数控技术及应用范文
时间：2023-11-06 06:20:04
数控技术及应用篇1
关键词：数控技术 发展 应用
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。
一、数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。
1、 高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（cirp）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从emo2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国cincinnati公司的hypermach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国dmg公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面，国外数控装置的mtbf值已达6 000h以上，伺服系统的mtbf值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
2、轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。
在emo2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国dmg公司展出dmuvoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由cnc系统控制或cad/cam直接或间接控制。
3、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的ngc(the next generation work-station/machine control)、欧共体的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中国的onc(open numerical control system)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在emo2001展中，日本山崎马扎克（mazak)公司展出的“cyberproduction center”（智能生产控制中心，简称cpc)；日本大隈（okuma）机床公司展出“it plaza”（信息技术广场，简称it广场)；德国西门子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（开放制造环境，简称ome）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
二、 对我国数控技术及其产业发展的基本估计 我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。
纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。
1、奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。
2、初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。
3、建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。
虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。
a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。
b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。
c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。
分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。
a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。
b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。
c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。
d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。
三、 对我国数控技术和产业化发展的战略思考
1、 战略考虑
我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。
2、 发展策略
从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
参考文献：
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数控技术及应用篇2
机械装备的技术水平与发展水平历来是衡量一个国家机械化与工业化程度的重要标志，也是衡量国民经济发展质量的关键性指标。当前我国机械工业生产仍然与世界先进水平存在一定的差距，所以引入数控技术是势在必行，也是机械工业与机械制造业的必然要求。机械数控技术的运用可以大幅度提升机械制造与生产的效率、产能，同时缩减工期和成本，对于扶持我国机械企业，壮大我国的机械装备产业都是大有好处的。尤其在当前机械行业市场激烈竞争的整体态势下，研判机械数控技术的创新点与应用情况，无疑更具现实指导意义。
1.机械数控技术的创新点分析
其实，机械制造与生产大面积的运用数控技术已经由来已久，而且在实践中也体现了不错的效果。机械数控技术的创新优势在于数控技术本身与自动化技术、智能化技术、数字化技术等相互融合，取其精华，而且处于不断的开放的发展环境中，技术的变革与创新为机械制造和生产打下了坚实的基础，也大幅度提升了机械化生产效率与生产力。具体来说，应用数控技术对机械产品进行创新具有以下显著特点：
（1）先进有效：产品功能、性能、质量均极大提高，同时，机械结构大大简化，节省能源和材料；
