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數(shù)控技術(shù)論文摘要篇一

【摘要】數(shù)控技術(shù)作為現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，其作用越來越廣泛,。隨著數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)加工領(lǐng)域,，數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)引起各職業(yè)院校的重視。本文結(jié)合黃石職業(yè)技術(shù)學(xué)院構(gòu)建計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室的實(shí)踐,，介紹了構(gòu)建的主要原則,、方案及特點(diǎn)，并提出了使用計(jì)算機(jī)數(shù)控實(shí)訓(xùn)室的幾點(diǎn)看法,。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室,；建設(shè)；方案,；特點(diǎn)及應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和現(xiàn)代制造業(yè)的巨大進(jìn)步,，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)用于各生產(chǎn)加工領(lǐng)域，社會(huì)急需大量熟練的數(shù)控操作工人,。為適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展,，滿足數(shù)控專業(yè)學(xué)生實(shí)訓(xùn)的需要，很多學(xué)校正在籌建或擴(kuò)建數(shù)控實(shí)訓(xùn)室,。

由于受資金限制,，各學(xué)校大多經(jīng)費(fèi)有限，不大可能投人巨資配備大量的數(shù)控車床供學(xué)生實(shí)訓(xùn)之用,，因此數(shù)控機(jī)床的數(shù)量與學(xué)生數(shù)量相比,，相差很大，直接影響實(shí)訓(xùn)效果,。所以學(xué)校在采購(gòu)少量數(shù)控機(jī)床之后，再建設(shè)計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室不失為一種好辦法,。構(gòu)建計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室的目的是為了充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟,、硬件技術(shù)，輔助學(xué)生進(jìn)行數(shù)控機(jī)床實(shí)習(xí),，提高實(shí)訓(xùn)質(zhì)量,，使學(xué)生更好地掌握和提高數(shù)控加工技術(shù)。

為了達(dá)到這個(gè)目的,，首先要求構(gòu)建的數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室能夠逼真地反映各種真實(shí)數(shù)控機(jī)床的界面,，逼真地模擬真實(shí)機(jī)床的加工過程，學(xué)生通過模擬實(shí)訓(xùn),，能夠較快地熟悉真實(shí)機(jī)床的操作控制面板,，熟練掌握基本的操作，為今后盡快適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際打下良好的基礎(chǔ),。其次,，可以準(zhǔn)確地驗(yàn)證學(xué)生手動(dòng)編寫或自動(dòng)生成的nc代碼程序，顯示加工效果，使學(xué)生充分理解各編程指令的功能,、作用,，全面掌握編程方法和編程技巧。

一,、計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室硬件構(gòu)造

我們建議一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真實(shí)驗(yàn)室配備50臺(tái)左右的計(jì)算機(jī),，這樣可以基本滿足人手一機(jī)的需求，大大提高學(xué)生的動(dòng)手能力,。

1.硬件系統(tǒng)

(1)品牌或兼容計(jì)算機(jī)50臺(tái)左右(內(nèi)存不低于512m,，推薦使用獨(dú)立顯卡);

(2)服務(wù)器一臺(tái)(用于運(yùn)行軟件加密狗及教師演示);

(3)足夠端口的交換機(jī)；

(4)雙絞線若干,、水晶頭若干,。

2.軟件系統(tǒng)

(1)操作系統(tǒng)：中文windows xp操作系統(tǒng)專業(yè)版；

(2)多媒體教學(xué)軟件：極域電子教室v4.0;

(3)數(shù)控仿真及自動(dòng)編程系統(tǒng)軟件：宇龍數(shù)控加工仿真系統(tǒng)v4.8;caxa數(shù)控車2008;caxa制造工程師2008;master cam 9.1;auto cad 2004,。

