数控机床的作用范文

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中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0288-02

引言

随着信息技术与工业的快速发展，数控机床的操作面板设计地越来越人性化，应用也越广泛了。操作面板是操作员与机床之间交换信息的一个接口工具，操作面板的设计水平高低直接影响到数控机床操作的效率，也会对操作者的人身安全有着极大的影响。操作面板设计能够体现出机床整体的技术水平，好的操作面板美观，易于作员掌握，经济又适用，操作简单，并且提高机床操作效率，还能起到引导操作员操作运行机床的作用，所以操作面板的设计与应用是数控机床产品中的一个重要环节。

数控机床的操作人员通过操作面板来使用数控机床系统，进行编程、调试以及修改等操作步骤，还可以通过操作面板查询到数控机床的运行状态。操作面板是数控机床的重要组成部分，操作面板是一个输入输出部件，是操作人员与数控机床进行信息交换的接口工具。本文从操作面板的设计原则及实现的功能、操作面板在数控机床中的设计与应用出发，分析操作面板的设计与制造，节省了成本，提高了操作员工作效率。

1 数控机床中操作面板的设计原则及实现的功能

1.1 操作面板设计时遵循的原则

操作面板的作用是提供一个人机交互的接口进而方便操作人员运行操作数控机床，所以操作面板要具有普遍适用性，这样，每个操作员都可以很快地上手操作数控机床，节省时间，提高工作效率。操作面板在设计的时候，要遵循以下几个原则：

（1）设计前要收集、采纳操作人员的意见与建议，从而改进操作面板。

（2）设计的时候要注重符合大多数操作人员的操作习惯，每个操作人员都有自己的工作习惯，但是作为数控产品的一个交互工具，虽然不能标准化设计生产操作面板，还是可以控制的，符合大多数人的操作习惯，从而使操作面板的适用范围扩大。

（3）设计的操作界面要保持统一，操作人员习惯某一个界面了，如果界面设计的不一样，操作人员需要时间去习惯，既浪费时间又降低工作效率，反而是成本加大。

（4）设计的界面尺寸大小要与机床的前控钣金尺寸、数控系统显示界面配合，确保操作面板在数控机床外观上的完整性和实用性。

（5）按键选型目前主要以轻触式电子按键、工业按钮开关和其它复合按键开关为主。

（6）按键的作用力程度也要符合操控者的感受，作用力过大会让操作人员感觉到不舒服，容易产生思想情绪上的波动；过小时则容易发生错误操作，我们通常对轻触式按键选型于130-180克力时比较容易接受。

（7）减震降噪生设计，该设计虽不能作为硬性指标，但是还是有必要提出来，现代工业设计不仅仅满足于低故障率和实用性，还应考虑舒适性，就像我们在购买汽车时还会考虑油耗和舒适性是一样的道理。对于按键操作时产生的机械噪音我们还应该进行噪音消除，比如我设计操作面板时首先采用了100万次机械寿命，130克力的轻触式电子按键，同时在结构上将按键帽与外置亚克力按键键铺设有带防水设计的硅胶，这样在操作按键时硅胶起到了吸收、隔离噪声和防水、放油等多重功能，同时相比130克力的按键动作噪声要远远小于180克力的按键，这个参数不仅可以通过零件规格书获得，还可以通过实验验证。

（8）每个操作键所代表的功能都要配合文自和图形符号，方便操作者快速识别和助记忆，保证操作者能够很容易地辨别出来；

（9）操作界面的布局设计要符合操作人员的操作习惯，操作员每天盯着数控机床的动态变化，很是消耗体力脑力，所以设计时要控制在操作员手的活动范围内，遵循其运动方向，尽可能地减少操作员体力的消耗，避免跑到这边按个键再返回看数据变动的情况。

（10）在遵循以上的设计原则以外，还需要考虑到操作面板的操作性以及设计生产的成本。

1.2 操作面板可实现的功能

不同的数控机床有着不一样功能的操作面板，但是大部分的操作面板都能实现这个功能，即显示机床目前运行状态的数据，把用户的命令转变成数控机床可以执行的命令。大部分的数控机床的操作面板都有机床电源开关、机床工作模式选择开关、紧急停止开关、程序执行与停止开关、轴向运动选择开关、进给速率与主轴速率控制选择开关以及电子手轮及M＼S＼T辅助功能开关等。

