基于嵌入式系统的精密机床信息采集与监测技术的研究文献综述

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1、文献综述基于嵌入式系统的精密机床信息采集与监测技术的研究1前言部分随着我国经济的迅速发展，精密机床作为工业中的基础装备，在各领域的应用显得越来越重要。2000年起，我国就把发展新型精密机床和完善其功能作为工业振兴的目标。温家宝总理曾说过：“精密机床的发展水平是一个国家机床化、现代化的重要标志，代表着一个国家的科学水平、创新能力和综合能力，中国要成为生产精密机床的大国。” 精密机床作为我国机床工具行业完善提高阶段的重点发展对象之一，正朝着高速、高智能化、功能多元化、网络化的方向发展；目前情况下，传统的精密机床制造水平因设备陈旧、技术水平落后，缺乏网络化

2、、高智能化等生产要求，严重影响了生产力的以展；但对于国内大多数企业,传统的精密机床还是占了很大的比重,由于价格等原因，要更新换代还是存在一定的难度。近年来，我国机床行业发展迅速，精密机床已成为我国机床行业中的重要组成部分和基础设备。作为保证精密机床安全运行，提高生产效率和设备利用率,减少设备故障的前提条件，基于嵌入式系统的精密机床信息采集和监测技术以其巨大优势变得越来越重要。精密机床的广泛应用，也促使精密机床的信息采集和监测技术成为我国重点发展的一块新领域。多数传统精密机床不具备信息采集和监测的能力,在一定程度上降低了生产效率,使企业信息化和工业自动

3、化得不到进一步的发展。传统的信息采集和监测技术又存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端，已经不能完全适应现代化工业的高速发展。随着现代工业自动化程度的提高，以及各种机床参数的不同，包含了复杂的环境和状态信息。只有采用有效的信息采集技术，准确的监测到精密机床运作过程中的各种状态信息，才能以此为依据，提高整个机床的运作能力和故障处理能力。随着嵌入式技术的迅猛发展，设计高速度、高效率、低成本、高可靠性、操作方便的信息采集和监测系统成为当务之急。鉴于嵌入式技术具有成本低、体积小、集成度高、可靠性高等优点,采用基于ARM处理器的嵌入式系统模块与传

4、统精密机床相结合的方式,能够实现传统精密机床的信息采集和状态监测等操作，从而加快企业信息化、自动化发展，对提高生产效率和经济效益有着重要的现实意义。而且，随着先进制造技术领域中，制造质量维护的重心从传统的直接以工件参数为标准转向以信息采集和监测制造系统状态参数为标准，嵌入式系统的精密机床的信息采集和监测技术更凸现其重要作用[1]。信息采集和监测技术是嵌入式系统的精密机床运作及研究中必不可少的，机床故障主要通过机床振动、温度和速度等特征表现，需要应用状态监测、信息采集、信号处理和信息融合等多种技术进行分析；从而为提高加工精度、深化对精密加工过程的认识提

5、供有力的分析依据。若要实现精密机床在制造过程中的自动化和智能化控制,对精密机床加工过程的状态监测时十分重要的。因此本文拟进行的研究不但可以提高加工精度和劳动生产率，而且能有效地提高生产质量，提高产品精度，提高生产效率和保障生产安全等等，使之更有效的满足了工业的需求。但在技术方面，仍然存在一些薄弱环节。根据目前国内外精密机床发展的趋势，结合嵌入式系统的超精密机床在线信息采集和监测技术的研究具有十分重要的理论和现实意义。2主题部分信息采集和监测技术应用领域广泛，早期主要应用于汽车、工程机械关键零件的高效精密加工；军工、航空航天、能源以及微电子等精密非球面

6、镜零件的超精密加工等。随着工业生产的飞速发展和精密机床的广泛应用，对精密机床的性能要求越来越高，尤其是机床加工过程中各种信息的采集和监测技术已成为精密机床加工中的瓶颈问题。随着技术的发展，信息采集和监测技术已有了飞跃的发展。70年代前，研究时一般采用专用计算机和专用操作系统的信息采集和监测技术系统，简称SCADA。之后，对于机床的信息采集和监测，则主要运用机床串口技术（如标准接口RS-232）和外接PLC技术。近年来，芯片技术的高速发展，使嵌入式系统掀起了应用热潮。单片机是最典型、最广泛、最普及的嵌入式系统，起初对精密机床的信息采集和状态监测主要采用

7、单片机；运用单片机构成形式多样的控制系统、数据采集系统，从而进行信息采集和状态监测。现在，在研究中所采用的是性能比更高的ARM系列的嵌入式系统。就嵌入式系统的优越性及精密机床的重要性，众多学者对基于嵌入式系统的精密机床信息采集与监测技术进行了进一步的深入研究。基于嵌入式系统的精密机床信息采集与监测技术的研究，作为我国现今发展研究的一块新领域，意在通过以ARM微处理器为核心的嵌入式系统模块，外围设备包括传感器、放大器、滤波器、A/D转换器等，实现对精密机床加工状况的信息采集及数据处理工作。进而实现对精密机床进行智能化控制、管理以及加工过程中的设备状态监

8、测。多年以来，国内外学者在信息采集和监测技术方面做了大量的工作，并在信息采集方法、检测方法、监测参数的选择、