3.網(wǎng)絡(luò)配置

(1)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)：星形拓樸結(jié)構(gòu),；

(2)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：tcp/ip協(xié)議；

(3)網(wǎng)絡(luò)類型：windows對(duì)等局域網(wǎng),。

二,、數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用

構(gòu)建計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室的關(guān)鍵是使用數(shù)控仿真系統(tǒng)。目前,，不少軟件公司為了適應(yīng)市場(chǎng)的需要,，相繼開發(fā)出許多優(yōu)秀的商品化數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件。這類軟件的價(jià)格相對(duì)來說,，也不太昂貴,。目前購(gòu)買一套國(guó)產(chǎn)50節(jié)點(diǎn)的仿真軟件一般只有幾萬元，僅相當(dāng)于一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的幾分之一甚至幾十分之一,。此外使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)還可以提高實(shí)訓(xùn)安全性：有了仿真系統(tǒng),，可先在上面進(jìn)行編程和操作訓(xùn)練，并檢驗(yàn)程序的正確性之后,，再去操作實(shí)際機(jī)床,，由此可大大降低操作事故的發(fā)生。

我們選用了上海宇龍軟件工程有限公司開發(fā)的“數(shù)控加工仿真系統(tǒng)v4.8”,，這個(gè)軟件可以在計(jì)算機(jī)上真實(shí)地顯示數(shù)控機(jī)床的操作面板,、逼真地模擬數(shù)控機(jī)床的加工動(dòng)作，顯示加工效果,，完全能夠滿足學(xué)生學(xué)習(xí),、實(shí)習(xí)訓(xùn)練的需要。

1.數(shù)控系統(tǒng)的仿真

2.操作面板的仿真

這個(gè)功能可以幫助學(xué)生熟悉培訓(xùn)機(jī)床的操作面板,，記住各個(gè)按鈕的位置以及機(jī)床的操作,。包括機(jī)床指令,，機(jī)床模式的改變，單步,，跳步等調(diào)試程序功能,。

3.零件加工的仿真

通過前面2個(gè)面板的仿真，學(xué)生可以在交互的方式下,，仿真零件的加工過程包括：建立零件毛坯,，零件的裝夾，零件的找正,，刀具的定義,，用戶坐標(biāo)系的建立輸入程序，調(diào)試程序,。自動(dòng)完成零件的加工和零件尺寸的測(cè)量過程,。

數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用，不僅緩解了數(shù)控設(shè)備數(shù)量不足的難題,，而且結(jié)合數(shù)控仿真軟件,，我們通過培訓(xùn)課程，學(xué)時(shí)等方便的改進(jìn),，還大幅提高了數(shù)控培訓(xùn)的效果,。由于數(shù)控仿真軟件在數(shù)控系統(tǒng)面板和機(jī)床操作面板上與機(jī)床實(shí)際操作完全一致，支持常用的數(shù)控指令,，一臺(tái)計(jì)算機(jī)就是一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,，在一個(gè)50人的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)，學(xué)生可以人手一機(jī)使用仿真系統(tǒng),。通過實(shí)踐效果的反饋,，經(jīng)過仿真訓(xùn)練的學(xué)生在實(shí)際機(jī)床上，上手速度快,，機(jī)床的實(shí)際利用率比以前得到了較大的提高,。

三、cad/cam軟件的應(yīng)用

目前采用cad/cam一體化集成形式的軟件已成為數(shù)控加工自動(dòng)編程系統(tǒng)的主流,，目前，應(yīng)用較廣泛的cad/cam軟件主要有ug,、pro/engineer,、master cam、caxa制造工程師等,。我們?cè)跇?gòu)建計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室的時(shí)候采用了北航海爾軟件公司的caxa制造工程師軟件,。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中我們有如下應(yīng)用：

1.自動(dòng)編程，設(shè)置工藝參數(shù),，定義零件加工工藝

自動(dòng)編程是數(shù)控編程領(lǐng)域一個(gè)重要的組成部分,，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制造軟件進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程，然后經(jīng)過后置處理轉(zhuǎn)換成nc程序代碼。我們只需要利用caxa系統(tǒng)中的cad繪圖建模功能繪制生成三維零件模型,，再選擇合適的加工工藝方法,，安排零件的加工工序，確定粗加工,、半精加工,、精加工所對(duì)應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量,、進(jìn)退刀路徑,、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)后，該系統(tǒng)便自動(dòng)計(jì)算出機(jī)加工余量,，并動(dòng)態(tài)顯示出和粗加工,、半精加工、精加工所對(duì)應(yīng)的不同加工表面的刀位軌跡和機(jī)床代碼,，省去了人為編制nc程序的煩惱,。

