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摘 要：本文重点针对机床控制电气设备的改进，以国际先进的安全标准的基本原理和技术为基础，制定符合我国机床控制电气设备领域实际发展状况的标准；在研究电气安全技术和机械制造相应标准的同时，开展了机床总体方案设计与优化，改进了机床安全测试平台。
关键词：远距离控制 变频器 控制器
随着计算机的不断发展，三维软件的应用也越来越普及，目前，三维软件的使用已经贯穿于数控机床的设计与制造的始终，具体体现在利用三维软件进行方案设计、零件与部件的绘制、模拟装配、加工仿真、运动仿真、动画演示、应力分析、逆向工程。数控机床的设计与制造业常用的三维软件有Pro/Engineer、CATIA、Solidworks、UG、CAXA等，各类软件虽然存在着一定的差异，但都能达到数控机床辅助设计与制造的目的。三维软件的应用为加强企业的竞争实力提供了有力的帮助。
1 数控机床控制系统的组成
数控机床的控制系统由输入/输出装置、数控装置、伺服驱动装置、位置检测装置等部分构成。数控机床开始工作时必须编制相应的加工程序，加工程序被通过控制介质存储，常用的控制介质有穿孔带、磁带和磁盘等。数控装置运用逻辑电路或系统软件，对从内部存储器中读取出或从输入装置接收到的一段或几段数控加工程序进行一系列的编译、运算和逻辑处理，并输出所形成的各种控制信息和指令，以指导控制机床各部分按照程序所规定的指令进行有序运动和动作。伺服驱动装置作为数控机床的执行机构，将从数控装置部分接收指令信息，再经功率放大后，驱动数控机床的运动机构，以加工出符合指令要求的零件。伺服驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构。其中，执行机构大都为直流或交流伺服电动机。检测装置用来检测数控机床各坐标轴的实际位移量，经反馈系统输入到机床的数控中心。数控中心接收到数据后，将其与原设定值进行比较，并根据比较结果进行相应的修正，以确保机床的运动系统能够按指令完成数控加工任务。
2 数控机床总体方案设计分析
2.1三维软件的方案设计
数控机床的生产制造企业根据客户的要求进行方案设计，传统的方案设计方法采用的是平面绘图的方法，即设计人员根据客户对数控机床加工功能及加工精度进行设计，满足要求的方案不止一种，在利用平面图形与客户沟通时真实感较差，会使设计者与客户的沟通存在一定的困难。采用三维软件设计方案则比较直观、快捷、易修改，且具有可视化。可以预见及避免因设计者设计时考虑不周而出现的问题。此外，能够使方案设计得更加具体化、形象化。
2.2零部件的模拟装配设计
利用三维软件进行设计能够较直观的看到整机的三维效果，能够检测各零件之间在设计时所产生的干涉问题，设计者据此进行改进，利用三维软件还可以对数控机床的运动进行模拟，这样能够减少设计时的失误，降低试制的成本。用三维软件对零件进行的模拟装配如出现问题可以及时的对零件进行修正，直接修改草图即可，而如果是采用二维绘图必须得同时更改三个视图。用三维软件绘制的三维零件图形可以直接生成工程图，并保存成二维图形文件的扩展名，二维软件绘制的二维图形也可以作为三维绘图中的草图，因此三维軟件可以与二维设计软件进行交互使用。
2.3零部件的仿真加工设计
数控仿真是应用计算机技术为数控加工操作过程进行模拟仿真的技术，在三维软件中选择毛坯、刀具、切削参数，确定走刀路线，通过生成的刀具路径可以直观地看到零件加工的动态过程。而且能够进行后置处理，自动生成数控加工程序，通过适当修改后的程序可以进行数控加工。这就节省了编制数控加工程序的时间，而且也能减小加工出现的危险性。
3数控机床零件中三维软件的应用分析
3.1 利用三维软件进行应力分析的可行性依据
