全自动机床控制系统的开发与应用探讨

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  [摘 要] 现代全自动机床控制系统是现代化工业国家的重要基础。全自动机床控制系统正朝着高精度、高速度、智能化等方向发展,目前我国对这种技术的研发和利用还不算理想,发展的速度也不是很快,很多技术都是来自于国外的技术,很难有自己的技术得到应用,这就需要加大力度进行研究与开发,用自己的技术推动控制系统的发展,提高综合国力。
  [关键词]全自动机床;控制系统;开发;利用
  中图分类号:TH25 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)36-0373-01
  1.全自动机床控制系统研发和利用活动发展的现状
  20世纪80年代初,国内先后从国外引进了一些先进的生产技术,如CNC装置及主轴、伺服系统的生产技术,并且陆续投入了批量的生产,通过对国外技术的参悟与渗透,国内全自动机床控制系统的研发和利用结束了徘徊不前的局面,更加全面的应用于各个领域。到了20世纪90年代,国内通过加大对全自动机床控制系统的研发和利用力度,使数控机床有了一定的发展规模,但是仍然面临着比较严峻的形式。从开发与利用开始一直延续至今,中国对全自动机床控制系统的开发与应用已经取得了突破性的进展。如今,中国已经成为了全球最大的机床消费国家,也是全世界最大的机床进口国家,显然,机床的开发与应用已经成为了权衡综合国力的一项重要指标。国家对全自动机床控制系统的开发和应用有着高度的重视,国家间竞相发展高精、高效、高自动化的高档数控机床,以加速工业和国民经济的发展。我国对机床控制系统的核心技术掌握少之又少,这些技术大多掌握在工业发达的国家手中,我国对全自动机床控制系统的研发和利用还不够理想,有必要对核心技术的研发和利用制定一些规定与计划,推进机床控制系统技术的发展,改变发达国家对数控机床行业垄断的局面。
  2.全自动机床控制系统的开发与应用
  伺机系统是以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统。按照原理以及有无检测反馈环节可以分为开环控制和闭环控制,其中开环控制系统稳定性较好,全自动机床控制系统按照用途和功能可分为主轴伺服系统和进给伺服系统。下面以主轴伺服系统为例进行介绍。
  2.1 主轴伺机驱动的开发与应用
  主轴驱动系统是自动控制系统装置和机床主轴部件的联系纽带。主要是由主轴电机、主轴伺服装置、位置检测、速度检测与反馈装置等组成。其中主轴电机作为自动机床控制系统的主要动力元件,而伺服电机的主要动力是由驱动控制系统提供的。主轴输出的动力通过机床伺服传统的系统转换为刀具的旋转力矩和角速度,再与进给伺服轴配合加工零件。全自动机床控制系统要求主轴驱动的功能有速度控制、主轴定位功能以及主轴轮廓控制与主轴攻丝功能。其中速度控制在生产车间的应用比较广泛,现在一般的全自动机床都可以实现无极变速,可以根据使用者的要求切换速度档次,满足生产不同零件的需要;主轴定位功能在应用中也实现了生产加工工作的准确性,例如在加工中心进行自动换刀时,镗孔加工中因工艺要求而需要让刀时,以及车床在装卡工件等都需要主轴准确的停在一个特定的位置上,主轴定位系统完美研发的解决了这一问题。
  2.2 控制系统硬件结构的开发与应用
  目前,全自动机床的控制系统采用的是日本的系统作为机床的总控制系统,这就需要相关人员加大对控制系统硬件结构的开发。坐标轴的移动由数字控制系统的交流伺服电机驱动,采用的是闭环控制方式。需要工作人员加大对机床控制系统中的控制单元、伺服电机放大器、伺服电机、主轴模块、主轴电机、显示及输入装置、操作面板、控制按钮、检测开关等方面的研究力度。通过国产的技术在国内形成大规模的应用,结束技术垄断时期,需要相关的技术人员加大对控制单元的研发,利用一切可以利用的条件,注入人们的智慧,开发出属于中国人的一片天空。控制系统硬件结构的完美开发在工作过程中可以实现完全机械化的生产,几乎很少使用人力资源,解放了很多人力,同时也节省了宝贵的时间,新开发的程序应用于市场上,不仅增强了综合国力,还推动了国内全自动机床控制系统的快速发展。