這一過程將數(shù)控編程、制造工藝,、刀具,、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工等課程有機(jī)地結(jié)合起來,，使學(xué)生覺得以前所學(xué)的知識(shí)不再孤立,、枯燥，在數(shù)控技術(shù)課程中達(dá)到了融匯貫通,，并在計(jì)算機(jī)上變得生動(dòng),、形象起來，鞏固了學(xué)生的加工工藝方面的知識(shí),，強(qiáng)化了利用caxa系統(tǒng)數(shù)控教學(xué)的效果,。

2.利用caxa系統(tǒng)，對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算的刀具軌跡進(jìn)行模擬仿真

caxa特有的模擬仿真功能,，可以進(jìn)行三維真實(shí)感動(dòng)態(tài)仿真加工,，每個(gè)學(xué)生都有模擬加工的機(jī)會(huì)，省時(shí)間,、省材料,、省設(shè)備投入，在仿真過程中,，刀具沿著所定義的加工軌跡進(jìn)行動(dòng)態(tài)加工,，學(xué)生可以直觀地掌握數(shù)控加工的過程，判斷刀具軌跡的連續(xù)性,、合理性,，是否存在刀具干涉,、空走刀撞刀等情況，刀位計(jì)算機(jī)是否正確,，加深了學(xué)生對(duì)加工工藝的理解和對(duì)刀具軌跡的認(rèn)識(shí),。學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性和綜合能力，對(duì)不滿意的加工結(jié)果重新進(jìn)行零件建?；蛑匦露x刀位軌跡,，實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)與虛擬加工。

3.將刀具軌跡轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序,，并可傳送至數(shù)控加工仿真系統(tǒng)或數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工

前面所做的工作均是刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡,，學(xué)生還很難將nc程序和實(shí)際的加工聯(lián)系起來。因此我們可以將生成的代碼導(dǎo)入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)中進(jìn)行模擬加工,，或者在條件允許的情況下,，讓學(xué)生將零件的nc程序通過數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)控機(jī)床，控制機(jī)床進(jìn)行加工,，使學(xué)生對(duì)數(shù)控加工有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),。

通過建設(shè)計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室，我們可以根本解決實(shí)訓(xùn)機(jī)床不夠用的問題,，并且投入少,、消耗低、安全性高,。在教學(xué)過程中,，我們可以從操作到編程立體化的培訓(xùn)學(xué)生，使學(xué)生對(duì)數(shù)控加工這個(gè)領(lǐng)域有了更深刻的了解,，也有利于學(xué)校對(duì)這門學(xué)科的開展,。但這種方法只適合于那些資金相對(duì)緊張的學(xué)校采用，畢竟仿真操作與實(shí)際操作在細(xì)節(jié)上存在一定的差異,，因此,，仿真實(shí)訓(xùn)只能在一定程度上輔助學(xué)生掌握基本的操作，而不能以虛擬的實(shí)訓(xùn)完全代替真實(shí)的訓(xùn)練,，有條件的學(xué)校學(xué)校必須配置必要的數(shù)控機(jī)床,，必須有數(shù)控實(shí)習(xí)車間，讓學(xué)生實(shí)際操作,，理論實(shí)踐相結(jié)合,，才能收到應(yīng)有的效果。

參考文獻(xiàn)

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[3]周志強(qiáng),。數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)[m].電于工業(yè)出版社，2006.

數(shù)控技術(shù)論文摘要篇二

摘要：故障診斷技術(shù)已經(jīng)有30多年的發(fā)展歷史,，但作為一門綜合性新學(xué)科《故障診斷學(xué)》,，還是近些年發(fā)展起來的。從不同的角度出發(fā),，設(shè)備故障診斷的理論和方法很多,，其中故障診斷專家系統(tǒng)方法是近年來故障診斷領(lǐng)域最顯著的成就之一，其內(nèi)容包括診斷知識(shí)的表達(dá),、診斷推理方法,、不確定性推理及診斷知識(shí)的獲取等。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 故障樹分析

故障診斷始于機(jī)械設(shè)備故障診斷,，主要指制造設(shè)備和制造過程的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷,。制造設(shè)備主要指加工機(jī)床、夾具,、量具和刀具,；制造過程指制造工藝過程、工藝參數(shù),。機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷包含兩方面內(nèi)容：一是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),；二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行分析、診斷,。

