【導(dǎo)讀】隨著我國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展，以鋼帶產(chǎn)品為原料的焊管工業(yè)也在迅速發(fā)展?！熬盼濉庇媱澮詠淼?1年是我國焊管工業(yè)發(fā)展最快的時期，焊管產(chǎn)量屢創(chuàng)新高，進入21世紀(jì)以后，我國焊管產(chǎn)量呈急劇增長態(tài)勢，2020年我國。焊管年產(chǎn)量超越日本，至今穩(wěn)居世界第一位。我國焊管產(chǎn)量的大幅增長建立在焊管機組數(shù)量急劇增加的基礎(chǔ)之上。全統(tǒng)計，20世紀(jì)70年代末，我國僅有焊管機組224套，80年代發(fā)展到400套，90年代約1600套，本世紀(jì)已發(fā)展到2020多套，增長了10倍。鋼管出口大國之一。目前國內(nèi)新建焊管生產(chǎn)線的投資熱度不減，一大批的建設(shè)項。目又在策劃和進行中。少的重要設(shè)備，用于連續(xù)生產(chǎn)中將無限長的鋼管按預(yù)定的長度在線自動切斷。尺飛鋸機在生產(chǎn)中決定著管材的質(zhì)量、長度等。鋸切機械廣泛用來切斷異型斷面軋件，以獲得斷面整齊的定尺產(chǎn)品。溫軋件的鋸機稱為冷鋸機，鋸切高溫軋件的鋸機稱為熱軋機。甚至碎片，給生產(chǎn)現(xiàn)場造成很大的安全隱患。間的距離于定尺鋼管的設(shè)定長度相等。

　　

【正文】 段 )畢業(yè)論文 40 (1) 計算機主板和系統(tǒng)總線 (母板 ) 計算機主板是 CNC 裝置的核心。 功能結(jié)構(gòu)： CPU 及其外圍芯片；內(nèi)存單元及其外圍芯片；通訊接口 (串口，并口，鍵盤接口 ) 。軟、硬驅(qū)動器接口。 計算機主板的主要作用： 對輸入到 CNC 裝置中的各種數(shù)據(jù)、信息 ( 零件加工程序，各種 I/O 信息等 ) 進行相應(yīng)的算術(shù)和邏輯運算。并根據(jù)其處理結(jié)果，向各功能模塊發(fā)出控制命令，傳送數(shù)據(jù)，使用戶的指令得以執(zhí)行。 系統(tǒng)總線 (母板 ) ：由一組傳送數(shù)字信息的物理導(dǎo)線組成，它是計算機系統(tǒng)內(nèi)部進行數(shù)據(jù)或信息交換的通道： 數(shù)據(jù)總線： 8 根數(shù)據(jù)線、總線寬度 8 位；地址總線： 16 根地址線（直接尋址64k）； 控制總線： 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 41 工業(yè)用 PC 機的總線母板是獨立的無源四層板（走線面、元件面、電源層和地線層），它的可靠性高于兩層板。其規(guī)格有 6 槽、 8槽、 12 槽、 14 槽等。 (2) 顯示模塊 (顯示卡 ) 顯示卡的主要作用： 接收來自 CPU 的控制命令和顯示用的數(shù)據(jù)，經(jīng)與 CRT 的掃描信號調(diào)制后，產(chǎn)生 CRT 顯示器所需要的視頻信號，在 CRT 上產(chǎn)生所需要的畫面。 在 CNC 裝置中， CRT 顯示是一個非常重要的功能，它是人機交流的重要媒介，它給用戶提供了一個直觀的操作環(huán)境，可使用戶能快速地熟悉適應(yīng)其操作過程。 顯示卡是一個通用性很強的模塊。它不僅隨時可以在市場上買到，而且它還有非常豐富的支持軟件，因此無需用戶自己開發(fā)。 (3) 輸入 /輸出模塊 ( 多功能卡 ) 它是 CNC 裝置與外界進行數(shù)據(jù)和信息交換的接口板，即 CNC 裝置通過該接口可以從輸入設(shè)備獲取 數(shù)據(jù)，也可以將 CNC 裝置中的數(shù)據(jù)送給輸出設(shè)備。 該模塊也是標(biāo)準(zhǔn)的 PC機模塊，一般不需要用戶自己開發(fā)。如果計算機主板選用的是標(biāo)準(zhǔn)主板，則此板可省略。 以上三部分（計算機主板、顯示卡、輸入 /輸出），再配上鍵盤、電源、機箱，實際上是一部通用的微型計算機系統(tǒng)，它是 CNC 裝置的核心，從某種意義上講，CNC 裝置的檔次和性能是由它決定的。因此， CNC 裝置中計算機系統(tǒng)的合理選用是至關(guān)重要的。 (4) 電子盤 (存儲模塊 ) 電子盤是 CNC 裝置特有的存儲模塊。在 CNC 裝置中它用來存放下列數(shù)據(jù)和參數(shù)： 系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)固 有數(shù)據(jù)；系統(tǒng)的配置參數(shù) (系統(tǒng)所能控制的進給軸數(shù)，軸的定義，系統(tǒng)增益等 ) ；用戶的零件加工程序。 計算機領(lǐng)域所用存儲器件有三類： 磁存儲器件，如：軟 /硬磁盤（讀 /寫）。光存儲器件，如：光盤（只讀）。電子（半導(dǎo)體）存儲器件，如 RAM 、 ROM 、 FLASH 等。 前兩類一般用作外存儲器，其特點是容量大，價格低。 電子存儲器件一般用作內(nèi)存儲器，其價格高于前兩類。若按其讀寫性能來看，它又可分為三類： 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 42 只讀存儲元件（ ROM、 PROM、 EPROM、 E2PROM）；易失性隨機讀寫存儲元件（ RAM）。非易 失性讀寫存儲元件。 這類器件有： E2PROM ； FLASH ；帶后備電池的 RAM 。 在 CNC 裝置中，常采用電子存儲器件作為外存儲器，主要是考慮到 CNC 裝置的工作環(huán)境有可能受到電磁干擾，磁性器件的可靠性低，而電子存儲器件的抗電磁干擾能力相對來講要強一些。 