  2.3 控制程序的开发与应用
  控制程序的开发有着专门的软件开发包,其中大部分功能都是针对机床的通讯端口,保证了全自动机床控制系统以网络在线的形式编辑程序。在自动机床中设置太网网卡的IP地址,设置为PMC在线,选择太网的告诉运行模式,这样的软件还可以在线监测和修改机床的控制单元。还要对换刀程序进行开发,根据机床的自身特点,保证在换刀过程中的准确性,保证产品的规格。控制程序的开发在实际应用中给人们提供了许多便利,可以实现一台控制机器控制多台设备,减少了工作中的繁琐程序,解放了人力发展了生产力,无论面对家庭还是大规模的生产企业,都为人们提供了便利的条件,创造了利益。
  3.全自动机床控制系统的未来展望
  进入21世纪以来,中国的全自动机床控制系统开发与应用经过多种方式的运作,通过与国外先进技术的融合,快速提升了我国全自动机床控制系统的整体水平,近年来,打造了许多产品已经接近了世界先进水平,取得了前所未有的进步,面对这样的形式,人们对未来充满了希望。
  3.1 研发和利用的理想与追求
  唯有理想与追求才是让人始终保持激情的原动力,缺乏明确方向的生活只能让人感到空虚,崇高的理想与坚定的追求能让人感到充实,让人在实现人生价值的过程中不受外来因素的干扰和诱惑。全自动机床控制系统的研发和利用应该始终保持对先进国家先进技术赶超的激情,树立明确的目标,在技术上不断追求创新,取其精华,去其糟粕,开发工作人员应树立崇高的理想,拥有坚定不移的追求,实现自己的人生价值,为人们创造利益,提供便利,把赶超先进国家的理想与追求变为现实。例如向一个容器里加水,有水位测量设备,水位到达设定的高度,水龙头自动关断,这就是自动化;如需人为看水是否到了设定的高度,再去关水龙头,这也是自动化。当然,智能控制的目标不需要人为干预。
  3.2 研发和利用的开拓与创新
  开拓与创新是新时代的主题,也是全自动机床控制系统的研发和利用适应形势的迫切要求。开拓创新就是使全自动机床控制系统在工作人员的努力下不断得到升华,新技术不断产生,市场需求越来越大。改变传统的研发方式,勇于开拓创新,给自动机床控制系统的研发注入新的活力,推动整个系统的应用与成长。例如汽机的ETS,鍋炉的MFT,化工的ESD,水泵保护等。其优点是反应快,控制器本身不需要复杂的计算,通过逻辑运算基本可以实现。
  3.3 研发和利用的学习与提高
  全自动机床控制系统的研发和利用还要学习国外的先进技术水平和先进的管理经验。树立正确的人生观、价值观和世界观,始终保持清醒的头脑,学习精华的部分,从中注入自己的知识与经验,提高原有的技术水平发展成为自己的专利,全自动机床控制系统的研发和利用就是一个不断学习的过程。例如,全自动生产车间的应用,实现自动化办公模式,全自动系统的研发等。
  4.总结
  综上所述,摆在中国技术人员面前的任务十分艰巨,任重而道远,但是只要国人万众一心,齐心协力,坚持正确的研发和利用方向,经过人们的艰苦奋斗,我国的全自动机床控制系统必然步入世界豪强之列。在研发的过程中要虚心接受外国的先进技术,还要精心的研发出适应自己的生产方式,不断加以改善,实现大规模的利用,促进综合国力不断向前发展。
  参考文献
  [1] 邹军军.环型金属波纹管成型机床及其关键技术的研究[D].武汉工程大学,2013.
  [2] 涂荣军.基于大规模定制的数控装备控制系统产品族设计理论及其应用研究[D].南昌大学,2013.
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