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1、前 言随着科技进步和机床工业的发展，数控机床作为机床工业的主流产品，已成为实现装备制造业现代化发展的关键设备，加快发展数控机床产业是我国装备制造业发展的现实要求。近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大型企业已有较多的使用，在中、小型企业甚至个体企业中也普遍开始使用。但目前我国数控机床的数量和品种，尚不能完全满足国内市场需求。我国从事数控机床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计，然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控机床电气维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今控制理论与自动化技术的高速发展，尤其是微电子技术和计算机技术的日
2、新月异，使得数控技术也在同步飞速发展，数控系统结构形式上的PC基、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给其应用从观念到实践带来了巨大变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。因此，一篇讲座形式的文章不可能把已经形成了一门专门学科的数控机床电气维修技术理论完整地表述出来，本文是以数控电路的研究为主题，经多方面资料的查阅，再加以适当的归纳整理，以求对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益。随着计算机技现代制造系统中，数控术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现在制造系统中，数控技术是关键技术，
3、它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放综合了计算机、多媒体、模糊控式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来，我
4、国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制
5、模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，综合我国的数控技术发展来看，对我国的数控技术实行变革势在必行。 目 录绪论 6一、CNC电路系统的组成8二、NC控制电路92.1主控制器与PC通信 102.2主控制器与辅助控制器通信 10 2.3看门狗电路 102.4 主轴控制电路102.5 频率给定电压电路10三、PLC电路11 3.1 PLC定义11 3.2 PLC工作原理11 3.3 CNC控制系统中的PLC12四、CNC系统软件设计和发展趋势144.1 性能发展方向 144.2 功能发展方向 144.3 系统结构的发展 15五、结束语16致谢1
6、7参考文献17数控机床电路的研究和发展摘要：文章介绍的一种基于单片机控制的CNC系统。阐述了系统的硬件构成、软件设计和系统电路的组成的工作原理，由CNC系统软件的设计论述了国内数控电路的研究技术、发展趋势和展望，并给出我国的数控技术需要发展的方向。关键字： 系统 数控 技术 机床CNC Machine tool circuit Research and DevelopmentSummary：This paper introduces a single-chip microcomputer-based control of the CNC system. The hardware which e
7、laborates system constitutes、The work principle that software design and system electric circuit constitute, From the design treatise of CNC system software the domestic number control the research technique of electric circuit、Develop trend and outlook, The number which combines an our country to c
8、ontrols a technique demand to develop of direction.Key word: System The number controls Technique Tool machine绪 论 数控机床技术，简称数控（NC）技术，是20世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是指用数字化信息对机械设备的运动及其加工过程进行控制的一种方法。数控设备就是采用了数控技术的机械设备，或者说是装备了数控系统的机械设备。数控机床是数控设备的典型代表，其他数控设备还有数控冲剪机、数控压力机、数控弯管机、数控坐标测量机、数控绘图仪、数控雕刻机等等。数控机床是为了解决复杂、精密、小
