【正文】 第 1 頁(yè) 共 12 頁(yè) 密 級(jí) 分類(lèi)號(hào) 編 號(hào) 成 績(jī) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 外 文 翻 譯 原文 標(biāo) 題 數(shù)控車(chē)床 譯文 標(biāo) 題 Numerical Control Lathes 作者所在系別 機(jī)械工程系 作者所在專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者所在班級(jí) 作 者 姓名 作 者 學(xué)號(hào) 指導(dǎo) 教師姓名 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 完成 時(shí) 間 2020 年 2 月 28 第 2 頁(yè) 共 12 頁(yè) 譯文標(biāo)題 Numerical Control Lathes 原文標(biāo)題 數(shù)控車(chē)床 作 者 譯 名 菲利普李維特 國(guó) 籍 法國(guó) 原文出處 Numerical Control Machine Tool Engineering 譯文 : 數(shù)控車(chē)床 在先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域最根本的觀(guān)念之一是數(shù)控（ NC）。數(shù)控來(lái)臨之前，所有機(jī)床是手工操作和控制。手動(dòng)控制機(jī)床有許多限制，或許沒(méi)有比操作者的技能更突出。用手動(dòng)控制，產(chǎn)品質(zhì)量直接相關(guān)，并僅限于操作者的技能。 車(chē)床主要是為了進(jìn)行車(chē)外圓、車(chē)端面和鏜孔等項(xiàng)工作而設(shè)計(jì)的機(jī)床。車(chē)削很少在其他種類(lèi)的機(jī)床上進(jìn)行，而且任何一種其他機(jī)床都不能像車(chē)床那樣方便地進(jìn)行車(chē)削加工。由于車(chē)床還可以用來(lái)鉆孔和鉸孔，車(chē)床的多功能性可以使工件在一次安裝中完成幾種加工。因此，在生產(chǎn)中使用的各種車(chē)床比任何其他種類(lèi)的機(jī)床都多。 車(chē)床的基本部件有：床身、主軸箱組件、尾座組件、溜板組件、絲杠和光杠 件在各種速度下回轉(zhuǎn)。主軸箱 基本上由一個(gè)安裝在精密軸承中的空心主軸和一系列變速齒輪 (類(lèi)似于卡車(chē)變速箱 )所 組成。通過(guò)變速齒輪，主軸可以在許多種轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)車(chē)床有 8~12 種轉(zhuǎn)速，主軸箱安裝在內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌的固定位置上，一般在床身的左端。它提供動(dòng)力，并可使工一般按等比級(jí)數(shù)排列。而且在現(xiàn)代機(jī)床上只需扳動(dòng) 2~4 個(gè)手柄，就能得到全部轉(zhuǎn)速。一種正在不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)是通過(guò)電氣的或者機(jī)械的裝置進(jìn)行無(wú)級(jí)變速 由于機(jī)床的精度在很大程度上取決于主軸，因此，主軸的結(jié)構(gòu)尺寸較大，通常安裝在預(yù)緊后的重型圓錐滾子軸承或球軸承中。主軸中有一個(gè)貫穿全長(zhǎng)的通孔，長(zhǎng)棒料可以通過(guò)該孔送料。主軸孔的大小是車(chē)床的一個(gè)重要尺寸，因此當(dāng)工件必須通過(guò)主軸孔供料時(shí) ，它確定了能夠加工的棒料毛坯的最大尺寸。 這個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致了 1959年自動(dòng)編程工具（ APT）語(yǔ)言的發(fā)展，使用類(lèi)似數(shù)控英文語(yǔ)句來(lái)定義幾何零件，描述刀具配置，并制定所需的方案。新的 APT語(yǔ)言的發(fā)展是重大的一步，推動(dòng)數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。原來(lái)的數(shù)控系統(tǒng)廣泛使用穿孔紙，后來(lái)由磁性塑料帶代替。