2 操作面板在数控机床产品中的设计与应用

操作面板包含了显示装置、机床控制面板、状态灯、NC键盘、手持单元等部分。从操作面板的显示装置、色彩设计、符号设计、按键大小以及按键位置布局这五个角度进行分析操作面板在数控机床产品中的设计与应用。

2.1 显示装置

在显示装置上，操作人员可以获取到数控机床系统的相关信息，如正在运行或编辑的程序、机床的加工状态、故障报警警示信号、加工轨迹图形仿真等。简单的显示装置上配有若干个只显示字符的数码管，并且展示的信息也有限，而高级版的显示装置会配能够显示图形的点阵式液晶显示器或CRT显示器，展示的信息比较丰富。另外，在数控机床上的显示装置还有LED灯、小灯泡、LCD屏等，发光二极管结构的LED灯和数码管亮度高但功耗低，使用寿命比较长，价格低廉，这是由二极管决定的，二极管在现代设备上的使用非常广泛。

2.2 面板的色彩设计

操作面板和按键底色美观度受操作者工作效率受的影响。很多设备的操作面板都是以黑色或颜色比较深的的蓝、灰为底色，白色字体和图形符号为主，以此来清晰显示指示灯和功能按键的颜色及位置。较深颜色的底色可以现显得比较高贵典雅，而红色则起到醒目提示的作用。面板中红色的按钮键则是提示操作员小心使用操作这类按键，主要有程序暂停键、主轴的停止、系统上电，操作红色键要慎重小心。翠绿色一般是正常生长的意思，所以被广泛运用在设备运行状态中，表示该功能正在运行，如系统上电、程序启动及其他功能运行的指示灯。还有一个醒目的颜色就是柠檬黄，是为了方便操作人员找到，如面板中的过行程解锁开关和紧急停止开关都是用这个颜色的。

2.3 面板中的符号设计

面板的空间大小，如果用文字描述的话，不够用并且太过繁琐，所以面板用符号设计。符号是一种简洁抽象的图形语言，面板设计中使用文字与符号，可以使操作员更容易感知、记忆及注意每个键的功能，从而提高操作人员的效率。

2.4 面板中位置布局设计

不同的操作人员操作数控车床的方式不一样，有的单手操作，有的双手同时操作。操作面板中的开关按钮也是不一样的，有轻触式开关、扭转式开关、扳动式开关及分旋钮式开关。操作人员对不同方式的按钮采用不同的手指，如一般用拇指或食指操作轻触式按钮，右手操作旋转式按钮。每个按钮开关的功能都是不一样的，如紧急停止功能是为了防止机床发生意外、关系机床与操作员人身安全而设立的功能。在设计过程中，根据开关功能的不同分为电源开关、程序启动停止开关、紧急停止功能开关、主轴运动及速率调整开关、进给速率调整开关、轴向运动控制开关、模式选择功能开关、电子手轮、刀塔运动控制开关及其他辅助功能开关。再根据操作员的操作习惯，把这些输入性开关进行排版布局，刀塔刀号和主轴倍率放在顶部中间的位置，也可以通过系统PLC的编辑显示到系统显示屏上，在在操作面板的左上角区域则放置夹头状态、坐标原点指示灯、NC运行状态或其他运行异常报警信息。

2.5 面板中的按键大小设计

（1）除了设计以外，还要考虑到操作面板的生产制造环节以及所需要耗费的成本。在按键大小设计时，要规范大小，保持统一，确定长宽均为18厘米的尺寸按键，每个键之间的间距为7厘米。另外，在制造按键的选材上，可以选择水晶材料的，因为水晶按键的制模只需要一个就好了，节省生产制造成本和加工时间。在具体设计制造之前，可以通过不同尺寸大小按键的操作测试，让操作人员觉得哪一种比较适应，从而提高工作效率。