9、批多变零件加工的自动化要求而产生的。数控加工是根据被加工零件的图样和工艺要求，编制成以数码表示的程序，输入到机床的数控系统中，以控制刀具与工件的相对运动，从而加工出合格零件的方法。该项技术是20世纪40年代后期为适应复杂外形零件的精密加工而发展起来的一种自动化加工技术。1948年，美国帕森斯（Parsons）公司在研制加工直升机螺旋桨叶片轮廓用检查样板的机床时，首先提出计算机控制机床的设想，在麻省理工学院（MIT）的协助下，于1952年研制成功了世界上第一台三坐标直线插补连续控制的立式数控铣床。此后，很多厂家都开展了数控机床的研制开发和生产。1958年，美国K&T公司首先研制成功带有自动换刀装
10、置的加工中心（MC）。1968年，英国首次将多台数控机床及无人化搬运小车、自动仓库在计算机控制下连接成自动加工系统，即柔性制造系统（FMS）。我国于1958年由清华大学和北京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床。数控系统是能逻辑地处理输入到系统中具有特定代码的程序，并将其译码，从而使机床运动并加工零件的程序控制系统。数控系统的发展到现在已经有了两个阶段。第一阶段为普通数控（NC）阶段，即逻辑数字控制阶段，数控系统主要是由电路的硬件和连线组成，故又称为硬件数控系统。其特点是具有很多硬件电路和连接结点，电路复杂，可靠性不好。这个阶段数控系统的发展经历了三个时代，即电子管时代（1952年）、晶体管
11、时代（1959年）和小规模集成电路时代（1965年）。自1970年小型计算机开始用于数控系统，数控系统的发展进入第二阶段，即计算机数字控制（CNC）阶段，数控系统主要是由计算机硬件和软件组成，其突出特点是利用存储在存储器里的软件控制系统工作，故又称为软件控制系统。这种系统容易扩大功能，柔性好，可靠性高。第二阶段数控系统的发展也经历了三个时代。20世纪60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称DNC，又称群控系统），及采用小型计算机控制的计算机数控系统，使数控系统进入了以小型计算机化为特征的第四代。从1974年微处理器开始用于数控系统，数控系统发展到第五代，即微型机数
12、控（MNC）系统。经过几年的发展，数控系统从性能到可靠性均得到了很大的提高，自70年代末到80年代，数控技术在全世界得到了大规模的发展和应用。从90年代开始，PC机的发展日新月异，基于个人计算机（PC）平台的数控系统（称为PC数控系统）应运而生，数控系统的发展进入第六代。现在市场上流行和企业普遍使用的仍然是第五代数控系统，其典型代表是日本的FANUC-0系列和德国的SINUMERIK810系列数控系统。当今的数控机床已经在机械加工部门占有非常重要的地位，是柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、自动化工厂（FA）的基本构成单位。努力发展数控加工技术，并向更高层次的自动化、柔性化
13、、敏捷化、网络化和数字化制造方向推进，是当前机械制造业发展数控机床的加工原理。数控机床的加工原理如图1所示。编制数控程序输入装置机床主运动进给运动辅助动作伺服驱动位置检测辅助控制加工零件数控装置加工图纸图1 数控机床的工作原理在数控机床上加工零件时，要事先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具参数，再按规定编写零件数控加工程序，然后通过手动数据输入（MDI）方式或与计算机通讯等方式将数控加工程序送到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过分析处理与计算后发出相应的指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而控制机床进行零件的自动加工。数控机床已是成为各个工作领域不可缺
14、少的必要装备，它的产生和发展，更是制造高质量、高效率、高一致性产品的有力保障。随着人类社会的飞速发展与进步，各种新材料、新技术、新工艺、新结构、新配件不断的涌现，各个领域不断的提出新的要求。这一切都使得数控机床的结构、性能千变万化。计算机技术的高速发展又使得机床数控系统正在以更短的周期更新。一、CNC电路系统的组成数控机床控制系统是将计算机数控（Computer NumericalControl，简称CNC）系统管理、插补、主轴、进给、刀具控制等功能及PLC 和存储器集成于一个模块，另一模块管理数据输入输出、操作和显示功能。整个系统由两个模块组成，结构紧凑，便于维护和维修。再加上主轴驱动单元、
