【導(dǎo)讀】machinetools.2.Lasercutting.andprocesses.

　　

【正文】 控機床能夠使直接有效地削減人力。 然而，制作彎曲的零件是一個問題，因為機床要進行編程，進行 橫向和縱向的一系列步驟，以產(chǎn)生一個曲線。較短的可以用直線組成，是平滑曲線。它的的每一步驟都必須進行計算。 這個問題導(dǎo)致了 1959年自動編程工具（ APT）語言的發(fā)展，使用類似數(shù)控英文語句來定義幾何零件，描述刀具配置，并制定所需的方案。新的 APT語言的發(fā)展是重大的一步，推動數(shù)控技術(shù)的進一步發(fā)展。原來的數(shù)控系統(tǒng)廣泛使用穿孔紙，后來由磁性塑料帶代替。一個使用穿孔紙的人解釋了該機器的磁帶使用說明?？傊幸磺卸即頂?shù)控控制的大步發(fā)展。然而，有一些問題，就是數(shù)控在這點上的發(fā)展。 一個主要的問題是該打孔紙帶中的脆弱性。 就是在輸入程序指令時紙帶的撕裂，比這個問題更加嚴(yán)重的是，在機床制造過程中的連續(xù)性，攜帶的紙帶編程指示必須重新運行。如果生產(chǎn)預(yù)先制定的 100份，還需要運行 100個紙帶獨立運行的時間。脆弱的紙帶根本無法承受這樣的環(huán)境，這樣的無法重復(fù)使用。 這導(dǎo)致了一個特殊磁帶的發(fā)展。而通過在磁帶打孔系列的編程指令中的紙帶，其中最重要的是，很難或者不可能改變磁帶上輸入的指令。即使是在一個最微小的調(diào)整方案，也需要中斷才能加工，并制作出新的磁帶。它仍然需要盡可能多的時間運行磁帶來實現(xiàn)要產(chǎn)生部分。幸運的是，計算機技術(shù)成為了現(xiàn)實，并很快 解決了數(shù)控問題，這與打孔紙和膠帶密切相關(guān)。 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)行指令的編程語言磁帶的問題。在直接數(shù)字控制下，精密機床的束縛，通過數(shù)據(jù)傳輸鏈路，連接在主機和機器工具，通過數(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)用上是一個重大的進步。但是，它受所有技術(shù)，在主機上卻有相同的限制。當(dāng)主機出現(xiàn)故障，機器工具也會出現(xiàn)故障。這個問題引導(dǎo)了計算機數(shù)控的發(fā)展。 關(guān)于可編程邏輯控制器（ PLC）和微型計算機的發(fā)展使微處理器的發(fā)展。這兩項技術(shù)的發(fā)展，計算機數(shù)字控制（ CNC） 允許的數(shù)控系統(tǒng)。每臺機器工具， PLC或微型計算機，它為同樣的目的。這允許程序自動輸入和存儲在每個機床上。數(shù)控解決相關(guān)的主機停機的問題，但它推出了著名的數(shù)據(jù)管理的另一個問題。同樣的程序可能會被裝上 10種不同的微型電腦，它們之間沒有溝通。此問題處理是在當(dāng)?shù)貐^(qū)域網(wǎng)絡(luò)的過程中解決的connectDigital信號處理器的。 在許多情況下的模擬信號會用各種方法處理問題，在很多方面像濾波和頻譜分析，設(shè)計模擬硬件來執(zhí)行這些職能是可能的，但已變得越來越少，由于更高的性能需求，靈活性的需求，以及需要削減減少開發(fā) /測試的時間的 需求。正是在困難時，換句話說，是模擬信號的硬件設(shè)計分析改變了現(xiàn)狀。 抽樣一個信號是專門為嵌入式信號處理的操作，這種處理器被稱為數(shù)字信號處理器，是數(shù)字信號處理器的代表。今天有數(shù)百個家庭的 DSP從盡可能多的制造商，每一個特定的價格 /性能 /使用組來設(shè)計的。大的廠家很多，像德州儀器，摩托羅拉，都提供專門的 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。軟件開發(fā)工具包也可以，也有公司做好 DSP的，允許程序員可以實現(xiàn)復(fù)雜的處理算法，利用簡單的 “ 拖放 39。和 39。下降 ” 的方法的軟件開發(fā)工 具。 DSP的或多或少取決于兩類下降的基礎(chǔ)架構(gòu)的定點和浮點。定點設(shè)備操作一般在 16位，而浮點器件上 3240位浮點操作。不用說，定點設(shè)備一般比較便宜。