系統控制精度高於檢測裝置精度

『壹』 數控機床

主要有數控車床，數控銑床，加工中心，他們都是利用G代碼進行編程，而加工中心的特點就是有自己的刀庫，和換刀系統。
一、按加工工藝方法分類

1．金屬切削類數控機床

與傳統的車、銑、鑽、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鑽床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。

在普通數控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數控機床的自動化程度和生產效率。例如銑、鏜、鑽加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾後，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鑽、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由於工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的台數和佔地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產效率和加工質量。

2．特種加工類數控機床

除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用於數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。

3．板材加工類數控機床

常見的應用於金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。

近年來，其它機械設備中也大量採用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。

二、按控制運動軌跡分類

1．點位控制數控機床

點位控制數控機床的特點是機床移動部件只能實現由一個位置到另一個位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數控系統只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。

這類數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鑽床、數控沖床、數控點焊機等。點位控制數控機床的數控裝置稱為點位數控裝置。

2．直線控制數控機床

直線控制數控機床可控制刀具或工作台以適當的進給速度，沿著平行於坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。

直線控制的簡易數控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸，可用於平面的銑削加工。現代組合機床採用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鑽鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機床。

數控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數控機床。

3．輪廓控制數控機床

輪廓控制數控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。

常用的數控車床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控機床。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也採用了輪廓控制系統。輪廓控制系統的結構要比點位/直線控系統更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然後進行相應的速度與位移控制。

現在計算機數控裝置的控制功能均由軟體實現，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數專用控制系統外，現代計算機數控裝置都具有輪廓控制功能。

三、按驅動裝置的特點分類

1．開環控制數控機床

這類控制的數控機床是其控制系統沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數控系統每發出一個進給指令，經驅動電路功率放大後，驅動步進電機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控制數控機床。

開環控制系統的數控機床結構簡單，成本較低。但是，系統對移動部件的實際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控制系統僅適用於加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡易經濟型數控機床。

2．閉環控制數控機床

閉環控制數控機床是在機床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置，直接對工作台的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環系統的運動精度主要取決於檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環控制數控機床的系統框圖。圖中A為速度感測器、C為直線位移感測器。當位移指令值發送到位置比較電路時，若工作台沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作台實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較後得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數控機床，因把機床工作台納入了控制環節，故稱為閉環控制數控機床。
閉環控制數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統復雜，成本高。

3．半閉環控制數控機床
半閉環控制數控機床是在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作台的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現控制。由於工作台沒有包括在控制迴路中，因而稱為半閉環控制數控機床。

半閉環控制數控系統的調試比較方便，並且具有很好的穩定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。

4．混合控制數控機床

將以上三類數控機床的特點結合起來，就形成了混合控制數控機床。混合控制數控機床特別適用於大型或重型數控機床，因為大型或重型數控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只採用全閉環控制，機床傳動鏈和工作台全部置於控制閉環中，閉環調試比較復雜。混合控制系統又分為兩種形式：

（1）開環補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環伺服機構，另外附加一個校正電路。用裝在工作台的直線位移測量元件的反饋信號校正機械繫統的誤差。

（2）半閉環補償型。它是用半閉環控制方式取得高精度控制，再用裝在工作台上的直線位移測量元件實現全閉環修正，以獲得高速度與高精度的統一。其中A是速度測量元件（如測速發電機），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。
參考資料：http://www.busnc.com/flash/jichu/fenglei.htm

『貳』 系統精度，重復精度，最大解析度（精度）之間的關系

正好看到這幾個概念。

機床的解析度一般指數控系統的解析度，指控制系統所能檢測出的運動部件的最小值；精度通俗講，是系統告訴你的位置與它實際所在的位置之間的度量，重復定位精度應該是就主軸或者工件台托板而言的，重復定位精度即在多次定位中所能達到的精度；系統精度指整個機床的加工精度，應該是取各個子系統精度的短板，所以加工精度應以系統精度，即0.1mm為准。

