Numerical control technology NC refers to the automation of machine tools that are operated by abstract program. Compared with manual control, NC is more efficient and can machine more complicated shapes.
This course briefly introduces history of NC, some basic codes(such as G codes and M codes), and steps of making numerical controlling programs.
As for the make numerical controlling programs, first of analyse the workpiece and determine the machining path according to the sketch, then, select the proper turning tools according to their different functions, after that, determine the machining parameters, such as spindle speed, feed rate, depth of cutting, and so on. At last, make the program and try it
} 第一章 1、计算机控制系统是由哪几部分组成的画出方框图并说明各部分的作用。 答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成；框图P3。 1）工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。 2）PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道，在两者之间起到纽带和桥梁的作用。 3）生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。 2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么为什么在计算机控制系统中要考虑实时性 （1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。 . （2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。 3.计算机控制系统有哪几种典型形式各有什么主要特点 （1）操作指导控制系统（OIS） 优点：结构简单、控制灵活和安全。 缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。 （2）直接数字控制系统(DDC) （属于计算机闭环控制系统） 优点：实时性好、可靠性高和适应性强。 （3）监督控制系统（SCC） - 优点：生产过程始终处于最有工况。 （4）集散控制系统 优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。 （5）现场总线控制系统 优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。 （6）PLC+上位系统 优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。 } 第二章 1、什么是工业控制计算机它们有哪些特点 答：工业控制计算机是将PC机的CPU高速处理性能和良好的开放式的总线结构体系引入到控制领域，是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。 特点如下： 可靠性高；实时性好；环境适应性强；模块化设计，完善的I/O通道；系统扩充性好；系统开放性好；控制软件包功能强。
在线式UPS电源的数字化控制技术研究 当前，随着科学技术的不断发展，在线UPS电源得以广泛应用，在此背景下，为了确保其能够充分的发挥出自身的优势性能，就需要落实相应的技术来实现对其输出波形的有效控制。而将数字化控制技术应用于其中，则能够通过完善的设计来实现这一问题的有效解决。文章首先对在线式UPS电源进行了综述，其次在分析当前数字化控制技术应用于在线式UPS电源中所需解决问题的基础上，为如何实现完善的控制系统设计提出对策，以供参考。 标签：在线式UPS电源；数字化控制技术；研究 前言 随着社会主义经济的不断发展，社会生产与人们日常生活的开展都对供电质量提出了更高的要求，在此背景下，为了确保实现安全、稳定的供电模式，以在满足实际需求的基础上，提高电力系统的供电质量与综合效益，进而将在线UPS 电源应用在供电系统中，以试图通过对供电电压波形输出的有效控制来提高供电的质量。而要想充分的发挥出在线UPS电源的优势作用，就需要将数字化控制技术完善的应用于其中，进而通过行之有效的设计来确保实现对逆变器部分的有效控制。 1 在线式UPS电源综述 首先，这一电源运行的原理。根据其内部结构，整个系统的运行需以滤波器为基来实现市电电源的传输，在此基础上来实现对电磁与射频干扰的抑制，然后以四路划分形式来实现对后续电路运行的有效控制。