原來的普通設備有著巨大的優勢，汽車轉向節是汽車上應力最集中、形狀最復雜的零件之一，需要具有良好的機械性能，其加工質量的好壞將直接影響到汽車的性能，近些年來，我國經濟發展迅速，對于汽車的需求量猛增，而汽車轉向節作為汽車的重要部件，在加工質量和加工效率方面都有著很高的要求，傳統的加工方式是采用普通數控車床進行加工，然而從實踐中發現，其加工效率很低，遠遠無法滿足需求，文章將介紹一種新的加工轉向節桿部的專用立式數控車床。就數控車床在加工汽車轉向節桿部及法蘭端面方面使用普通數控車床和專用的數控立式車床進行比較，闡述優缺點，并對相應的加工工藝進行介紹。

1 數控機床簡介

數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。數控機床分為數控車床、數控銑床、數控磨床等等幾大種類的機床，或者是加工中心等。數控車床是在原有的普通車床的基礎上發展起來的，通過加裝計算機進行運算，將計算的結果通過驅動器來帶動伺服電機進行傳動，從而實現相應的運動，其中數控車床又是使用最為廣泛的機床，其使用量占到了數控機床使用量的25%。數控車床是將機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等進行融合而得到的一項工業方面的杰作，其可以用來制作高精度、高效率等的工件，現如今，通過使用數控車床進行加工代表著一個國家機加工的水平，經過多年的發展，數控車床由原來的普通臥式車床發展到數控臥式車床、數控立式車床、車銑加工中心等多個方向，數控車床在我國的保有量要遠遠高于其他的數控設備，在整個數控機床中占有很高的地位，近些年來，通過發展通用的數控語言，實現了數控設備編程的通用化，不同廠家不同系統的編程語言有很高的相似的地方，從而為編程帶來了方便，數控車床具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，在批量零件的制造過程中相較于原來的普通機床有著巨大的優勢，數控車床通過計算機來識別輸入的語言，通過計算機計算需要移動的位置，而后將這些數據輸送給相應的執行機構來對設備的運動軌跡和外設的操作時序邏輯控制功能的控制。經過多年的發展，現在已經能夠像操作電腦一樣方便的實現輸入操作指令的存儲、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現。相較于傳統的車床通過手動搖動來使刀具完成切削作業，數控車床通過驅動器驅動電機來帶動滾珠絲杠來傳遞運動，通過電機的編碼器或者是光柵尺來定位移動的距離，無需像以前一樣使用卡尺來測量工件的精度。數控車床是將計算機技術、電氣技術、機械、液壓方面融合到一起開發出來的，系統結構復雜，完成功能眾多，效率高，在完成大批量的加工中具有很大的優勢，代表著機械加工領域發展的方向。

2 數控車床發展及應用現狀

21世紀的數控裝備將向著智能化的方向發展，主要體現在：如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，采用計算機識別圖紙、輸入簡便、傻瓜編程、智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。智研咨詢指出，目前，數控機床的發展日新月異，高速化、高精度化、復合化、智能化等已經成為了數控機床發展的趨勢和方向。

3 數控車床的工作循環及設計

文章介紹一種汽車萬向節立式專用數控車床，立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉工作臺上，刀架在橫梁或立柱上移動。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。由于汽車萬向節形狀如羊角，結構復雜；毛坯為鍛件，加工余量大，特別是法蘭盤根部圓弧部分；工件偏重，轉動慣量大；定位夾緊困難。下面將介紹機床的設計預案：根據轉向節工藝特性和定位夾緊要求，該機床采用主軸偏置的立式數控車床結構，在傳統立式數控車床的基礎上，增設尾座頂尖部件，從而形成能夠更好的加工設備。