如有不正確之處，還請方家指正。

『叄』 閉環控制系統的精度取決於給定精度和檢測元件的精度，為什麼會取決於給定精度

—、填空 1數控機床的加工精度取決於（位置檢測元件的 ）精度和（）精度和（操作者得技能）【不知道怎麼填（加工精度與數控系統沒有關系。取決於伺服驅動，機床水平。操作者得技能）】 2按反饋信號的采樣位置不同，數控機床分為（電壓）和（電流）兩種【第一，按極性不同，反饋分為正負反饋。 如果反饋信號與輸入信號極性使凈輸入信號增強，叫正反饋；反饋信號起削弱輸入信號的作用，使凈輸入信號削弱，叫負反饋。負反饋主要用於模擬放電路中，負反饋既能穩定靜態工作點，又能改善放大電路的各種性能。放大電路很少用正反饋。在一定條件下放在電路中的負反饋可轉化為正饋，形成自激振盪，使放大器不能正常工作，這是要避免的一面。正反饋還有有利的面，就是在波形產生的電路中，人為地把電路接成反饋形式，產生所需的波形。在電子技術實踐中，要正確組成反饋放大電路和振盪電路。必須清晰准確地判別正負反饋。如何有效判別正負反饋？可採用瞬時極性法，這有一個簡便的方法。 先設輸入信號瞬時極性為正，（1）如果反饋信號直接反饋到了輸入端，若其極性也為正，則該反饋為正反饋；若其極性為負，則該反饋為負反饋。（2）如果反饋信號間接反饋到了輸入端，若其極性為正，則該反饋為負反饋；若其極性為負，則該反饋為正反饋。如下圖： 由電路圖看出：反饋信號反饋到了第一級的發射極，也就是說反饋信號間接反饋到了輸入端（輸入端是第一級的基極），通過分析可以判斷出反饋信號與輸入信號的極性相同，都是正極性，故由Rf和Cf引入的反饋為負反饋。 第二，按反饋信號的不同，反饋分為交流和直流反饋。 對直流量起反饋作用的叫直流反饋；對交流量起反饋作用的叫交流反饋。如上圖由Rf和Cf引入的反饋就為交流反饋。（電容具有通交流，隔直流的特性） 第三，按采樣方式的不同，反饋分為電壓和電流反饋。 若反饋信號直接取自輸出端負載兩端的電壓稱為電壓反饋；若取的是電流，則是電流反饋。如上圖由Rf和Cf引入的反饋就是直接取自輸出端負載兩端的電壓，故該反饋為電壓反饋。 第四，按疊加方式的不同，反饋分為串聯和並聯反饋。 根據反饋信號在放大器輸入端與輸入信號連接方式的不同，可確定是串聯反饋還是並聯反饋。反饋信號在輸入端是以電壓的形式出現，且與輸入電壓是串聯起來加到放大器輸入端，稱為串聯反饋；反饋信號在輸入端是以電流的形式出現且與輸入電流並聯作用於放大器輸入端，稱為並聯反饋。 其實，在判斷串聯反饋和並聯反饋時有一個簡單的方法，那就是：如果反饋信號直接反饋到了輸入端，則該反饋為並聯反饋；如果反饋信號間接反饋到了輸入端，則該反饋為串聯反饋。 再如上圖由Rf和Cf引入的反饋，前面我們已經知道這個反饋不是直接反饋到輸入端的（輸入端是第一級的基極），故該反饋為串聯反饋。】 3數控機床中把平行於主軸的坐標成為（CZ）軸，在判斷坐標時，首先應確定（Z）軸 4數控機床按其控制系統形式分為那三類即（開環控制數控系統 ）（半閉環控制數控系統）和（全閉環控制數控系統） 5，數控機床加工時，為避免刀具在表面留下接刀痕，應採用取沿輪廓（ ）或（ ）方向切入切出的走刀原則 6,數控機床對於何服系統的要求主要有（輸出位置精度高）（響應速度快且無超調）（能可逆運行和頻繁靈活啟停）和（調速范圍寬有良好的穩定性） 7,FMS是（ (Flexible Manufacture System）的縮寫；FMC是（Flexible Manufacturing Cell）的縮寫；CIMS是（Computer Integrated Manufacturing Systems）的縮寫 8，數控機床中把水平方向、平行方向工件安裝面並與Z軸垂直的坐標軸稱之為（X軸）向坐標軸， — —、判斷 1，數控編程內容中包含了零件的加工工藝 （ / ） 2，數控機床就是將數控裝置和普通機床結合起來 （ x） 3，用等距離法擬合非圓曲線時，直線段越短所形成的擬合誤差越小 （ x） 4，數控加工程序不能包含子程序 （ x ） 5，閉環伺服系統的控制精度主要取決於檢測元件的檢測精度 （ /） 6，數控機床加工精度於所選刀具無關 （ x ） 7，短圓弧擬合非圓曲線比直線擬合非圓曲線的擬合精度更高 （ ） 8，多處理器的數控系統比單處處理器數控系統效率高但速度低 （ x ） 9，切削加工中 對刀具耐磨性影響最大的是切削速度 （ / ） 10，數控車床必須具有主軸准停功能 （ ） — — —、簡答題 1，開環步進系統的脈沖當量為0.01mm/脈沖，絲桿螺距為8mm，步進電機距角為0.75度，電機於絲杠採用齒形皮帶傳動，其傳動比應為多少 ？ 2，全閉環數控機床和半閉環數控機床在伺服系統上的只要區別是什麼？ 伺服系統中半閉環是有位置編碼器。 伺服系統中全閉環是有位置編碼器和位置檢測光柵尺 3，數控機床對進給運動系統有哪些要求？ 1）高速度。 由於高速機床的主軸轉速比常規機床要高得多，並且還有繼續上升的趨勢，因此，為了保證高速切削的順利進行，減少空程時間，提高加工效率，同時為了保證刀具的每齒進給量不變，延長刀具的使用壽命，保證零件的加工質量，就要求進給系統必須提供足夠高的進給速度。目前，高速機床對進給速度的基本要求為60m/min以上，特殊情況可達120m/min，甚至更高。 （2）高加速度。 由於大多數高速機床加工零件的工作行程范圍只有幾十到幾百毫米，如果不能提供極大的加速度來保證在瞬間(極短的行程內)達到高速和在高速行程中瞬間准停，高速度是沒有意義的，因此對高速機床進給運動的加速度也提出了很高的要求。目前，一般高速機床要求進給加速度為1～2g，某些超高速機床要求進給加速度達到2～10g。 （3）高精度。 精度是機床的關鍵技術指標，高速機床對精度的要求尤為突出。在高速運動情況下，進給驅動系統的動態性能對機床加工精度的影響很大。隨著進給速度的不斷提高，各坐標軸的跟隨誤差對合成軌跡精度的影響將變得越來越突出，因此，高速機床一方面要提高各坐標軸自身位置閉環控制的精度，另一方面也要從合成軌跡和閉環控制的角度來研究高速情況下的軌跡控制方法與實現技術。 （4）高可靠性和高安全性。 在高速加工情況下，如果機床的可靠性與安全性差，將會造成災難性的後果，這方面比普通數控機床的要求更加嚴格。由於進給伺服系統是數控機床中強、弱電之間的介面環節，其故障率一般比較高，對機床整機的可靠性造成的影響也比較大；另一方面，進給系統包含有運動部件，高速下一旦失控，將非常危險。因此，提高高速進給系統的可靠性和安全性對提高高速機床的整機性能具有重要的意義。 （5）合理的成本。 在保證質量和性能的前提下，降低高速機床的製造成本，提高其性能價格比。 4，數控機床的主運動系統有什麼特點？ 主運動通常由伺服電機驅動，實現了平滑連續的自動變速。因而避免了復雜的機械變速系統。 即使根據需要必須設計變速系統，變速系統也非常簡單，而且通常使用全自動的變速機構，可以實現根據主運動速度的自動變速。 5，什麼是起刀點？數控編程時如何選擇起刀點？ 對刀點是指在數控機床上加工零件，刀具相對零件運動的起始點。對刀點也稱作程序起始點或起刀點。 6，何為機床的爬行現象？防止爬行的措施最主要的有哪些？ 在滑動摩擦副中從動件在勻速驅動和一定摩擦條件下產生的周期性時停時走或時慢時塊的運動現象。 先看一看潤滑好不好。再看看鑲條是不是太緊了，還有壓板，把絲杠脫開盤一下絲杠，看是不是太緊，嘗試增加動力，如在直線運行，600N推力會出現爬行，就嘗試使用800N的推力 不知道對不對還有些我也不會 我中專學歷也只會這一點了