（2）由于实现了数字控制，为各种先进信息技术的进一步应用乃至于将来实现智能化奠定了基础；
（3）可行性强：创新方案与技术路线具体明确、相关技术成熟可靠；
（4）应用面广：适用于各行各业机械产品的全面创新。
由此可见，新时期机械数控技术的运用在产品、性能、材料以及技术控制方面都有显著的创新，而且处于不断的发展进程中。尤其是近年来智能化技术与数控技术的结合使得机械生产更加智能，也提高了机械产业的生产效能，这是创新的另外一种体现，也应该引起行业的重视。
此外，数控技术正在使机械工业由电气化时代跃升为数字化时代，在可预见的将来，机械工业将由数字化时代进入智能化时代。可以看到，对于驱动和控制系统的创新具有鲜明的特征，具有本质的规律，可以普遍运用于各种机械产品创新，可以引起机械产品的升级换代，引起机械工业的深刻变革，同时，这也是“数控一代”这样一个概念的缘由和根据，必将为变革机械产业提供强大的动力与技术支撑。
2.机械数控技术的应用分析
通过前文的论述不难看出，数控技术在机械生产中的运用已经是机械行业发展的大势所趋，也是业界人士的一致认同。从数控技术的应用来看，机械数控的实现不仅效果明显，而且表现在各个领域与行业内。
2.1在机床设备上的应用
机床设备是机械工业生产的核心设备，也是最常见的机械设备。数控技术最先在机床设备中得以运用，而且计算机数控技术能够实现机电一体化、人机一体化，运用计算机代码控制机床设备，使刀具与工件之间的位置、主轴变速等都可以灵活、准确的实现。因此，数控技术在机床设备及生产中的应用大幅度降低了设备出错的几率，同时大幅度提升了生产效率。
2.2在工业生产上的应用
数控技术为核心的数控系统在当前机械工业生产中“大行其道”，而且发挥出了难以替代的作用。如，在港口码头的集装箱搬运工作中，数控系统的中央处理单元可以计算机程序的控制下灵活、快速的对集装箱进行分裂、搬运与摆放，大大节省了集装箱处理的时间，同时优化了工作结构。在汽车批量生产、装配与喷漆等工作中，数控技术的优势也是显而易见的。
2.3在煤矿机械生产中的运用
采煤机械生产中引入数控技术也是十分重要的。首先，机械采煤取代人工采煤，加以数控技术的程序控制，一方面可以提升劳动生产率，另一方面能够提升人员的安全系数。众所周知，煤井、煤矿的开采危险系数极大，数控技术操控机械可以规避这些问题。比如，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。
2.4在汽车工业中的应用
汽车工业是现代工业体系的核心内容，也是机械生产的重要领域。在汽车工业生产中运用数控机械技术一方面可以实现复杂汽车零部件的快速生产、制造；另一方面能够运用虚拟制造技术、集成制造技术等，快速实现汽车制造、组织与成车。由于汽车工业是长线机械生产工业类型，数控技术在其中的“用武之地”很大，未来结合智能化技术更加“如虎添翼”，前景被业界广泛看好。
综上所述，机械数控技术是机械生产与数控技术的结合，是提升机械生产效率的技术创新和变革，也是未来机械工业发展的核心方向，值得每位从业者认真实践，并努力投身其中。
参考文献
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数控技术及应用篇3
中图分类号：TP27文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(A)-0000-00
可以说在当今全世界的机床制造业中，数控系统起着举足轻重的作用。作为高尖端技术之一的数控系统集机械制造、自动控制、计算机、测量以及电气传动等技术于一身，各方面功能均十分强大。通过笔者对当前数控系统市场的调查发现，一些中高档的数控系统基本采用的都是以PC机为控制平台实现对步进电机进行驱动控制的。虽然这种控制方式具有性能优良、功能齐全、响应速度快等特点，但其价格却相对比较昂贵。对于生产企业来讲，需要的是一种既能满足生产需求，价格又相对低廉的数控系统。为此，本文将单片机测控技术应用到数控系统当中，以此来实现这一需求。
1 基于单片机的数控系统设计思路
基于单片机的数控系统，能够根据用户的实际需求以及CPU种类的不同实现产品细分，并以此使设计出来数控系统产品具有系列化的特征。通过对市场的调查研究发现，人们对数控系统产品的需求大致可分为以下两类：
1.1 单片机加实时操作系统
以这种形式构成的数控系统主要都是一些中高端的系统，它们的功能相对来讲比较丰富，可实现网络信息共享，而且还可以进行闭环控制，精确度相当高。其中操作系统是确保任务实时性的关键。在此类数控系统当中，使用较多的单片机为ARM系列等，实时系统则为Windows、RT-Linux等。这种类型的数控系统常被用于对精度要求较高或是联动数目在四轴以上的数控机床当中。
1.2 单片机加控制模块
在此类组成结构的系统当中，由于采用的是控制模块，而不是实时操作系统，所以各个任务的实时性均是由系统中的控制软件以及处理器的中断等予以保证的。此类系统应用的单片机主要以高性能的CPU为主，这样能够有效地确保系统的运算速度符合插补和管理等功能的需要。这种系统通常仅能满足三轴联动和四轴联动的数控机床的需求。
通过上述分析不难看出，研发不同等级的数控系统，只需要根据用户的实际需求，采用的不同平台，然后在平台中对系统的主要功能略作改进，便能够开发出满足用户需要的数控系统。这在一定程度上避免了基于单片机的数控系统研发的缺点，有效地减少了重复性工作，从而使整个研发周期相应地缩短很多。若是将数控系统中的主要技术模块进行总结和提炼，便可以组成一个系统平台，在此基础上对相应的功能进行适当地删减或增添，便可以完成系统的研发。这就是基于单片机的数控系统的基本设计思路。
2 基于单片机测控的数控系统设计原则
任何一种数控系统实现的关键均在于其软件及硬件的设计，应用单片机测控技术的数控系统也不例外，下面简要介绍一下软件及硬件在实际设计过程中需要遵循的主要原则：
2.1 规范化原则
一个数控系统的设计研发，最忌讳的就是重复开发，这样不仅会浪费大量的时间，而且也会浪费大量的资源，所以在进行软件及硬件设计过程中，必须有一个规范的标准，以此来规范系统的通讯协议以及软硬件界面，可以使设备生产商和控制器制造商均能在相应的标准下进行研发和生产，以此来杜绝重复性开发的情况发生，减少资源的浪费。为此，在进行系统软硬件设计时，必须遵循规范化原则。
2.2 系列化、标准化原则
在系统硬件的设计过程中，应以系列化和标准化的原则进行设计，这样有利于提高系统整体的实时性和可靠性。通过对系统通讯方式、CPU结构、运动及辅助控制等的模块化处理，根据实际功能的不同制成所需的模块，借此来实现系列化和标准化，同时模块与模块之间还可通过预先定义好的标准化接口实现通讯。