3.1 機床的工作過程

數控車床主要由由數控裝置、床身、主軸箱、刀架進給系統、尾座、液壓系統、冷卻系統、系統、排屑器等部分組成。立式數控車床用于回轉直徑較大的盤類零件車削加工。

臥式數控車床用于軸向尺寸較長或小型盤類零件的車削加工。加工工程中是通過主軸帶動工件轉動，將車刀夾裝在刀架上，通過X、Z軸來帶動刀架來對工件進行加工。

3.2 轉向節專用立式數控車床部件設計

3.2.1 主軸箱設計

主軸箱是機床的重要的部件，是用于布置機床工作主軸及其傳動零件和相應的附加機構的。主軸箱采用多級齒輪傳動，通過一定的傳動系統，經主軸箱內各個位置上的傳動齒輪和傳動軸，最后把運動傳到主軸上，使主軸獲得規定的轉速和方向。主軸箱傳動系統的設計，以及主軸箱各部件的加工工藝直接影響機床的性能。本機床為立式結構，主軸箱就是傳統意義上的床身，其作用一是安裝主軸及其傳動系統，二是支撐立柱即在其上安裝的縱橫滑板和電動刀架。因此要求主軸箱具有據夠的剛性，結構必須合理，長期使用不變形。

3.2.2 X、Z軸進給系統設計

數控車床的Z軸為縱向軸，其主要是由縱向滑板和縱向滾珠絲杠傳動副組成。由于橫向X軸安裝在Z上，因此Z軸需要采用重載型滾珠滾動導軌，從而能夠支持住Z軸的重量，可以采用伺服電機帶動滾珠絲杠使縱向滑板上下移動從而實現精確定位。機床的X軸也采用滾珠絲杠來實現傳動，通過伺服電機來帶動絲杠來傳遞運動。機床的進給系統主要是通過進給機構來改變進給量。

3.3 轉向節工裝夾具設計

3.3.1 頂尖部件設計

車床頂尖是車床的重要組成部分，主要有定位功能、回轉功能、夾緊功能，在主軸旋轉時頂尖也隨著旋轉，實現機床的主運動。設計此部件時需要注意可靠性。

3.3.2 轉向節車具設計

轉向節是異形件，非常的不平衡，其車具設計有一定難度，第一是定位采用頂尖孔，其剛性不好，需要上下頂尖定位夾緊，下頂尖固定在主軸上，上頂尖單獨設計移動部件；第二是夾緊，沒有規則的夾緊面，同時不同的頂尖形狀各異，要使車具具有通用性，車具必須具有適應不同工件的柔性；第三是工件的不平衡性，在設計車具時必須有可調整的配置設置；采用液壓加緊卡盤來實現夾緊。

4 結束語

文章就數控車床在加工汽車轉向節桿部及法蘭端面方面設計的新的立式車床的設計進行了闡述。

第6篇：機電一體化數控方向范文

裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業（如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產”。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。

1 數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。

1．1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。

在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。

為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。

1.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。

當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。

在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。

為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。

網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“IT plaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

1.4 重視新技術標準、規范的建立

1.4.1 關于數控系統設計開發規范

如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，并進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。

1.4.2 關于數控標準

數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。

STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對于數控技術的發展乃至整個制造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網絡化發展的方向。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。

目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內制造業數據交換軟件的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。

2 對我國數控技術及其產業發展的基本估計

我國數控技術起步于1958年，近50年的發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在“九五”末期，國產數控機床的國內市場占有率達50％，配國產數控系統（普及型）也達到了10％。

縱觀我國數控技術近50年的發展歷程，特別是經過4個5年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績。

a.奠定了數控技術發展的基礎，基本掌握了現代數控技術。我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，部分技術已商品化、產業化。

b.初步形成了數控產業基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地。

c.建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍。

雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數控技術的研究開發，尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術水平有差距，在某些方面發展速度也有差距，即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。

a.技術水平上，與國外先進水平大約落后10～15年，在高精尖技術方面則更大。

b.產業化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規模生產；功能部件專業化生產水平及成套能力較低；外觀質量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產數控系統尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。

c.可持續發展的能力上，對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱；數控技術應用領域拓展力度不強；相關標準規范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。

a.認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術的角度關注數控產業化問題的時候多，從系統的、產業鏈的角度綜合考慮數控產業化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網絡等支撐體系。

c.機制方面。不良機制造成人才流失，又制約了技術及技術路線創新、產品創新，且制約了規劃的有效實施，往往規劃理想，實施困難。

d.技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標準落后，水平較低，數控系統新標準研究不夠。

3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考

3.1 戰略考慮

我國是制造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國制造業將進一步“空芯”。我們以資源、環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代制造業的發展進程。