設(shè)備故障診斷是隨設(shè)備管理和設(shè)備維修發(fā)展起來的,。歐洲各國(guó)在歐洲維修團(tuán)體聯(lián)盟（fenms）推動(dòng)下，主要以英國(guó)倡導(dǎo)的設(shè)備綜合工程學(xué)為指導(dǎo),；美國(guó)以后勤學(xué)為指導(dǎo),；日本吸收二者特點(diǎn)，提出了全員生產(chǎn)維修（tpm）的觀點(diǎn),。

美國(guó)自1961年開始執(zhí)行阿波羅計(jì)劃后,，出現(xiàn)一系列因設(shè)備故障造成的事故，導(dǎo)致1967年在美國(guó)宇航局（nasa）倡導(dǎo)下,，由美國(guó)海軍研究室（onr）主持成立了美國(guó)機(jī)械故障預(yù)防小組（mfpg）,，并積極從事技術(shù)診斷的開發(fā)。美國(guó)診斷技術(shù)在航空,、航天,、軍事、核能等尖端部門仍處于世界領(lǐng)先地位,。

英國(guó)在上世紀(jì)60—70年代,，以機(jī)器保健和狀態(tài)監(jiān)測(cè)協(xié)會(huì)（mhmg&cma）為最先開始研究故障診斷技術(shù)，在摩擦磨損,、汽車和飛機(jī)發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)和診斷方面具領(lǐng)先地位,。

日本的新日鐵自1971年開發(fā)診斷技術(shù),，1976年達(dá)到實(shí)用化。日本診斷技術(shù)在鋼鐵,、化工和鐵路等部門處領(lǐng)先地位,。

我國(guó)在故障診斷技術(shù)方面起步較晚，1979年才初步接觸設(shè)備診斷技術(shù),，近年來得到迅速發(fā)展,。目前國(guó)內(nèi)對(duì)裝備的故障診斷技術(shù)，尤其是板級(jí)故障診斷技術(shù)的研究有了較大的進(jìn)展,。經(jīng)過二十多年的研究與發(fā)展,，我國(guó)的故障診斷技術(shù)己廣泛應(yīng)用于軍工、化工,、工業(yè)制造等領(lǐng)域,，如數(shù)控機(jī)床、汽車,、發(fā)電,、船舶、飛機(jī),、衛(wèi)星,、核反應(yīng)堆等。

1,、故障診斷主要內(nèi)容

故障診斷的實(shí)質(zhì)是在診斷對(duì)象出現(xiàn)故障的前提下,，通過來自外界或系統(tǒng)本身的信息輸入，經(jīng)過處理,，判斷出故障種類,，定為故障部位（元部件），進(jìn)而估計(jì)出故障可能時(shí)間,、嚴(yán)重程度,、故障原因等，甚至還可以提供評(píng)價(jià),、決策以及進(jìn)行維修的建議,。

現(xiàn)代故障診斷的主要內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，故障分析（診斷）技術(shù)和故障修復(fù)方法三個(gè)部分,。從信息獲取到故障定位,，再到故障的排除，作為單獨(dú)的技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的同時(shí),，又作為故障診斷的技術(shù)共同協(xié)調(diào)發(fā)展,。

2、數(shù)控機(jī)床故障診斷常用的方法

（1）直觀法。由維修人員利用感覺器官,，觀察故障發(fā)生時(shí)的各種聲,、光、味等異?，F(xiàn)象，查看cnc機(jī)床系統(tǒng)的各個(gè)模塊和線路,，有無燒毀和損傷痕跡,，迅速將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線路板。這是一種最基本和常用的方法,。

（2）cnc系統(tǒng)自診斷法,。數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，已經(jīng)成為衡量數(shù)控系統(tǒng)性能的重要指標(biāo),，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能實(shí)時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài),。一旦發(fā)生異常情況，立即在crt上顯示報(bào)警信息,，或通過發(fā)光二極管指示故障的原因,、故障模塊，這是cnc機(jī)床故障診斷維修中最有效和直接的一種方法,。