（2）关于防油和防水措施是每个操作面板必须要有考虑的，因为数控机床使用环境的特殊性和必要性，假设没有采取任何措施时极易产生线路板腐蚀和操作异常故障。通常的解决办法主要有面板外层粘贴PVC膜印刷设计、硅胶（mSiO2・nH2O）制模与线路板支撑底架配合设计及线路板底架配合PU膜阻断设计的办法。

（3）电路控制的设计上，在数控机床领域使用的数控系统通常都是采用2次开发软件实现PLC编程控制的模式，数控系统固定提供有一定数量的输入与输出地址的I/O模块，机床厂家根据自己的特点进行适应性的2次开发，

那么通常能够进行2个方向的设计。

①点对点设计的思路， 将开关、按键的1端共极连接到电源，另一端送入到数控系统基本I/O单元的输入地址，开关共极采用源极和漏极设计取决于数控系统提供的允许范围决定；同理各指示灯、执行机构也是对应于数控系统基本I/O单元的输出地址连接，以此组成各地址功能点的唯一对应关系。

②矩阵电路设计的思路，同等操作功能的条件下该设计相比点对点的设计模式。具有使用数控系统基本I/O单元地址资源少的优势，但是对系统的运行速度和软件控制设计的深度提出挑战，随着电子技术爆发式发展与工业化应用程度，目前完全能够满足要求，并且衍生出各种形式的矩阵式电路设计电路结构，比如：输入地址与输出地址组成的按键扫描电路，输出与输出电路组成的指示灯状态输出电路，还有由1组输入地址与2路输出地址组成的复合型按键与按键指示灯电路等。

（4）结合与矩阵电路设计的思想，还可以衍生出由单片机参与控制的矩阵电路，同时因为有了单片机的参与，还可以再次衍生出具有某种独立或联合控制的加解密电路，提供可视化操控过程将会成为实实在在的产品，甚至于提供具有非法操作判断能力的智能前端产品。

3 结语

结合上文，我们可以从操作面板的显示设置、色彩、符号、按键大小及按键布局这几个角度研究操作面板在数控机床产品中的设计与应用，结合面板制造的材料，制造出美观经济并具有操作性的操作面板，可以说操作面板有广阔的应用前景。在操作面板的设计过程中，要结合操作人员反馈的建议及他们操作机床的习惯，采用最佳的制造材料，节省产品的制造成本，同时把操作性放在重中之重，保护数控机床与操作人员的安全。

参考文献

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0 引言

对刀在数控加工过程中占很重要的作用，在实际加工过程中，对刀的精度直接影响加工的精度，还直接影响加工效率，对刀方式有多种，在加工过程中要明确对刀的方法，明确哪种方法最简单，在什么情况下使用何种方式，以及在对刀过程中的优缺点、使用条件等。

1 对刀原则

①选定的对刀点位置，应便于数字处理和使程序编制简单。②在机床上容易找正，便于确定工件零点的位置。③加工过程中便于检查。④引起的加工误差小。

2 对刀方法

2.1 试切对刀法

2.1.1 x，y向对刀。①在工作台上装夹工件，同时在工件的四个侧面预留对刀位置。②启动主轴旋转，并移至工件附近和工件的左侧面，略碰到工件表面，在面板上记录坐标值，如-240.500，然后抬刀移至工件的右侧面，在面板上记录坐标值，如-340.500。③在机床坐标系中X方向，可以得工件坐标系原点的坐标值为{-240.500+ （-340.500）}/2=-290.500。④同时测得工件Y方向机床坐标系中的位置。

2.1.2 z向对刀。①启动主轴带动刀具转动。②将刀具移至工件的上方。③通过微调操作，接近工件表面。记录下刀具在Z方向的坐标值，如-140.400，以及相应的机床坐标系的-140.400。④在机床工件坐标系存储地址G5*中输入测得的x，y，z值。⑤登录面板的输入模式，输入“G5*”，运行G5*使其生效。⑥对对刀的正确性进行检验。

