時間：2022-02-11 14:04:17
序論：在您撰寫數(shù)控技師論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。
二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
（一）性能發(fā)展方向
（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。（3）工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。（4）實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為
（二）功能發(fā)展方向
（1）用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。（2）科學計算可視化?？茖W計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應用領(lǐng)域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。（3）多媒體技術(shù)應用。多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。
（三）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀顯示技術(shù)的主流。應用先進封裝和互連技術(shù)，將半導體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可*性。（2）模塊化。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。（3）網(wǎng)絡化。機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環(huán)控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡化。
三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)
當前開發(fā)研究適應于復雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系。
職稱中心
參考文獻：
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《數(shù)控技術(shù)》課程的目標是：使學生對數(shù)控技術(shù)的基本理論，基本知識和基本編程方法有一定的認識，為以后從事數(shù)控機床加工技術(shù)工作及開拓新的技術(shù)領(lǐng)域打下必要的基礎(chǔ)。該課程涉及的知識面廣，需要信息量大，且實踐性強。同時由于該課程在整個機械類課程體系中一般在最后一學期講解,相應的學生的學習積極性不高，致使學生畢業(yè)后接觸到數(shù)控加工時感覺很吃力。我校《數(shù)控技術(shù)》課程的教學采用先純理論教學，后實訓教學的方法。講解理論時基本上使用靜止的圖片解釋復雜的電氣組成和機械組成的時空關(guān)系，而學生對機床的電氣元件和機械零件理解不深，沒有感性認識，所以理解就很困難。例如在講述機床的電氣控制工作原理時，其復雜內(nèi)部控制以及在工作狀態(tài)下的控制關(guān)系是非常抽象的，單憑教師的口述，根本無法連貫地將元件及系統(tǒng)運動情況展現(xiàn)，而現(xiàn)有的數(shù)控電氣實訓設備也由于師資力量的薄弱而無法發(fā)揮應有的作用。學生對結(jié)構(gòu)、工作原理的理解還是存在很大的問題，對于想象能力較差的學生根本無法提高其學習的興趣，給教師的教學也帶來了很大的壓力。所以，如何提高《數(shù)控技術(shù)》課程的教學質(zhì)量，已成為我校課程教學改革研究的一個重點。
2《數(shù)控技術(shù)》課程教學模式改革的幾項措施