（3）功能程序測(cè)試法,。功能程序測(cè)試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用手工編程或自動(dòng)編程的方法，編制成一個(gè)功能測(cè)試程序,，送入數(shù)控系統(tǒng),，然后讓數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行這個(gè)測(cè)試程序，借以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性,，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生可能的部位和故障原因,。

（4）模塊交換法。所謂模塊交換法就是在分析出故障大致起因的情況下,，利用備用的印刷線路板,、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點(diǎn)的部分,，將功能相同的模板或單元相互交換,，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，從而快速判斷故障部位的方法,。

（5）原理分析法,。根據(jù)cnc組成原理，從系統(tǒng)各部件的工作原理著手進(jìn)行分析和判斷,，從邏輯關(guān)系上分析電路故障疑點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù),，從而確定故障部位的方法。這種方法對(duì)維修人員要求很高,，必須熟悉整個(gè)系統(tǒng)或每個(gè)部件的工作原理,，才能對(duì)故障部位進(jìn)行定位,。

（6）plc程序法。根據(jù)plc報(bào)警信息,，查閱有關(guān)plc程序,，對(duì)照?qǐng)?bào)警點(diǎn)相應(yīng)的模塊程序，比較相關(guān)i/o元件的邏輯狀態(tài),，判斷故障,。

數(shù)控機(jī)床的故障診斷的方法還有參數(shù)檢查法、測(cè)量比較法,、敲擊法,、局部升溫法、隔離法和開環(huán)檢測(cè)法等,，這些方法各有特點(diǎn),，維修時(shí)常同時(shí)采用幾種方法綜合運(yùn)用，分析并逐步縮小故障范圍,，以達(dá)到排除故障的目的,。

3、數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（1）針對(duì)數(shù)控車床不完整信息和不精確信息的處理利用,，更強(qiáng)調(diào)信息融合策略和處理技術(shù),，知識(shí)的表示方法；（2）針對(duì)現(xiàn)代數(shù)控設(shè)備復(fù)雜化,、集成化,、自動(dòng)化程度的提高以及可持續(xù)工作能力和可靠性要求的提高，更強(qiáng)調(diào)多智能技術(shù)的融合,，系統(tǒng)級(jí)診斷技術(shù),，混合智能診斷技術(shù)的研究；（3）針對(duì)專家系統(tǒng)知識(shí)獲取的瓶頸問題,，更強(qiáng)調(diào)自適應(yīng)能力和自學(xué)習(xí)能力的研究,，在線診斷技術(shù)、多傳感器技術(shù)的研究,。

數(shù)控機(jī)床的故障診斷一直是困擾操作,、維修人員的難題。由于數(shù)控機(jī)床的安全性和工作可靠性對(duì)于生產(chǎn)單位的效益直接產(chǎn)生很大的影響,，專家系統(tǒng)在故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用,，實(shí)現(xiàn)了基于人類專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的設(shè)備與系統(tǒng)故障診斷技術(shù)。

cnc機(jī)床作為一個(gè)復(fù)雜多變的非線性系統(tǒng),，充分考慮自然情況的變化以及人為誤操作,，如何結(jié)合模糊技術(shù)以及人工智能方面的優(yōu)點(diǎn)，總結(jié)出更加智能的故障診斷方法，將是以后需要努力的方向,。

隨著設(shè)備自動(dòng)化的進(jìn)一步提高,，其故障診斷也變得更加的復(fù)雜，特別是對(duì)于工程機(jī)械來說,，要解決作業(yè)過程中的所有故障是十分困難的,。鑒于此情況，在技術(shù)實(shí)力雄厚的科研院所建立遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng),，通過internet與工程機(jī)械操作現(xiàn)場(chǎng)連接,，建立一個(gè)實(shí)時(shí)故障檢測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)作業(yè)過程的故障,，迅速地進(jìn)行診斷。在本地的故障診斷系統(tǒng)無法解決時(shí),，利用internet訪問遠(yuǎn)程故障診斷中心,，通過技術(shù)實(shí)力雄厚的科研院所來解決這些故障，及時(shí)地恢復(fù)生產(chǎn),，也有效地實(shí)現(xiàn)了技術(shù)資源共享,，因此基于internet的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。