『肆』 數控機床精度靠什麼裝置保證

方法主要有：
①試切法調整
試切法調整，就是對被加工零件進行「試切－測量－調整－再試切」，直至達到所要求的精度。它的調整誤差來源有：測量誤差；微量進給時，機構靈敏度所引起的誤差；最小切削深度影響。
②用定程機構調整
③用樣件或樣板調整
（5）工件殘余應力引起的誤差
殘余應力是指當外部載荷去掉以後仍存留在工件內部的應力。殘余應力是由於金屬發生了不均勻的體積變化而產生的。其外界因素來自熱加工和冷加工。有殘余應力的零件處於一種不穩定狀態。一旦其內應力的平衡條件被打破，內應力的分布就會發生變化，從而引起新的變形，影響加工精度。
①內應力產生的原因主要有：毛坯製造中產生的內應力；冷校正產生的內應力；切削加工產生的內應力。
②減小或消除內應力的措施一是採用適當的熱處理工序。二是給工件足夠的變形時間。三是零件結構要合理，結構要簡單，壁厚要均勻。
6）數控機床產生誤差的獨特性
數控機床與普通機床的最主要差別有兩點：一是數控機床具有「指揮系統」——數控系統；二是數控機床具有執行運動的驅動系統——伺服系統。
在數控機床上所產生的加工誤差，與在普通機床上產生的加工誤差，其來源有許多共同之處，但也有獨特之處，例如伺服進給系統的跟蹤誤差、檢測系統中的采樣延滯誤差等，這些都是普通機床加工時所沒有的。所以在數控加工中，除了要控制在普通機床上加工時常出現的那一類誤差源以外，還要有效地抑制數控加工時才可能出現的誤差源。這些誤差源對加工精度的影響及抑制的途徑主要有以下幾個方面：
①機床重復定位精度的影響
數控機床的定位精度是指數控機床各坐標軸在數控系統的控制下運動的位置精度，引起定位誤差的因素包括數控系統的誤差和機械傳動的誤差。而數控系統的誤差則與插補誤差、跟蹤誤差等有關。機床重復定位精度是指重復定位時坐標軸的實際位置和理想位置的符合程度。
②檢測裝置的影響
檢測反饋裝置也稱為反饋元件，通常安裝在機床工作台或絲杠上，相當於普通機床的刻度盤和人的眼睛，檢測反饋裝置將工作台位移量轉換成電信號，並且反饋給數控裝置，如果與指令值比較有誤差，則控制工作台向消除誤差的方向移動。數控系統按有無檢測裝置可分為開環、閉環與半閉環系統。開環系統精度取決於步進電動機和絲杠精度，閉環系統精度取決於檢測裝置精度。檢測裝置是高性能數控機床的重要組成部分。
③刀具誤差的影響
在加工中心上，由於採用的刀具具有自動交換功能，因而在提高生產率的同時，也帶來了刀具交換誤差。用同一把刀具加工一批工件時，由於頻繁重復換刀，致使刀柄相對於主軸錐孔產生重復定位誤差而降低加工精度。
抑制數控機床產生誤差的途徑有硬體補償和軟體補償。過去一般多採用硬體補償的方法。如加工中心採用螺距誤差補償功能。隨著微電子、控制、監測技術的發展，出現了新的軟體補償技術。它的特徵是應用數控系統通信的補償控制單元和相應的軟體，以實現誤差的補償，其原理是利用坐標的附加移動來修正誤差。
（7）提高加工精度的工藝措施
保證和提高加工精度的方法，大致可概括為以下幾種：減小原始誤差法、補償原始誤差法、轉移原始誤差法、均分原始誤差法、均化原始誤差法、「就地加工」法。
①減少原始誤差
這種方法是生產中應用較廣的一種基本方法。它是在查明產生加工誤差的主要因素之後，設法消除或減少這些因素。例如細長軸的車削，現在採用了大走刀反向車削法，基本消除了軸向切削力引起的彎曲變形。若輔之以彈簧頂尖，則可進一步消除熱變形引起的熱伸長的影響。
②補償原始誤差
誤差補償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝系統中的原始誤差。當原始誤差是負值時人為的誤差就取正值，反之，取負值，並盡量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。
③轉移原始誤差
誤差轉移法實質上是轉移工藝系統的幾何誤差、受力變形和熱變形等。
誤差轉移法的實例很多。如當機床精度達不到零件加工要求時，常常不是一味提高機床精度，而是從工藝上或夾具上想辦法，創造條件，使機床的幾何誤差轉移到不影響加工精度的方面去。如磨削主軸錐孔保證其和軸頸的同軸度，不是靠機床主軸的回轉精度來保證，而是靠夾具保證。當機床主軸與工件之間用浮動聯接以後，機床主軸的原始誤差就被轉移掉了。
④均分原始誤差
在加工中，由於毛坯或上道工序誤差（以下統稱「原始誤差」）的存在，往往造成本工序的加工誤差，或者由於工件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變（如毛坯精化後，把原來的切削加工工序取消），引起原始誤差發生較大的變化，這種原始誤差的變化，對本工序的影響主要有兩種情況：
誤差復映，引起本工序誤差；
定位誤差擴大，引起本工序誤差。
解決這個問題，最好是採用分組調整均分誤差的辦法。這種辦法的實質就是把原始誤差按其大小均分為n組，每組毛坯誤差范圍就縮小為原來的1/n，然後按各組分別調整加工。
⑤均化原始誤差
對配合精度要求很高的軸和孔，常採用研磨工藝。研具本身並不要求具有高精度，但它能在和工件作相對運動過程中對工件進行微量切削，高點逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分）最終使工件達到很高的精度。這種表面間的摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷減少的過程。這就是誤差均化法。它的實質就是利用有密切聯系的表面相互比較，相互檢查從對比中找出差異，然後進行相互修正或互為基準加工，使工件被加工表面的誤差不斷縮小和均。 在生產中，許多精密基準件（如平板、直尺、角度規、端齒分度盤等）都是利用誤差均化法加工出來的。
⑥就地加工法
在加工和裝配中有些精度問題，牽涉到零件或部件間的相互關系，相當復雜，如果一味地提高零、部件本身精度，有時不僅困難，甚至不可能，若採用就地加工法（也稱自身加工修配法）的方法，就可能很方便地解決看起來非常困難的精度問題。就地加工法在機械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。