2.2 塞尺、标准芯棒、块规对刀法 这种方法在刀具与工件表面加入塞尺，让刀具碰撞到塞尺。在记录坐标值时把塞尺的尺寸减去。

2.3 采用寻边器、偏心棒和轴设定器等工具对刀法 该法是最常用的对刀方法。特点是效率高，能保证对刀精度，让其钢球部位与工件轻微接触，被加工工件为良导体，定位基准面有较好的表面粗糙度。

2.4 顶尖对刀法 ①将工件装夹在工作台上，主轴上安装顶尖。②快速移动工作台和顶尖，并以降低速的方式接近工件。③修正进给倍率为微调状态，对准画线的中心点，并记录X、Y值。④卸下顶尖，装上铣刀，用试切法或者塞尺法测量Z轴方向的坐标值。

2.5 百分表（或千分表）对刀法（一般用于圆形工件的对刀） ①x，y向对刀。在刀柄上安装百分表，在主轴带动下，百分表开始转动，移动工作台，使主轴中心线对准工件的中心。②把百分表卸下，装上铣刀，用试切法或者塞尺法测量Z轴方向的坐标值。

3 数控编程中的数学处理

3.1 圆弧连接的计算 一零件轮廓如图1所示，其中A、B、C、D、E、F为基点，A、B、C、D可直接由图中所设工件坐标系中得知，而E点是直线DE与EF的交点，F是直线EF与圆弧AF的切点。

3.2 节点坐标的计算

3.2.1 求曲线段的最小曲率半径Rmin。最大插补误差δmax必在最小曲率半径Rmin处产生，已知曲线曲率半径为：R=■ （1）

欲求最小曲率半径，应将式（1）对x求一阶导数，即■=■

令dR/dx=0，得3y″2y′-（1+y′2）y？苁=0 （2）

由此可求出最小曲率半径处的x值。将此值代入式（1），可得Rmin。

3.2.2 等误差插补法

①如图2所示曲线以（x0，y0）为圆心，δ为半径作圆，圆方程为：

（x-x0）2+（y-y0）2=δ2

②作该圆与轮廓曲线y=f（x）的公切线，得到两切点（ξ0，η0），（ξ1，η1），满足下列联立方程：

对曲线对圆：

对圆：f′（？孜1）=■f（？孜1）=？浊1F′（？孜0）=■F（？孜0）=？浊0

式中，y=F（x）表示圆方程，由此可求得公切线的斜率k，k=■。

4 结束语

本文验证了几种对刀方式，通过验证，取得了相同的效果。在不同的机床上使用不同的方式能达到更好的效果，对其它数控系统也具有一定推广价值。

参考文献：

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基金项目：本文系陕西工业职业技术学院课题《以行动导向教学开展数控技术专业教学的实践研究》（编号JY10-14）。

前 言

教育部职教中心所姜大源教授曾讲道：“实施行动导向的教学，要求开发过程导向课程、构建行动学习情境、完成教师角色转变、实施个性化教学形式、建立一体化专业教室”[1]。与传统的单向灌输式教学方法相比，行动导向的教学更加注重学生独立解决实际问题及自我管理式的学习。

行动导向的教学法，在教学中更重视“案例”教学，重视“解决实际问题”及“自我管理式的学习”。既可使学生更快地掌握专业技能，又培养了学生解决实际问题的方法能力、与人协作共事的社会能力和创新精神。现以陕西工业职业技术学院数控技术专业的《数控机床编程》课程为例，进行“基于工作过程”的课程应用初探。

《数控机床编程》课程改革的必要性

《数控机床编程》是本专业的一门主干课程，主要教授内容以实际应用为主。《数控机床编程》这门课程中，有很多原理和指令是比较抽象的，对于学生来说难理解，难接受。一本教材、一块黑板、一支粉笔的传统教学方式显然已不适应对学生职业素养的培养。因此，必须转变教学模式。根据《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高[2006]16号）文件中提出的“课程建设与改革是提高教学质量的核心”、“加大课程建设与改革的力度，增强学生的职业能力”的要求，结合我院数控技术专业多年来借鉴德国行动导向教学培养模式，按基于工作过程系统化方法来设计课程内容，开发融“教、学、做”为一体的任务驱动的行动导向课程。