2.3 开放性原则
在进行系统软件设计时，为有效地降低系统软件对硬件的依赖性，应使软件平立于系统硬件之外，并且也要将软件设计成为模块化，这样有利于实现系统软件的开放性。对于整个数控系统而言，设计一个独立的软件平台是较为重要的。由于书库系统本身都具有多任务性和实时性，所以软件平台的构建也应以此为前提，同时软件平台的基本功能还应实现典型化和模块化，从而使每个功能模块之间均能实现相互独立和统一调度。这样的软件设计可以适应不同的硬件系统，进而实现了软件的开放性和独立性。
3 单片机测控技术在数控系统中的具体应用及实现
基于以上的设计思路及设计原则，下面笔者以一种数控钻铣床为例，对单片机测控技术的应用及实现进行分析。
3.1 数控钻铣床的基本功能及具体控制方案
由于该数控机床是钻、铣相结合的一类机床，为此先简要介绍一下该数控机床的加工顺序：首先，工作台就位，然后钻头钻进，钻孔后钻头快退，移至下一位置继续重复上述动作，直至全部钻孔完毕为止后，工作台恢复原位。铣削的加工顺序基本与之相同。因本系统属于钻、铣一体的机床，故此在其各方面参数均满足实际加工要求的前提下，决定采用连续控制系统对其加工进行控制，具体控制方案为采用单片机控制的步进电动机对系统工作台进行开环控制。当进给指令由单片机系统发出后，经过功率放大后对步进电动机的旋转角度进行驱动，然后经由齿轮减速器带动丝杠进行旋转，直线位移的完成主要依靠丝杠螺母的转换，具体移动速度及位移量的大小由输入脉冲数及脉冲频率决定。
3.2 单片机测控系统的主要功能
该数控系统中，单片机采用的是集中控制方式，对于系统中的各项任务采取的是分时处理进行的，如插补运算、CRT显示、输入输出控制以及存储等等。测控系统的主要功能如下：其一，初始化处理。主要是对I/O接口、步进电动机旋转频率定时器以及中断等进行初始化；其二，复位功能。机床开机工作时工作台应自行恢复至初始加工位置，如有需要也可尽心手动复位；其三，监视功能。具体是对开关、键盘以及按键等进行监视，如监视行程开关、急停按键等；其四，加工数据的输出和显示功能；其五，超程控制机报警功能。当工作台在进行实际加工过程中，若超出规定的位置则立即停止工作，并相应的做出报警显示；其六，控制方式选择功能。主要包括手动和自动两种控制方式，有特殊要求时可进行控制方式切换。
3.3 测控功能的实现
（1）硬件设计。按照该数控机床工作台的实际测控要求，决定采用STC12C5A62S2系列单片机作为主控制器，并行设置44个I/O控制接口和双UART串口，电路为MAX810专用复位电路，2路8位PWM/16位PCA模块，8路10位精度ADC，其转换速度最高可达到250K/S，即每秒25万次，Flash ROM60K，SRAM 1208字节。这一系列的单片机具有以下特点：可靠性高、反应速度快、功耗低、价格便宜、抗静电及抗干扰能力超强，无需对片外存储空间进行扩展，便可用于数控机床工作台的电动机控制，本身自带PWM/PCA和A/D，不需要在配置外部检测电路。为使加工数据能够顺利输入到系统当中，采用矩阵键盘，规格为4×8；加工数据显示器则采用6位LED显示器，以便于显示加工数据信息；为确保开机指示电源能够正常工作，电源指示灯决定采用发光二极管；为有效地控制步进电动机的旋转速度，决定采用I/O口对脉冲分配器的输出信号进行控制，再经由功率放大电路及光电隔离器后传送至步进电动机线圈当中；为对机床工作台的超程进行监视及报警功能的实现，决定采用全行程开关作为监视信号进行输入，并采用发光二极管作为超程报警指示灯。
（2）软件设计。如果将测控硬件系统的设计实现，看作是整个数控系统的物质基础的话，那么系统软件的设计实现则是测控系统整体控制思路、控制方式以及控制过程的体现。测控系统各个功能的实现，需要应用到单片机的如下技术，其中主要包括中断、定时、LED显示以及键盘扫描等技术。系统软件设计主要以模块化结构为主，下面对各个模块的具体功能进行介绍：①主模块。该模块主要负责完成测控系统的各项管理工作，数控系统开机后会自行进入到管理模块当中，然后接收并执行由机床操作者发出的操作指令。在这一模块当中，需要对键盘上各个相关案件的功能进行自定义，以此来确定接收指令的形式以及实现加工数据的输入和、自动钻铣加工、急停等操作功能；②自动加工测控模块。按照该数控机床工作台的实际工作需要，自动加工应包括钻削和铣削两部分。所以在该模块中设计两个子模块分别用于钻削和铣削的测控；③步进电动机控制模块。该模块主要是对电动机的转速、转角以及方向等进行控制。在对这一模块进行设计时，应重点考虑电动机运转时会出现一个加速或减速的过程，这样有利于解决突然启停时，惯性及负载造成电机损坏的问题。可以通过对进给脉冲的时间间隔及具体脉冲数进行确定，来实现对电机速度及转角的控制。控制时间常数可预先定义好后存储到程序当中，并以此作为对步进电动机运行控制的基本参数，然后利用单片机本身自带的定时器功能，并以中断的方式来实现对电动机频率的控制。
由于该单片机中集成有可编程的应用程序，故此无需设计专用的仿真器及编程器。通过将单片机测控技术应用到数控系统当中，使得系统自动化功能的实现变得更加简单、各方面性能也更为可靠。
参考文献
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数控技术及应用篇4
关键词：机械数控；编程技术；应用领域
近年来，随着我国科学技术的飞速发展以及高科技产品的不断升级，机械制造业为了能够在激烈的市场竞争中占据一定的份额，对于经营和发展中的各项技术也提出了更高的要求，同时，面对逐步增加的市场需求，企业的生产强烈需要一种高速高效的生产技术，因此，机械数控加工编程技术应运而生，并以其高速高效的优势得到了快速推广，在机械制造行业发展着不可替代的作用。
一、数控加工编程技术在机械制造业中的现状
随着我国社会经济的飞速发展，机械制造业在社会发展中所占据的地位也越来越高。在信息化社会不断深入的今天，国际化竞争日趋激烈。在这种形势下，加强先进制造技术的优化与完善成为了国家提高自身核心竞争力的重要手段，数控加工编程技术作为其中的一项主要技术，更是被给予了高度重视。
所谓数控加工编程技术，主要是对传统的机械技术、信息技术以及材料技术等现代管理技术进行优化结合，并在基础上加入编程技术为形成的一种新技术，不仅可以实现产品的开发与设计、制造与检测，而且还具备一定的管理与售后功能。从国际上来看，以计算机集成制造系统为主导方向的制造业目标已经进入了集成化、网络化、敏捷化和智能化。当前机械制造企业为了满足不断变化的市场需求，正在向少能耗、无污染以及超精密方向发展。