具体来讲：市电电源的电流通过供电通道到达转换继电器常闭触点的位置上，而电流则要通过充电器来实现对电池组的充电工作，在此种条件下，能够确保在供电中断时实现电源的正常运作，同时，电流在传输到整流滤波器输入端时能够实现自动校正控制，而整个系统能够将相应同步跟踪信号传送到UPS同步电路中。在此过程中，要想确保UPS 电源能够实现安全、可靠且高效的运行，就需要确保逆变器与市电下的电源处于相应的运行频率、相位以及电压下，而这就需要以相应控制技术的融入来满足这样实际所需。 2 当前这一电源数字化控制下所需解决的问题 在实际落实这一控制技术的过程中，一般情况下，能够与DSP来实现对逆变器的控制，以解决数字PWM所产生的问题。而模拟PWM的产生则是由三角波与控制信号对比而生成的，在此過程中，定时器所产生的是锯齿波以及三角波，数字比较器则决定了相应输出信号的稳定程度，事实上，PWM的产生原理在理论上讲并不存在差别，但是其中的数字PWM具备了自身的特点。在实际落实这一数字化控制问题的过程中，一般能够采用DPS芯片，进而实现PWM发生模块的集合，其中包括了对称与非对称两种，文章研究的在线UPS电源系统则是
()()() ∑∑==-=-+ m r r n k k r n x b k n y a n y 0 1 5-1 什么是离散控制系统，它有什么特点？它是如何组成的。 答：由离散的变量构成或将连续的变量离散成离散变量而构成的控制系统就是离散控制系统。 离散控制系统的特点：它的结果可分为两部分，一部分结果可直接用连续系统的相应结果导出，另一部分则是离散控制系统所特有的。 离散控制系统的组成：输入变量，状态变量和输出变量。 5-2 什么是Z 变换及反Z 变换，我们主要利用它干什么？ Z 变换: 对采样函数x *(t)作拉氏变换，再引入一个新的复变量z ，即可得到采样函数的Z 变换。记作 : )]([)(*t x Z z X = 一般，采样函数的变量直接用k 表示，即x(k)=x(kT),这样 k k k k z x z k x t x Z z X -∞ =-== =∑0 * )()]([)( Z 反变换： 由X(z)求出脉冲序列（即采样函数x *(t)），称为Z 反变换。 可分别记作 1 -Z ［X(z) ］= x *(t) 脉冲序列 1 -Z ［X(z) ］= x(k) 数值序列 它的作用：可用它来演算或直接分析离散控制系统。 5-3 什么是差分方程，我们主要利用它干什么？ 答：对采样系统进行分析研究时，首先也要建立它的数学模型。连续系统用微分方程来描述，采样系统不能用微分方程来描述，而只能用差分方程来描述。差分方程的一般形式： 5-4 什么是脉冲传递函数，我们主要利用它干什么？ 脉冲传递函数：定义：在初始条件为零情况下，环节或系统输出脉冲序列的Z 变换)(z C 与输入脉冲序列的z 变换)(z R 之比称为脉冲传递函数，即
数字化设计及仿真应用 [摘要］制造业信息化的发展促使许多企业建立起了相应的CAＤ／CAＭ软件环境平台，并应用C ＡD/ＣAＭ软件进行产品的设计、分析、加工仿真与制造，取得了显著的效果。利用计算机辅助设计和制造(CＡＤ/CAM）软件系统来完成机械设计过程是加速设计效率、提高设计质量的一种重要手段。 本文首先介绍了数字化设计的概念和发展历史,然后展望了数字化设计的发展趋势,最后主要探讨了数字化设计和仿真分析技术的应用及效益。 [关键词]:机械产品;数字化设计；仿真分析 ? 目录 1．?引言 (1) 2.数字化设计技术1? 2.１数字化设计技术的特点 (1) 2.2 数字化设计技术发展历史......................................................... 错误!未定义书签。 ２.3 数字化设计技术发展趋势 (2) 3.数字化仿真技术2? 3.1 数字化建模技术2? 3.2 数字化仿真与虚拟现实技术 (3) 3.３有限元分析技术....................................................................... 错误!未定义书签。 4.数字化设计及仿真的应用和效益................................................................................. ４ ４．1 数字化设计及仿真的应用 (4) ４.2 数字技术带来的效益 (5) 4．２.1 产品设计的效益5? ４.2.１工艺规划的效益?错误!未定义书签。 4．2.3 业务规划和生产效益 (6) 5.?数字化设计及仿真的意义6? ５.１数字化设计技术的意义......................................................................................... ７ 5.2 数字化仿真的意义7? 6．结束语8?