因電子器件組成的存儲單元是按磁盤的管理方式進行的，故稱其為電子盤。電子盤的規(guī)格有： 、 、 6MB、 12MB 等。 (5) PLC(Programmable Logic Controller)模塊 PLC 模塊： CNC 裝置實現(xiàn)順序 控制的模塊。 PLC 模塊的作用：接收來自操作面板、機床上的各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、強電柜里的繼電器以及主軸控制、刀庫控制的有關(guān)信號，經(jīng)處理后輸出去控制相應(yīng)器件的運行。 CNC 裝置與被控設(shè)備交換的信息有三類： 開關(guān)信號、模擬信號、脈沖信號。 上述信號由于其類型、電平、功率以及抗干擾的原因，一般不能直接與 CNC 裝置相聯(lián)，需要一個接口對這些信號進行變換處理。 PLC 模塊變換處理其目的： 滿足 CNC系統(tǒng)的輸入輸出要求。信號轉(zhuǎn)換主要包括幾個方面： 電平轉(zhuǎn)換； A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換；數(shù)字量與脈沖量相互轉(zhuǎn) 換；功率匹配；阻斷外部的干擾信號進入計算機，在電氣上將 CNC 裝置與外部信號進行隔離，以提高 CNC裝置運行的可靠性。 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 43 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 44 CNC 機床用的 PLC 一般分為兩類： 內(nèi)裝型（ Builtin Type ） PLC（或集成式、內(nèi)含式）。獨立型（ Standalone Type ） PLC（或通用型） (6) 位置控制模塊 位置控制模塊是進給伺服系統(tǒng)的重要組成部分，是實現(xiàn)軌跡控制時， CNC 裝置與伺服驅(qū)動系統(tǒng)連接的接口模塊。 常用的位置控制模塊有： 開環(huán)位置控制模塊： CNC 裝置與步進電機驅(qū)動電源的接口 ；閉環(huán)（含半閉環(huán)）位置控制模塊： CNC 裝置與直流、交流伺服驅(qū)動裝置的接口。 (7) 功能接口模塊 實現(xiàn)用戶特定功能要求的接口板，實例： 仿形控制器接口；激光加工焦點自動跟蹤器接口；刀具監(jiān)控系統(tǒng)中的信號采集器接口板。 三、數(shù)控系統(tǒng) ( 硬件 ) 簡介 我國數(shù)控系統(tǒng)是具有自主版權(quán)的高性能數(shù)控系統(tǒng)之一。它以通用的工業(yè) PC 機為基礎(chǔ)，采用開放式的體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的可靠性和質(zhì)量得到了保證。它適合多坐標(biāo) (25 軸 ) 數(shù)控 鏜 銑床和加工中心，在增加相應(yīng)的軟件模塊后，也可適應(yīng)于其它類型的數(shù)控機床 ( 數(shù)控磨床 、車床、齒輪加工機床等 ) 以及特種加工機床（激光加工機、線切割機等）。 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 45 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 46 四、多主結(jié)構(gòu)的 CNC 系統(tǒng)硬件簡介 多主 CPU 結(jié)構(gòu)中，有兩個或兩個以上的 CPU 部件，部件之間采用緊耦合，有集中的操作系統(tǒng)，通過總線 仲裁器 ( 由硬件和軟件組成 ) 來解決總線爭用問題，通過公共存儲器來進行信息交換。 (1) 多主結(jié)構(gòu)的特點： 能實現(xiàn)真正意義上的并行處理，處理速度快，可以實現(xiàn)較復(fù)雜的系統(tǒng)功能。容錯能力強，在某模塊出了故障后，通過系統(tǒng)重組仍可斷繼續(xù)工作 (2) 多主結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式： 共享總線結(jié)構(gòu)型；共 享存儲器結(jié)構(gòu)型。 結(jié)構(gòu)特征： 功能模塊分為帶有 CPU 的主模塊和從模塊 (RAM/ROM ， I/O 模塊 ) ，以系統(tǒng)總線為中心，所有的主、從模塊都插在嚴(yán)格定義的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)總線上。采用總線仲裁機構(gòu) ( 電路 ) 來裁定多個模塊同時請求使用系統(tǒng)總線的競爭問題。 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 47 共享總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)組配靈活、成本相對較低、可靠性高； 共享總線結(jié)構(gòu)的缺點： 總線是系統(tǒng)的“ 瓶頸” ，一旦系統(tǒng)總線出現(xiàn)故障，將使整個系統(tǒng)受到影響；由于使用總線要經(jīng)仲裁，使信息傳輸率降低。 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 48 結(jié)構(gòu)特征： 面向共公存儲器來設(shè)計的 ，即采用多端口來實現(xiàn)各主模塊之間的互連和通訊，采用多端口控制邏輯來解決多個模塊同時訪問多端口存儲器沖突的矛盾。 