基于工作过程的课程设计理念与思路

1.课程设计理念

《数控机床编程》课程是以培养“具有扎实的数控工艺理论基础，有较强的数控编程和实施能力的高素质应用型、技能型人才”为目标。是以学生为中心、工作过程系统化、情境化的专业领域课程。针对职业岗位中核心典型工作任务，重点培养学生编制数控加工工艺、程序，并实施数控加工的核心职业能力。使学生掌握数控车床、数控铣床、加工中心的基本编程与操作方法。在学习过程中，学生首先要获得的是关于职业内容和工作环境的感性认识，进而获得与工作岗位和工作过程相关的专业知识和技能。按照“理论够用，技能强化”的原则设置课程。在实验室或实训场所组织教学，采用“课堂讲授与现场实训一体化、学历教育与技能认证相结合”的教学方法，培养学生的自我学习能力和自我发展能力。形成“实践教学――实习训练――职业培训”的技能培养模式，最大限度地提高学生的职业能力。

2.课程设计思路

《数控机床编程》是直接服务于数控工艺员、数控编程员核心职业能力培养的，通过前续课程的学习，学生已对机械加工工艺和常用的加工方法有了初步认识，再通过工件结合学习，较好地提高了数控机床的操作技能，这里要将典型零件编程加工的实施作为重点来学习。这一典型工作任务仅靠已有的工艺知识和加工技能是不够的，学生必须首先分析零件加工任务，确定加工工艺过程中的主要工艺问题，才能进一步编好程序、仿真模拟、数控加工的工作实施计划。

本课程以职业岗位标准为依据，以工作岗位和后续课程要求为课程定位；以工作任务为驱动和课程目标；以工作任务构建学习情境；以理实一体化为教学环境，利用多媒体课件、视频技术、现场教学等手段，积极采用任务驱动教学法、讲授教学法、演示教学法、分组教学法、现场教学法、引导文教学法等现代先进的教学方法。以体现课程的职业性、实践性、开放性。

基于工作过程教学模式设计与实施

基于工作过程的行动导向式课程，应体现对应职业工作任务的完整工作过程。教学过程可划分为“确认工作任务”、“制订计划”、“实施”及“检查与评价”。在课程教学设计上，采用六步教学法，即资讯―计划―决策―实施―检查―评价的行动导向教学模式，使学生在完整、综合性的行动中进行思考和学习，达到学会学习、学会工作、培养社会能力与方法能力的目的。在结构上，以能力为本位，由简到难，由单一到综合，符合学生认知规律及职业能力成长规律。通过六个学习情景全过程的学习，从而掌握数控加工基本技能。

1.改革后课程描述

2.教学内容设计

《数控机床编程》学习领域课程的教学内容是通过学习情境来反映的。其中学习情景是学习领域的具体化和细化，是案例化的主题学习单元，它将理论知识、实践技能与实际应用环境结合在一起。是教师引导，学生主动学习的教学安排，又是学生对职业行动情景的反思。数控编程员所面临的典型工作任务是不同类型零件的加工工艺和程序编制、加工实施。因而，选择教学内容时，以典型零件为载体。本课程选择了轴类、盘套类、箱体类等六个典型零件作为教学内容，学习情景的设计主要是针对六个典型零件的编程加工。

3.教学组织过程与实施

在教学过程中，按照 “六步工作程序”（资讯、决策、计划、实施、检查、评估）思维模式，设计学习情景中的工作任务，并以完成所学的工作任务为目标来组织教学，把课堂与实训地点一体化，通过教学做一体化的教学形式开展教学。

结 论

本课程根据数控职业岗位划分学习情景，每个情景以典型零件的生产加工过程为导向引入理论教学内容，采取循序渐进的教学方式，由简单到复杂、由易到难进行展开。以典型零件生产加工过程为切入点组织教学，采取教、学、做一体化的教学模式明确培养目标，确定能力标准、知识点，教学内容贴近企业岗位的需求。教学活动以学生为主体，实施通过分组合作来完成工作任务，在具有真实工作场景的数控加工实训基地进行教学，按照“做中学，学中做，先行后知”的原则，实现老师在做中教，学生在做中学，融做、教、学为一体的教学模式，使学生的专业能力、社会能力、方法能力齐驱并驾，对高素质技能型人才的培养有强大的推进作用。

参考文献：

[1]姜大源.职业学校专业设置的理论、策略与方法[M].北京：高等教育出版社，2002.

