探讨数控加工实验室的信息化建设

曾浩杰

（广东省机械技师学院 广东 广州 510450）

1 引言

在一些规模较大的数控加工实验室中，有必要对数据开展计算、准确的处理，利用计算机网络来对数据进行处理，从而推动实验室的稳定发展。在大型的实验室当中，由于信息数量较多，因此收集的难度也较高，需要花费大量的时间，造成收集的信息缺乏完整性，无法对工况进行实时更新[1]。如果没有信息技术的帮助，那么全部工作都必须通过人为操作来实现，因此造成员工工作压力较大，出现误差的几率不断增高，不能对质量进行保障。并且，参与科研的研究者专业水平差异较大，能力高低不齐，无法实现分工上的平等，而且对质量很难评估，缺乏稳定性。在实验结束以后，还可能由于信息的不完善，不能按时进行验收，对实验的进度产生影响。而实验质量关系到用户的人身安全，有必要对其引起高度重视，实行严格的管理工作，在事前、事中、事后都需要开展实时记录，随时进行抽样调查。然而互联网的出现能够实现科学的规划和管理，并将遇到的问题传递到高层实施分析。

2 数控试验室信息化建设的意义

数控技术术语是一门综合性较强的学科，它结合了工艺设计，集精密制造、计算机、自动控制、传感与检测、信息处理、伺服驱动、网络等各项技术于一体，是一个适用性和实用性都很强的技术领域。在培养优秀的数控人才时，实验与实践教学都具有举足轻重的作用，而学生技能的形成、数控机床的改建与二次开发都必须依靠实验室的支持。为此，建立数控技术实验室具有十分重要的意义。它以开放式数控实验室的创建为基础，为师生供应一个能够进行学习、教研的良好环境。信息化实验室的创建对各个层次学生的认知能力、现有的知识、能力、经验以及兴趣都进行了考虑，使其可以在相应程度上结合自身需要来选择实际的学习目标、进度、资源以及学习的方式。

而实验室信息化建设具有以下几方面的作用：（1）能够帮助实验室管理制度与模式进行创新；（2）能够有效完成对实验资源的统筹与规划；（3）能够良好推动实验室之间信息的交流与共享；（4）能够有效节约实验室运作成本；（5）确保实验数据拥有完整性与真实性；（6）解放宝贵的人力资源，使人们能够拥有更多的时间与精力来开展具体的科研工作。为此，我们有必要选取适当的实验室信息管理器材，以此来促进实验室尽快实现信息化建设，提升科研的效率。目前，实验室信息管理系统的使用发展十分迅猛，站在实验室管理工作的层面来讲，伴随实验室需求的不断改变，系统也必须进行相应的革新与优化，今后实验室的信息管理系统应该是高度专业性、智能化、自动化、系统化、跨空间与跨学科。

3 数控机械加工的现状

中国长期以来开展的数控加工教学都缺少信息化，并未在教学活动中有效融入最新的计算机控制技术，造成中国数控机械加工出现了各种各样的问题，其主要可以分为综合技术不足，并未充分使用资源。我国目前的数控机械设备设计进程十分混乱，缺少具有综合素质的优秀技术人才，大多数的技术人员对伺服技术与电机拖动同步技术缺乏充分了解，研究水平较差，并且对新技术的集成和利用缺少重视，只是一味地对国外先进的设备进行模仿，缺乏开发与创新，并且耗费了很多的资源，但是又不能促进我国数控加工机械设计的稳定发展，并且数控加工机械设计的外观十分古板，不灵活。伴随人民物质生活与精神水平的提高，对产品的需求已经从以前的质量和效率转变成了美观造型、设计感[2]。对于这项要求，意大利加工机械制造商就完成得十分优秀，不但产品的质量十分优异，并且产品外观的设备也变成了客户极为重视的方面。然而，因为我国加工机械制造起步较晚，并且还处在职能开发的环节，对产品外观要求较低，在国内到处都可以看到加工机械造型呆板、螺丝等配件直接裸露在外。

4 数控加工实验室设计

4.1 实验室实践训练的主要内容

（1）学生可以在编程软件上开展数控编程的实践活动，学习把握数控编程的方式，对于典型零件，编制加工成型，开展图形仿真，以此来寻找错误，直到完美。

（2）学生在编程软件上开展对数控机床的操纵、应用、编程，对数控系统的各种技艺进行充分掌握，例如：参数系统、机床对刀、机床操作编程、工件加工所需的基础技艺。

（3）在数控机床的空运行状态下分期分批对机床的具体执行方法进行熟悉，并且对数控系统的操作方法进行感性了解。

4.2 实验室平台结构

4.2.1 平台层

实验室分布式存储体系能够储存大规模的结构化数据，利用大规模的存储和管理技能，完成对数据的高效率处理，而这些数量级通常都高于PB，只有这样才可以促进科研活动更为合理地进行[3]。

4.2.2 功能层

在实验室平台功能层中，通常采取扩展算法来完成数据的发掘，使用TB级数据来实现模型的创建，完成云计算和分布式处理，并通过负载的均衡技能，让分布处理的水平能够获得提高，以此来完成对数据的高效处理。

4.2.3 服务层

在服务层中基本使用WEB和开放API的实验室来进行采集与处理工艺，根据分析实验室环境着手，强化端口的管理工作，对流程进行完善，以此来促进端口的数据交换与智能装备，使得实验室数据共享能够更加科学、合理、简洁。服务层是实验平台结构中的高层次管理，应该不断强化投入和产出的合理管控，从而完成实验室数据的高效率交换。路由器可以把不一样的协议与结构的多个实验室进行连接，在TCP/IP模型中，路由器充当了实验室的外部边界，并把它连接到Iinternet与其他实验室上[4]。

5 对数控加工实验室设备管理体系进行测试

数控机床的电气检测部件，主要包含了数控机床的壳体、壳体上设置的多角度传感器连接器、连接数控机床与外部电路的电缆、电缆连接器，它通常安置在电缆的一端，并且和传感器连接器连接在一起[5-6]。数控机床体系把正常运作设备当成是参考对象，对各种技术参数进行分析，并将分析结果与故障装备的检验结果进行比较，结合比较的结果来明确出现故障的具体地方。这样的检验方法通常适合在定值校验的时候来使用，而在此过程中实测值和整定值通常具有很大的差异，并且无法对故障形成的主要原因以及种类进行明确。此外，选择这种方式是对数控机床系统当中的设备整定值实施考证的时候，假如数控机床设备实际测量值和整定值出现太大的差异，应该选取一样的仪器对其他类似的回路同类数控机床实施诊断，并对最后的诊断结果进行比较，明确是否出现了运行方面的问题，并非在最初诊断以后直接结论，认为这一数控机床设备不合格，或调整参数。

6 结语

综上所述，针对实验室的具体状况，利用互联网各个模块的不同特征，能够有效创建自动的控制系统来对工作人员的操作进行替代，以此来减轻员工工作压力，保证其工作安全。在开展实验工作的时候，实验质量拥有十分庞大的数据与信息，因此需要依赖强大的交换平台来完成资源共享。对大型实验室的信息化建设而言，这样的平台具有不可获取的重要作用。与此同时，通过科学研究获得的数据和信息还可以为今后类似状况下信息化实验室的建设供应有效的参考物。