2.1合企業(yè)需求和職業(yè)學校學生特點，合理安排教學內(nèi)容
我校作為一所職業(yè)學校，學生來源廣泛，學習基礎(chǔ)參差不齊，對知識的理解和掌握能力有差距，這給教學工作帶來了一定的難度?！稊?shù)控技術(shù)》課程目前采用的教材一般先對電氣和機械部分講解，理論知識強調(diào)過多，到后面的電器控制回路和機械系統(tǒng)控制分析時，感覺聯(lián)系不大；同時學生基礎(chǔ)較差，對高深理論知識的理解也很有限。我校數(shù)控專業(yè)學生大多數(shù)畢業(yè)后進入一些從事機械加工和電子產(chǎn)品生產(chǎn)的公司，而目前的《數(shù)控技術(shù)》教學數(shù)控技術(shù)理論部分的知識內(nèi)容和實踐知識部分分開在不同的學期進行教學，學生學完理論知識不能及時的付諸實踐，等到另外一學期上實訓時，理論的內(nèi)容基本上都遺忘了，兩者嚴重脫節(jié)。因此，結(jié)合生產(chǎn)實際，應將理論和實訓操作部分放在同一學期內(nèi)建議分前十周后十周的教學方式，增強學生學習的連貫性。
2.2過程中多媒體課件的廣泛使用，提高課堂教學效果
多媒體以其全面生動的聲、像、圖、文等綜合課程信息顛覆傳統(tǒng)的干巴巴的文字教學，有利于提升學生學習的注意力。同時，豐富多彩的多媒體課件也能激發(fā)學生的學習興趣，提高學生學習的主動性。因此教學中應制作大量易于學生學習和理解的電器和機械控制系統(tǒng)課程動畫素材，運用多樣的教學載體，從掛圖、教具到實物、動畫；從板書到多媒體課件；努力營造真實的教學環(huán)境以追求最好的教學效果。
2.3強實訓教學，提高學生的創(chuàng)新能力
課程實訓教學的目標是通過加強實訓環(huán)節(jié)的教學,使學生掌握基本的實訓方法和實訓技能,能熟練地運用電器基本回路和機械系統(tǒng)組合滿足實際需要的數(shù)控加工系統(tǒng)以及編制數(shù)控程序和進行加工操作。同時加強實訓教學，能加深學生對一些基本理論的理解。在理論講解過程中穿插實訓教學環(huán)節(jié)，使學生更容易更直觀地理解復雜、難懂的結(jié)構(gòu)和原理，同時在理解的基礎(chǔ)上可以引導進行改進設計，提高學生的創(chuàng)新能力。我?，F(xiàn)有的機械加工設備和電氣實訓設備為我們的實訓教學提供了有力保證。比如介紹機床的結(jié)構(gòu)及工作原理時,由于內(nèi)部具有復雜的結(jié)構(gòu)，學生僅僅通過看圖和教師的講授往往不易看懂、弄明白，可以在課堂講授過程中穿行機床結(jié)構(gòu)拆裝實訓，變抽象為具體，使學生形象的了解各類零件工作的實質(zhì)。同時數(shù)控技術(shù)應緊跟時代潮流，與時俱進，充分利用計算機設備及軟件進行仿真加工，對復雜零件利用計算機仿真軟件進行自動編程，通過相應的數(shù)據(jù)傳送通道將其輸入到數(shù)控機床內(nèi)，進行自動加工。
2.4建立試題庫，學習評價，考核標準多樣化
通常在機械類專業(yè)及其它相關(guān)學科專業(yè)的班級開設《數(shù)控技術(shù)》課程，工作量由幾位老師承擔，考試一般是各任課教師各自出題，難免具有片面性，且題目保密性差，因此各班成績也無可比性，教學效果不明顯。考試的目的是通過教師的“教”與學生的“學”的雙向互動過程，通過考試學生、教師以及教學管理人員可以及時發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題，進而改進課程教學，提高教育質(zhì)量。通常實行教考分離是比較有效的措施。因此建立試題庫并使用試題庫進行考試是非常必要的。建立試題庫既能為課程教學改革服務，使的考試科學化、規(guī)范化，減輕教師的工作強度，又有利于監(jiān)控教學質(zhì)量，是加強教學管理工作的重要手段之一。在考教分離同時還必須注重平時學習成績考核，利用理論成績、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)和實訓并重的學習評價考核方式。例如對學生平時課堂參與狀況、回答問題情況、作業(yè)完成情況，特別是實踐教學中的能力表現(xiàn)等情況進行全面考核，記入成績。