數(shù)控技術(shù)論文摘要篇三

：本文根據(jù)自身實(shí)踐和理論研究,，對(duì)數(shù)控機(jī)床中的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了具體的論述,，重點(diǎn)闡述了伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，以及pid控制方法在速度閉環(huán)控制方面的應(yīng)用,，并以fanuc機(jī)床位具體案例,，詳細(xì)的分析了pid參數(shù)的調(diào)試方法，對(duì)閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的推廣應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐,。

：數(shù)控機(jī)床的論文

在現(xiàn)代化的設(shè)備生產(chǎn)中,，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用變得越來越廣泛，而且對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度和速度的要求也越來越高,。為了更高精度,、更高自動(dòng)化水平的控制數(shù)控機(jī)床的加工，需要在加工過程中加入反饋調(diào)節(jié),，從而對(duì)機(jī)床加工過程中的誤差因素進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),，使誤差不會(huì)隨時(shí)間的延續(xù)進(jìn)行累積，即在數(shù)控機(jī)床上實(shí)施閉環(huán)控制,。目前,，在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)備很多，并且這些機(jī)床在加工復(fù)雜精密零件時(shí)取得了很好的效果,。本文根據(jù)自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究,，對(duì)閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用理論及具體案例進(jìn)行了詳細(xì)的論述，為閉環(huán)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用和推廣提供了有力的技術(shù)支撐。

2.1數(shù)控機(jī)床中的閉環(huán)控制特點(diǎn)

在數(shù)控系統(tǒng)中,，伺服控制系統(tǒng)必須具備較好的穩(wěn)定性,、動(dòng)態(tài)特性、穩(wěn)態(tài)特性,、魯棒性等,。在所有的伺服系統(tǒng)中，穩(wěn)定性是其最根本的要求,，系統(tǒng)的穩(wěn)定性有兩種重要的作用,，一是能自動(dòng)排除外界對(duì)系統(tǒng)的干擾，能在有外部干擾的環(huán)境下,，精確調(diào)節(jié)定位,，二是自動(dòng)恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)，不管系統(tǒng)處于什么樣的初始狀態(tài),，都能夠快速準(zhǔn)確的進(jìn)行定位,；在閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)特性是其最重要的衡量指標(biāo),，它主要表現(xiàn)在系統(tǒng)的響應(yīng)速度和振幅,，在通常狀態(tài)下，系統(tǒng)的最大振幅就表達(dá)這系統(tǒng)的控制精度,，振幅越小,，精度越高，而系統(tǒng)的響應(yīng)速度是影響振幅的重要因素,，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快,，系統(tǒng)的過渡時(shí)間就越小，系統(tǒng)的誤差就越小,，控制精度也就越高,；穩(wěn)態(tài)特性閉環(huán)控制系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)特性，主要是是指控制系統(tǒng)經(jīng)過過渡階段后,，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的情況下,，其最終輸出的穩(wěn)態(tài)指與預(yù)期的穩(wěn)定指相符合的程度，通常情況下,，伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)會(huì)因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu),、內(nèi)部摩擦力、外界干擾等非線性的因素導(dǎo)致系統(tǒng)的實(shí)際的穩(wěn)態(tài)值與期望值存在一定的誤差,，這種誤差就是穩(wěn)態(tài)誤差,，穩(wěn)態(tài)誤差是衡量閉環(huán)控制精度的重要指標(biāo)，而通過加入穩(wěn)態(tài)誤差補(bǔ)償,，可以有效的調(diào)整伺服控制系統(tǒng)的控制精度和跟蹤速度,；魯棒性的主要作用是幫助閉環(huán)控制系統(tǒng)控制誤差,，其主要特點(diǎn)是在系統(tǒng)的約束條件發(fā)生變化時(shí)，保持系統(tǒng)自身的功能特性不變,，即對(duì)于具有較好魯棒性特征的閉環(huán)控制系統(tǒng),，即使參數(shù)發(fā)生了變化，控制自身仍有保持穩(wěn)定性不變,，系統(tǒng)的響應(yīng)速度和振幅也不會(huì)隨參數(shù)變化而變化,，如魯棒性好的數(shù)控機(jī)床長(zhǎng)期使用造成的機(jī)械零件磨損不會(huì)導(dǎo)致機(jī)床自身誤差的增大。