15、进给驱动单元和继电接触器控制单元等电路模块组成，其组成图见图2。PC机NC控制电路光电隔离主轴变频器调速电路步进电机驱动电路步进电机强电线路操作显示面板主轴光电编码器图2 CNC系统的组成 在CNC 系统中PC 机做上位机，而具体的控制动作则由下位机NC 控制电路中的单片机来完成。上位机向单片机发送控制信息和加工所需要的数据，单片机将系统的状态信息反馈给上位机，两者之间采用并行通信方式进行数据传输。NC 控制电路有多个CPU，其中主CPU 实现管理和组织整个系统工作，完成系统初始化、系统软硬件诊断、系统出错识别和处理等功能；辅助CPU 实现运算处理，完成插补前预处理和插补计算，为各坐标轴提供位
16、置给定值；此外NC 控制电路还完成主轴控制、进给控制、刀具控制、系统上电复位、电源电压监控及看门狗定时器等功能。PLC 输入输出电路在主CPU 控制下完成加工程序中的辅助控制功能和机床状态检测反馈信号的逻辑处理，实现各功能和操作方式之间的联锁、机床电气设备的启动、停止及刀具转换等。步进电机驱动电路将NC 控制电路输出的进给指令脉冲经环形分配器产生步进电机所要求的脉冲信号，再经功率驱动器放大后驱动步进电机运转。强电线路完成主轴启动、停止、正/ 反转控制、刀架控制、切削液开关控制等。二、NC控制电路NC 控制电路由主控制器、辅助控制器、主轴控制、主轴变频调速频率给定电压、系统上电复位、电源电压监控
17、、看门狗定时器等电路组成，如图3所示。图3 NC 控制电路2 .1 主控制器与PC 机通信主控制器AT89C51 与PC 机之间采用并行数据传输，其数据传输速度快，无需进行端口参数设置，无需进行电平转换，将PC 机并口对应引脚与单片机端口直接相连即可。PC 机的并口为1 个标准的25 针插座，包含1 个数据口、1 个状态口和1 个控制口。在系统程序设计时只要对这3 个寄存器进行读写操作，就可实现PC 机与单片机之间的数据传输。PC 机并口8 根数据输入输出线与AT89C51 单片机P1 口相连，4 根输出控制线与单片机P3 .0、P3 .1、P3 .2、P3 .4 相连，5 根输入状态线通过8
18、D 锁存器接至系统数据总线。2 .2 主控制器与辅助控制器通信主控制器AT89C51 与辅助控制器AT89C2051 之间采用并行通信方式进行数据传送。单片机并行通信有单向并行通信、主从并行通信、无主从双向并行通信3 种通信方式，不同的通信方式其通信联络控制信号不尽相同。数据传送可采用中断方式进行，也可采用查询方式进行。在该系统中采用主从并行通信方式，数据传送采用中断方式进行，其中主控制器AT89C51 的P0 口与辅助控制器AT89C2051 的P1口相连作为数据线，主控制器的P3 .5、P3 .6、P3 .7 与辅助控制器的P3 .3、P3 .4、P3 .5 相连作为通信联络控制信号。2
19、.3 看门狗电路在CNC 控制系统中，存在电源通断、瞬时电压不稳等不安全因素，将会造成系统死机、信息丢失、运行不稳定等故障。为解决这些问题，实现系统安全可靠、稳定、实时运行，采用X25045 芯片作为CPU监控器，可完成系统上电复位、看门狗定时器、电源电压监控、串行E2PROM 等功能。对X25045 的操作是通过4 根口线/ CS、SCK、SI 和SO 进行同步串行通信来完成的，/ CS 为片选端，SCK 为串行时钟端，SI为串行输入端，SO 为串行输出端。由于AT89C51 单片机内部没有SPI 接口，因此系统利用了单片机P0口的3 根口线及1 根地址线和软件模拟读写时序的方式与X2504
20、5 通信。2 .4 主轴控制电路采用增量式光电编码器作为螺纹加工中主轴旋转与坐标轴进给同步控制、工件端面或锥面切削时恒线速切削控制、主轴测速等。由于主轴旋转是双向的，既可顺时针旋转，也可逆时针旋转，所以需对编码器的输出信号鉴相后才能计数。在系统中光电编码器输出的6 路信号经四差分线接收器MC3486放大后形成3 路信号，再经18CV8 可编程逻辑器件鉴相。当顺时针旋转时，鉴相输出计数脉冲从18CV8 的F0 脚送至双向计数器74LS193 的加脉冲输入端UP，进行加法计数；当逆时针旋转时，从18CV8 的F1 脚送至74LS193 的减脉冲输入端DOWN，进行减法计数；脉冲计数输出值经74LS
21、245送至系统数据总线。2 .5 频率给定电压电路主轴变频调速频率给定电压由TLC5615 产生，其和主控制器AT89C51 单片机的接口电路如图3所示，采用三线串行接口。在系统中，TLC5615 的串行时钟输入SCLK 端和串行数据输入DIN 端分别与AT89C51 单片机的P0 口2 根线相连。片选/ CS 端与地址译码器74LS138 相连。由主控制器经内部控制程序处理后输出主轴变频调速频率给定串行数据至TLC5615 的DIN 端，经TLC5615 内部D / A 转换后由其OUT 端输出频率给定模拟电压至主轴变频调速电路，进行主轴变频调速控制。三、PLC电路31 PLC的定义可编程控
22、制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”32