『伍』 自動控制系統的基本要求是（）、 快速性 、 准確性 。

自動控制系統的基本要求是穩定性、快速性 、准確性。受擾動作用前系統處於平衡狀態，受擾動作用後系統偏離了原來的平 衡狀態，如果擾動消失以後系統能夠回到受擾以前的平衡狀態，則稱系統是穩定的。

生產過程中各種工藝條件不可能是一成不變的。特別是化工生產，大多數是連續性生產，各設備相互關聯，當其中某一設備的工藝條件發生變化時，都可能引起其他設備中某些參數或多或少地波動，偏離了正常的工藝條件。當然自動調節是指不需要人的直接參與。

(5)系統控制精度高於檢測裝置精度擴展閱讀：

在開環控制系統中，系統輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環控制系統中，基於按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統；由順序控制裝置、檢測元件、執行機構和被控工業對象所組成。主要應用於機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控制以及機械手和生產自動線。

在工業方面，對於冶金、化工、機械製造等生產過程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等，都有相應的控制系統。

在此基礎上通過採用數字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數字控制系統，以及具有控制與管理雙重功能的過程式控制制系統。在農業方面的應用包括水位自動控制系統、農業機械的自動操作系統等。

『陸』 機械零件的檢測與誤差原因解析

對壓縮機單螺桿專用加工機床的介紹更新時間

摘要：本文從四個方面介紹了國內現有單螺桿加工機床的布局和結構，並把優缺點一一列舉出來，由於壓縮機生產廠的單螺桿加工機床和機床資料對外保密，以上介紹難免有片面、不妥之處，因此僅供單螺桿壓縮機生產廠參考。
一、介紹機床的布局
壓縮機排氣量的大小決定了星輪、螺桿直徑的大小和嚙合中心距的大小，因此螺桿直徑的不同，機床的主軸與刀具的回轉中心也不同。為滿足加工不同直徑的螺桿，目前國內單螺桿加工機床的布局大致有以下幾種方案。
第一種：機床的主軸與刀具回轉中心的中心距為固定式
機床的主軸與刀具回轉中心的中心距為固定式，中心距不可調整。加工幾種直徑的螺桿就需要幾種中心距規格不同的機床。
優點：機床的結構簡單。
缺點：每種機床只能加工一種規格的螺桿，當市場上某種規格的壓縮機螺桿需要量大時，造成一台機床加工，其他機床閑置。
第二種：機床的主軸箱為可回轉式
機床可根據加工螺桿直徑的大小在加工前把主軸箱旋轉一個角度。這種主軸箱能夠回轉的機床是對上述第一種機床在使用方法上的改進，與第一種機床的結構基本相同。
優點：機床的結構簡單，能適應多種規格螺桿的加工。
缺點1：主軸箱旋轉後主軸回轉中心線與刀具回轉中心線間的距離不易精確測量。
缺點2：主軸箱旋轉後主軸前端面與刀具的回轉中心線間的距離減少，因此加工較大直徑的螺桿受到限制。
第三種：機床的主軸箱為橫向移動式
主軸箱底部與底座之間布置有矩形滑動導軌，主軸箱移動的方向垂直於主軸回轉中心線並垂直於刀具回轉中心線。主軸箱的動力通過花鍵軸傳給底座內的刀具進給機構。
根據加工螺桿直徑的大小，在加工前用手輪絲杠進給機構把主軸箱移動到適當位置，然後用螺釘將主軸箱固定在底座上。主軸箱的移動距離可用光柵尺檢測，位置誤差±0.005mm。
採用主軸箱可橫向移動的一個機床就可以加工直徑φ95～φ385mm之間任何一種規格的螺桿。
由於加工φ95～φ385mm直徑的螺桿，造成主軸前端面與刀具回轉中心線間的距離差值過大，因此在實際應用時設計成兩種規格的機床，一個機床加工φ95～φ205mm直徑的螺桿，另一個機床加工φ180～φ385mm直徑的螺桿。
優點：機床能適應多種規格螺桿的加工，每種規格的螺桿不需要配備相應的加工機床。
缺點：機床的結構和機床的裝配較前二種機床復雜，機床的造價也較前二種機床高。
二、介紹機床的主軸結構
機床主軸箱的水平主軸和底座上的立式的主軸精度的高低決定了被加工螺桿的精度，同時螺桿在壓縮機中以幾千轉的速度高速旋轉時，精度較差的螺桿會使壓縮機產生發熱、振動、效率低、磨損快等現象。
國內目前現有的單螺桿加工機床主軸結構大致有以下兩種方案。
第一種：軸承徑向游隙不可調的主軸結構
主軸前軸承採用1個雙列圓柱滾子軸承和兩個推力球軸承組合，該主軸使用雙列圓柱滾子軸承承受徑向切削力，使用兩個推力球軸承承受軸向切削力。
主軸後軸承一般採用1個雙列圓柱滾子軸承或採用1個向心球軸承。
這種主軸結構的優點：主軸的加工和裝配簡單，造價較低。
缺點1：由於主軸軸承的徑向游隙不可調整，所以主軸精度較差。雖然可以利用軸承的內徑和軸徑的過盈配合來消除軸承的徑向游隙，但每個軸承的內徑和徑向游隙不是一個固定值，因此設計和加工時很難給准軸徑與軸承內徑的配合公差。
缺點2：在市場上很難買到國產或進口的C、D級或P4、P5級的推力球軸承，機床生產廠常用普通級軸承替代使用，此舉也影響了主軸精度的提高。
軸承徑向游隙不可調的主軸結構適用於一般精度的普通機床，不適用於對主軸精度要求較高的機床。
第二種：軸承徑向游隙可調的主軸結構
主軸前軸承採用一個P4級圓錐孔的雙列圓柱滾子軸承和1個P4級的雙列向心推力球軸承組合。該主軸使用圓錐孔的雙列圓柱滾子軸承承受徑向切削力，使用雙列向心推力球軸承承受軸向切削力和部分徑向切削力。
主軸後軸承一般採用1個P5級圓錐孔的雙列圓柱滾子軸承。
圓錐孔雙列圓柱滾子軸承的內圈和配合軸徑均為1：12圓錐，用圓螺母鎖緊軸承則使軸承在軸向產生一個位移並使軸承的內圈膨脹，從而達到減少或消除軸承徑向游隙的目的。
這種主軸結構的優點：主軸精度較高。在主軸前端面φ230mm直徑上測量主軸的端面跳動值為0.010mm。在主軸前端φ230mm外圓上測量主軸的徑向跳動值為0.005mm。第二種結構的主軸精度比第一種主軸精度提高50%左右。
這種主軸結構的缺點：
主軸的加工工藝較復雜，主軸的裝配也需要有經驗的工人操作才能使主軸精度達到理想數值。
三、刀具進給深度的控制
不同直徑的螺桿需要加工螺旋槽的深度也不同，螺旋槽的深度從幾十毫米到一百多毫米不等，刀具進給機構大約需要旋轉進刀幾千圈才能完成一個螺桿零件的加工。
由於刀具進給機構在刀具旋轉的同時還要完成進刀動作，所以一些在普通機床上常用的機械、電氣控制切深的方法都不適用於單螺桿加工機床。
單螺桿加工機床的刀具進給機構採用以下不同的方法都可以達到控制進刀深度的目的。
第一種：摩擦離合器和電氣開關控制刀具進給深度
它的控制原理是刀具切深增大時刀具進給機構的負載扭距增大，使刀具進給機構傳動鏈中的摩擦離合器打滑，一個機械連桿機構觸發電氣開關並發出聲、光信號提示操作者，此時操作者人工操作斷開刀具進給機構的動力。
這種控制方法的優點是：控制方法簡單及零件加工和操作不受突然斷電的影響。
缺點是：加工不同直徑的螺桿需要調整摩擦離合器壓緊碟簧的預緊力。
由於每個螺桿材質的密度、硬度存在細微差異及刀具鋒利程度也存在差異，因此使這種控制方法的精度不太准確，可能導致螺桿螺旋槽的深度公差過大。
第二種：用電磁離合器、編碼器組合控制刀具進給深度
刀具進給系統中，裝有電磁離合器及一對用於檢測刀具轉動圈數的測速齒輪和一個編碼器。