3總結(jié)
圖1為鍵控特技原理示意圖。
一.鍵控特技的分類
1.按鍵源的性質(zhì)分
內(nèi)鍵
鍵源與填充（前景）信號是同一個圖像信號，即用要填的圖像信號一路經(jīng)過鍵控信號處理器產(chǎn)生摳像電視信號，另一路作為“填充信號”填入被摳掉的部分。內(nèi)鍵也稱自鍵。內(nèi)鍵特技以前常用于黑白字幕插入，鍵源信號通常是在黑底上的白色字符或圖形，它的電平只有高低兩種，且對應白色部分的電平高，如果填充信號記作A，背景信號記作B，則內(nèi)鍵可簡述為A摳B填A。這種技術(shù)現(xiàn)廣泛地應用于色鍵特技。將疊加的全電視信號經(jīng)消色電路和放大整形處理后，形成摳像鍵控信號，從而進行混合疊加。
（2）外鍵
相對于內(nèi)鍵特技而言，外鍵特技的鍵信號不是由填充（前景）信號或背景信號形成的，而是由第三路視頻信號作為鍵源所形成的，外鍵的鍵源信號也是由黑底上的白色字符或圖形，填充信號通常為單一色調(diào)的彩色信號，因此外鍵特技通常用于彩色字幕的插入。如果填充信號記作A，背景信號記作B，鍵源信號記作C，則外鍵可簡述為C摳B填A。
在計算機顯示像素時，其RGB像素，一路通過電平合成得到摳像信號，另一路經(jīng)過D/A變換，編碼器編碼產(chǎn)生填充信號，如圖2所示。其中存儲器輸出為數(shù)字RGB信號（各8位），經(jīng)D/A變換成模擬RGB，然后經(jīng)編碼器合成成為填充信號，另一路經(jīng)求和電平處理器產(chǎn)生摳像信號。圖2的鍵控信號疊加器輸出為0和1兩種狀態(tài)的電平信號，隨著字幕機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已有利用另一8位信號通道產(chǎn)生具有256級電平變化的ALPHA鍵，從而產(chǎn)生具有半透明漸變的效果（后文詳述）。
2.按產(chǎn)生鍵信號的鍵源圖象成分分
（1）亮度鍵
它是利用鍵源圖像中亮度成分來形成鍵信號，亮度鍵要求鍵源圖像要有較高的亮度反差，即要求鍵源中作前景的圖像部分要亮，其余部分要暗（黑），要形成明顯的黑白反差，亮度鍵又稱黑白鍵。圖3為亮度鍵原理示意圖。
（2）色度鍵
又稱色鍵，它是利用彩色幕布的前景圖像（填充信號）的色度成分（主要是色度中的色調(diào)，也就是圖像的顏色）與其后的彩色幕布的色調(diào)（幕布的顏色）差別來形成鍵信號，用鍵信號去摳背景圖像，再填入彩色幕布的前景圖像。色鍵也是內(nèi)鍵的一種形式，所不同的是鍵信號的形成方式，內(nèi)鍵是利用鍵源信號的黑底和白字符之間的亮度差別來形成鍵信號，而色鍵是利用鍵源信號的彩底（即彩色幕布）和前景圖像（如演員圖像）之間的色調(diào)差別來形成鍵信號，同時鍵源信號又作為填充信號。色鍵要求鍵源圖像信號有較高的色度反差，即要求鍵源信號中作前景的圖像不能含有其后作幕布（背景）的彩調(diào)相同或相近的色調(diào)，也就是要求鍵源信號的前景和背景的色調(diào)盡量分開，最好是補色關(guān)系，以保證兩者之間的色調(diào)差別。
在電視制作中為了獲得最佳視覺效果，使用色度鍵時應盡量滿足下列要求：
.背景應平坦，照明條件要好，顏色要均勻。
.拍攝物體的照明要好，不能帶有被鍵出的顏色。
.視頻必須以分量格式拍攝。
圖4為色鍵原理示意圖。
3.按鍵信號波形分
硬色鍵
鍵信號波形是前后沿很陡的矩形脈沖信號，硬色鍵合成輸出圖像的前景和背景的分界處有抖動和突變現(xiàn)象，使人感到生硬和不自然，還存在分界處彩色閃爍和有幕布色鑲邊等現(xiàn)象。另外，對于自然景物中的半透明物體作為合成圖像前景圖像時，其后面的背景圖像應該是部分地透明，但是硬色鍵在任何瞬間其鍵信號所控制的視頻切換開關(guān)不是接通就是斷開，鍵信號只有兩種取值，不是高電平就是低電平，因此硬色鍵合成圖像中前景圖像不是全透過就是全不透過其后的背景圖像，這與我們?nèi)粘Ｒ姷降淖匀痪坝^是不同的，所以硬色鍵特技給人缺乏真實效果的感覺。在硬色鍵中，鍵信號為高電平時視頻開關(guān)接通，前景圖像全透過其后的背景圖像，鍵信號為低電平時視頻開關(guān)切斷，前景圖像全不透過其后的背景圖像。