近年来，随着我国市场经济体制改革的不断深入，机械制造业在经营和发展中也面临着前所未有的挑战，传统经营发展中所存在的问题也越来越明显。首先是研发能力上，随着市场发展需求的不断增加，机械制造业在产品研发能力上比较落后，据统计，我国当前具有研发能力的机械加工企业不足10%，并不是企业不想研发，而是并不具备研发的能力和资源。面临需求不断变化的市场，企业只能在原有产品的设计上进行改动，但在设计理念和工艺改造上却很难有实质性的突破。虽然政府和相关部门对此方面给予了一定的支持，但效果甚微。其次是与发达国家的差距上，这种差距主要体现在能源消耗大和污染严重。我国制造业产品以低端为主，附加价值不高，增加值率仅为26.23%，比美国、日本及德国分别低22.99、22.12及11.69个百分点。出口的主要是劳动密集型和技术含量低的产品，产业结构不合理。因此我们必须看到我国与工业发达国家仍存在阶段性的差距，国内的制造业要抓住“十一五”制造业信息化的发展机遇，以提高自主创新能力和形成创新体系为出发点和落脚点，加强原始创新、在实践中继承和创新、引进消化吸收创新，真正形成以企业为主体的创新体系。
二、机械数控加工编程技术的应用领域
作为机械制造业生产中的一项重要技术，机械数控加工编程技术在行业中的应用是十分广泛的，而且在每个领域都占据着重要的位置。归纳起来，机械数控加工编程技术的应用领域大致包括以下几个方面：
1、零件加工工艺方面的应用
在零件加工工艺方面，机械数控加工编程技术的应用可以大幅度提高工艺的优化程度，通过科学完善的编程程序，可以方便工作人员对复杂机械零部件的加工与处理，而且能够更好的提高产品质量。机械数控加工编程技术在零件加工工艺方面的应用应该注意以下两个方面的问题：
一方面是刀具的选择。数控铣削加工工艺作为零件加工过程中的一项主要工艺，不仅关系着加工成本，而且对加工质量也有一定程度的影响。所以，为了能够对该项工艺进行优化，必须重视对刀具的选择。就目前铣削工艺所涉及的刀具类型来看，主要包括刀铣刀、锥度铣刀以及圆角立铣等，每一种类型的刀具在使用后都会产生不同的效果，因此，为了确保零部件加工满足需求，应严格遵循从小到大的原则对刀具进行选择。此外，还要综合考虑被加工型面形状、型面曲率的大小以及圆角铣刀的粗加工。
另一方面是刀具的切入与切出。通常情况下，在对某一零部件进行加工的时候，为了确保最终质量满足需求，加工过程中往往会不断的更换使用刀具。在精加工过程中，加工表面质量的差异往往受到切出和切入时的切削方式的影响。所以，在开展切入和切出操作的时候，必须选择最佳的方式。目前，常用的切入和切出方式有刀具以斜线切入、以螺旋轨迹下降方式切入以及刀具垂直切入切出等，工作人员应该根据加工时的实际情况，科学合理的选择切入和切出方式。
2、CAXA制造工程师方面的应用
在当前机械制造业的经营和发展中，曲面实体相结合的CAD/CAM一体化软件是产品加工中极其重要的软件之一，这种一体化软件便被称为CAXA制造工程师。就目前CAXA制造工程师在机械制造业的优势来看，主要体现在应用范围广、功能强大以及代码质量好等多个方面。此外，这种软件还支持批处理功能和轨迹参数化，能够直接对实体进行设定，同时也可以大幅度提高加工的整体效率和质量，目前已经成为机械制造行业十分重要的软件之一。
在产品加工制造过程中，CAXA制造工程师的具体步骤主要有以下几个环节：（1）结合加工部件的图纸和造型工件，对数控加工方案进行科学合理的设计，确保其能够满足产品加工需求；（2）对加工过程中所涉及的参数和加工方法进行确定；（3）轨迹生成与仿真加工；（4）后置处理生成G代码。上述4个环节的内容都会在一定程度上影响到产品的加工效率和质量。所以，在对每个环节进行操作的时候，都应该做到科学、完善。只有这样，才能够切实提高产品的加工效率和质量。
3、宏编程技术方面的应用
所谓宏编程，主要指的是利用变量实现算术运算、逻辑运算和高级语言相像的程序编程形式。就目前宏编程的应用来看，其范围大多集中在复杂零件的加工上。采用宏编程技术开展复杂零部件加工工作，不仅能够在一定程度上缩短编程时间，提高加工效率，而且对与加工质量也具有一定的提升作用。但是，宏编程技术也有一些不足之处，比如说程序编写的难度相对较大、程序修改困难等。这就要求编程工作人员不仅需要具备扎实的机械工艺数控编程知识，而且对计算机语言知识和数学建模知识也应该做到全面、系统的掌握。只有这样，才能够使红编程技术的优势在产品加工中最大限度的发挥出来，促进加工产品效率和质量的稳步提升。
结语：
综上所述，机械数控加工编程技术的应用领域十分广泛，对该技术的优化与完善不仅可以促进机械制造业的可持续发展，而且对社会经济发展目标的顺利实现也具有重要意义。在今后的时间里，随着我国科学技术发展脚步的不断加快，编程技术在机械数控加工方面的应用也必然会越来越完善，进而进一步提升机械数控加工技术，为工艺品加工的效率和质量的提升奠定坚实的基础。
参考文献
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数控技术及应用篇5
关键词：桥梁施工；智能数控张拉；大循环压浆；应用
中图分类号：U445文献标识码： A
桥梁预应力施工作为预应力桥梁中极为重要的一项，其直接影响着桥梁以后的运行和使用寿命。而在预应力施工中的张拉技术和管道压浆技术是保证预应力施工质量的重要手段。传统的施工技术经常会出现一些问题，已经解决不了人们更多的需求。为此本文主要探讨了智能数控张拉技术和大循环压浆技术在施工中的应用。
一、智能数控张拉系统在工程中的应用
（一）智能数控张拉系统的结构和工作原理
智能数控张拉系统主要由泵站系统、液压千斤顶和计算机控制中心三大部分组成。如图1。
图1
系统通过安装于张拉千斤顶进油路中的压力传感器对张拉过程中的油压进行实时监测，而通过安装于千斤顶上的位移传感器进行预应力束伸长量的实时监测，并将相应数据实时传输到主控制中心自动生成。
计算机控制中心主要起显示和数据处理的作用，它对数据进行处理后。将张拉过程不同阶段条件的位置控制信号和压力控制信号转换到位置伺服单元和压力控制单元。位置伺服单元和压力控制单元对收到的各种数据进行再处理后控制液压执行机构动作，并根据张拉过程中压力传感器不断反馈的信号，控制压力执行机构在不同状态间转换，从而保证系统自动控制整个张拉过程按预定程序的步骤准确完成预应力张拉工序作业，张拉完成后可以随时将自动生成的张拉数据拷贝后将报表打印完成。
（二）预应力智能张拉