数控机床设计时首先要考虑结构是否合理，能不能满足功能要求，其次是要对零件进行受力分析，使产品设计的更为合理，传统的分析方法采用的是根据计算公式手工进行计算的方法，手工计算应力虽然准确，但需要很长的时间，费时费力，居于这种情况，三维软件应运而生，经过验证得出结论，利用三维软件计算的结果与用手工计算的结果基本上是一致的。所以，当前三维软件已经完全取代了手工分析应力。
3.2利用三维软件进行应力分析的必要性与使用价值
现代数控机床设计时所采用的最普遍的方法就是类比法，根据客户提出的切削用量确定机床的技术参数，数控机床的本体结构基本相似，只是附加的功能会有细微的差别，采用类比法设计的数控机床虽然说设计周期短，但成本会有所增加，因为在机械结构件的设计过程中会为了保险而增大支撑部件的壁厚，假如同类产品的立柱壁厚为20mm，如采用类比法时壁厚就有可能设计为25mm或者更厚，这种设计方法虽然能够保证立柱的强度，但也增加了立柱本身的重量，从而增加了生产成本。如果能够对数控机床的大型结构件进行应力分析，就会得到较为合理的壁厚，在没有延长生产周期的前提下，为数控机床的生产厂家节约了制造成本。
3.3逆向工程中三维软件的应用
数控机床的常规设计过程，是设计人员根据经验首先构思产品的形状、相关性能和大致的技术参数，确定设计方案，并进行三维绘图与模拟装配，再利用三维软件生成工程图进行投产，这个过程是研发的正向设计过程。逆向工程则是先有产品，后进行反向推出产品的设计数据的过程，即在产品上扫描多个点转到三维软件中，根据这些点进行绘制产品的立体图形。这一技术也被广泛的应用于汽车与船舶的制造行业中。
3.4三维软件在数控机床装配中应用的探究
目前，数控机床的制造企业中的装配工人仍然使用二维的平面装配图纸进行装配，对工人的技术水平要求相对较高，必须读懂三视图，如因一时疏忽很可能造成装配失误，如果工人能够直接用三维图形进行装配，那就会取得事半功倍的效果，随着机械制造业的设计制造水平的不断提高，数控机床的装配方法也会不断更新，希望无纸化的设计与制造工艺能够极早得到应用。
4结束语
数控机床的设计与制造中，三维设计取代了人工的设计与制造，采用三维软件可以缩短新产品的设计研发周期，有利于产品的改型，能够提高产品的质量，不断提高设计人员的工作效率，同时也降低了生产成本，增强产品的市场竞争力。三维软件在数控机床及至机械制造业中的应用还有待于不断的探索。
关键词：远距离控制 变频器 控制器
随着计算机的不断发展，三维软件的应用也越来越普及，目前，三维软件的使用已经贯穿于数控机床的设计与制造的始终，具体体现在利用三维软件进行方案设计、零件与部件的绘制、模拟装配、加工仿真、运动仿真、动画演示、应力分析、逆向工程。数控机床的设计与制造业常用的三维软件有Pro/Engineer、CATIA、Solidworks、UG、CAXA等，各类软件虽然存在着一定的差异，但都能达到数控机床辅助设计与制造的目的。三维软件的应用为加强企业的竞争实力提供了有力的帮助。
1 数控机床控制系统的组成
数控机床的控制系统由输入/输出装置、数控装置、伺服驱动装置、位置检测装置等部分构成。数控机床开始工作时必须编制相应的加工程序，加工程序被通过控制介质存储，常用的控制介质有穿孔带、磁带和磁盘等。数控装置运用逻辑电路或系统软件，对从内部存储器中读取出或从输入装置接收到的一段或几段数控加工程序进行一系列的编译、运算和逻辑处理，并输出所形成的各种控制信息和指令，以指导控制机床各部分按照程序所规定的指令进行有序运动和动作。伺服驱动装置作为数控机床的执行机构，将从数控装置部分接收指令信息，再经功率放大后，驱动数控机床的运动机构，以加工出符合指令要求的零件。伺服驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构。其中，执行机构大都为直流或交流伺服电动机。检测装置用来检测数控机床各坐标轴的实际位移量，经反馈系统输入到机床的数控中心。数控中心接收到数据后，将其与原设定值进行比较，并根据比较结果进行相应的修正，以确保机床的运动系统能够按指令完成数控加工任务。
2 数控机床总体方案设计分析
2.1三维软件的方案设计