23、PLC的工作原理PLC的工作过程分为三个阶段，即输人采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。PLC的过程示意图如图4。输入端子输入映像寄存器元件映象寄存器输出锁存器输出端子图4 PLC执行程序过程示意图(一)输入采样阶段PLC首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入内存中各对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段，此时输入影响寄存器与外界隔离，无论输入信号如何变化，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。(二)程序执行阶段根据P
24、LC梯形图程序“先左后右，先上后下”扫描原则进行逐句扫描。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。当指令中涉及输入、输出状态时，PLC就从输入映像寄存器“读入”上一阶段采入的对应输入端子状态，从元件映像寄存器“读入”对应元件(“软继电器”)的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中。对元件映像寄存器来说，每一个元件(“软继电器”)的状态会随着程序执行过程而变化。(三)输出刷新阶段在所有指令执行完毕后，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态(接通，断开)在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定方式输出，驱动外部负载。33 CNC数控系统中的PLC现代
25、数控系统中用PLC来实现开关量及其逻辑关系的控制。数控装置中的PLC有两种类型：内装型PLC和独立型PLC。内装型PLC是指PLC包含在数控装置当中，PLC与数控功能模块间的信号传送在数控装置内部实现，PLC与机床间的信号传送则通过输入输出接口电路实现。 而在数控机床的电路开发中，其系统的PLC多为内装型，与NC控制电路共用。内装型PLC结构图如图5所示。NCPLCI/O电路MDI/CRT面板机床操作面板强电电路主轴驱动单元伺服驱动单元辅助动作主轴驱动单元伺服驱动单元图5 内装型PLC结构图PLC 与NC 间的信号传送在CNC 系统内部实现，PLC与MT（机床）信号传送则通过输入输出接口电路实
26、现。来自数控机床的按钮、开关、继电器及行程开关等输入信号经光电隔离电路抗干扰隔离并转换成TTL 电平信号，送入74LS244 进行信号去抖动处理，然后再经74LS245 传送至NC 控制电路主控制器。输入信号经主控制器内部控制程序处理后，发出输出控制信号，经NC 控制电路的J2 接口传送至PLC输入输出电路的74LS245，再经74LS373、光电隔离电路和输出驱动电路驱动继电器、指示灯等器件。I / O 地址信号由NC 电路的U12 锁存，再经输入输出电路的18CV8 逻辑运算形成I / O 片选信号，控制输入输出接口。I / O 数据信号由74LS245 在CPU 与输入输出接口之间进行双
27、向数据传输，数据传输方向由CPU 发出指令经74LS245 的DIR 引脚进行控制。PLC 输入输出电路如图6所示。图6 PLC输入输出电路PLC在数控电路中是以扫描方式进行工作的，即PLC对信号的输入、数据的处理和控制信号的输出，分别在一个扫描周期内的不同时间间隔里，以批处理方式进行，这不仅使用户编程简单、不易出错，而且也使PLC的工作不易受到外界干扰的影响;同时PLC所处理的数据比较稳定，从而减少了处理中的错误；另外，PLC的输入、输出的控制较简单，不容易产生由于时序不合适而造成的问题。 四、CNC系统软件和发展趋势系统软件主要由监控模块、系统初始化模块、人机接口管理模块、译码及刀具补偿模
28、块、辅助功能模块、插补计算模块、速度控制模块、步进电机进给控制模块、反向间隙补偿模块、手动控制模块和自诊断模块等组成。系统复位后首先进入初始化程序，调用自检程序，进行系统自检，然后赋初值，接着对各接口芯片初始化。系统初始化后进入监控模块，首先读取方式选择开关的状态，然后根据方式控制开关所选择的工作方式，调用相应模块进行处理。然而当前CNC系统软件的开发研究适应于复杂制造过程、具有闭环控制体系结构。所以我国的数控机床业必须从软件、性能、功能和体系结构方面向高端方向发展。4.1性能发展方向(1)高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多
29、CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。(3)工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复
30、合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具