結論：本文從四個方面介紹了國內現有單螺桿加工機床的布局和結構，並把優缺點一一列舉出來，由於壓縮機生產廠的單螺桿加工機床和機床資料對外保密，以上介紹難免有片面、不妥之處，因此僅供單螺桿壓縮機生產廠參考。

近年來，PLC在工業自動控制領域應用愈來愈廣，它在控制性能、組機周期和硬體成本等方面所表現出的綜合優勢是其它工控產品難以比擬的。隨著PLC技術的發展, 它在位置控制、過程式控制制、數據處理等方面的應用也越來越多。在機床的實際設計和生產過程中，為了提高數控機床加工的精度，對其定位控制裝置的選擇就顯得尤為重要。永宏FBs系列PLC的NC定位功能較其它PLC更精準，且程序的設計和調試相當方便。本文提出的是如何應用永宏PLC的NC定位控制實現機床數控系統控制功能的方法來滿足控制要求，在實際運行中是切實可行的。整機控制系統具有程序設計思路清晰、硬體電路簡單實用、可靠性高、抗干擾能力強，具有良好的性能價格比等顯著優點，其軟硬體的設計思路可供工礦企業的相關數控機床設計改造借鑒。

2 數控機床組成結構及工作過程

本例數控機床由輸入、輸出裝置、數控裝置、可編程式控制制器、伺服系統、檢測反饋裝置和機床主機等組成，如圖1所示。

圖1 數控機床組成機構圖

輸入裝置可將不同加工信息傳遞於計算機。在數控機床產生的初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現已趨於淘汰;目前，使用鍵盤、磁碟等，大大方便了信息輸入工作。輸出指輸出內部工作參數(含機床正常、理想工作狀態下的原始參數，故障診斷參數等)，一般在機床剛工作狀態需輸出這些參數作記錄保存，待工作一段時間後，再將輸出與原始資料作比較、對照，可幫助判斷機床工作是否維持正常。數控裝置是數控機床的核心與主導，完成所有加工數據的處理、計算工作，最終實現數控機床各功能的指揮工作。它包含微計算機的電路，各種介面電路、CRT顯示器等硬體及相應的軟體。可編程式控制制器對主軸單元實現控制，將程序中的轉速指令進行處理而控制主軸轉速;管理刀庫，進行自動刀具交換、選刀方式、刀具累計使用次數、刀具剩餘壽命及刀具刃磨次數等管理;控制主軸正反轉和停止、准停、切削液開關、卡盤夾緊松開、機械手取送刀等動作;還對機床外部開關(行程開關、壓力開關、溫控開關等)進行控制;對輸出信號(刀庫、機械手、回轉工作台等)進行控制。檢測反饋裝置由檢測元件和相應的電路組成，主要是檢測速度和位移，並將信息反饋於數控裝置，實現閉環控制以保證數控機床加工精度。數控機床的工作過程如圖2所示。

圖2 數控機床的工作過程框圖

數控加工的准備過程較復雜，內容多，含對零件的結構認識、工藝分析、工藝方案的制訂、加工程序編制、選用工裝及使用方法等。機床的調整主要包括刀具命名、調入刀庫、工件安裝、對刀、測量刀位、機床各部位狀態等多項工作內容。程序調試主要是對程序本身的邏輯問題及其設計合理性進行檢查和調整。試切加工則是對零件加工設計方案進行動態下的考察，而整個過程均需在前一步實現後的結果評價後再作後一步工作。試切成功後方可對零件進行正式加工，並對加工後的零件進行結果檢測。前三步工作均為待機時間，為提高工作效率，希望待機時間越短越好，越有利於機床合理使用。該項指標直接影響對機床利用率的評價(即機床實動率)。

3 機床數控系統需要解決的幾個問題

機床是由機械和電氣兩部分組成，在設計總體方案時應從機電兩方面來考慮機床各種功能的實施方案，數控機床的機械要求和數控系統的功能都很復雜，所以更應機電溝通，揚長避短。機床控制系統選件、裝配、程序編制及操作都應該比較合理，精度和穩定性都必須滿足使用要求。同時為便於調試和檢修，各項操作均設手動功能，如手動各軸快慢移動、主軸高低速旋轉、切削液及潤滑開關等。PLC按照邏輯條件進行順序動作或按照時序動作，另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關系進行聯鎖保護動作的控制，PLC發展成了取代繼電器線路和進行順序控制的主要產品,在機床的電氣控制中應用也比較普遍。

