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of he of be a of in of to by of as as of of a of 1)or 2)in of 3)ar in of to of it A of of 947 by to of a to by to to it in to of to 951. A be to a of a an as by of a 952 a a as 952, in or of C. C of As NC of in C in to of to to A of in it to to In to of by of in of be as of A to in by an to of to or in as of or as of a is to of NC is in or in it to in as NC or C on a In 000 to a of of be to C to of of NC As of By of NC NC in on in 0 as at it is in is to in NC to of of to “, be in an an be be to In NC to as be to or up or by or to as or to in of be by or a on -6 6667-J is 0-J of go To a it on of to of of of NC of or of is to to in of NC to of is it is to is to to is it be as a it or as as in be to as of s It be is is to in or to in is to to of we in to NC 數(shù)字控制的發(fā)展 機(jī)床工業(yè)的發(fā)展很難用簡(jiǎn)單的幾句話來(lái)形容它的產(chǎn)生和成長(zhǎng)。約翰威廉森在18 世紀(jì)建立了他自己的金屬切削鉆床；但是，在近兩個(gè)世紀(jì)的的改革中模仿銑床和車床的具有液壓系統(tǒng)控制的鉆床一樣被社會(huì)所需要。大批量自動(dòng)化的引進(jìn)在農(nóng)業(yè)，家庭工 具和化學(xué)生產(chǎn)的應(yīng)用，就像賬本在財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)上的使用，即將成為下一個(gè)關(guān)注的焦點(diǎn)。 在 20 世紀(jì)，有三種自動(dòng)化形式廣泛適用于社會(huì)，它們是 1)機(jī)動(dòng)或者固定裝配生產(chǎn)線的自動(dòng)化 2)加工控制自動(dòng)化，主要用于化學(xué)工藝和食品的生產(chǎn) 3)為計(jì)算報(bào)表，數(shù)據(jù)收集和商品報(bào)表而發(fā)展的數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化 第二次世界大戰(zhàn)標(biāo)志金屬切削機(jī)床工業(yè)在面向處理社會(huì)需求能力上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；充滿野心的美國(guó)空軍的航空，導(dǎo)彈事業(yè)的發(fā)展，十分明了的顯示出常規(guī)的制造工業(yè)根本不能滿足將來(lái)的需要。一份美國(guó)政府的研究數(shù)據(jù)顯示在 1947 年整個(gè)美國(guó)的金屬切削機(jī)床工業(yè)的資 源配合在一起也滿足不了空軍的部分需要。 在美國(guó)空軍的合約下，帕森公司肩負(fù)重任，設(shè)計(jì)突出對(duì)達(dá)到所需要的精度細(xì)節(jié)來(lái)擴(kuò)大生產(chǎn)率的一個(gè)靈活的、有動(dòng)力的制造業(yè)體系。這個(gè)系統(tǒng)允許設(shè)計(jì)的改變但卻沒(méi)有材料的浪費(fèi)，并且它符合現(xiàn)代小批量生產(chǎn)制造的管理的需要。帕森公司在 1951 年承擔(dān)了麻省理工學(xué)院的控制系統(tǒng)的改造，一個(gè)廣泛適用于各種機(jī)床的控制在得到計(jì)算機(jī)的指示后通過(guò)一個(gè)分界面推動(dòng)了滑架絲杠的發(fā)展。麻省理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)的成功，在 1952 年對(duì)外宣布一臺(tái)辛辛那提市的含先進(jìn)技術(shù)并把控制面板作為輸入媒介被命名為數(shù)字控制的銑床設(shè)備產(chǎn)生了 。自從 1952 年開(kāi)始，在西方國(guó)家，每臺(tái)實(shí)際應(yīng)用的機(jī)床全部轉(zhuǎn)化成數(shù)控化的形式。 每一臺(tái)數(shù)控機(jī)床均使用了真空管道，電子繼電器，復(fù)雜的機(jī)床界面。第二代可利用機(jī)床發(fā)展成成縮小電子繼電器，更新固態(tài)電路。計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)又一個(gè)的巨大歷史變革。第三代使用的是集成電路。低費(fèi)用的電腦軟件的進(jìn)步，變得更可靠和只讀存儲(chǔ)器技術(shù)第一次被數(shù)字控制設(shè)計(jì)者的引進(jìn)。