西門(mén)子PLC模塊6ES73361HE000AB0
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應(yīng)用數(shù)控機(jī)床
2011年，數(shù)控金屬切削機(jī)床增長(zhǎng)突出，產(chǎn)量同比增長(zhǎng)68.91%，增速比上年提高12.16個(gè)百分點(diǎn)。在國(guó)家振興裝備制造業(yè)和國(guó)際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的帶動(dòng)下，我國(guó)設(shè)備工具購(gòu)置投資增長(zhǎng)率在未來(lái)5-10年內(nèi)將持續(xù)維持20%左右的水平，機(jī)床行業(yè)的需求仍將保持高速增長(zhǎng)。在需求的拉動(dòng)下，我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量保持高速增長(zhǎng)，隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深化，數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)設(shè)備類的上市公司的高成長(zhǎng)有望延續(xù)。2011年數(shù)控機(jī)床消費(fèi)超過(guò)80億美元，臺(tái)數(shù)超過(guò)12萬(wàn)臺(tái)，表明了數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床消費(fèi)的主流，我國(guó)未來(lái)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)巨大。2011年數(shù)控機(jī)床需求的快速增長(zhǎng)帶來(lái)數(shù)控系統(tǒng)的巨大需求，全年數(shù)控系統(tǒng)設(shè)備同比增長(zhǎng)一倍以上。
發(fā)展情況
硬件技術(shù)
隨著集成電路及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，給數(shù)控硬件技術(shù)的更新?lián)Q代注入新的活力，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)普遍采用超大規(guī)模集成電路（VLSI）、專用芯片（ASIC）及數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)。在電氣裝聯(lián)上廣泛采用表面安裝（SMT）、三維高密度（three dimensional high density）技術(shù)，極大地提高系統(tǒng)的可靠性。高速高性能存儲(chǔ)技術(shù)，比如閃爍存儲(chǔ)（flash memory），移動(dòng)存儲(chǔ)（PCMCIA card）等極大地方便用戶。薄膜晶體管液晶顯示器（TFTLCD）技術(shù)使得顯示裝置趨于平板化，更便于機(jī)電 一體化安裝并改善人機(jī)界面。作為數(shù)控系統(tǒng)核心的處理器廣泛采用“位以上的高速RISC CPU，保證高速、高精度的數(shù)控加工。
開(kāi)放式發(fā)展
開(kāi)放式數(shù)控的討論已有好些年了，但是應(yīng)該看到，對(duì)于開(kāi)放式結(jié)構(gòu)至今沒(méi)有一致性的定義。某些用戶認(rèn)為開(kāi)放式表示能夠接受當(dāng)?shù)厥褂玫耐ㄐ艆f(xié)議；而另一些用戶認(rèn)為開(kāi)放式意味著所有控制器操作界面完全一致;對(duì)機(jī)床應(yīng)用工程師而言，開(kāi)放式意味著對(duì)刀架移動(dòng)、傳感器和邏輯控制有標(biāo)準(zhǔn)的輸入/輸出接口；對(duì)大公司和大學(xué)的研究工程師來(lái)說(shuō)，開(kāi)放式意味著以上這些均來(lái)自隨即拿來(lái)就用的積木塊。由于來(lái)自最終用戶和集成商（機(jī)床廠）的壓力，開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)工作正在向前發(fā)展并將持續(xù)下去。一個(gè)積極成果即是基于PC的CNC，即PC-based。
實(shí)時(shí)操作
嚴(yán)格意義上說(shuō)，數(shù)控控制軟件中包含著實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的思想，例如任務(wù)調(diào)度、存儲(chǔ)器管理、中斷處理等，但這種技術(shù)是隱含的，是和數(shù)控應(yīng)用程序比如插補(bǔ)，伺服、譯碼等混合的。每一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)都是獨(dú)特的，不透明的。這種情況對(duì)于最終用戶和系統(tǒng)集成商而言帶來(lái)諸多不便。在開(kāi)放式數(shù)控呼聲日益高漲的今天，研究實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在CNC軟件中的應(yīng)用是順理成章的事。特別是嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展迅猛，這對(duì)于數(shù)控控制軟件的開(kāi)發(fā)將產(chǎn)生革命性的影響。選擇一個(gè)合適的商用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，將插補(bǔ)、伺服、譯碼、數(shù)據(jù)處理等數(shù)控應(yīng)用軟件往上“掛”，最終移植到一個(gè)硬件環(huán)境中去，形成最終使用戶滿意的數(shù)控系統(tǒng)，也就是個(gè)性化的CNC系統(tǒng)，這將是開(kāi)放式數(shù)控的主要方向。
程序編制
數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過(guò)程。如圖所示，編程工作主要包括：
（1）分析零件圖樣和制定工藝方案
這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括：對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。這一工作要求編程人員能夠?qū)α慵D樣的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床使用的基礎(chǔ)知識(shí)，如數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等，確定加工方法和加工路線。
（2）數(shù)學(xué)處理
在確定了工藝方案后，就需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等，計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)一般均具有直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)功能，對(duì)于加工由圓弧和直線組成的較簡(jiǎn)單的平面零件，只需要計(jì)算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心坐標(biāo)值等，就能滿足編程要求。當(dāng)零件的幾何形狀與控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致時(shí)，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般需要使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，否則難以完成。
（3）編寫(xiě)零件加工程序
在完成上述工藝處理及數(shù)值計(jì)算工作后，即可編寫(xiě)零件加工程序。程序編制人員使用數(shù)控系統(tǒng)的程序指令，按照規(guī)定的程序格式，逐段編寫(xiě)加工程序。程序編制人員應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的功能、程序指令及代碼十分熟悉，才能編寫(xiě)出正確的加工程序。
（4）程序檢驗(yàn)
將編寫(xiě)好的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，就可控制數(shù)控機(jī)床的加工工作。一般在正式加工之前，要對(duì)程序進(jìn)行檢驗(yàn)。通常可采用機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)的方式，來(lái)檢查機(jī)床動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性，以檢驗(yàn)程序。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機(jī)床上，可通過(guò)顯示走刀軌跡或模擬刀具對(duì)工件的切削過(guò)程，對(duì)程序進(jìn)行檢查。對(duì)于形狀復(fù)雜和要求高的零件，也可采用鋁件、塑料或石蠟等易切材料進(jìn)行試切來(lái)檢驗(yàn)程序。通過(guò)檢查試件，不僅可確認(rèn)程序是否正確，還可知道加工精度是否符合要求。若能采用與被加工零件材料相同的材料進(jìn)行試切，則更能反映實(shí)際加工效果，當(dāng)發(fā)現(xiàn)加工的零件不符合加工技術(shù)要求時(shí)，可修改程序或采取尺寸補(bǔ)償?shù)却胧?
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