我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題，首先從社會安全看，因為制造業是我國就業人口最多的行業，制造業發展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業的壓力，保障社會的穩定；其次從國防安全看，西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質，對我國實現禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。

3.2 發展策略

從我國基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現制造裝備業的跨躍式發展。

強調市場需求為導向，即以數控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等）帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件（數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品；沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。

在競爭前數控技術方面，強調創新，強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。

參考文獻：

［1］ 中國機床工具工業協會 行業發展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術與裝備市場，2001(3)：18-20.

［2］ 梁訓王宣 ，周延佑.機床技術發展的新動向［J］.世界制造技術與裝備市場，2001(3)：21-28.

第7篇：機電一體化數控方向范文

[關鍵詞]工業自動化儀表；自動控制技術

中圖分類號：TF046.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）41-0139-01

引言

隨著工業技術的發展，對自動化的要求越來越高，尤其是信息技術的滲透，為工業自動化儀表與自動化控制技術引入了新義，極大的提升了控制的水平，克服了傳統的人工控制的諸多弊端，實現了低能耗、全天候、高精度的控制，實現了工業生產的高效化。生產企業要謀求更長遠的發展，就離不開工業自動化儀表與自動控制技術，能夠提升企業的綜合競爭力。工業自動化儀表與自動化控制技術不斷的發展，是現代工業生產中不可或缺的組成部分，促進了企業的進步與發展。

一、關于工業自動化儀表與自動化控制技術

工業自動化儀表技術主要有三個方面的內容，分別是信息的收集、處理和應用。能夠整合企業的信息，為自動化控制提供重要的支持，并在安全領域打下了堅實的基礎，儀表制造商都在自動化控制方面加大了研發力度。生產的診斷和流程雖然不屬于自動化儀表的范疇，但與自動化儀表的信息交流非常廣泛，是控制系統中一個重要部分。工業自動化儀表與自動化控制技術能夠實現實時的診斷和維護，負責現場儀表與控制系統的工作信息的采集處理，起到生產流程、設備、自動化控制系統和現場儀表的診斷維護，提升了工業生產的效率。

二、淺談工業自動化儀表與自動化控制技術的問題

信息技術的發展為工業自動化儀表與控制技術帶來了積極的意義，但是作為一項新的技術，要經過一段時間的探索與應用，現階段還面對著一些技術上的不成熟，存在著諸多的不足，主要集中在四個方面，其一，儀表的可互操作性問題，工業自動化儀表與自動化控制技術的結合的一大特征就是儀表的可互操作性，但是實際的應用中難以做到無縫銜接，互操作性的程度不高，限制了性能的提升。其二，自動化系統信息的安全性能，安全性不足導致自動化儀表的性能不夠穩定，出現各種兼容性的問題或控制的精確度不足，出現較大的誤差。其三，系統的可靠性與故障診斷，可靠性還不高，尤其是在工作環境復雜的自動化儀表中，經常出現故障，但診斷的效率不高，導致維護不及時，影響正常的生產。其四，程序與軟件的可靠性問題，自動化控制技術的功能是通過程序與軟件來實現的，但軟件程序存在漏洞、考慮的方面不周全等問題，導致可靠性差，自動化儀表的工作狀態不穩定，影響生產。

三、工業自動化儀表與自動化控制技術

3.1 工業自動化儀表

工業自動化儀表

是在實際的生產中完成智能化控制，具備檢測、展示、控制和執行等多種功能，工業自動化儀表有多種形式，如顯示儀表、檢測儀表、執行器、調節儀表和計算儀表等，依據生產過程和指標進行合理的設置安排，實現了無人化的操作，自主檢測、自主管控，并將信息傳遞到遠距離的終端，憑借極高的效率與極低的損耗生產優質的產品。