另一個重要的結(jié)構(gòu)不同的地方是，定點處理器往往只有一個 “ 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 DSP的表現(xiàn)更像是共同的通用 CPU的寄存器文件。 在市場上有成千上萬不同的數(shù)字信號處理器，找到項目最合適的數(shù)字信號處理器是一個艱巨的任務(wù)。最好的辦法可能是成立一個約束和心愿，并試圖針對它的最大制造商的處理器來進行比較。 “ 四大 ” 的數(shù)字信號處理器制造商：德州儀器，摩托羅拉， AT＆ T和模擬設(shè)備。 數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換 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，與由此產(chǎn)生的信號放大器或類似的音頻設(shè)備。這個數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換（ DCA）的工作由一個具有相同名稱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），對位，線性度，速度，過濾特征和其他一些 。 TMS320系列 DQP的德州儀器 該 TLS320family儀器由定點，浮點組成，數(shù)字信號處理器的多處理器（ DSP）及 foxed點 DSP控制器。 TMS320系列數(shù)字信號處理器設(shè)計了實時信號處理具體的架構(gòu)。 F/C240是C2020DSP平臺，并控制應(yīng)用而優(yōu)化。 C24x的 DSP控制器系列，結(jié)合這個控制器外設(shè)的實時處理能力，以創(chuàng)造一個控制系統(tǒng)應(yīng)用的理想解決方案。以下特點使 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 一代的 TMS320系列器件具有相同的 CPU結(jié)構(gòu)，但不同的片上存儲器和外設(shè)配置不同。附帶了設(shè)備使用的片上存儲器和外設(shè)新組合，以滿足全球電子市場的需求范圍。通過整合到一個單一芯片內(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 DSP的 C24x核心器件模擬設(shè)計提供了數(shù)字解決方案，不犧牲精度和系統(tǒng)性能，可通過為技術(shù)先進的控制算法，如適應(yīng)控制使用增強，卡爾曼濾波，和國家控制。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，是硬連線解決方案和經(jīng)驗，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，事實上，并不是與查表結(jié)果近似的算法。這些指令集的 DSP控制器，它集成了信號處理指令和通用控制功能，具有廣泛的開發(fā)時間，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)字信號處理器 C5x代兼容。 在 C24x架構(gòu)也非常適用于控制信號的處理。它用于存儲中間結(jié)果的 32位寄存器的 16位字，并有兩個硬件可用號碼提供給獨立的 CPU。這種組合減少量化誤差和截斷，以及附加功能增加進化的能力。這些職能可能包括取消陷 波器，可以在一個系統(tǒng)或一個機械共振技術(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格 /性能點或各種系列的成員進行應(yīng)用優(yōu)化的外設(shè)功能設(shè)置的優(yōu)勢。這兩個數(shù)字和混合信號外設(shè)庫包括： 定時器 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，如低電壓和看門狗定時器 該 DSP控制器外設(shè)庫是不斷增長和變化的，以適應(yīng)未來的嵌入式控制市場。 該 TMS320F/C240于的介紹是第一個標(biāo)準(zhǔn)裝置中的 DSP控制器 24x系列。它決 定一個單芯片的數(shù)字電機控制器的標(biāo)準(zhǔn)。該 C240可以執(zhí)行 20 MIPS。幾乎所有的指令執(zhí)行時間為50 ns。