现场技术员在主控电脑端启动智能张拉平台系统，输入梁体参数，确认梁体参数后，进入智能张拉操作界面，输入相应的张拉控制应力及理论伸长值并检查确认无误后，方可进行预应力张拉。
智能张拉系统经主控电脑发射信号，传递给智能张拉仪，通过张拉仪控制专用千斤顶按预先系统编制的张拉顺序进行对称均衡张拉油泵平稳匀速供油给千斤顶张拉油缸，按三级加载过程依次上升油压，分级方式为10% (持荷1min)、 20%(持荷1min)、 100%(持荷5min)。
（三）张拉的顺序控制
1、张拉顺序遵循均匀对称，偏心荷载小的原则，以确保结构及构件受力均匀，张拉过程中不产生扭转、侧弯，防止混凝土产生超应力、过大的附加应力与变形。此外，安排张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备来回移动次数。
2、对于连续刚构纵向预应力的张拉顺序，应遵循左右对称，先下后上原则进行。
（四）智能数控张拉系统的施工中的优点
1、满足多种工况的施工要求。
根据工程施工需要，可选择单千斤顶自动张拉，如竖向筋、横向筋的张拉；也可选择两台千斤顶同步自动张拉，如普通预制场的预应力束张拉；还可以选择四台千斤顶同步自动张拉，如大跨度连续刚构及箱梁两侧对称的两束预应力张拉，当然需使用该功能时需选择相应的系统配置。
2、系统显示并自动生成相关张拉记录表。
系统中张拉千斤顶的荷载通过安装于千斤顶进油路中的压力传感器对张拉过程中的油压进行实时监测，而预应力束伸长量则通过安装于千斤顶上的位移传感器来进行实时监测，该数据用线缆传输到各智能泵站，智能泵站再通过无线方式传送计算机控制中心。数据经过计算机控制中心的程序计算和处理后生成相应的显示数据及记录表格，并存储于电脑硬盘(触摸屏可以用移动u盘复制然后拷贝到电脑)内，该数据可以调出查阅与拷贝，但不能修改，保证了原始张拉数据的可靠性。
3、连续刚构--长预应力束的自动同步张拉。
常规的预制T梁或空心板梁应用本张拉系统进行张拉施工。一般只需不到一个千斤顶行程即可张拉到位。而在连续刚构梁中，预应力束的长度大，张拉施工时往往要两个或多个行程的张拉，才能达到设计控制荷载，这时只需选择连续刚构张拉(多行程张拉)程序，根据需要选定两台或四台千斤顶进行，并在千斤顶前端装上自动工具锚即可，张拉时系统会控制千斤顶在一个行程到位时自动回程，回程到位后(不需要人工重新安装千斤顶及工具锚)继续自动张拉，直到预应力束的张拉荷载到达设定的控制荷载为止。
4、张拉的精确高效
系统中压力传感器的最高控制精度为0.1MPa，相比通常应用的精密压力表的精度还要高．张拉时应力越接近控制应力值，系统则自动调低电动机的转速，实现高压低流量，保证了系统张拉过程中应力值控制更加精确。而在千斤顶回程时电动机则全速转动，这样就提高了千斤顶回程的速度，张拉荷载及钢绞线伸长值自动记录存档则减少了人工测量，总体达到张拉施工的精确高效。
二、大循环压浆技术的应用
（一）大循环压浆系统的结构和工作原理
1、结构。大循环压浆系统是由高速制浆机、压浆泵、低速储浆桶、回路浆体测控仪、联通管道、进浆口测控仪等组成。
2、原理。利用高速制浆机制浆，在制浆完成后，把浆液储存在低速转动的储浆桶中，在储浆桶当中浆液进口设置水胶比测定仪，控制进浆口浆液的稠度。在浆体回流到储浆桶之后，因为浆液的泌水性和沉淀性，浆液的稠度将会降低，当回流口水胶比测定仪的数值降低至一定值时，表明浆体不再进行循环，重新流回高速制浆桶中。在进浆口以及回流口都设置压力控制计，控制进浆口以及回流口的浆体压力。
储浆桶与制浆机的主要作用是储存浆液和拌制浆液。灰浆泵的主要作用是提供动力把浆液从储浆桶向梁体输送，在仪器清洗时将水向仪器输送。进浆测控仪的主要作用是监测进浆口的流量与压力，在压浆结束时将浆液溢流到储浆桶。返浆测控仪的主要作用是监测出浆口的流量与压力，在循环一定的时间之后通过调压阀加以调压，在压浆结束时参与系统的锁压。
（二）施工工艺
循环智能压浆系统的控制系统主要由控制中心、水胶比监测仪、进浆测控仪和返浆测控仪组成。在控制过程当中对水胶比进行判断，是否符合要求，若不符合要求，就不能启动压浆系统，需要重新制浆，符合要求就进行压浆。压浆回路开启后，浆液开始循环，进浆测控仪实时向控制中心输送进浆口的流量与压力信号，返浆测控仪也实时向控制中心输送出浆口的流量和压力信号，控制中心就根据施工人员参数的设置对水胶比、流量与压力数值加以判断，然后对返浆测控仪发出是否进行调压的指令，进行调压后，控制中心根据调压情况发出是否锁压指令，一旦发出锁压指令（同时也发出溢流指令）就意味该孔压浆结束。
（三）大循环压浆技术的优势
1、大循环压浆技术能够对浆液的灌浆压力、浆流量和水胶比进行控制，从而确保灌浆的质量。
2、浆液在管路中持续的循环，从而使管内空气能够充分的排出，进而确保了在压浆过程中，管道浆液无气仓、气室，保证管内浆液的密实性
3、大循环压浆工艺的应用，使得预应力管道压浆从传统的“事后检测”到“事中控制”，对压浆的相关参数从“被动测试”到“主动控制”，取得了良好的效果，使得后张预应力管道压浆质量提高了一个台阶，对保证预应力桥梁结构的耐久性意义重大。
三、结语
在工程施工中证明，智能数控张拉技术和大循环压浆技术在高速公路梁板预制中应用的可行性和可靠性，保证了桥梁预应力施工的高质量。它们有着传统工艺不可比拟的优势，其在以后的工程施工中会被广泛的应用和推广。
[1]陈国民,梁丕东.循环智能压浆技术在桥梁施工中的应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(21).
[2]张绍成,陈家碧.智能张拉工艺在昆明绕城高速公路梁板预制中的应用[J].公路,2013,(5).
数控技术及应用篇6
关键词:数控技术；机械制造；应用
近几年来我国的经济快速发展，这使得人们对生产水平的要求也越来越高。特别是我国机械制造行业的技术改革，已经成为社会非常关注一个问题。若要提高我国机械制造行业的生产水平就要应用数控技术。利用数控技术这一先进的技术可以有效提高机械制造行业生产过程的智能性以及科学性，减小在机械生产当中遇到的故障，从而进一步提高我国机械制造行业的生产水平。随着科技的发展，市场竞争越来越激烈，机械制造行业为了适应市场的需求，数控技术越来越被机械制造业重视。数控技术是机械制造行业实现自动化的关键，它的出现给传统的机械制造业带来了巨大的变革。如何能增强机械制造业的竞争力以适应飞速发展的社会，这就需要我们能够充分将现代数控技术应用于机械制造行业。将机械制造行业的效率和质量大力提高的新的水平，从而满足市场的竞争。
1数控技术的发展现状