一個(gè)使用穿孔紙的人解釋了該機(jī)器的磁帶使用說(shuō)明作為知名的數(shù)控概念發(fā)展（ DNC）解決了紙張和塑料帶與數(shù)控相關(guān)作為執(zhí)行指令的編程語(yǔ)言磁帶的問(wèn)題。在直接數(shù)字控制下，精密機(jī)床的束縛，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸鏈路，連接在主機(jī)和機(jī)器工具，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸連接需要 。直接數(shù)字控制穿孔紙帶和塑料帶的應(yīng)用上是一個(gè)重大的進(jìn)步。但是，它受所有技術(shù)，在主機(jī)上卻有相同的限制。當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障，機(jī)器工具也會(huì)出現(xiàn)故障。這個(gè)問(wèn)題引導(dǎo)了計(jì)算機(jī)數(shù)控的發(fā)展。 關(guān)于可編程邏輯控制器（ PLC）和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展使微處理器的發(fā)展。這兩項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（ CNC）允許的數(shù)控系統(tǒng)。每臺(tái)機(jī)器工具， PLC或微型計(jì)算機(jī)，它為同樣的目的。這允許程序自動(dòng)輸入和存儲(chǔ)在每個(gè)機(jī)床上。數(shù)控解決相關(guān)的主機(jī)停機(jī)的問(wèn)題，但它推出了著名的數(shù)據(jù)管理的另一個(gè)問(wèn)題。同樣的程序可能會(huì)被裝上 10種不同的微型電腦，它們之間沒(méi)有溝通 。此問(wèn)題處理是在當(dāng)?shù)貐^(qū)域網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中解決的 connectDigital信號(hào)處理器的。 在形成了直接數(shù)字控制（ DNC）這個(gè)概念之后，可以不再采用紙帶或塑料帶作為編程指令的載體，這樣就解決了與之有關(guān)的問(wèn)題。在直接數(shù)字控制中，幾臺(tái)機(jī) 第 頁(yè) 共 12 頁(yè) 床通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路聯(lián)接到一臺(tái)主計(jì)算機(jī)上。操縱這些機(jī)床所需要的程序都存儲(chǔ)在這臺(tái)主計(jì)算機(jī)中。當(dāng)需要時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路提供給每臺(tái)機(jī)床。直接數(shù)字控制是在穿孔紙帶和塑料帶基礎(chǔ)上的一大進(jìn)步。然而，它敢有著同其他信賴(lài)于主計(jì)算機(jī)技術(shù)一樣的局限性。當(dāng)主計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，由其控制的所有機(jī)床都將停止工作。 這個(gè)問(wèn)題促使了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)的產(chǎn)生。 微處理器的發(fā)展為可編程邏輯控制器和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展做好了準(zhǔn)備。這兩種技術(shù)為計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CNC）的發(fā)打下了基礎(chǔ)。采用 CNC 技術(shù)后，每臺(tái)機(jī)床上都有一個(gè)可編程邏輯控制器或者微機(jī)對(duì)其進(jìn)行數(shù)字控制。這可以使得程序被輸入和存儲(chǔ)在每臺(tái)機(jī)床內(nèi)部。它還可以在機(jī)床以外編制程序，并將其下載到每臺(tái)機(jī)床中。計(jì)算機(jī)數(shù)控解決了主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障所帶來(lái)的問(wèn)題，但是它產(chǎn)生了另一個(gè)被稱(chēng)為數(shù)據(jù)管理的問(wèn)題。