第一章： 1.1什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？ 硬件由主机、外设、输入输出通道、检测元件和执行机构组成，软件则由系统软件和应用软件两部分组成。 1.2计算机控制系统怎么分类，按功能分为几类？ 可以按系统的功能、控制规律或控制方式等分类。按功能分类可以分为一下几类： 操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统1.4计算机控制系统的发展趋势主要表现在哪几个方面？ 1）以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流； 2）PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展； 3）面向测管一体化的DCS系统； 4）控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展。 计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统(DCS)后，将朝着现场总线控制系统(FCS)的方向发展。 第二章： 2.1单片机检查判断A/D转换结束的方法 程序延时方式（同步方式） 通过查阅手册了解A/D转换一个数据所需时间，在CPU启动A/D转换之后，执行一个固定延时程序，延时应大于或等于A/D的转换时间，然后CPU再读取A/D的转换结果程序查询方式 转换完成EOC信号通过并行端口，送入CPU。 在CPU启动A/D转换之后 CPU不断查询A/D的转换结束信号 一旦该信号有效，CPU读取A/D转换结果 中断方式 用A/D转换结束信号向微机系统发出中断申请，CPU采用中断方式读取A/D转换结果。 2.2逐次逼近式A/D转换
注释：每一次的相加或者相减均为上一个数据的1/2的值，若V0
86 1 全方位数字闭环的伺服控制技术 以物体的方位、位置、姿式等作为被控量，是数字控制系统中的伺服系统。这种控制系统的根本目的就是按照系统给予的速度以及运动轨迹，任意变化跟踪目标，来实现准确的跟踪与定位的一种技术。它需要保障系统中有充足的能量，才能推动负载输入指令，在规律的运作下，输入与输出的偏差，不得超出规定的范围。伺服系统作为一个高性能、高技术的产品，在一些定位精度与动态响应下，可以提供灵活、准确、快速、方便的驱动，这使得它在较高的机电一体化产品中，得到广泛的应用。其中符合数字化控制模式的数字式伺服系统，非常跟得上数字控制技术的潮流，它在调试方面广受好评，使用起来也非常简单。 最近一段时间，工控机控制技术在大部分的交流伺服系统中都广泛被采用。为了使操作简单易学，提供友好的人机界面给操作员，因而采用工控机与下位机的通信。同时，还采用DSP（专用数字信号处理器）与新型高速微处理器的伺服控制技术，将全方位替代以模拟为电子器件为主的伺服控制技术。使DSP的高速运算能力得到充分发挥，增强调节功能，自动完成整个伺服系统，甚至还可以实时调节系统增益，负载跟踪其中的变化。为了将原来的硬件伺服控制转变为软件伺服控制，实现全方位数字化的闭环伺服控制，提高系统的定位精准度与动态响应的速度，有部分驱动器具备快速傅立叶变换的功能，将设备的机械共振点测算出来，再通过陷波滤波的方式，消除机械共振。以下就是PC 运动控制卡的闭环伺服控制系统图。 图1 全数字闭环伺服控制系统组成结构图 2 先进的现代化数字伺服驱动技术 传统的工业控制单元需要向信息化、数字化转变，是因为信息技术的发展。正是由于信息技术与传统驱动技术相结合，才会出现代表它们的数字驱动技术，这将是21世纪伺服驱动领域里的关键技术之一。同时，伺服系统中数字化的交流应用也日趋广泛，客户对伺服驱动技术的要求也越来越高，引起了 试析机电系统中的数字控制技术 刘军高 （广州数控设备有限公司，广东 广州 510165） 摘要： 在这个以“科技”为主题的现代化机电控制系统中，关键领域的科学技术就取决于数控技术，它集多种高新技术为一体，其中包括了微电子与计算机技术，信息处理与自动检测、控制技术等。它们都具有高精度、高效率的特点，柔性自动化能力强，便于实现制造业的集成化、自动化、智能化。文章通过论述数字控制技术几个方面的新发展与变化，希望能够为机电系统的设计提供一点帮助。关键词： 智能数控；伺服控制；现场总线；DSP ；PCC 中图分类号： TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）25-0086-032012年第25期（总第232期）NO.25.2012 （CumulativetyNO.232）
Numerical control technology NC refers to the automation of machine tools that are operated by abstract program. Compared with manual control, NC is more efficient and can machine more complicated shapes. This course briefly introduces history of NC, some basic codes(such as G codes and M codes), and steps of making numerical controlling programs. As for the make numerical controlling programs, first of analyse the workpiece and determine the machining path according to the sketch, then, select the proper turning tools according to their different functions, after that, determine the machining parameters, such as spindle speed, feed rate, depth of cutting, and so on. At last, make the program and try it