机械制造行业的发展促进了经济的发展，也为很多人提供了更多的就业岗位，促进了很多高品质机械产品的产生，方便了人们的生活。因此，机械制造行业有效推动了我国工业化的发展，促进了我国经济的快速发展。若要进一步提高我国机械制造行业的水平就需要对生产技术加以优化，而通过数控技术就可以实现这一技术的优化。数控技术实现了机械制造行业的高制造效率和高产品质量，同时实现了制造过程的监督和控制。现阶段我国的机械制造行业发展相对于西方发达国家较为落后，因此，我国在发展机械制造行业时要充分借鉴国外先进的生产理念，通过将国外的先进机械生产技术引进国内，来将我国传统的机械生产模式转变为现代化的机械生产模式。我们应充分意识到，现代化的生产模式是离不开数控技术应用的[1]。在机械生产时利用数控技术，可以通过计算机处理器系统来控制机床，更便于管理，也会提高加工产品的质量和规范性，也会节约很多的时间，从而提高生产效率，并进一步提高经济效益。在20世纪50年代，数控技术就已在我国有所应用，但受限于当时我国的技术水平，而且我国科研人员对数控技术的认识不足，使得数控技术并没有在我国更多地应用起来。随着我国科研水平的提高，数控技术才开始被重视起来，尤其是在我国的机械制造行业有了很大的应用，我国开始建立数控技术研究中心来对数控技术进行专门的研究，并且取得较大的成效。在20世纪80年代，我国的数控技术开始发展，但由于当时数控技术水平较低，不能实现机械生产的智能化操作，也不能实现生产自动化，导致我国的机械制造行业不能快速发展。后来随着科学技术的发展，我国的数控技术才有了一定的发展，实现了控制系统的智能化以及数字化，在机械制造行业有了广泛的应用，有效提高了机械制造质量，从而促进了我国机械制造行业的发展。我国的机械制造业已经初具规模，除了能够满足国内的需求，还有部分出口国外。现在我国的机械制造的机床性能已经有了大力的提升，甚至有的机床性能达到了世界先进的水平。目前PC机已经广泛引用于数控机床，使得我国的数控技术在硬件和软件都有了一定的提升，数控系统的可靠性也有了极大的提高。虽然我国的机械制造工业已经取得了巨大成就，但是与世界先进技术相比还差的很远。高精度的机床不能够满足需求，精度相对较差，尤其是在数控机床的产量方面，技术水平方面，还有质量保证方面都大大落后于世界先进水平。造成这种局面的主要因素是管理不到位、生产技术水平低下、制造工艺较差等。因此为了振兴我的机械制造业，必须加强管理，提高工艺水平，大力推行全方面的质量管理。
2数控技术的发展趋势
2.1数控技术正在向更为广泛的领域发展
现阶段，我国发展数控技术的目标是不断地提高其数字化以及智能化。为满足我国社会经济的发展需要，并适应时代的发展趋势，我国必须要在机械生产领域有效提高数控技术水平。在我国，数控技术在机械制造行业的应用领域主要为汽车及航空设备的制造等，这些机械制造都为技术集中型，通过数控技术可以有效控制这些机械的生产从而保证产品生产的规范化以及精确性[2]。在机械产品制造时，就算只是一个小小的零件的加工失误都有可能造成很大的损失，因此在机械制造过程当中要求必须能保持谨慎性和科学性。当人工进行操作时可能会由于身体原因或者个人的失误而使产品制造过程出现问题，不能满足机械制造所要求的谨慎性和科学性，而数控技术的出现就避免了这种问题的发生，并且有助于提高产品的精密度。在未来的生产中，机械制造的精密度和规范化将会成为数控技术的发展趋势。
2.2五轴联动加工和复合加工机床快速发展
当采用五轴联动加工三维的曲面零件时可以用刀具的最佳几何形状切削零件，这既能提高零件光洁度还能进一步提高生产效率，相比三轴联动而言，五轴联动加工可以发挥更高的效益。但是由于过去五轴联动数控系统、主机结构复杂等一系列的原因，五轴联动数控技术的价格过高，编程技术也较难，这就在很大程度上制约了五轴联动数控机床的发展[3]。而电主轴的出现大大简化了五轴联动加工的复合主轴头结构，从而降低了机床成本以及制造难度，这就促进了复合主轴头类型五轴联动数控机床和复合加工机床的发展。
2.3智能化、开放式、网络化成为主要趋势
新时代的数控装备都具有智能化系统，智能化会表现在数控系统中的不同方面[4]。为了实现加工效率和加工质量上的智能化，如加工过程的自适应控制，自动生成加工工艺参数；为了提高驱动性能和使用连接方便的智能化，如数控电机参数的自适应运算以及前馈控制等；简化操作及编程方面的智能化，如智能化人机界面以及智能化自动编程等。为了进一步解决传统数控系统的封闭性以及数控应用软件的产业化生产问题，有很多的国家开始研究开放式数控系统。开放式数控系统即在统一的运行平台上进行数控系统开发，并面向最终的用户或者机床厂家。可以对结构对象进行增加、改变或者是剪裁来形成系列化，将用户的特殊性应用以及技术方法统一地集成到控制系统中，从而实现不同档次、不同品种的开放式数控系统，并进一步形成有着鲜明个性的名牌产品。
3数控技术的应用
3.1数控技术在机床中的应用
要提高机械制造业的产品质量，提高机械制造业的市场竞争力，以便能够适应市场的变化，这就需要机床设备的机电一体化。利用计算机技术来控制机械制造，就是在机械制造的过程中充分将先进的数控技术应用到机床的控制上，计算机的数控技术为我的机械制造提空了这种方便。数控机床因为其自身强大的控制力和很多无可代替的优点，被广泛应用到机械制造行业，在机械制造行业备受青睐。数控机床依靠计算机技术实现了机床的机电一体化，实现了机床的各种操作被计算机程序代替。我国的数控机床飞速的发展正是由于计算机的大力支撑。
3.2数控技术在汽车工业的应用
近年来随着社会的发展，我国的汽车工业也突飞猛进的发展着，加工汽车配件的技术也在飞速发展，将数控技术应用到汽车制造业更是极大的促进了汽车工业的发展。将数控技术应用于汽车配件的生产中心，组成了高质量、高效率的生产线，极大的满足了配件的更替频率越来越快的需求。实现了多种类品种，小批量的高效率的生产模式。运用现代数控加工技术，复杂的配件加工制造能够很轻易的实现。数控技术在汽车行业还有其他的应用，例如虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等。现当今可以说，没有数控技术，就没有汽车制造业的飞速发展[5]。
3.3数控技术在机床设备的应用
机械制造的过程中，机床设备的作用无可比拟，数控技术使机床设备实现了机电一体化。数控技术是机床更加容易控制、更加安全，使其生产效率更高。在当代数控技术成为机械制造领域的发展主流趋势，越来越多的零件需要高精度的加工，也越使得人们越来越重视数控技术在机械加工中的应用。数控技术使机床设备具有了明显的优势，它提高了机械产品的加工精度、提高了机械制造的整体加工水平、提高了机械设备的应用性能。目前应用最广泛的机械设备是数控机床，它是传统机床和现代数控技术的完美结合[6]。数控程序代替了原先的操作人员，只要按照设定好的参数，数控机床便能够依照指令加工需要的产品，而且提高了加工精度和生产效率。