（2）軟色鍵
鍵信號波形是與前景圖像透明度相關(guān)的斜坡形（梯形）信號，鍵信號在上升和下降期間有一定的斜率，軟色鍵能夠在很大程度上克服硬色鍵的上述缺點，軟色鍵中將用于硬色鍵的脈沖門控混合電路改成了線性混合電路。
目前，在軟色鍵的基礎(chǔ)上發(fā)展了線性鍵控特技（也稱透明鍵或ALPHA鍵），線性鍵合成圖像能線性地與前景圖像的透明度成比例地透過背景圖像。軟色鍵和線性鍵擴大了色鍵特技的應用范圍。線性鍵是具有半透明混合效果的鍵控特技，其鍵信號決定合成圖像中前景圖像（填充信號）后背景圖像以什么樣的透明度可見，即鍵信號根據(jù)前景圖像的透明度而線性地成比例地決定前景信號與背景信號的合成比例或混合程度。線性鍵的數(shù)學模型可用下式表示：
VOUT=VF*K+VB*（1-K）
其中VOUT為前景（填充）信號和背景信號合成后的輸出信號，VF為前景信號，VB背景信號，K為鍵信號，K值取值范圍為大于等于0而小于等于1，從該式可知，當K=1時，VOUT=VF，此時線性鍵的合成輸出就是前景（填充）信號，這種情況稱為完全疊加。當K=0時，VOUT=VB，此時線性鍵的合成輸出就是背景信號，這種情況稱為完全不疊加。當大于0而小于1時，線性鍵的合成輸出為前景（填充）信號VF和背景信號VB按照K值所決定的比例進行合成以后的圖像，合成圖像看上去是半透明的效果，透過前景可以看到背景，透明度的大小取決于鍵信號K的值。實際上，當K=0或K=1時，線性鍵就工作在硬色鍵方式，但反過來硬色鍵卻不能達到線性鍵的效果，因為硬色鍵的鍵信號K的值只有0（低電平）和1（高電平）兩個值，所以硬色鍵合成輸出要么是前景信號，要么是背景信號，不可能出現(xiàn)半透明的混合效果。
圖5給出了線性鍵（ALPHA鍵）原理示意圖。
二.色鍵技術(shù)應用于虛擬演播室
隨著數(shù)字電視.計算機和多媒體技術(shù)的發(fā)展，色鍵已從二維特技發(fā)展到三維特技，近幾年出現(xiàn)的虛擬演播室技術(shù)就是三維色鍵視頻特技的典型應用，它將活動的演播人員圖象通過色鍵方式鍵入到三維立體動畫背景之中。做到真實的演員能深入到虛擬的三維場景中，并能夠與其中的虛擬對象實時交互。在虛擬演播室中在一間蘭色屏幕代替的真實背景里進行現(xiàn)場表演，三維計算機圖形發(fā)生器實時產(chǎn)生一個逼真的虛擬環(huán)境，并按照以下程序工作：攝象機采集前景視頻信號，同時攝象機上的跟蹤定位系統(tǒng)實時提供攝象機移動的信息。這些數(shù)據(jù)被送至一個實時圖形計算機。從計算機的鏡頭視角再產(chǎn)生一個虛擬環(huán)境。以蘭色屏幕為背景拍攝的攝象機圖象，經(jīng)延時后與選自計算機的虛擬背景以相同時碼進行工作，并通過數(shù)字視頻切換臺“聯(lián)合”在一起，實時產(chǎn)生一個組合圖象。
圖6給出了色鍵技術(shù)應用于虛擬演播室的原理示意圖。
傳統(tǒng)的色鍵技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合應用于虛擬演播室，成功解決了前景與背景之間的透視關(guān)系.比例關(guān)系，使合成的圖像有了極佳的立體效果，可以達到以假亂真的地步。
三.鍵控技術(shù)應用于電視播出系統(tǒng)
目前鍵控技術(shù)已廣泛地應用于各級電視臺的播出系統(tǒng)，主要用于臺標時鐘和字幕信息的疊加，所采用的方式多為并聯(lián)方式，即只將實現(xiàn)鍵控特技功能的鍵控混合器串接于電視播出系統(tǒng)視頻通道中，而將臺標時鐘機與字幕機并接于鍵混合器，如圖7所示。其優(yōu)點在于簡化了電視播出系統(tǒng)視頻通道，提高了電視播出系統(tǒng)的可靠性和安全性，降低了故障率和人為差錯率，因為播出節(jié)目視頻信號經(jīng)過鍵混合器而不經(jīng)過臺標時鐘機和字幕機，而且即使鍵控混合器出現(xiàn)故障，也因為其具有掉電旁路直通功能而不影響播出節(jié)目視頻信號的傳輸。同時，采用鍵控混合器并接方式也方便了播出設備的維護和檢修，當臺標時鐘機或字幕機出現(xiàn)故障時，可以方便地將其拆下檢修，而不會影響視頻通道的節(jié)目播出，只是暫時無法疊加臺標時鐘或字幕信息而已。
