探討數控加工實驗室的信息化建設

曾浩杰

（廣東省機械技師學院 廣東 廣州 510450）

1 引言

在一些規模較大的數控加工實驗室中，有必要對數據開展計算、準確的處理，利用計算機網絡來對數據進行處理，從而推動實驗室的穩定發展。在大型的實驗室當中，由于信息數量較多，因此收集的難度也較高，需要花費大量的時間，造成收集的信息缺乏完整性，無法對工況進行實時更新[1]。如果沒有信息技術的幫助，那么全部工作都必須通過人為操作來實現，因此造成員工工作壓力較大，出現誤差的幾率不斷增高，不能對質量進行保障。并且，參與科研的研究者專業水平差異較大，能力高低不齊，無法實現分工上的平等，而且對質量很難評估，缺乏穩定性。在實驗結束以后，還可能由于信息的不完善，不能按時進行驗收，對實驗的進度產生影響。而實驗質量關系到用戶的人身安全，有必要對其引起高度重視，實行嚴格的管理工作，在事前、事中、事后都需要開展實時記錄，隨時進行抽樣調查。然而互聯網的出現能夠實現科學的規劃和管理，并將遇到的問題傳遞到高層實施分析。

2 數控試驗室信息化建設的意義

數控技術術語是一門綜合性較強的學科，它結合了工藝設計，集精密制造、計算機、自動控制、傳感與檢測、信息處理、伺服驅動、網絡等各項技術于一體，是一個適用性和實用性都很強的技術領域。在培養優秀的數控人才時，實驗與實踐教學都具有舉足輕重的作用，而學生技能的形成、數控機床的改建與二次開發都必須依靠實驗室的支持。為此，建立數控技術實驗室具有十分重要的意義。它以開放式數控實驗室的創建為基礎，為師生供應一個能夠進行學習、教研的良好環境。信息化實驗室的創建對各個層次學生的認知能力、現有的知識、能力、經驗以及興趣都進行了考慮，使其可以在相應程度上結合自身需要來選擇實際的學習目標、進度、資源以及學習的方式。

而實驗室信息化建設具有以下幾方面的作用：（1）能夠幫助實驗室管理制度與模式進行創新；（2）能夠有效完成對實驗資源的統籌與規劃；（3）能夠良好推動實驗室之間信息的交流與共享；（4）能夠有效節約實驗室運作成本；（5）確保實驗數據擁有完整性與真實性；（6）解放寶貴的人力資源，使人們能夠擁有更多的時間與精力來開展具體的科研工作。為此，我們有必要選取適當的實驗室信息管理器材，以此來促進實驗室盡快實現信息化建設，提升科研的效率。目前，實驗室信息管理系統的使用發展十分迅猛，站在實驗室管理工作的層面來講，伴隨實驗室需求的不斷改變，系統也必須進行相應的革新與優化，今后實驗室的信息管理系統應該是高度專業性、智能化、自動化、系統化、跨空間與跨學科。

3 數控機械加工的現狀

中國長期以來開展的數控加工教學都缺少信息化，并未在教學活動中有效融入最新的計算機控制技術，造成中國數控機械加工出現了各種各樣的問題，其主要可以分為綜合技術不足，并未充分使用資源。我國目前的數控機械設備設計進程十分混亂，缺少具有綜合素質的優秀技術人才，大多數的技術人員對伺服技術與電機拖動同步技術缺乏充分了解，研究水平較差，并且對新技術的集成和利用缺少重視，只是一味地對國外先進的設備進行模仿，缺乏開發與創新，并且耗費了很多的資源，但是又不能促進我國數控加工機械設計的穩定發展，并且數控加工機械設計的外觀十分古板，不靈活。伴隨人民物質生活與精神水平的提高，對產品的需求已經從以前的質量和效率轉變成了美觀造型、設計感[2]。對于這項要求，意大利加工機械制造商就完成得十分優秀，不但產品的質量十分優異，并且產品外觀的設備也變成了客戶極為重視的方面。然而，因為我國加工機械制造起步較晚，并且還處在職能開發的環節，對產品外觀要求較低，在國內到處都可以看到加工機械造型呆板、螺絲等配件直接裸露在外。

4 數控加工實驗室設計

4.1 實驗室實踐訓練的主要內容

（1）學生可以在編程軟件上開展數控編程的實踐活動，學習把握數控編程的方式，對于典型零件，編制加工成型，開展圖形仿真，以此來尋找錯誤，直到完美。

（2）學生在編程軟件上開展對數控機床的操縱、應用、編程，對數控系統的各種技藝進行充分掌握，例如：參數系統、機床對刀、機床操作編程、工件加工所需的基礎技藝。

（3）在數控機床的空運行狀態下分期分批對機床的具體執行方法進行熟悉，并且對數控系統的操作方法進行感性了解。

4.2 實驗室平臺結構

4.2.1 平臺層

實驗室分布式存儲體系能夠儲存大規模的結構化數據，利用大規模的存儲和管理技能，完成對數據的高效率處理，而這些數量級通常都高于PB，只有這樣才可以促進科研活動更為合理地進行[3]。

4.2.2 功能層

在實驗室平臺功能層中，通常采取擴展算法來完成數據的發掘，使用TB級數據來實現模型的創建，完成云計算和分布式處理，并通過負載的均衡技能，讓分布處理的水平能夠獲得提高，以此來完成對數據的高效處理。

4.2.3 服務層

在服務層中基本使用WEB和開放API的實驗室來進行采集與處理工藝，根據分析實驗室環境著手，強化端口的管理工作，對流程進行完善，以此來促進端口的數據交換與智能裝備，使得實驗室數據共享能夠更加科學、合理、簡潔。服務層是實驗平臺結構中的高層次管理，應該不斷強化投入和產出的合理管控，從而完成實驗室數據的高效率交換。路由器可以把不一樣的協議與結構的多個實驗室進行連接，在TCP/IP模型中，路由器充當了實驗室的外部邊界，并把它連接到Iinternet與其他實驗室上[4]。

5 對數控加工實驗室設備管理體系進行測試

數控機床的電氣檢測部件，主要包含了數控機床的殼體、殼體上設置的多角度傳感器連接器、連接數控機床與外部電路的電纜、電纜連接器，它通常安置在電纜的一端，并且和傳感器連接器連接在一起[5-6]。數控機床體系把正常運作設備當成是參考對象，對各種技術參數進行分析，并將分析結果與故障裝備的檢驗結果進行比較，結合比較的結果來明確出現故障的具體地方。這樣的檢驗方法通常適合在定值校驗的時候來使用，而在此過程中實測值和整定值通常具有很大的差異，并且無法對故障形成的主要原因以及種類進行明確。此外，選擇這種方式是對數控機床系統當中的設備整定值實施考證的時候，假如數控機床設備實際測量值和整定值出現太大的差異，應該選取一樣的儀器對其他類似的回路同類數控機床實施診斷，并對最后的診斷結果進行比較，明確是否出現了運行方面的問題，并非在最初診斷以后直接結論，認為這一數控機床設備不合格，或調整參數。

6 結語

綜上所述，針對實驗室的具體狀況，利用互聯網各個模塊的不同特征，能夠有效創建自動的控制系統來對工作人員的操作進行替代，以此來減輕員工工作壓力，保證其工作安全。在開展實驗工作的時候，實驗質量擁有十分龐大的數據與信息，因此需要依賴強大的交換平臺來完成資源共享。對大型實驗室的信息化建設而言，這樣的平臺具有不可獲取的重要作用。與此同時，通過科學研究獲得的數據和信息還可以為今后類似狀況下信息化實驗室的建設供應有效的參考物。