4总结
总而言之，现阶段数控技术已经成为我国机械制造技术的核心，也是机械制造实现网络化、集成化、自动化以及柔性化的基础，同时数控装备的水平也成为了衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的标志。我国应引进先进的数控自动生产线、数控机床以及刀具并同实用的高速加工技术相结合，使其在机械制造领域得以广泛应用。随着科学技术的发展，我国对机械制造的产品要求越来越高。数控技术正可以保证制造业的蓬勃发展，所以数控技术在机械制造业的应用越来越显得重要。我国要通过信息化系统来不断提高企业自主创新的能力、服务质量以及管理水平。要坚持培养一种可持续发展的核心竞争力，使我国的机械制造行业在国际竞争中立于不败之地。
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数控技术及应用篇7
关键词：测控技术；特点；电子技术；应用
中图分类号：O434文献标识码： A
概述：测控技术是二十一世纪信息化的产物，是一门高新技术密集型的综合学科。它是由电子、计算机与网络、光电、信息与控制技术等多门学科综合组成的，在农业、航天、电子、国防、计算机等领域发挥着重要作用。现代测控技术在农业、工业和国防业等众多领域有着广泛的应用，并取得了重大的成功。特别是在工业生产领域中，现代测控技术结合现代无线技术、定位技术，为实际的工业生产提供了技术支持和交互支持，极大的改善了工业发展的环境，提高了生产效率。
一、测控技术的组成
现代测控系统由控制器、测控应用软件、程控设备、总线与接口及被测对象五个部分组成，下面我们分别介绍这五个部分：一是控制器，抽象的说是指系统的协调与指挥中心，具体的说就是单片机、计算机等；二是测控应用软件，其主要作用是测试系统的正确性，由可执行应用程序、I/O接口和仪器驱动器组成，；三是程控设备，其主要作用包括存储、显示等，该设备一般由执行器、存储器、显示器、程控伺服系统等元件组成；四是总线与接口部分，它主要是由USB、电缆、连接器、插槽等部分组成，其作用是将控制器与程控设备连接起来，形成通路，使系统良好运行；五是被测对象，将被测设备与接口相连接，就可对对象进行测控。测控系统的各个部分缺一不可，在测控中都发挥着至关重要的作用。
二、测控技术的特点
随着现代科技的不断发展，测控技术也有了飞越的发展。国家投入了相当人力物力，使得测控技术正不断走向网络化、数字化、智能化、分布式化。下面分别介绍测控技术的四大特点。
1. 网络化
随着计算机技术及通信技术的快速发展，测控技术通过与计算机技术、通信技术的结合，使测控技术走向网络化，更加方便快捷。除了计算机网络技术，测控还融合了传感器技术，使得网络化测控系统的组建变得十分方便。由于现代测控技术的发展不断完善，其应用也更加广泛，近年来已经应用到了通信、电子、航空航天、国防等领域。
2. 数字化
在信息发达的社会，测控技术的数字化是发展的必然结果。数字化的主要应用包括：信号数字化处理、通信数字化、传感器的数字化以及多媒体数字化等过程。其中多媒体数字化应用于教学体系中相当成功，使老师授课更加形象生动；通信数字化应用于人们日常交流中，使沟通更加方便等等。
3. 智能化
智能已经成为时代的主题，手机、机器人都离不开智能。假想测控系统中的仪器都是智能仪器，那么测控技术将更加精准、方便、人性化，功能也更加强大。由于人工智能和微电子技术的快速发展，仪器智能化已经得到大幅度发展，例如计算能力、计算方法以及计算精准性相比从前大大增强，这对于工业发展来说更加有利。
4. 分布式化
分布式化作为测控技术的另一特点，是在微型计算机和网络技术的基础上发展起来的。
在生产控制过程中，分布式的结构可以将测控系统的所有部分连接起来，实现测控系统的自动化管理、控制和测量，既提高了生产效率，也降低了人工测控成本。因此，分布式化测控技术为测控的今后发展打下了牢固的基础。
三、 测控技术在电子技术方面应用
现代测控技术的应用体现在方方面面，包括农业、航天测控、粮食储存等。下面介绍测控技术在电子方面的应用。
1. 新型传感器技术的应用
新兴传感器技术是测控技术的一个重要应用分支，目前开发的新兴传感器主要包括智能化传感器、集成传感器、数字化传感器、微型气体传感器以及新型网络传感器等。智能传感器主要应用于心内压监控和火车的状态监控等；温度、压力等测量一般用集成化传感器；数字化传感器的应用较为常见，例如图像传感器、环境测量及银行、医院监控等；微型气体传感器应用对社会安全十分重要，常应用于国防、交通、化工、医学等方面；其中最为重要的是新型网络传感器，它的应用涉及生活的方方面面，包括工农业、国防、军事、救灾抢险、城市管理等，对社会的和谐和稳定做出了很大的贡献。
2. 远程测控技术
测控技术中另一项重要应用是远程测控技术，也是工业领域正大力发展的一个测控方向。专线的远程测控技术的应用有核电站监测的远程测控和石油输送的远程监控等，专线远程测控方便了大型工程的监测工作；无线通信远程测控应用广泛，例如水、电、煤气等自动抄表等的远程测控。网络与远程测控技术的融合极大的方便了人们的生活，对社会发展发挥了至关重要的作用。
3. 现代测控总线技术
总线技术是一个将各部件连接到处理器上的元件，它能在很大程度上增加系统的可靠性、兼容性和开放性，使系统结构简化，方便更换各个元部件，从而降低系统成本。USB应用总线技术可在低速设备上运行，GPIB总线技术使得测控技术向大规模测控方向迅速发展，这些都得益于测控总线技术的发展。总线技术的应用使得电子方向有了更好的发展，自动化正朝着总线结构方向前进，这就大大的提搞了企业的自动化管理和网络相关行业的发展，为企业节约成本。
4. 虚拟仪器技术
虚拟仪器技术是现代工业的新产物，它结合了计算机技术与测控技术，不仅功能强大、技术性强，而且是测试领域的一项重大突破技术。它的优点突出，不仅灵活、交互性强，而且实现了系统化、网络化。其主要应用有：一是用于蚕种催青过程的无损质量检测；二是利用视觉软件，开发出自动秧苗分析系统，预测发芽期和秧苗数量，监视秧苗质量；三是应用于农机现代化教育与管理；四是可测量液力变矩器不同压力及转速下的性能参数。虚拟仪器技术应用广泛且应用实际，对于农业、电子方面有较大的贡献。
四、结语