只讀存儲(chǔ)器是一個(gè)典型應(yīng)用在特殊目的程序存儲(chǔ)器，引導(dǎo)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)。計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)是一個(gè)成功的引進(jìn)每一臺(tái)實(shí)際操作的制造工藝。鉆床、銑床逐漸演變 成加工中心或者是車削中心，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)采用玻璃切削，制模工具，電火花加工，軋輥拋光和坐標(biāo)測(cè)量電子束焊。管子彎頭，繪圖，打印回路地板，線圈繞組性能測(cè)驗(yàn)，機(jī)器人，和許多其他的工藝程序。 一組既定程序的子程序，在周期往復(fù)操作中使用存儲(chǔ)循環(huán)，它們記錄著只讀存儲(chǔ)器并且在關(guān)閉電源后還能繼續(xù)保持，首先讀入存儲(chǔ)器程序，然后再用程序去操作機(jī)床。除此這些優(yōu)點(diǎn)之外，讀入的內(nèi)存錯(cuò)誤的消失是一個(gè)問(wèn)題之一。伴隨著許多存儲(chǔ)循環(huán)的選擇，工程師們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)在存儲(chǔ)器中部分程序的可視化編輯，各種循環(huán)問(wèn)題都能產(chǎn)生警報(bào)而且適用的各種特 征信息都能顯示。實(shí)際上，機(jī)床中的每一個(gè)函數(shù)在操作中都是消耗系統(tǒng)的，一個(gè)表面的速度控制是被混合的，而且能不停的估計(jì)切削加速度效果，為下一次縮小加速度值的損失做準(zhǔn)備。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線和在迪卡坐標(biāo)系中的圓弧插補(bǔ)在極坐標(biāo)和螺旋內(nèi)部坐標(biāo)中有所增加并且設(shè)置了一個(gè)電子碰撞障礙來(lái)阻止碰撞，后者標(biāo)志了金屬切削機(jī)床技術(shù)又上升了一個(gè)新的高度。 驅(qū)動(dòng)的加速對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)數(shù)就像微處理器和微型計(jì)算機(jī)所做的貢獻(xiàn)一樣重要。 傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)一般被廣泛的稱為由馬達(dá)和從計(jì)算機(jī)數(shù)字控制接受馬達(dá)指示的控制的伺服驅(qū)動(dòng)。計(jì)算機(jī)數(shù)字控制制系統(tǒng)的動(dòng)作是非常 的準(zhǔn)確，穩(wěn)定和靈活的。 雖然技術(shù)的進(jìn)步使它能夠在輪廓操作中安裝，但是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)還只是普遍適用在簡(jiǎn)單點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制上。 雖然計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)還在使用液壓或脈沖馬達(dá)，但是直流驅(qū)動(dòng)在很大成度上已經(jīng)占了統(tǒng)治的地位。大部分情況下，這個(gè)驅(qū)動(dòng)的組件通過(guò)特別的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)范圍在 3000r/m 到 1r/m 是可以購(gòu)買的。在使系統(tǒng)最優(yōu)化的同時(shí)高速低慣性的擴(kuò)展峰值轉(zhuǎn)矩的大小。許多驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在通過(guò)加大的電壓范圍在晶體硅控制校核和脈沖寬度的調(diào)制中提供一個(gè)選擇。這些驅(qū)動(dòng)能應(yīng)用在典型的螺紋導(dǎo)程，他們的高響應(yīng)內(nèi)部回路電流提供了可靠的轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)節(jié)。他們能被 設(shè)計(jì)成高增益前置放大器進(jìn)而去接近高寬頻段的高速回路。直流發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供最基本的加速度、減速度、停止和恒高速需求的方法。并且還包括固有軸的硬度來(lái)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。相同的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使遙控裝置、生產(chǎn)線、飛行模擬機(jī)、繪圖機(jī)等變得更加精確。因?yàn)檫@些驅(qū)動(dòng)是極其不穩(wěn)定并且全部回?zé)岬尿?qū)動(dòng)系統(tǒng)，所以他們能為增強(qiáng)它們整個(gè)自定范圍的性能和控制做準(zhǔn)備。通過(guò)消除變速箱和離合器，第三代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的花費(fèi)在逐步下降。 