数字化控制技术在电力管理中的应用 发表时间：2018-05-14T17:19:36.093Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：黄波 [导读] 摘要：随着经济的高速发挥，人类对电力的需求日益提高，但是，近些年连续不断产生的大停电情况受到了人们对电力安全的高度关注，对于电力抵抗风险上的脆弱性与人类对新能源开发及使用上的限制性，全球各电力单位以及那些很大的企业均纷纷对电力展开了深入的研究，并提出了创建数字化电力的理念，利用数字化技术来促进电力事业的长远发展。 （国网四川省电力公司巴中市恩阳供电分公司四川巴中 636063） 摘要：随着经济的高速发挥，人类对电力的需求日益提高，但是，近些年连续不断产生的大停电情况受到了人们对电力安全的高度关注，对于电力抵抗风险上的脆弱性与人类对新能源开发及使用上的限制性，全球各电力单位以及那些很大的企业均纷纷对电力展开了深入的研究，并提出了创建数字化电力的理念，利用数字化技术来促进电力事业的长远发展。基于此，文章对电力管理过程数字化的使用进行了详细分析，并对电力管理中使用数字化控制技术实现电力的数据集成的相关进行了阐述，以供参考。 关键词：数字化；电力管理；数据集成；特点 电力是当前经济发展及人们生活中不可或缺的能源，保证电能的正常供应对促进社会经济的发展具有非常显著的现实作用。经济的增长加大了人们对电能的需求，做好电能的供应及保障，是当前以及未来一段时间内电力公司管理及发展的关键点。随着高新科技的日益改进，逐渐多的信息技术被使用在电力管理工作中，通过把数字化控制方法充分引入电力管理中，在提升国内电力管理数字化水平的基础上，还会促进电网的运转更加安全、稳定。 1、数字化控制技术于电力管理中的运用分析 电力伴随电压等级的逐渐提升，电网的系统也开始变得非常复杂，针对电力的安全性也提出了较高的要求，近些年频繁产生的大停电事件告诉大家电力的安全性并不是非常稳定，需要加强研究优化的方法，注重信息技术的使用，以严格检测和控制电力系统。 电子计算机系统的迅猛发展给处理电力安全性弱化的情况指明了方向，信息技术的关键运营途径就是数字化的控制，利用信息系统中的数字化系统能够把经济、技术和生活有效的统一在一起，借助其强大的数据供应水平，来进一步提高运行效率[1]。把数字化技术融入到电力管理中，通过和智能化控制技术及网络信息系统的融合，更好的为人类提供服务。 数字化电力从信息收集到对电力的分析和对电力的管理是个完整的程序，比如，数据的智能、完整的收集，利用BPA等系统来计算与仿真研究电网结构，实现电力的全数字及时虚拟，以电力的动态安全监控预警为基准来对电力进行预防性管理和紧急管理等，这些技术都是相互联系的，利用数字化电力系统来统一的分析与完善，统筹控制实现各系统之间的有效合作，从全局出发来开展各种业务。 2、在电力管理过程建立数字化管理技术体系 2.1电力系统数字化、信息化的关键性 加强电力管理过程数字化、信息化系统的使用与发展，对推动电力公司的管理和发展有着非常重要的现实作用。数字化电力和电力管理是指通过采用数字化、信息化系统来严格管理与控制电力系统，进而使之可以更好的推动供电单位管理供电工作，进而提升电力系统管理的效率及经济利益，促进供电单位的健康发展[2]。现今是数字化、信息化迅猛发展的关键时期，提高电力公司的数字化质量对促进企业的发展具有非常重要的作用，通过将数字化控制技术引入电力管理中，提高电力公司的数字化质量，科学规划电力系统，进而加强电力运行模式和运行环节的监控与管理，提升电力管理的效果，推动电力企业的可持续发展。 2.2数字化电力的特征 数字化电力最显著的特征是具备很强的自愈作用，其是指在电力管理环节可以借助其本身所具有的智能检测系统来更新和监控电力装置，在保证电力安全运作的同时，确保电力系统在遇到意外情况时可以及时的进行处理。另外，数字化电力可以有效提高供电质量，可以为广大电力公司及用户带来更加高品质的电力供应，在提高供电效率的基础上推动企业的发展。 3、数字化控制技术于电力管理中所遇到的挑战 3.1电力市场的开发和政策的扶持弱 随着电力市场的逐渐完善与全面，促使国内的电力竞争环境日渐激烈，但是，电力公司的安全习惯和电力系统促使各种故障在电力管理中长时间存在，极大影响到电力的安全运作和电能供应[3]。此外，随着国家能源体系的调整与新能源在电力供应中的使用，促使电能供应所遇到的外部技术环境更加多变，繁杂，电力管理工作也更加困难，加强电力的结构化变革和电能的优化将是电力公司长期发展的主要方法，数字化控制技术的使用为电力管理提供了机遇，但同时也出现了较大的挑战， 3.2电力行业的发展落后 加强电力管理来推动企业的改革和发展是供电单位长远发展的关键途径，但据调查信息表明，当前电力行业尽管获得了长远的发展，但和国外同行比较依旧存在较大差距，在电力管理内的基础设施创建和电力的运作情况等方面均明显突出了很多问题。另外，国内电力行业的发展环节所使用的经营模式是传统从上到下的经营模式，制度僵化在较大程度制约到电力管理的进一步发展。 