在實際控制中如何既能提高定位速度，同時又能保證定位精度是一項需要認真考慮並切實加以解決的問題。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統的位置精度在很大程度上決定了數控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統中開環放大倍數的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控制系統中，對於檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區分出來的，反饋檢測元件的精度對系統的精度常常起著決定性的作用。高精度的控制系統必須有高精度的檢測元件作為保證。當現場條件發生變化時，系統的某些控制參數必須能作相應的修改，為滿足生產的連續性，要求對控制系統可變參數的修改應在線進行。盡管使用編程器可以方便快速地改變原設定參數，但編程器一般不能交現場操作人員使用;所以，應考慮開發其他簡便有效的方法實現PLC的可變控制參數的在線修改。另外為了防止電壓過高損壞PLC，電源輸入端加上壓敏電阻。為了防止過熱, PLC不許安裝在變壓器等發熱元件的正上方，變頻器與PLC、伺服驅動器等保持一定距離。在元件間留有適當的空隙，以便散熱，並且在配電箱上安裝風扇降溫。此外，為保證控制系統的安全與穩定運行，還應解決控制系統的安全保護問題，如系統的行程保護、故障元件的自動檢測等。

4 永宏FBs系列PLC的NC機床定位伺服控制系統分析

數控機床是一種高精度、高效率的自動化設備，提高數控機床的可靠性就顯得尤為重要。可靠度是評價可靠性的主要定量指標之一，其定義為:產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的概率。對數控機床來說，這里的功能主要指數控機床的使用功能，例如數控機床的各種機能，伺服性能等。數控機床的功能部件對機床的功能擴展和性能的提升起著極為重要的作用，因此，它不同於一般配套件和附件的選用，不僅須與數控機床的整體結構諧和協調，融入整機系統具有最佳的匹配性能，而且還能很好地彰顯出該數控機床的個性化特徵。用於高速化的數控系統不能僅是提高數據處理能力，而是應具備熱誤差補償單元以及能實現速度前瞻控制、位置環前饋控制和加減速平穩控制等先進控制技術的功能。所以必須選擇穩定可靠的控制單元才能保證數控機床正常高效運行。

鑒於以上各項要求，筆者採用台灣永宏電機股份有限公司的FBs-44MN PLC作為該機床控制主單元，該型機具有較高的性價比，體積小，使用起來非常方便，接線簡捷。其編程軟體WinProladder有梯形圖大師之稱，易學易用且功能強大，編輯、監視、除錯等操作非常順手，按鍵、滑鼠並用及在線即時指令功能查詢與操作指引，使編輯、輸入效率倍增。同時配以人機界面進行程序參數修改、設定以及運行狀態顯示監控，可編程設置人機界面的內容。該控制系統具有可靠性高，價格便宜，結構緊湊等特點，非常適合機床的控制要求，具體控制思路如圖3所示。

圖3 採用永宏PLC FBs-44MN 的NC 機床定位電氣控制系統圖

可編程邏輯控制器是該機床各項功能的邏輯控制中心，集成於數控系統中，主要是指控制軟體的集成化，而PLC硬體則在規模較大的系統中往往採取分布式結構。由圖3可以看出，系統控制中心採用永宏PLC FBs-44MN控制，並配以人機界面進行程序參數修改、設定，以及運行狀態顯示監控，可編程設置人機界面的內容。三軸均為全數字交流伺服系統，各軸伺服電機通過連軸器帶動滾珠絲杠，以移動配有直線導軌的工作台和主軸銑頭，其定位準確，速度快。主軸銑頭由變頻器控制，根據刀具及工件和進給量，來設置主軸合理的轉速，並在程序中設定它的啟動停止。各軸均設二端極限感測器和原點感測器，冷卻和潤滑也都有異常檢測，在報警燈和人機界面處顯示報警信息由光柵、感應同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號，隨時與給定值進行比較，將兩者的差值放大和變換，驅動執行機構，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等於零為止。閉環進給系統在結構上比開環進給系統復雜，成本也高，對環境室溫要求嚴。設計和調試都比開環系統難。但是可以獲得比開環進給系統更高的精度，更快的速度，驅動功率更大的特性指標。早期使用一般電機作為定位控制，由於速度不快、或者精度要求不高，所以足夠應對所需場合;當機械運轉為了獲取效率而將速度加快時，當產品質量、精度要求越來越高時，電機停止位置的控制就不是一般電機所能達到的了。解決這一問題的最佳方法是採用NC定位控制配合步進或伺服電機作定位控制。但在過去，由於它的價格很高，而限制了它使用的普遍性，近年來由於技術的發展及成本的降低，其價位已被用戶所接受，使用數量也越來越多。為配合這一趨勢，永宏PLC FBs系列將目前市面上專用的NC定位控制器功能整合在PLC內部SoC晶元內，除了免掉PLC與專用NC 定位控制器之間復雜的數據交換與連結程序外，更大幅降低整體成本，為用戶提供一種價廉物美、簡單方便的PLC整合NC定位控制的方案。永宏PLC FBs-44MN內部的SoC晶元含有多軸高速脈沖輸出以及高速硬體計數器，並且提供簡易使用和設計的定位程序編輯，對於這方面的應用，更是如虎添翼、如魚得水、得心應手了。PLC結合伺服驅動器所構成的NC閉環迴路控制系統中，PLC負責發送高速脈沖命令給伺服驅動器，除了裝在伺服電機的位移檢測信號直接反饋到伺服驅動器外，外加位移檢測器裝在傳動機構之後，真正反映實際位移量，並將此信號反饋到PLC 內部的高速硬體計數器，這樣就可作更精確的控制，並且可避免上述半閉環迴路的缺點。永宏PLC FBs系列的定位功能將市面上專用NC定位控制器整合在PLC內，使PLC與NC控制器能共享相同的數據區，而不需要作兩個系統之間的數據交換與同步控制等復雜的工作，但仍可用一般常用的NC 定位控制指令(例如DRV、SPD…等)。PLC控制4軸的定位工作，並可作多軸同動控制，除了提供點對點的定位速度控制，還提供了各軸間直線插補功能。當系統應用超過4軸時還可利用永宏PLC的CPU LINK功能達到更多的定位運動控制。數控機床對位置系統要求的伺服性能包括:定位速度和輪廓切削進給速度;定位精度和輪廓切削精度;精加工的表面粗糙度;在外界干擾下的穩定性。這些要求主要取決於伺服系統的靜態、動態特性。對閉環系統來說，總希望系統有較高的動態精度，即當系統有一個較小的位置誤差時，機床移動部件會迅速反應。在數控機床的加工中，伺服系統為了同時滿足高速快移和單步點動，要求進給驅動具有足夠寬的調速范圍。