[2]陈树兰.浅谈国外高校教学方法改革现状[J].四川商业高等专科学校学报，2002（12）.

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中图分类号：G812.5 文献标识码：A 文章编号：1006-7116(2012)04-0111-05

“高、难、准、稳、美”体现了当前蹦床运动的项目特点和发展方向，同时，也反映了蹦床运动的训练规律，它们之间相互影响、相互促进。其中，“高”主要指单个动作的腾空高度以及成套动作高度的一致性。没有足够的腾起高度，高难度动作就会因不具备时空条件而无法准确完成，即使勉强完成，也会因着网仓促而使后继动作的连接变得更加困难，从而造成动作不稳定。2011年实施的最新国际蹦床评分规则中增加了“飞行时间”评分指标，用于评判运动员成套动作腾空高度，这更说明了蹦床运动腾起高度的重要性。要想获得足够高的腾空，必须正确理解并把握蹦床动作的腾空技术。时间和空间是一切运动着的物质存在的基本形式，蹦床腾空技术也是以一定的时间和空间形式而存在的，依据系统科学理论，腾空技术中的时间因素和空间因素不仅能独立地影响运动员在网上的运动效果，同时还通过相互协同，获得1＋1＞2的协同效应[1]。因此，本研究将从腾空技术的时空协同方面入手，探讨提高蹦床成套动作腾起高度的动力因素，并有针对性地提出训练方法，为备战2012年伦敦奥运会提供参考。

1 蹦床网上动作腾空技术的时空界定

蹦床网上成套动作是由10个单个动作组成，从时间和空间的角度，每个动作的技术环节又可以分为腾起的最高点、着网瞬间、网面的最低点、离网瞬间4个时相和空中下落、压网、蹬伸、起网4个空间阶段(如图1所示，A为最高点，B为着网瞬间，C为网面最低点，D为离网瞬间。运动中人体之所以能够腾空，主要是通过下落、压网、蹬伸以及起网4个过程中合理的技术，实现网面做功，将人体抛起。所以，腾空技术不是一个单纯概念的技术，而是多个基本技术的集合体，由于这些基本技术的性质和作用的差异性，很难将它们放在一起进行研究，但从这些技术目的的趋同性分析，它们还是具有一定的共性，即通过这些基本技术协同作用，为人体的腾空提供合理的时空条件。因此，以体育运动的时空效能为切入点研究这些技术的共性及相互关系具有可行性。每个基本技术的存在都具有时空因素，所有基本技术的时空因素又构成了人体腾空的时空条件，这也是我们研究腾空技术的依据。2 蹦床网上动作腾空技术的时空结构及影响因素

2.1 蹦床网上动作腾空技术的空间结构及影响因素

1)蹦床网上动作腾空技术的空间结构。

蹦床网上动作腾空技术的空间结构包括蹦床器械属性的变化和人体运动轨迹两个部分：首先，通过外力作用蹦床网面高度和形状会发生变化，与网面相连的弹簧长度也随之发生变化而产生弹性势能；其次，在网面弹性和人体内力的作用下，人体会做上下运动，同时完成难度动作。由此可以推测，理想状态下，蹦床网上动作中人体的运动轨迹应该是垂直方向的上下运动。然而，由于蹦床网面、弹簧的空间伸张性和蹦床动作的特殊性(空中绕横轴的向前、向后空翻和绕纵轴的转体)，决定了完成动作时人体重心运动轨迹呈现抛物线状，即会发生水平方向和纵向的位移，相邻单个动作的纵向位移还会产生高度差，这也就是我们平时所说的水平位移、腾起的纵向高度和腾空高度一致性(如图2、图3)。