同一個(gè)程序可能要分別裝入十個(gè)相互之間沒(méi)有通訊聯(lián)系的微機(jī)中。這個(gè)問(wèn)題目前正在解決之中，它是通過(guò)采用局部區(qū) 域網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)微機(jī)聯(lián)接起來(lái)，以得于更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。 在許多情況下的模擬信號(hào)會(huì)用各種方法處理問(wèn)題，在很多方面像濾波和頻譜分析，設(shè)計(jì)模擬硬件來(lái)執(zhí)行這些職能是可能的，但已變得越來(lái)越少，由于更高的性能需求，靈活性的需求，以及需要削減減少開(kāi)發(fā) /測(cè)試的時(shí)間的需求。正是在困難時(shí)，換句話(huà)說(shuō)，是模擬信號(hào)的硬件設(shè)計(jì)分析改變了現(xiàn)狀。 抽樣一個(gè)信號(hào)是專(zhuān)門(mén)為嵌入式信號(hào)處理的操作，這種處理器被稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)處理器，是數(shù)字信號(hào)處理器的代表。今天有數(shù)百個(gè)家庭的 DSP從盡可能多的制造商，每一個(gè)特定的價(jià)格 /性能 /使用組來(lái)設(shè)計(jì)的。大的廠(chǎng)家很多， 像德州儀器，摩托羅拉，都提供專(zhuān)門(mén)的 DSP像馬達(dá)控制或調(diào)制解調(diào)器這些領(lǐng)域的，和一般的高性能 DSP處理，可以執(zhí)行廣泛的任務(wù)范圍。軟件開(kāi)發(fā)工具包也可以，也有公司做好 DSP的，允許程序員可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的處理算法，利用簡(jiǎn)單的“拖放 39。和 39。下降”的方法的軟件開(kāi)發(fā)工具。 DSP的或多或少取決于兩類(lèi)下降的基礎(chǔ)架構(gòu)的定點(diǎn)和浮點(diǎn)。定點(diǎn)設(shè)備操作一般在 16位，而浮點(diǎn)器件上 3240位浮點(diǎn)操作。不用說(shuō)，定點(diǎn)設(shè)備一般比較便宜。另一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)不同的地方是，定點(diǎn)處理器往往只有一個(gè)“通用的蓄電池架構(gòu)”，這使得他們的方案很棘手，更重要的是，制造 的 C編譯器固有的低效率。浮點(diǎn) DSP的表現(xiàn)更像是共同的通用 CPU的寄存器文件。 在市場(chǎng)上有成千上萬(wàn)不同的數(shù)字信號(hào)處理器，找到項(xiàng)目最合適的數(shù)字信號(hào)處理器是一個(gè)艱巨的任務(wù)。最好的辦法可能是成立一個(gè)約束和心愿，并試圖針對(duì)它的最大制造商的處理器來(lái)進(jìn)行比較。 MPEG音頻解碼，數(shù)字壓縮的數(shù)據(jù)反饋到執(zhí)行的 DSP解碼，解碼后的樣本，將轉(zhuǎn)換成模擬域回來(lái)，與由此產(chǎn)生的信號(hào)放大器或類(lèi)似的音頻設(shè)備。這個(gè)數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換（ DCA）的工作由一個(gè)具有相同名稱(chēng)和不同音頻媒體的電路提供不同的性能和質(zhì)量，如 THD（總諧波失真），對(duì)位，線(xiàn)性 度，速度，過(guò)濾特征和其他一些。 該 TLS320family儀器由定點(diǎn)，浮點(diǎn)組成，數(shù)字信號(hào)處理器的多處理器（ DSP）及 foxed點(diǎn) DSP控制器。 TMS320系列數(shù)字信號(hào)處理器設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)信號(hào)處理具體的架構(gòu)。 F/C240是 C2020DSP平臺(tái)，并控制應(yīng)用而優(yōu)化。 C24x的 DSP控制器系列，結(jié)合這個(gè)控制器外設(shè)的實(shí)時(shí)處理能力，以創(chuàng)造一個(gè)控制系統(tǒng)應(yīng)用的理想解決方案。