單步點動作為一種輔助工作方式常常在工作台的調整中使用。伺服系統最高速度的選擇要考慮到機床的機械允許界限和實際加工要求，高速度固然能提高生產率，但對驅動要求也就更高。此外，從系統控制角度看也有一個檢測與反饋的問題，尤其是在計算機控制系統中，必須考慮軟體處理的時間是否足夠。全閉環伺服系統是將位置檢測元件置於被測坐標軸的終端移動部件上，以檢測機械傳動鏈中螺距誤差、間隙及各種干擾所造成的傳動誤差，並進行反饋補償控制，從而提高機床的位置控制精度。在全閉環伺服控制系統中，對位置檢測元件和反饋元件的選擇很關鍵。感應同步器具有精度高、重復性好、抗干擾能力強，耐油耐污及維護簡單等優點，特別適合於高精度全閉環數控機床的工作場合。數控機床要求具備穩定性、快速性和准確性，而大型數控機床的機械傳動裝置轉動慣量較大，固有頻率低，要使其大大高於系統截止頻率很困難，全閉環包括了該進給系統軸幾乎所有不穩定的非線性因素，調整不當很容易使機床產生抖動現象。

因此數控機床全閉環伺服系統在保證快速性的基礎上主要是解決機床進給運動的穩定性而獲得比半閉環伺服系統高的位置精度。伺服電機的編碼器將位移檢測信號反饋到伺服驅動器，驅動器將輸入信號的脈沖頻率和脈沖數與回饋信號的頻率和脈沖數，經內部的偏差計數器與頻率轉電壓電路處理後，得到脈沖偏差值與轉速誤差值，這樣使控制伺服電機實現高速、精密的速度與位置閉環迴路處理系統。伺服電機的轉速與輸入信號的脈沖頻率成正比，而電機的移動量則由脈沖數決定。圖4是PLC控制下的伺服電機工作示意圖。

圖4 數控機床伺服電機工作示意圖

5 相關程序設計與操作

PLC通過編程器輸入程序，達到控制目的。由於PLC工作過程是循環，所以程序執行速度很快。另外軟體故障檢測設計在採用硬體設計的基礎上採用軟體檢測外部行程開關狀態，當行程開關失靈後，通過程序控制停止機床的運行，有效地減少了機床因元件失靈造成的事故。

圖5是使用編程軟體WinProladder編輯定位程序參數設定指令圖，圖6是具體操作加工程序圖。

圖5 定位程序參數設定指令圖

圖6 加工程序圖

6 結束語

我國是一個機床生產和應用大國，但數控技術的應用水平還不高，嚴重製約著我國製造業水平的提高。國際上的相關開發計劃對我國的數控技術的發展提出了嚴峻的挑戰，同時也帶來了機遇。只有選擇合適的PLC才能使定位達到預期的效果。永宏FBs系列PLC的NC定位功能在機床數控系統設計中佔有重要的地位，該機床經過長期運行表明，整個系統設計合理，控制精度高，運行可靠，提高了生產的自動化水平，減小了操作人員的勞動強度。

由於採用了PLC控制，使電氣部分的抗干擾能力增加，提高了機床的運行可靠性，因而增加了設備的柔性，提高了設備的使用效率。

『柒』 溫控系統的控制原理

溫度控制原理
1、溫度控制模式有機械式的和電子式的
機械式的採用兩層熱膨脹系數不同金屬壓在一起，溫度改變時，他的彎曲度會發生改變，當彎曲到某個程度時，接通（或斷開）迴路，使得製冷（或加熱）設備工作。
電子式的通過熱電偶、鉑電阻等溫度感測裝置，把溫度信號變換成電信號，通過單片機、PLC等電路控制繼電器使得加熱（或製冷）設備工作（或停止）。還有水銀溫度計型的,溫度到就會有觸點和水銀接通
2、以溫控器製造原理來分，溫控器分為：
a、液漲式溫控器：
是當被控制對象的溫度發生變化時使溫控器感溫部內的物質（一般是液體）產生相應的熱脹冷縮的物理現象（體積變化），與感溫部連通一起的膜盒產生膨脹或收縮。以杠桿原理，帶動開關通斷動作，達到恆溫目的液脹式溫控器具有控溫准確，穩定可靠，開停溫差小，控制溫控調節范圍大，過載電流大等性能特點。液漲式溫控器主要用於家電行業，電熱設備，製冷行業等溫度控制場合用。
b、突跳式溫控器：
各種突跳式溫控器的型號統稱KSD，常見的如KSD301,KSD302等，該溫控器是雙金屬片溫控器的新型產品，主要作為各種電熱產品具過熱保護時，通常與熱熔斷器串接使用，突跳式溫控器作為一級保護。熱熔斷器則在突跳式溫控器失婁或失效導致電熱元件超溫時，作為二級保護自，有效地防止燒壞電熱元件以及由此而引起的火災事故。
壓力式溫控器，改溫控器通過密閉的內充感溫工質的溫包和毛細管，把被控溫度的變化轉變為空間壓力或容積的變化，達到溫度設定值時，通過彈性元件和快速瞬動機構，自動關閉觸頭，以達到自動控制溫度的目的。它由感溫部、溫度設定主體部、執行開閉的微動開關或自動風門等三部分組成。壓力式溫控器適用於製冷器具（如電冰箱冰櫃等）和制熱器等場合。
電子式溫控器，電子式溫度控制器（電阻式）是採用電阻感溫的方法來測量的，一般採用白金絲、銅絲、鎢絲以及熱敏電阻等作為測溫電阻，這些電阻各有其優確點。一般家用空調大都使用熱敏電阻式。
溫度控制系統的組成
溫度控制系統由測量裝置、被控對象、調節器和執行機構等部分構成。
測量裝置是溫度控制系統的重要部件，包括溫度感測器和相應的輔助部分，如放大、變換電路等。測量裝置的精度直接影響溫度控制系統的精度，因此在高精度溫度控制系統中必須採用高精度的溫度測量裝置。溫度控制系統的執行機構大多採用可控熱交換器。
被控對象是一個裝置或一個過程，它的溫度是被控制量。測量裝置對被控溫度進行測量，並將測量值與給定值比較，若存在偏差便由調節器對偏差信號進行處理，再輸送給執行機構來增加或減少供給被控對象的熱量，使被控溫度調節到整定值。
根據調節器送來的校正後的偏差信號，調節流入熱交換器的熱載體（液體或氣體）的流量，來改變供給（或吸收）被控對象的熱量，以達到調節溫度的目的。在一些簡單的溫度控制系統中，也常採用電加熱器作為執行機構，對被控對象直接加熱。通過調節電壓（或電流）的大小可改變供出的熱量。
不同的應用部門對溫度控制系統品質有不同的要求，並選用不同類型的調節器。如果精度要求不高，可採用兩位調節器,一般情況下多採用PID調節器。高精度溫度控制系統則常採用串級控制。串級控制系統由主迴路和副迴路兩個迴路構成，具有控制精度高、抗干擾能力強、響應快、動態偏差小等優點，常用於干擾強,且溫度要求精確的生產過程,如化工生產中反應器的溫度控制。
嚴格說，多數溫度控制系統中被控對象在進行熱交換時的溫度變化過程，既是一個時間過程，也是沿空間的一個傳播過程，需要用偏微分方程來描述各點溫度變化的規律。因此溫度控制系統本質上是一個分布參數系統。分布參數系統的分析和設計理論還很不成熟，而且往往過於復雜而難於在工程實際問題中應用。解決的途徑有二：一是把溫度控制系統作為時滯系統來考慮。時滯較大時採用時滯補償調節，以保證系統的穩定性。具有時滯是多數溫度控制系統的特點之一。另一途徑是採用分散控制方式，把分布參數的被控過程在空間上分段化，每一段過程可作為集中參數系統來控制，構成空間上分布的多站控制系統。採用分散控制常可獲得較好的控制精度。