21世纪是一个科技的时代，各种高新技术层出不穷，而现代测控技术作为一门新兴的高科技技术，在这个大的技术环境下得到了飞速的发展。它的原身是测控、电子等学科，同时结合现代计算机科学技术，逐步向智能化、虚拟化、网络化和远程化发展。现代测控技术有别于传统的测控技术，很大程度上依赖与计算机处理技术。同时很强调动手能力和实践能力，通过将实地测控到的数据录入电脑，结合现代数据分析技术，处理并得出许多有用的信息，在速度和精准性上有很大的提高。
参考文献：
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数控技术及应用篇8
关键词：电力系统；自动化技术；计算机；远动控制技术
随着科学技术的进步，我国的电力系统不断扩大规模，变电站对自动化控制的要求也越来越高，因此电力系统在自动化技术与自身内部的结构中也不断地进行改造与革新，使电力系统设备健全，从而能够监控整个电网的运行状况，实现“四通”以及一些报表分析等等。但电力系统的自动化技术综合应用到通信技术的基础上，必须依靠计算机远动控制技术才能顺利完成，对于快速实现电力系统的自动化起至关重要的作用。
1 计算机远动控制技术的基本原理
远动控制技术是由执行端、控制端和调度组成，其中执行端包括变电厂、发电厂等等，它通过遥控、控制等相关技术来保证电力系统的顺利运行，以及信号传输的安全性与可靠性，这是计算机远动控制技术的工作过程，而计算机远动控制技术的工作原理包括：首先，由它的组成之一调度从变电厂获取一些电力系统正常运行的信息与数据资料，包括电力设备位置信号，然后对收集的信息和数据进行分析与判别，接着给变电厂下达相关命令进行系统操作流程的调度，从而顺利完成计算机远动控制技术的测控任务[1]。
计算机远动控制技术具有数据采集技术、信道编译码技术、通信传输技术等功能特点，它应用数据采集技术有效联动变送器和模数转换技术，为了电力系统在远动控制中更好的处理某些信号，也需要利用数据采集技术将电力系统中的电流以及功率转化为TTL电台信号，从而有效的提升电力系统的自动化水平。其次信道编译码技术可以采集远动装置的信息，使用采集到的信息更好的传输到通信信道，另外它使远动控制技术传输信息的过程中有超强的抗干扰能力，保证信息在传输过程中极高的正确率，从而使计算机远动控制技术在电力系统自动化系统中数据传输的完整与准确[2]。
2 电力系统自动化技术的说明
电力系统自动化技术是在实现通信技术、计算机技术和电力运行控制技术有机结合的基础上，充分发挥自动化技术在电力系统运行过程中的功能特性，如，信息自动传输、信息自动控制、系统检测以及元器件的自动保护等等，从而在电力工作进行时，实现电网可靠供电的保障，以及实现在数据传输系统的运行中出现故障并且能够准确判断位置以及分析电能的消耗等。此外，电力系统自动化技术能够快速发现在电路中出现的问题并且及时有效的处理解决，如，给系统提供准确的信息资料分析，不仅可以提高电力系统的运行效率，为企业增加效益，而且可以提高电力系统的自动化控制技术，保证电力系统快速升级与创新，促使电力系统技术和规模不断地提高与扩大。
3 电力系统自动化技术中计算机远动控制技术的应用
（一）数据采集技术的有效应用
数据采集技术是指对某些信号获取信息资料的过程中，它具有自动存储信息，自动传输信号以及信号预处理等功能。而在电力系统自动化技术中计算机远动控制技术的数据采集技术应用方面，要涉及到变送器和模拟信号与数字信号的转换等等的一些技术[3]。其中变送器是指把传感器的非电量转换为电信号，通过放大形式可以远程控制信号或者进行远程测量。
数据采集技术在计算机远动控制技术中的工作过程是：电力系统利用变送器和A/D转换技术（模数转换），实现系统的整体信息编码以及信息资料的采集。比如，电力系统控制的参数要求实时性较强，包括电压、电流、序分量等等，采集信息复杂多样，随着电力系统中对参数量要求的不断提高，利用普通的采集处理，很难实现信息的有效性。因此，远动控制技术在电力系统自动化技术中应用数据采集技术，可以保证数据信息及时有效的被系统处理，不会以乱码或者以不完整的形式出现，给电力系统造成一定的影响，促使系统自动化正常顺利的运转。
（二）信道编码技术的有效应用
计算机远动控制技术在电力系统自动化技术的应用中，主要会涉及到信道编码技术。一般情况下，数字信号在传输过程中，往往由于各种原因，造成信号传输出现参数错误或者数据缺失，从而使接收端出现信号不连续以及图像误区等现象，会影响整个电力系统操作流程[4]。因此电力系统自动化中计算机远动控制技术需要通过信道编码技术这一重要环节，对数据信息以及信号进行相应的处理，提高电力系统的抗干扰能力以及错误纠正能力，避免在电力系统运行中出现信号错误、误码以及乱码等现象，影响信息资料的正常传输，从而使电力系统运行过程中的信号传输出现瘫痪问题。因此，计算机远动控制技术在电力系统自动化技术中要有效科学应用信道编码技术，降低数据传输误码率，提高数据传输效率，增加数据通信的可靠性，从而能够保证电力系统的可靠与安全运行。
（三）通信传输技术的有效应用
通过电力系统中计算机远动控制技术在通信传输技术的应用，要利用它的调制技术与解调技术，它是以光纤、微波接力等为主的通信传输技术，将附带信息的基带转换到信号传输介质上，然后进行信号的通信传输，从而实现传输电路中的电路调度等业务，为电力系统构建专用的电力通信传输网络资源[5]。在信号传输技术过程中，光纤和电力线载波是完成电力系统自动化技术主要的两种方式，电力线载波编码之后，所产生的基带信号和载波信号利用调制技术转换成模拟信号，通过利用电压、电流的形式实现通信传输技术，由于光纤技术的不断更新与升级，使得电力系统自动化光纤传输范围不断增大。从而在计算机远动控制技术中应用通信传输技术，促使电力系统自动化控制通信传输技术不断的扩展与发展趋势不断加强。
4 结语
总而言之，随着我国科学技术突飞猛进的发展，给电力系统的快速发展带来了一定的优势，然而电力系统自动化发展离不开计算机远动控制技术，因此在电力发展过程中，重视远动控制技术的发展，包括数据采集技术、信道编码技术、通信传输技术的实际应用，才能更好地保证电力系统自动化正常顺利发展。
参考文献
[1]林淑娜，林若波. 远动控制技术在电力系统自动化中的应用[J]. 中国水运（理论版），2007，09：215-216.
[2]肖新耀. 远动控制技术在电力系统自动化中的应用[J]. 价值工程，2014，08：65-66.
[3]张策，王帅. 远动控制技术在电力系统自动化中的应用[J]. 电子制作，2014，01：56.
[4]张恒山. 电力系统自动化中远动控制技术的应用[J]. 机电信息，2012，36：115-116.