以下特點(diǎn)使 TMS320系列正確選擇應(yīng)用廣泛的加工范圍： 非常靈活的指令集 固有業(yè)務(wù)靈活性 高速性能 創(chuàng)新的并行結(jié)構(gòu) 成本效益 第 頁(yè) 共 12 頁(yè) 一代的 TMS320系列器件具有相同的 CPU結(jié)構(gòu)，但不同的片上存儲(chǔ)器和外設(shè)配置不同。附帶了設(shè)備使用的片上存儲(chǔ)器和外設(shè)新組合，以滿(mǎn)足全球電子市場(chǎng)的需求范圍。通過(guò)整合到一個(gè)單一芯片內(nèi)存和外設(shè)， TMS320系列設(shè)備降低了系統(tǒng)成本和節(jié)省電路板空間。 16位定點(diǎn) DSP的 C24x核心器件模擬設(shè)計(jì)提供了數(shù)字解決方案，不犧牲精度和系統(tǒng)性能，可通過(guò)為技術(shù)先進(jìn)的控制算法，如適應(yīng)控制使用增強(qiáng)，卡爾曼濾波，和國(guó)家控制。 C24x DSP控制器提供的可靠性和可編程性。模擬控制系統(tǒng)，一方面，是硬連線(xiàn)解決方案和經(jīng)驗(yàn)，可能因老化性能降低，元 件容差和漂移。 高速中央處理單元（ CPU）可處理的數(shù)字化設(shè)計(jì)，事實(shí)上，并不是與查表結(jié)果近似的算法。這些指令集的 DSP控制器，它集成了信號(hào)處理指令和通用控制功能，具有廣泛的開(kāi)發(fā)時(shí)間，并提供了結(jié)合傳統(tǒng)的 8位和 16位微控制器使用相同的環(huán)節(jié)。指令集還允許您保留您的軟件投資在其他普通 C2x上，源代碼 C2x代兼容，源代碼與德州儀器的數(shù)字信號(hào)處理器 C5x代兼容。 在 C24x架構(gòu)也非常適用于控制信號(hào)的處理。它用于存儲(chǔ)中間結(jié)果的 32位寄存器的 16位字，并有兩個(gè)硬件可用號(hào)碼提供給獨(dú)立的 CPU。這種組合減少量化誤差和截?cái)?，以及?加功能增加進(jìn)化的能力。這些職能可能包括取消陷波器，可以在一個(gè)系統(tǒng)或一個(gè)機(jī)械共振技術(shù)，可消除系統(tǒng)狀態(tài)的傳感器。 在 C24xDSP控制器考慮讓德州儀器具備快速配置不同價(jià)格 /性能點(diǎn)或各種系列的成員進(jìn)行應(yīng)用優(yōu)化的外設(shè)功能設(shè)置的優(yōu)勢(shì)。這兩個(gè)數(shù)字和混合信號(hào)外設(shè)庫(kù)包括： 定時(shí)器 串行通信接口（ SCI的， SPI） 模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ ADC） 事件管理器 系統(tǒng)保護(hù)，如低電壓和看門(mén)狗定時(shí)器 該 DSP控制器外設(shè)庫(kù)是不斷增長(zhǎng)和變化的，以適應(yīng)未來(lái)的嵌入式控制市場(chǎng)。 該 TMS320F/C240于的介紹是第 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)裝置中的 DSP控制器 24x系列。它決定一個(gè)單芯片的數(shù)字電機(jī)控制器的標(biāo)準(zhǔn)。該 C240可以執(zhí)行 20 MIPS。幾乎所有的指令執(zhí)行時(shí)間為 50 ns。這一高性能允許實(shí)時(shí)非常完整的控制算法，如自適應(yīng)控制，卡爾曼濾波的執(zhí)行。非常高的采樣率也可用于盡量減少循環(huán)延遲。 在 240C具有高速信號(hào)處理和數(shù)字控制功能所必需的建筑特色，以及它需要提供一個(gè)電機(jī)控制應(yīng)用的單芯片解決方案的外設(shè)。該 240C使用亞微米 CMOS制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了日志的功耗等級(jí)。還包括一些掉電模式，進(jìn)一步節(jié)省功耗。 要作為一個(gè)系統(tǒng)管理員，必須有強(qiáng)大的 DSP芯片上的 I / O和其他外圍設(shè)備。該 240事物管理器是不同于其他任何可以用一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器的處理器。此應(yīng)用程序優(yōu)化的周邊裝置，與高性能的 DSP核心，可提供了高精確度和高效率的全變速控制的所有汽車(chē)類(lèi)型的先進(jìn)控制技術(shù)。