『捌』 數控機床的分類

一、按加工工藝方法分類 1．金屬切削類數控機床 與傳統的車、銑、鑽、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鑽床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。 在普通數控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數控機床的自動化程度和生產效率。例如銑、鏜、鑽加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾後，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鑽、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由於工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的台數和佔地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產效率和加工質量。 2．特種加工類數控機床 除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用於數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。 3．板材加工類數控機床 常見的應用於金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。 近年來，其它機械設備中也大量採用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。 二、按控制運動軌跡分類 1．點位控制數控機床 點位控制數控機床的特點是機床移動部件只能實現由一個位置到另一個位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數控系統只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。 這類數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鑽床、數控沖床、數控點焊機等。點位控制數控機床的數控裝置稱為點位數控裝置。 2．直線控制數控機床 直線控制數控機床可控制刀具或工作台以適當的進給速度，沿著平行於坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。 直線控制的簡易數控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸，可用於平面的銑削加工。現代組合機床採用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鑽鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機床。 數控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數控機床。 3．輪廓控制數控機床 輪廓控制數控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 常用的數控車床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控機床。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也採用了輪廓控制系統。輪廓控制系統的結構要比點位/直線控系統更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然後進行相應的速度與位移控制。 現在計算機數控裝置的控制功能均由軟體實現，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數專用控制系統外，現代計算機數控裝置都具有輪廓控制功能。 三、按驅動裝置的特點分類 1．開環控制數控機床 這類控制的數控機床是其控制系統沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數控系統每發出一個進給指令，經驅動電路功率放大後，驅動步進電機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控制數控機床。 開環控制系統的數控機床結構簡單，成本較低。但是，系統對移動部件的實際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控制系統僅適用於加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡易經濟型數控機床。 2．閉環控制數控機床 閉環控制數控機床是在機床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置，直接對工作台的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環系統的運動精度主要取決於檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環控制數控機床的系統框圖。圖中A為速度感測器、C為直線位移感測器。當位移指令值發送到位置比較電路時，若工作台沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作台實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較後得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數控機床，因把機床工作台納入了控制環節，故稱為閉環控制數控機床。 閉環控制數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統復雜，成本高。 3．半閉環控制數控機床 半閉環控制數控機床是在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作台的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現控制。由於工作台沒有包括在控制迴路中，因而稱為半閉環控制數控機床。 半閉環控制數控系統的調試比較方便，並且具有很好的穩定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。 4．混合控制數控機床 將以上三類數控機床的特點結合起來，就形成了混合控制數控機床。混合控制數控機床特別適用於大型或重型數控機床，因為大型或重型數控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只採用全閉環控制，機床傳動鏈和工作台全部置於控制閉環中，閉環調試比較復雜。混合控制系統又分為兩種形式： （1）開環補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環伺服機構，另外附加一個校正電路。用裝在工作台的直線位移測量元件的反饋信號校正機械繫統的誤差。 （2）半閉環補償型。它是用半閉環控制方式取得高精度控制，再用裝在工作台上的直線位移測量元件實現全閉環修正，以獲得高速度與高精度的統一。其中A是速度測量元件（如測速發電機），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。

『玖』 影響數字控制系統的控制精度的因素主要有哪些

精度包含幾個部分：
1、儀器本身的精度-目前各品牌gps的rtk標稱精度多數都是平面10mm+1ppm，高程20mm+1ppm，以平面為例，這個參數是指儀器本身有10mm的固定誤差，再加上1ppm的比例誤差；
2、坐標系轉換導致的精度損失-gps測得的是wgs84坐標，該坐標需要經過投影、轉換才能變成施工中使用的地方坐標系，這個轉換過程受投影變形、施測精度、區域地形等的影響必然會有精度損失；
3、人為操作導致的誤差-放樣時氣泡是否居中，下樁時樁子中心有沒有對准放樣點也會影響精度；
4、如果是網路rtk方式作業，其精度又受cors網的精度限制了，一般情況下會比電台作業方式的精度更低，但特點是作業區域大，不需要自己求轉換參數。
提問中的精度分析是一個很大的題目，不可能通過這樣簡單的方式闡述清楚。簡而言之，一般意義上我們說rtk的放樣精度大概在3公分左右，這是一個很粗略的說法。

『拾』 自控系統中反饋檢測元件的精度對自控系統的精度有影響嗎

當然有影響了，可以這么說，理想狀態下整個系統的精度取決於控制系統的精度和反饋系統的度，你控制系統的精度再高，而你反饋精度一般，那你整個系統的精度不會高於反饋系統的精度