1）顯示儀表：顧名思義就是顯示和記錄被測的參數，一旦在工業生產中出現故障，顯示儀表就會在第一時間顯示出來，進行自動的報警，以便維護人員能及時的做出評估判斷，顯示儀表有三種形式，分別是數字式、圖形式與模擬式。

2）檢測儀表：在工業生產中，對變量進行檢測，并將變量轉化為可識別的信息，其中要注意信息轉化的精確性，準確表達被測變量。

3）執行器：執行器是自動化儀表中的關鍵部分，可以經過調節器給出的信息進行控制，如壓力、溫度、濕度、流量、速度等信息，對相關的定量進行合理的調整，在整個工業體系中，執行器是控制系統的重要元件。

4）調節儀表：調節器可以有效的調節生產過程，經過預設的程序進行控制，根據一些預設的控制量進行調節。

5）計算儀表：主要是關于數學的運算方式，能應對單一或較多的輸入變量進行控制，有加法器和乘法器等。

3.2 自動化控制技術

自動化控制技術在現代工農業中集成了機電一體化技術，并完成自動化、智能化的管控，依據自動化工作水平的高低，自動化控制存在半智能化和全智能化。半智能化需要人力的參與，人力的參與主要是集中在決策類的腦力勞動，相對于傳統的控制方式，能將人從繁重的工作中解脫出來，當前大部分的自動化控制技術都是半智能化。全智能化控制技術則是實現全部的無人化，能實現全程的信息采集、處理和應用，極大了提升了工作的效率和安全穩定性，是未來自動化儀表的發展方向。

3.3 工業自動化儀表與自動化控制技術應用

工業自動化儀表與自動化控制技術的應用非常廣泛，給工業生產帶來了積極的意義，下面就石油工業過程智能化、機械制造智能化和管理智能化進行簡要分析。

1）石油工業過程智能化：自動化控制儀表可以檢測石油生產中的流量、壓力、溫度等變量，完成流體、粉體的整體化學處理，借助于測量儀表、調節裝置和計算機組成過程智能化系統，完成加熱、精餾塔等全過程的生產控制，管控方式主要有三種：最佳管控、前饋管控和反饋管控。

2）管理智能化：管理智能化以物料管理為例，通過工業自動化儀表來檢測物料信息，如庫存量、庫存的環境狀態等，尤其是對于一些危險品或質量要求高的物料，要確保物料的穩定性和安全，需要檢測溫度、濕度等環境因素，一旦出現異常狀況，能第一時間響應。管理智能化是許多數據性能的電腦與終端形成了一個局域網，能夠給管理提供多種方案，方便決策。

3）機械制造智能化：機械制造是工業中的核心部分，但是傳統的機械制造面對著許多的局限性，影響了精度、穩定性、安全性、經濟效益等提高，不符合未來的發展趨勢。而基于工業自動化儀表與自動化控制技術的機械制造，已經具備了良好的發展前景。如在機器人、數控技術、加工單位等智能制造領域，通過自動化儀表提供的信息，能夠實現柔性生產和精細化生產。

3.4 工業自動化儀表與自動化控制技術的發展趨勢

目前我國的工業自動化儀表與自動化控制技術的水平并不高，限制了工業生產的優化升級，在當前的技術背景下，加強控制技術與自動化儀表技術的融合成為了核心方向，其發展的動力是信息技術，一方面需要高素質的科技人才；另一方面需要信息技術的產業升級，可以借助自動化儀表技術的應用前景，推動二者的融合。

結語

工業自動化儀表是工業發展中的重要技術，隨著自動化控制技術的成熟，逐漸替代了人工控制，提高了控制的精確性和質量，實現了高效、安全、低能耗的生產，工業自動化儀表與自動化控制技術的結合具有天然的優勢，是現代工業發展的趨勢。文章對工業自動化儀表及控制技術的不足進行簡要分析，然后研究相關的應用技術，為拓展其研究貢獻一份薄力。

參考文獻

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