数控机床的生产制造企业根据客户的要求进行方案设计，传统的方案设计方法采用的是平面绘图的方法，即设计人员根据客户对数控机床加工功能及加工精度进行设计，满足要求的方案不止一种，在利用平面图形与客户沟通时真实感较差，会使设计者与客户的沟通存在一定的困难。采用三维软件设计方案则比较直观、快捷、易修改，且具有可视化。可以预见及避免因设计者设计时考虑不周而出现的问题。此外，能够使方案设计得更加具体化、形象化。
2.2零部件的模拟装配设计
利用三维软件进行设计能够较直观的看到整机的三维效果，能够检测各零件之间在设计时所产生的干涉问题，设计者据此进行改进，利用三维软件还可以对数控机床的运动进行模拟，这样能够减少设计时的失误，降低试制的成本。用三维软件对零件进行的模拟装配如出现问题可以及时的对零件进行修正，直接修改草图即可，而如果是采用二维绘图必须得同时更改三个视图。用三维软件绘制的三维零件图形可以直接生成工程图，并保存成二维图形文件的扩展名，二维软件绘制的二维图形也可以作为三维绘图中的草图，因此三维軟件可以与二维设计软件进行交互使用。
2.3零部件的仿真加工设计
数控仿真是应用计算机技术为数控加工操作过程进行模拟仿真的技术，在三维软件中选择毛坯、刀具、切削参数，确定走刀路线，通过生成的刀具路径可以直观地看到零件加工的动态过程。而且能够进行后置处理，自动生成数控加工程序，通过适当修改后的程序可以进行数控加工。这就节省了编制数控加工程序的时间，而且也能减小加工出现的危险性。
3数控机床零件中三维软件的应用分析
3.1 利用三维软件进行应力分析的可行性依据
数控机床设计时首先要考虑结构是否合理，能不能满足功能要求，其次是要对零件进行受力分析，使产品设计的更为合理，传统的分析方法采用的是根据计算公式手工进行计算的方法，手工计算应力虽然准确，但需要很长的时间，费时费力，居于这种情况，三维软件应运而生，经过验证得出结论，利用三维软件计算的结果与用手工计算的结果基本上是一致的。所以，当前三维软件已经完全取代了手工分析应力。
3.2利用三维软件进行应力分析的必要性与使用价值
现代数控机床设计时所采用的最普遍的方法就是类比法，根据客户提出的切削用量确定机床的技术参数，数控机床的本体结构基本相似，只是附加的功能会有细微的差别，采用类比法设计的数控机床虽然说设计周期短，但成本会有所增加，因为在机械结构件的设计过程中会为了保险而增大支撑部件的壁厚，假如同类产品的立柱壁厚为20mm，如采用类比法时壁厚就有可能设计为25mm或者更厚，这种设计方法虽然能够保证立柱的强度，但也增加了立柱本身的重量，从而增加了生产成本。如果能够对数控机床的大型结构件进行应力分析，就会得到较为合理的壁厚，在没有延长生产周期的前提下，为数控机床的生产厂家节约了制造成本。
3.3逆向工程中三维软件的应用
数控机床的常规设计过程，是设计人员根据经验首先构思产品的形状、相关性能和大致的技术参数，确定设计方案，并进行三维绘图与模拟装配，再利用三维软件生成工程图进行投产，这个过程是研发的正向设计过程。逆向工程则是先有产品，后进行反向推出产品的设计数据的过程，即在产品上扫描多个点转到三维软件中，根据这些点进行绘制产品的立体图形。这一技术也被广泛的应用于汽车与船舶的制造行业中。
3.4三维软件在数控机床装配中应用的探究
目前，数控机床的制造企业中的装配工人仍然使用二维的平面装配图纸进行装配，对工人的技术水平要求相对较高，必须读懂三视图，如因一时疏忽很可能造成装配失误，如果工人能够直接用三维图形进行装配，那就会取得事半功倍的效果，随着机械制造业的设计制造水平的不断提高，数控机床的装配方法也会不断更新，希望无纸化的设计与制造工艺能够极早得到应用。
4结束语
数控机床的设计与制造中，三维设计取代了人工的设计与制造，采用三维软件可以缩短新产品的设计研发周期，有利于产品的改型，能够提高产品的质量，不断提高设计人员的工作效率，同时也降低了生产成本，增强产品的市场竞争力。三维软件在数控机床及至机械制造业中的应用还有待于不断的探索。