第四代微處理器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在許多情況下混合成傳統(tǒng)的氣泡形式存儲(chǔ)，這種形式是一種范圍在 2米的范圍內(nèi)具有磁 性的紅水晶，加深了對(duì)非磁性物的影響，并且作為永存儲(chǔ)器來(lái)使用。 雖然在這個(gè)部分他不能與大型計(jì)算機(jī)競(jìng)爭(zhēng)，但是氣泡式存儲(chǔ)器是縮小成本差額的存儲(chǔ)方案；溫度的相反變化、集塵、波動(dòng)都相對(duì)的不敏感。氣泡式存儲(chǔ)器曾經(jīng)實(shí)驗(yàn)了在車間環(huán)境具有很高的可靠性。 總體來(lái)說(shuō)數(shù)字控制介紹了它使用氣泡式存儲(chǔ)的第四代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用?？墒?，另一個(gè)電子巨頭認(rèn)為氣泡式存儲(chǔ)器將會(huì)對(duì)數(shù)字控制技術(shù)產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)影響。 第四代微處理器的發(fā)展逐步增加了程序存儲(chǔ)、電路板還原打印、程序界面、快速存儲(chǔ)，參數(shù)與子程序，超大容量的功能。 客戶們現(xiàn)在為特種加工可以 寫(xiě)出特殊的循環(huán)程序，越來(lái)越多的經(jīng)濟(jì)與效率問(wèn)題被關(guān)注多于傳統(tǒng)的循環(huán)。循環(huán)的精確計(jì)算易變的循環(huán)子程序的精確計(jì)算在部分程序中現(xiàn)在能被混合到一起。微處理器控制是一個(gè)動(dòng)態(tài)估算的命令。因此在加工測(cè)量中，一個(gè)超差零件將要被進(jìn)給，并且進(jìn)行自動(dòng)刀具補(bǔ)償修改進(jìn)而達(dá)到所需要的尺寸。 除此之外，第四代微處理器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有一定的能力去控制典型自動(dòng)操做控制函數(shù)例如裝載和卸載部分。使用教學(xué)案例自動(dòng)操控裝置能自動(dòng)的改變程序去移動(dòng)碎片。 維護(hù)部分，并沒(méi)有同體統(tǒng)一樣的發(fā)展，許多控制系統(tǒng)并沒(méi)有作為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供的具有相同能量的由焊接設(shè)備 、螺線管、馬達(dá)或者熒光燈引起的足夠的電源、波動(dòng)、信號(hào)和過(guò)渡的保護(hù)。潛在的問(wèn)題是存儲(chǔ)程序的信息毀壞和流失。 許多令人不適應(yīng)的維護(hù)過(guò)程通過(guò)高速和低噪音或者控制面板上反應(yīng)和高能消聲都能被消除。替代的固態(tài)消聲都有一個(gè)反應(yīng)的時(shí)間在 4微秒的范圍內(nèi)，這種比金屬氧化方式 10 倍。它們的能量損耗 16667 焦耳遠(yuǎn)高于金屬氧化的能量損耗 40 焦耳。 這樣的技術(shù)將來(lái)會(huì)怎么發(fā)展 ?總體來(lái)看它應(yīng)該同系統(tǒng)的使用者和設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)還有最實(shí)際的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造的發(fā)展而發(fā)展。 構(gòu)成數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)硬件包括輸入單元，計(jì)算插補(bǔ)單元，控制 單元和輸出單元。許多輸入單元的功能是用數(shù)字指令的形式提供數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代的數(shù)字控制系統(tǒng)是這樣設(shè)計(jì)的，可以被不同輸入介質(zhì)操作。最普遍的是用紙帶打孔，因?yàn)樗侨鄙倜舾行蕴幚?、?gòu)買便宜并且制作答孔的設(shè)備不用太多和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)也不用花太多的空間?？墒谴蚩讕У娜秉c(diǎn)是他不能重復(fù)使用。磁帶已經(jīng)在數(shù)控系統(tǒng)中局部使用，他需要精密復(fù)雜的（昂貴）設(shè)備，才能對(duì)程序進(jìn)行記錄和讀取，并且編程人員和操作人員不能看那間記錄的代碼，因此編程人員不能讀到這些代碼，記錄錯(cuò)誤不像他們購(gòu)買打孔紙袋那樣顯而易見(jiàn)的。磁帶需要特殊的存儲(chǔ)地方并且操作必須十 分小心，從而擦除指令程序。打印機(jī) — 普遍知道的鍵盤 — 已經(jīng)有限的應(yīng)用，因?yàn)榇蜃謾C(jī)能提高操作的速度，打字機(jī)不能被大量輸入時(shí)使用，但是可以應(yīng)用于較小的程序段。打字機(jī)主要應(yīng)用于編輯（修改）已經(jīng)存在介質(zhì)中的程序式。應(yīng)用于一般的操作在手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式，這里是介紹讀者是我們?cè)谖覀兺?jì)算機(jī)交流的輸入單元的發(fā)展。