2.2閉環(huán)控制系統(tǒng)中的pid控制技術(shù)

pid控制技術(shù)是閉環(huán)控制中最早發(fā)展起來的一門技術(shù),，它以算法簡(jiǎn)單,、可靠性高、調(diào)整方便,、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,，尤其在一些被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有一定的不確定性，沒法得到精確的數(shù)學(xué)模型的情況下,，可以采用pid控制技術(shù)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和經(jīng)驗(yàn)確定系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù),。在實(shí)際工程應(yīng)用中，也有僅采用pi控制和pd控制的控制系統(tǒng),。pid控制技術(shù)是一種線性調(diào)節(jié)技術(shù)，它將系統(tǒng)的偏差分為比例,、積分,、微分三類運(yùn)算對(duì)被控量進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)。它對(duì)速度的調(diào)節(jié)主要是根據(jù)速度指令（rt）與傳感器反饋的回來的實(shí)際y（t）進(jìn)行比較構(gòu)成控制的偏差e（t）,，并將此偏差按比例（p）,、積分（i）、微分（d）的方式進(jìn)行線性組合,，最終形成控制量u（t）對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制,，從而達(dá)到對(duì)電機(jī)速度的精確控制的目的，具體列公式如下：

2.3閉環(huán)控制系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

在數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)控制系統(tǒng)中,，pid控制技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,。本文以fancoi機(jī)床為例，其控制器的調(diào)試就主要分為比例增益,、積分增益,、微分增益三個(gè)部分，具體調(diào)試過程如下：首選將驅(qū)動(dòng)器設(shè)置成速度控制模式控制,，對(duì)便于對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié),。伺服驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)參數(shù)就是比例常數(shù)kp、微分參數(shù)kd和積分參數(shù)ki,，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)控制需要,，手動(dòng)對(duì)pid的三項(xiàng)控制常數(shù)進(jìn)行具體的調(diào)節(jié),。首先，確定速度比例增益常數(shù)kp的值,。當(dāng)閉環(huán)控制系統(tǒng)安裝完畢后,，第一步是對(duì)比例增益常數(shù)kp就進(jìn)行調(diào)節(jié)，因?yàn)樵谌齻€(gè)增益參數(shù)中,，比例增益對(duì)振幅起到最主要的作用,，確定比例參數(shù)的值后，再對(duì)積分增益ki和微分增益kd進(jìn)行調(diào)節(jié),，調(diào)節(jié)比例參數(shù)的方式是在對(duì)先將積分增益ki和微分增益kd設(shè)置為零,，再?gòu)牧阒饾u增加比例參數(shù)kp的值，觀察伺服電機(jī)停止時(shí)的振蕩情況以及電機(jī)轉(zhuǎn)速的忽快忽慢現(xiàn)象,，如果隨著kp值的增加,，系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，就降低kp值,，消除振蕩,，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，從而初步確定kp的值,。在確定kp的值后,，保持kp不變，從零逐漸增加系統(tǒng)的積分增益常數(shù)ki的值,，觀察積分增益的效應(yīng)現(xiàn)象,，當(dāng)積分增益參數(shù)超過臨界值后就會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)的振動(dòng)不穩(wěn)定，這時(shí)將ki值進(jìn)行回調(diào),，消除振蕩,，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，此時(shí)的ki值就是初步確定的控制系統(tǒng)參數(shù),。最后,，對(duì)控制系統(tǒng)的微分增益進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)。微分增益的調(diào)節(jié)可以有效的降低控制系統(tǒng)的振幅,，它的主要工作原理是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)先控制,，就是在系統(tǒng)的振蕩發(fā)生之前對(duì)其進(jìn)行校正，在實(shí)際調(diào)節(jié)時(shí),，從零開始逐步增加kd的值,，從而改善旋轉(zhuǎn)速度的穩(wěn)定性。

本文根據(jù)自身實(shí)踐和理論研究,，對(duì)伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了論述,，并對(duì)pid控制技術(shù)的原理以及實(shí)際生產(chǎn)中的參數(shù)調(diào)節(jié)方法進(jìn)行了具體的闡述，不僅為閉環(huán)控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐,，也為閉環(huán)控制系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的推廣應(yīng)用提供了有效的理論依據(jù),。

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