圖8給出了鍵控混合器的原理示意。作為播出通道的關(guān)鍵設備，其必須具備以下功能：
主信號斷電直通功能（BYPASS）。
采用兩路外鍵處理方式，可同時進行底行字幕游動和臺標疊加處理。
視頻信號通道指標滿足規(guī)定的要求。
具備各種檢測功能。包括主信號在線檢測，填充信號與主信號的同步檢測。
通過對鍵控信號的處理，使得鍵控特技的混合層次靈活可選。
具備手動/遙控功能，作為播出設備，通過相應的遙控接口很容易接入自動播出系統(tǒng)。
鍵控混合器從使用上說分為兩種，即開關(guān)鍵和ALPHA鍵。開關(guān)鍵即前文提到的硬色鍵，其核心部分是一高速開關(guān)，開關(guān)的速度很快，一般在15ns以下，主信號和疊加信號經(jīng)鉗位后分別到達二選一開關(guān)一端，鍵信號產(chǎn)生的控制信號用來控制開關(guān)。
自1998年6月中央電視臺率先采用半透明臺標以來，已有許多地市電視臺都選用了新型具有256級透明效果的ALPHA鍵代替了傳統(tǒng)的開關(guān)鍵，使字幕和臺標能出現(xiàn)半透明或浮雕等效果。
四.鍵控特技應用于電視后期制作
在電視節(jié)目的后期制作中怎樣利用傳統(tǒng)的鍵控技術(shù)創(chuàng)造出意想不到的效果，我一直在進行一些嘗試。我臺成立于1997年，目前臺里除了擁有傳統(tǒng)的卷編設備外，還擁有Avid及新奧特的非線編設備各一套。由于這兩套設備均不是以字幕作為設計目標，因此在節(jié)目制作過程中，我們發(fā)現(xiàn)字幕的特技和動畫一直是困擾我們的一個難點。要想做出字幕的拖尾，碎玻璃，水波紋，雙字同時游動，馬賽克等效果幾乎不可能。通過長期的實踐和摸索，我們利用鍵控特技和現(xiàn)有設備，卻可以成功地實現(xiàn)這些效果，大大提高了制作人員的創(chuàng)作熱情，增加了節(jié)目的可視性。
關(guān)鍵詞：改造；數(shù)控車床；質(zhì)量控制
如果對所用的普通車床和長時間使用的車床不進行改造，僅購買新的數(shù)控車床，則會增加許多生產(chǎn)廠家設備方面的成本。所以生產(chǎn)廠家對普通車床及長時間使用的車床進行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。
由于進行數(shù)控化改造對于改造廠家來說，較雜又亂，但如何對改造的數(shù)控機床進行質(zhì)量控制則是我們一直以來需要探討的問題，在此談一下如何進行改造數(shù)控車床的質(zhì)量控制。
普通車床數(shù)控改造分為新機改造和舊機改造，新機改造是用戶購買普通車床或普通光機（指僅帶床頭箱和縱、橫向?qū)к壍能嚧玻?，改造廠家根據(jù)其要求進行數(shù)控化改造。舊機改造是指用戶將已經(jīng)使用過的普通車床或數(shù)控車床進行翻新并進行數(shù)控化改造。其中舊機改造包括大修車床改造和用戶舊機部件改造。在此淺談改造數(shù)控車床在機械方面的質(zhì)量控制方法、著重控制點和檢驗過程。
一、新機改造和舊機大修車床改造都必須經(jīng)過如下相同改造
(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機。
(2)增加電動刀架和主軸編碼器。
(3)增加軸向電機的驅(qū)動裝置，限制運行超程的行程開關(guān)，加裝變頻器（客戶需要）以及為了加工和安全所需的電氣部分。
(4)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的配刮、滾珠絲桿副托架與床鞍的配刮、床身與床鞍導軌副進行配刮。
(5)據(jù)需要增加防護設施，如各向絲桿的防護罩，安全防護門，行程開關(guān)的防護裝置。
二、新機改造和舊機大修車床改造的不同點