4、电力管理中使用数字化控制技术实现电力的数据集成 4.1数字化电力数据集成的特点 通过在配电结构中引进及发展数字化控制，提高电力企业配电的数字化、信息化水平，针对做好供电单位的电力管理工作具有非常关键的作用。经过对供电系统进行信息化改造，能够更好采集和获得电力运行信息，但在电力的数据集成中，其最重要的方法就是促进国家电网调度信息网络和无线网络信息的有效结合，促使采集到的各种信息可以迅速、精准的传送到控制中心内得到及时分析与处理，另外，在电力管理中采用数据化控制技术时，供电过程的各类信息、数据均会严格根据相关的信息系统进行集中的保存和处理。 4.2数字化控制技术于电力管理中的发展趋势 加强数字化电力的创建对电力管理工作具有非常重要的促进意义和推动作用，在信息化电力系统的创建环节不但要对电力进行深入的改革，更关键的是要对原始的电力系统进行革新与优化，同时，对电网中隐藏的问题实施有效的处理，进而更好的管理电力系统。其中，在促进数字化电力数据集成的时候，要求把数字化技术视为电力发展的前提，实现数字化、信息科技和供电系统的有效统一，提高供电单位的数字化和信息化质量，并创建科学的数字化数据处理系统，进而严格对供电系统进行数字化检测和控制。当前，逐渐多的新技术被使用在电力管理中，电力的安全运作与人类的生产生活密切相关，加强数字化、信息化系统在电力管理过程的使用，推动电力管理的综合
智慧树知到《计算机控制技术》章节测试含答 案 智慧树知到《计算机控制技术》章节测试含答案绪论单元测试 1.计算机控制技术是实现自动化的主要方法和手段。A :对B: 错答案： 【对】 第一章单元测试 1.自动控制系统是指在没有人参与的情况下，通过控制器使 生产过程自动地按照预定规律运行的系统。（）A:错B:对答案: 【对】 2.操作指导控制系统的最大优点是：结构简单，控制灵活和 安全。（）A:对B:错答案： 【对】 3.直接数字控制的特点是：闭环结构，控制的实时性好，可 以控制多个回路或对象。（）A:错B:对答案： 【对】 4.在现代工业屮，计算机控制系统的工作原理的基本步骤是 O o A :实时控制输出B:实时控制决策C:实时数据采集D:实时数据传输答案： 【实时控制输出；实时控制决策；实时数据采集】
5.在现代工业屮，计算机控制系统由计算机和两大部分组 成。（）A:过程通道B:外部设备C:生产过程D:被控对象答案: 【生产过程】 &微型计算机控制系统的硬件由（）组成。A :主机B:输入输出通道C:测量变送与执行机构D:外部设备答案： 【主机；输入输出通道；测量变送与执行机构；外部设备】 7.计算机控制系统主要有六类，分别是直接数字控制系统.操 作指导控制系统?计算机监督控制系统.（）.现场总线控制系统. 综合自动化系统。O A:计算机集成制造系统B:数控系统C:分布式控制系统D:计算机集成过程系统答案： 【计算机集成制造系统】 8.分布式控制系统DCS包括（）,形成分级分布式控制。A : 集屮监控级B:现场设备级C:过程控制级D:综合管理级答案：【集屮监控级；现场设备级；过程控制级；综合管理级】 9.分布式控制系统DCS的最大优点是：结构简单，控制灵活和安全。（）A:错B:对答案： 【错】 10.计算机监督控制系统（SCC）中，SCC计算机的作用是 （）o A :当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作B:按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C:接收测量值和管 理命令并提供给DDC计算机D:SCC计算机与控制无关答案：【按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机】
第五章（时序逻辑电路）作业 1、时序逻辑电路如图5-1所示，试分析该电路的逻辑功能。要求：写出电路的激励方程、状态方程和状态转换表，画出电路的状态转换图，并说明电路能否自启动。 图5-1 时序逻辑电路 答案:同步四进制减法计数器。能自启动。 2、试用文字语言描述图5-2所示状态图的状态变化情况，并写出其相应的状态转换表。
. A B C D 0/1 0/0 0/0 0/01/0 1/0 1/0 1/1 . . . . 图5-2 状态图 解： 状态A ：如果输入为0，转移到状态A ，输出0 如果输入为1，转移到状态B ，输出0 状态B ：如果输入为0，转移到状态A ，输出0 如果输入为1，转移到状态C ，输出0 状态C ：如果输入为0，转移到状态A ，输出0 如果输入为1，转移到状态D ，输出0 状态D ：如果输入为0，转移到状态A ，输出0 如果输入为1，转移到状态D ，输出1 该状态为梅里状态机。 3、图5-3所示的是5位右移寄存器与输入信号DATA 、时钟CLK 的波形图，设寄存器初始状态为00000，试画出寄存器输出Q 4~Q 0的波形图。 11 01 0DATA CLK DATA CLK . . 0123 4 . . 图5-3 5位右移寄存器与DATA 、CLK 的波形图 4、试用JK 触发器设计一个同步八进制计数器，其状态S 0、S 1…S 7的编码分别为000、001、011、010、110、111、101、100。