图2中A、B分别代表完成一个动作时的起跳点和落点，AC表示水平方向的前后位移，BC表示水平方向的左右位移，虚线框代表规则允许的位移区域；图3中显示了成套动作中相邻两个动作完成后人体重心纵向位移情况，AB和BC分别代表了人体在纵向的位移大小，其垂直距离就是两个动作的腾空高度，A点与C点间的垂直距离则为两个动作的高度损失，这也是判断成套动作腾空高度的一致性的重要指标。

通过以上分析可知，蹦床单个动作的腾空技术的空间结构主要包括水平方向的位移和纵向的位移(腾空高度)，而对于成套动作的腾空技术的空间结构来说，水平方向位移又分左右位移和前后位移；纵向位移又会产生高度的损失，也就是腾空高度的不一致性。

2)影响蹦床网上动作腾空技术空间结构的因素。

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1、可编程控制器

可编程控制器简称PLC，普遍被运用在内部程序的存储工作中，为系统提供了良好的编程条件，用户可以借助该存储器进行计数、算数操作、逻辑运算等活动，而通过输入定时、顺序控制等指令后即可生效，而生产过程中可以依靠PLC进行数字、模拟方式的输入/输出控制。PLC数控机床利用了传统数控机床的优势，同时嵌入了先进的PLC技术、通讯技术、计算机技术，发挥自动控制和微电子的作用，使其满足数控机床运行和新型工业生产的双重要求。

2、数控机床

数控机床以机床本体为基础，通过核心部分数控装置来发号和控制驱动机床，伺服系统发出指令后驱动机床会按照标准流程来执行，数控机床依靠三大主体部门来发挥职能作用，而数控系统会控制机床内部，以数字输入的形式来完成信息输出与输入工作。

3、数控机床控制系统

3.1 数控机床控制系统结构组成

数控机床控制系统结构如图1所示，通过输入信息到数控装置中，使其作用于PLC、主轴控制单元、速度控制单元以及伺服电机，机床电器逻辑控制装置，位置检测反馈装置会通过数控装置将信息输出，完成整个系统的联通工作。

3.2 数控装置的组成

微型计算机为数控装置提供了稳定的基础和条件，使其能满足各项数字控制活动要求，而数控机床通常简称为CNC，它拥有微型计算机机构和数控装置功能模块两大主要部分，为系统运行提供了输入/输出装置、存储器、接口以及总线、中央处理单元，但是针对单一或复杂命令的执行都要启动软件和硬件双重装置，在系统程序的指挥下完成，而控制和管理软件会协调和指挥硬件。

4、基于PLC数控机床控制系统的设计

我们在数控机床控制系统中嵌入可编程控制器，以变频器、电机、光栅尺等装置为主，保持系统的全封闭循环空间，通过存储器编程来加强数控系统的精度，不断增加适用对象数量。数控机床本身能够检测刀位情况，操作换刀、断刀等活动，还能检测和连接通信，进一步提升了数控机床的性能和作用，在实现生产自动化的过程中降低成本、提高生产效率，保证数控机床系统的正常运行。

4.1 硬件结构

针对数控机床的硬件设计利用机械部分为基础，通过硬件电路和上下位软件来完成整体构造，数控机床控制系统中的硬件电路发挥着机床驱动的作用，同时能为各部门传递有效的信息，为系统提供最稳固的保护。机械手换刀、断刀检测都是硬件部分提供的功能之一，气缸外壁的电磁感应系统会控制并显示机床机械手的位置，而光纤传感器会随时检查刀具的情况。

4.2 系统初始化

系统初始化会提供工作原点复位和机床原点复位两项选择，如图2所示为系统坐标系示意图，在工件原点中放置毛坯和芯模，通过工件、工作和机床三大坐标来完成系统指令。机床原点的复位操作通过数轴的极限开关来控制，而按下复位按钮后机床就会回到初始原点，准确定位旋压加工位置。机床坐标系为整个机床坐标复位工作提供了有效的参照，保证机床待机加工前后的位置符合生产标准，减少位置误差。机床运行过程中零件装卡无恙以及旋压制品装卸正常的基础上要减少原则和位置距离，使得加工起始位置能满足设定原则，机床功能在考虑硬件结构的基础上挖掘可编程控制器的作用。

4.3 系统功能模块设计