由于多端口存儲器設(shè)計較復(fù)雜，而且對兩個以上的主模塊，會因爭用存儲器可能造成存儲器傳輸信息的阻塞，所以這種結(jié)構(gòu)一般采用雙端口存儲器（雙端口RAM）。 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 49 附錄 B:CNC device hardware architecture I. Overview CNC device from its hardware structure, which contains According to the CPU to the number of hours can be divided into the following categories: Standalone system: CNC device as a whole is only one CPU, which focused on the control and management of the resources of the entire system, through the timesharing deal with a variety of ways to achieve the functions of NC. From the main structure of the system is only one CPU (referred to as the main CPU) the system of resource control and have the right to use the other with the CPU features, the main CPU can only accept the order or control, or to the main CPU to issue a request for information To obtain the necessary data. That is, it is in a subordinate position, it is referred to as masterslave structure. Multisystem: CNC device in two or more CPU, that is, the system features some of the module itself with the CPU, based on the relationship between the ponents can be divided into: More than the main structure: There are two or more CPU module with ponents of the system resources have the right to use or control. Tight coupling between the modules used, the concentration of operating systems, devices through arbitration to resolve the bus contention issues by the public and a total memory for the exchange of information. Distributed Structure: The system has two or more with the functions of CPU module, the module has its own independent operational environment, intermodule using loosely coupled, and the use of means of munication to exchange information. Second, standalone or from the main structure of the module39。s function to introduce CNC device is a modular design based on the method of construction The modular design: the control system functions into several independent function modules, and with the appropriate driver software. Systems designed in 東北大學(xué) (本科段 )畢業(yè)論文 50 accordance with the requirements of different features of the function modules, and control unit to insert the mother board, to form a plete control system. One unit bus motherboards for the general structure of the passive motherboard, which provides connectivity between modules of the signaling pathway. CNC modular system design to achieve the condition that the bus (BUS) standardization. Modular structure, CNC system design work