答案: J3= Q2___Q1 J2= ___Q3Q1 J1= Q3⊕___Q2 K3= ___Q2___Q1 K2= Q3Q1 K1= Q3⊕Q2 5、试用上升沿JK触发器构成异步3位二进制加法计数器，要求画出逻辑电路图，以及计数器输入时钟CLK与JK触发器输出端Q2~Q0的波形图。 6、图5-4所示为异步4位二进制加法计数器74LS293组成的计数器电路，试说明该计数电路是多少进制计数器，并说明复位信号RESET的有效电平， . . 图5-4 74LS293组成的计数器电路 解：RESET有效电平为低电平。 该计数器是13进制计数器。 7、试用74LS161连接成计数长度M=8的计数器，可采用几种方法？并画出相应的接线图。
数字化设计与制造的现状和关键技术 一、数字化设计与制造的发展现状 数字化设计与制造主要包括用于企业的计算机辅助设计（CAD）、制造（CAM）、工艺设计（CAPP）、工程分析（CAE）、产品数据管理（PDM）等内容。其数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化等，归纳起来就是产品建模是基础，优化设计是主体，数控技术是工具，数据管理是核心。 由于通过CAM及其与CAD等集成技术与工具的研究，在产品加工方面逐渐得到解决，具体是制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得到了解决，促使数字制造技术得以迅速发展。 作为制造业的一个分支，船舶行业要实现跨越式发展，必须以信息技术为基础。世界造船强国从CAX开始，逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展，形成船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全生命周期的数字化支持系统，实现船舶设计全数字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精细化、船舶制造装备自动化和智能化、船舶制造企业虚拟化、从而大幅度提高生产效率和降低成本。所谓数字化设计就是运用虚拟现实、可视化仿真等技术，在计算机里先设计一条“完整的数字的船”。不仅可以点击鼠标进入船体内部参观一番，还可以在虚拟的大海中看它的速度、强度、抗风浪能力。这样一来船舶设计的各个阶段和船、机、舾、涂等多个专业模块在同一数据库中进行设计。 船舶是巨大而复杂的系统，由数以万计的零部件和数以千计的配套设备构成，包括数十个功能各异的子系统，通过船体平台组合成一个有机的整体。造船周期一般在10个月以上，既要加工制造大量的零部件，又要进行繁杂的逐级装配，涉及物资、经营、设计、计划、成本、制造、质量、安全等各个方面。这样的一个复杂的系统需要非常强大的信息处理能力。我国船舶行业今年来虽有很大的发展，但与国际造船强国相比，无论在产量，还是在造船技术上差距甚大，信息化水平落后是直接原因。其中，集成化设计系统与生产进程联系不紧密、船舶零部
第五章习题 1．题图5-1所示电路是用两片555构成的脉冲发生器，试画出Y 1和Y 2两处的输出波形，并标注主要参数（参数只需估算）。 题图5-1 2．题图5-2所示的555定时器构成的单稳态触发器及输入v I 的波形，求： （1）输出信号v O 的脉冲宽度T W ； （2）对应v I 画出v C 、v O 的波形，并标明波形幅度。 v I /V CC /3 v I v O 题图5-2 3．由555定时器组成的多谐振荡器如图5-3所示，已知V DD =12V 、C =0.1μF 、R 1=15k Ω、 R 2=22k Ω。试求：（1）多谐振荡器的振荡周期；（2）画出的v C 和v O 波形。 题图5-3 4．由555定时器、3位二进制加计数器、理想运算放大器A 构成如题图5-4所示电路。设计数器初始状态为000，且输出低电平V OL =0 V ，输出高电平V OH =3.2 V ，R d 为异步清零端，高电平有效。 （1）说明虚框（1）、（2）部分各构成什么功能电路？（2）虚框（3）构成几进制计器？ （3）对应CP 画出v O 波形，并标出电压值。 题图5-4 5．用集成芯片555构成的施密特触发器电路及输入波形i v 如题图5-5所示，要求： （1）求出该施密特触发器的阈值电压V T ＋、V T －；（2）画出输出v o 的波形。 题图5-5 6．用集成定时器555构成的电路及可产生的波形如题图5-6（a ）、（b ）所示，试回答： （1）该电路的名称；（2）指出（b ）图中v C 波形是1～8引脚中，哪个引脚上的电压波形； （3）求出矩形波的宽度t W 。
数字控制是一种自动控制技术，是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。机床本体，即数控机床的机械结构部分，主要包括主轴、床身和立柱导轨及进给传动等。数控装置，机床控制核心，通常为一台通用或专用微机，由输入装置、控制运算器和输出装置等构成。伺服系统，即数控机床的执行机构，以移动部件位置和速度作为控制量，包括驱动和执行两部分。其它辅助装置，电器、液压、气动、冷却、排屑、润滑、储运、对刀、编程等。控制介质，将零件加工信息传送到数控装置的信息载体。如穿孔带、磁带、磁盘等。普通机床机械结构存在问题:1刚性和抗振性差。2传动部件惯量大。3传动副摩擦及间隙大。数控机床的优点：1提高生产率；2数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品质量；3有广泛的适应性和较大的灵活度；4可以实现一机多用；5可以进行精度的成本计算和生产进步安排，减少在制品，加速资金周转，提高经济效益；6不需要专用夹具；7大大的减轻了工人的劳动强度。