這一高性能允許實時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電機控制應(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)，實現(xiàn)了日志的功耗等級。還包括一些掉電模式，進一步節(jié)省功耗。有些應(yīng)用程序從 240C具有先進的處理能力的好處： 工業(yè)馬達(dá)驅(qū)動器 電源逆變 器和控制器 汽車系統(tǒng)，如電子動力轉(zhuǎn)向，防抱死制動系統(tǒng)和氣候控制 家電和空調(diào)風(fēng)機 /壓縮機電機控制 打印機，復(fù)印機和其他辦公用品 磁帶機，磁光盤驅(qū)動器和其他大容量存儲產(chǎn)品 機器人和數(shù)控銑床 要作為一個系統(tǒng)管理員，必須有強大的 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數(shù)字信號處理器的處理器。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類型的先進控制技術(shù)。事物管理器包括特殊的脈沖寬度調(diào)制（ PWM）生成功能，如可編程死區(qū)的功能和空間矢量 PWM狀態(tài)機， 3相馬達(dá)，提供了完善的設(shè)施，最先進的最高效率開關(guān)電源晶體管。 有獨立的定時器，每個與它自己比較的寄存器，支持非對稱代（ noncentered）以及對稱（中心）的 PWM波形。 開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng) 這個詞意味著有一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)自動控制一定的數(shù)額。它通常意味著該系統(tǒng)通常是能夠適應(yīng)不同的作業(yè)條件，并能有令人滿意的回應(yīng)。然而，并非任何類型的控制系統(tǒng)都具有自動功能。通常情況下，自動控制功能是通過 feed來完成的。 g的反饋結(jié)構(gòu)，它被稱為開環(huán)系統(tǒng)，該 系統(tǒng)是精確控制的一個事實，就是可能不知道確切的控制，特點在于最簡單，最經(jīng)濟，它有一個明確的軸承溫度。這也指出了一個開環(huán)控制系統(tǒng)的性能重要的缺餡，該系統(tǒng)不能夠適應(yīng)變化的環(huán)境或外部干擾。在此控制情況下，或許是有經(jīng)驗的人提供了一個理想中的外室溫控制，門或窗被打開或在營運期間，關(guān)閉間歇性，在房子里的最后溫度不會精確的受開環(huán)控制。 電動洗衣機是另一種開環(huán)系統(tǒng)的典型例子，因為洗的時間是完全由人類的判斷和估計確定的。一個真正的全自動電動洗衣機應(yīng)具有的檢查不斷清潔的衣服的功能，關(guān)閉時所需達(dá)到清潔的目的。 閉環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán) 控制缺少更準(zhǔn)確和更適應(yīng)由輸出反饋提高系統(tǒng)的輸入。為了獲得更準(zhǔn)確的控制信號必須反饋，并參考輸入，以及一個驅(qū)動信號成比例的輸出和輸入的差異，必須通過系統(tǒng)發(fā)送而修正錯誤。與一個或更多反饋，就像是剛才所說的是被稱為閉環(huán)系統(tǒng)。人類系統(tǒng)是可能是最復(fù)雜和精密的反饋控制系統(tǒng)的存在。一個人可以被認(rèn)為是一個控制系統(tǒng)有許多輸入和輸出，開展高度復(fù)雜的操作能力。 為了說明人類作為一個正反饋控制系統(tǒng)，讓我們考慮該計劃的目的是達(dá)成一個任務(wù)對象。眼睛作為傳感裝置，不斷地反饋手的位置。之間的距離和對象的錯誤，最終到零。這是一個閉環(huán)控制的典型 例子。然而，如果被告知要達(dá)到目標(biāo)，然后是看不到的，只能達(dá)到對對象估計其確切位置。據(jù)國際檢索單位一個閉環(huán)控制系統(tǒng)的算例，表明了該控制系統(tǒng)基本的一個閉環(huán)控制系的圖框。如圖所示。一般來說，一個反饋控制系統(tǒng)配置不得限制該 feedback。在復(fù)雜的系統(tǒng)有可能反饋回路和元素塊過多。