31、自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。4.2功能发展方向(1)用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、
32、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。数控技术发展趋势智能化数控系统 (2)科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。(3)插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆
33、弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。(4)内装高性能PLC 数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。(5)多媒体技术应用 多
34、媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。4.3体系结构的发展(1)集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示
35、技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。(2)模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。(3)网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。(4)通用型开放式闭环控制模
36、式 采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态
37、仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。五、结束语 文章在写作的过程中总结了以前的写作经验，查阅了大量的相关资料，按照院系下达的写作要求，首先围绕主题数控机床电路研究和发展整理出自己的思路，再按照自己的写作思路结合相关资料进一步完成。此次论文的写作由于工作的原因历经半个月才将正文的主体基本完成。此外，这次论文的写作对我们有着深刻的教育意义。我们所学的专业是电子信息，电子电路的知识是我们坚实的基础。而这次课题以数控电路为主题展开写作，无凝将我们的知识范围在课本的基础上进一步扩大，真正的从理论走向实践。将知识的应用由实验室转向社会。了解了我国工业发展
38、的现状，更了解到了我国目前数控装备发展的基本形式。深刻的体会到如何将我们所学习的知识应用到社会的工业领域中去。从而为我国的数控工业技术的发展献上自己的一份力量。通过硬件的设计制造及软件程序的编制，文章所写到的电路系统已成功的应用于数控车床、数控铣床等机床控制中。其投资成本低、性价比高，非常适合我国小企业及个体企业的投资需要。 我国自从加入WTO民来，对外开放进一步深化。发展我国的数控技术及装备提高我国制造业信息化水平是我们每个公民义不容辞的责任。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
39、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。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。致 谢 感谢机电系电子教研室所有的教师为我们精心选择论文设计课题并指导我们如何写好论文。在这次课题的设计中特别要感谢的是黄冈职院自考办的所有工作
40、人员和黄国祥教授，他为了指导我们写作论文花费了大量的工作时间，并精心为我们批阅稿件。这种精神和忘我的工作典范，值得我们学习。还要感谢的是负责带我们自考班的辅导员朱子正老师和与我们同写一课题的另几位同学，他们在这次论文的写作中为我们提供了很多的帮助，特别是朱老师，由于我们04级现已毕业，大多数同学都在外工作不方便回学校，而这些报考和大量的后续工作都委托我们朱老师完成，在此表示忠心的感谢。 在这次课题完成的过程中，我们还得到金鑫等各位老师的指导，在这里我向各位给予我们帮助的指导老师表示忠心的感谢，并祝愿他们身体健康，工作顺利。参考文献1张曙. 数控机床的未来展望J.世界制造技术与装备市场，2004，（5）：21 - 222任玉田，焦振学，王宏甫. 机床计算机数控技术M. 北京：北京理工大学出版社， 2002 . 3李建兴, 黄靖等编.电气控制技术J.机械工业出版社, 2006,( 7)4杨学桐，李冬茹，何文立等，距世纪数控机床技术发展战略研究M.北京：国家机械工业局，20005夏燕兰PLC在数控机床上的应用【D】南京工业职业技术学院学报，2002，(2)6 梁训王宣 ,周延佑.机床技术发展的新动向J.世界制造技术与装备市场，2001(3)7王兆义可编程控制器教程机工业出版社