按控制运动的方式分类 1.点位控制数控机床：只控制移动部件的终点位置，对运动过程中的轨迹没有严格要求，在移动过程中不进行加工。2.直线控制数控机床：不仅要控制移动部件的终点位置，还要控制两点间移动的速度和轨迹，移动过程中进行加工，通常轨迹为平行机床坐标轴的直线。3. 轮廓控制数控机床：（连续切削控制系统）能同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制。即不仅控制移动部件的起点终点，而且控制整个加工过程中每点的速度与位置，从而加工出任意形状的曲线或曲面类复杂零件。按伺服系统分类1. 开环伺服数控机床：机床没有检测反馈装置，数控装置发出的信号是单向的2.闭环伺服数控机床：机床最终执行部件上安装有检测反馈装置，将检测到的实际位置反馈到数控装置中，与指令位置进行比较后用差值进行控制，直至差值为零。3.半闭环伺服数控机床：机床中间传动元件上安装有检测反馈装置，将检测到的实际位置反馈到数控装置中，与指令位置进行比较后用差值进行控制，直至差值为零。按联动轴数分类 : 两轴联动、两轴半联动、三轴联动、四轴联动、五轴联动。加工中心结构特点：主传动方式：1具有变速齿轮的主传动系统2通过带传动的主传动系统3有调速电动机直接驱动的主传动系统4内装电动机主轴。齿轮变速主传动系统：在带有齿轮变速的主传动系统中，电液控制拨叉方式和电磁离合器是两种常用的变速操纵方式。动变速常用多楔带和同步带。同步带又称为同步齿形带，按齿形不同又可分为梯形齿同步带和圆弧齿同步带两种。调速电机直接驱动主轴传动数控机床—般采用直流或交流主轴伺服电动机直接驱动主轴实现无级变速。主轴直接驱动还有另一种方式是内置电动机主轴变速。将调速电动机与主轴合成一体（电动机转子轴即为机床主轴），这种变速方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴的输出转矩较小，电动机发热对主轴精度影响较大。数控机床主轴部件常用轴承类型：1锥孔双列圆柱滚子轴承：该轴承只能承受径向载荷。2 双列推力向心球轴承：接触角60°，该轴承一般与双列圆柱滚子轴承配套用作主轴的前支承，并将其外圈外径作成负公差，保证只承受轴向载，3双列圆锥滚子轴承：这种轴承能同时承受径向和轴向载荷，通常用作主轴的前支承。4角接触球轴承:这种类型的轴承既可承受径向载荷，又可承受轴向载荷。接a触角有α=15°，α=25°和α=40°三种。15°接触角多用于轴向载荷较小，转速较高的场合；将内、外圈相对轴向位移，可以调整间隙，实现预紧。这种轴承还可以三联组配、四联组配。主轴的支承形式:1、前支承采用双列圆柱滚子轴承＋双列60o角接触球轴承。后支承采用成对角接触球轴承。2、全部采用高精度角接触球轴承。特点：刚度相对较低，为了提高承载力，增加前轴承数量，并配套予紧转速高。3、采用双列和单列圆锥滚子轴承。特点：刚度高，能承受重载尤其是较强动载荷的作用，安装调整方便，但转速和精度较低。合理配置轴承,可以提高主轴精度,降低温升,简化支承结构。加工中心主轴部件：1、轴承配置：前支承配置了三个高精度角接触球轴承，用以承受径向载荷和轴向载荷，后支承为一对小口相对配置的角接触球轴承，它们只承受径向载荷，2刀具自动装卸机构：主轴内部和后端安装的是刀具自动装卸机构，加工用的刀具通过各种标准刀夹安装在主轴上。3主轴定向装置数控机床进给系统常用伺服进给系统来工作，将数控系统传来的指令经过放大处理控制执行部件运动。联轴器：连接两传动轴使之一起回转，以传递扭矩和运动的装置。联轴器类型：液力式、电磁式、机械式，以机械式应用最为广泛。机械式联轴器分类a刚性联轴器：1套筒联轴器2凸缘联轴器 b无弹性绕性联轴器：1，万向联轴器：万向联轴器用于轴线相交的两轴联接，两轴轴线夹
数字化技术在工程技术领域中应用 一、数字化技术概念 数字化技术指的是运用0和1两位数字编码，通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备，来表达、传输和处理所有信息的技术。数字化技术一般包括数字编码、数字压缩、数字传输、数字调制与解调等技术。 数字化技术是信息技术的核心，信息的媒体有多种，如字符、声音、语言和图像等。这些信息媒体存在着共同的问题，一是信息量太小，二是难以交换、交流。如一本厚厚的辞海虽然有1300万汉字，但与大型数据库相比，包含的信息量仍太少，辞海只能查找字词的基本涵义，若想查去年世界各国的国防开支是多少则无可奉告。一本书，要从一个城市寄到另一个城市少则数天多则数周。这种信息，交换起来很不方便。又如，当今世界大约有3500种语言，使用不同语言的人，信息交流就非常困难。 数字化技术的实现，这些问题便迎刃而解。无论是字符、声音、语言和图像；也无论是中文还是外文，都使用世界上共同的两个数字0和1编码来表达、传输和处理，到了终端，即用户手上，又原原本本地还它本来面目。这无异于消除了世界各个国家，各个民族之间的语言隔阂。一般说来8个0和1，就是一个最基本的信息单位，称之为1个比特，简写为1b。每秒钟传输的信息量称之为信息的传递速率（b/s，即每秒传送多少个比特）。每秒传送1千比特为1kb/s，每秒传送1兆比特表示为1Mb/s,再大就是每秒1千兆，表示为1Gb/s,等等。 用简单的两位数0和1表达、传输和处理一切信息，把信息数字化、一体化，这是信息史上的又一次重要革命。但从技术上讲，却又相当复杂，相当困难。世界上如此庞杂的事物、浩如烟海的信息，都要用简单的0和1 来表达，这是非
数字化控制技术 概况 数控技术，简称“数控”。英文：Numerical Control（NC）。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。 发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。 1．高速、高精加工技术及装备的新趋势 2．5轴联动加工和复合加工机床快速发展 3．智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 4．重视新技术标准、规范的建立 1）关于数控系统设计开发规范 2）关于数控标准 程序编制方法 1．手工编程 2．自动编程 3．CAD/CAM 国内发展概况 长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备
数字液压及数字控制技术 迅速促进整个中国工业 数字化技术进步的技术 世界首台计算机直接控制的数字式六自由度运动平台（用六只数字缸构成——无任何传感器和伺服阀）
北京亿美博科技有限公司 二OO三年三月 1.简述 液压及控制技术是一种应用极为广泛的基础技术，在国民经济各领域中获得了极为广泛的应用。我国的液压及控制技术长期落后于国外，严重制约了中国主机水平的提高和工业自动化的实现，因而迅速提高我国液压技术和控制技术的水平具有极为重要的经济意义和现实意义。 在传统的液压传动中，是通过各种液压阀来控制普通油缸的运动方向、速度和位置的。为了满足各种要求，液压先驱者们，经过近百年的不断努力，发明和生产了上百种规格的液压元件和产品。但为了获得精确的控制，普通的液压元件已经不能满足要求，于是依靠电子技术和传感技术，发明了伺服阀和比例阀，这两种液压元件的出现，把液压的精确控制引入到工业领域，对工业自动化尤其是重型设备自动化起到了极大的推动作用，促进了整个工业的技术进步。 进入21世纪，计算机技术和数字技术已经十分完善并大量采用，如果液压技术和计算机技术相结合，必将给液压和控制技术带来巨大的进步，亿美博公司经过多年努力，研制成功的多种性能先进的数字油缸，正好满足这一要求，数字油缸利用极为巧妙的结构设计，几乎将液压技术的所有功能集于一身，它与专门研制的智能型傻瓜可编程数字控制器配合，高精度的完成了液压油缸的方向控制、速度控制和位置控制。它是集计算机技术、微电子技术、传感技术、机械技术和液压技术为一身的高科技产品。它是液压技术的一次飞跃，为液压技术和控制技术带来了崭新的活力。它优良的控制性能超过了传统液压及控
江南大学现代远程教育课程考试大作业 考试科目:《数字化设计与制造技术》 一、大作业题目（内容）： 一、快速成形有哪几种主要方法？(10分) 3DP技术，快速成形技术FDM熔融层积成型技术，快速成形技术SLA立体平版印刷技术，快速成形技术SLS选区激光烧结技术，快速成形技术UV紫外线成型技术 二、产品设计包括哪几个阶段和阶段的模型？(10分) 产品开发的阶段划分具体要看开发的什么产品,如果寻求共性的总结,产品开发一般应该分为六个阶段,第一阶段是项目前期,主要是做市场调研之类的；第二个阶段是项目概念建造（项目开始节点）；第三个阶段是尺寸结构（选择主题节点）；第四个阶段是具体设计（实施工装节点）；第五个阶段是产品调整（上线节点）；第六个阶段是工业化生产. 产品开发总体分自主开发和国产化两大类. 三、何谓物理样机？何谓数字样机？(10分) 物理样机就是根据设计要求制作出来样品去检测是否符合设计要求 数字样机就是产品的数字仿真，可用于测试产品的外形、装配和功能。随着相关概念、机械和电气设计数据的集成，数字样机也变得越来越完整了。完整的数字样机是整个最终产品的真实数字仿真，可用来以虚拟方式优化和验证产品，减少制造昂贵的物理样机的必要。 四、什么是CAPP？CAPP技术的发展分为哪几个阶段？(10分) CAPP[1] 是ComputerAidedProeessPlanning(计算机辅助工艺规划或设计)的英文缩写。由于长期以来采用手工方式进行的传统工艺过程设计不可避免地存在一些缺陷:对工艺设计人员要求高;工作量大,效率低下:难以保证数据的准确性;且信息不能共享等:同时,计算机技术的发展及其在机械制造业中的广泛应用,使得计算机辅助工艺设计(以即)应运而生,广度和深度也在不断发展中 五、工艺决策方法主要有几种？分别叙述其原理。(10分) 生产工艺决策的内容包括:产品的主要制造生产技术决策，产品的基本制造流程决策两方面。 1. 产品的主要制造生产技术决策。 制造技术的决策通常要考虑自然技术上的可行性和经济方面的效益型两方面的因素。对工艺设计人员，对每一项工艺都要作仔细的分析试验，确保工艺的可靠性。但是对企业决策人员只需考虑其中几种主要的工艺，这些工艺技术将决定产品能否加工，产品的关键功能是否能够较好地实现，产品的质量能否保证，制造成本的是否适宜，以及能否大幅度地提高产品的附加值。另外，在选择技术时，还要从经济角度考虑，即从技术所具备的功能角度，选择适当的技术，避免选择过剩功能的技术。 2. 产品的基本制造流程决策。 不同的产品特点，不同生产规模，不同的品种数量，不同的工艺方法都会影响制造流程的选择。生产流程的类型有单件生产、成批生产、大量生产、连续生