(1)新機改造的主軸和尾座部分未進行改動，主軸部分和尾座部分無須進行再改造。
(2)舊機大修車床由于經(jīng)過長時間使用，導軌已磨損，為了保證大修后，能繼續(xù)長時間使用而不變形，必須經(jīng)過淬火工序，然后磨導軌，且磨導軌后必須保證導軌硬度≥HRC47。
(3)舊機大修車床應根據(jù)客戶需要對主軸部分和尾座部分進行改造和調(diào)整。
三、新機改造和大修機床改造的精度檢驗是檢驗的重要項目
精度檢驗執(zhí)行JB/T8324.1-1996《簡式數(shù)控臥式車床精度》。
四、新車床改造的精度質(zhì)量控制如下
(1)鏟刮檢驗。新車床改造經(jīng)過對X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進行配刮、對滾珠絲桿副托架與床鞍進行配刮、床身與床鞍導軌副進行配刮等。車床的主軸、尾座部分未拆動。檢驗方法如下：用配合面進行涂色，相互配合面進行結(jié)合，并相對摩擦，然后對鏟刮面進行鏟刮點數(shù)檢驗，并對結(jié)合處用塞尺進行結(jié)合程度檢驗，其中刮研點不得低于6點/25*25mm，0.03mm的塞尺塞結(jié)合處，不入。
(2)絲桿與導軌平行度檢驗：裝配絲桿時，絲桿與導軌的平行度必須≤0.02mm。
(3)精度檢驗的G1項中導軌在垂直平面內(nèi)的直線度(只許凸)應由普通車床廠家進行保證，不作為重點檢驗項目。
(4)精度檢驗中的主軸部分精度G4、G5、G6項也應由普通車床廠家進行保證，不作為重點檢驗項目。
(5)G11項床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車床廠家進行保證，不作為改造廠家質(zhì)量控制的重點項目。
五、用戶大修車床改造的精度檢驗
由于進行了磨導軌，基準面已變動，所以精度檢驗中的所有項目必須進行檢驗，且應嚴格進行控制，以保證改造后的使用性能。
六、大修車床改造和新機改造的其它質(zhì)量重要控制點
(1)銹蝕檢查：各橫、縱向?qū)к壝?，主軸、主軸法蘭盤，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必須采取防銹措施，如清洗干凈后，用脂等進行防銹檢查：鏟刮面、絲桿和軸承在進行裝配前必須清洗干凈，不得留有紅丹粉、鐵削和其它臟物質(zhì)；電箱內(nèi)側(cè)、防護罩內(nèi)側(cè)無灰塵、臟物。
(3)滲漏檢查：大修車床改造的主軸軸承和齒輪等必須保持，大修車床改造和新車床改造的軸向絲桿和軸承必須有，必須有冷卻裝置，且以上和冷卻中接頭處，油、水箱等處都不得有滲漏現(xiàn)象。
(4)機床噪聲、溫升、轉(zhuǎn)速、空運轉(zhuǎn)試驗：
①主軸在各種轉(zhuǎn)速下連續(xù)空運轉(zhuǎn)4min，其中最高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時間不小于2小時。整機空運行時間≥16h，對圓弧、螺紋、外圓、端面等循環(huán)車削進行模擬空運行試驗。
②主軸軸承溫度穩(wěn)定后，測軸承溫度及溫升滾動軸承：溫度≤70℃，溫升≤40℃；滑動軸承：溫度≤60℃，溫升≤30℃。
③機床噪聲聲壓級空運轉(zhuǎn)條件下≤83dB(A)，且機床有無不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進給運動進行應平穩(wěn)，無明顯振動、顫動和爬行現(xiàn)象。
④機床連續(xù)空運轉(zhuǎn)試驗在規(guī)定連續(xù)空運轉(zhuǎn)時間內(nèi)，無故障，運行可靠，穩(wěn)定。
(5)用戶更換部件（包括機床部分的維修）的改造：由于車床更換部件的改造項目較多，主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機、軸向軸承和系統(tǒng)。
①更換主軸軸承：由于更換主軸軸承是為了保證加工外圓和端面的精度，必須在更換軸承后，先行檢驗主軸的噪聲在無異常的情況下，整機噪聲聲壓級不得超過83dB（A），然后進行加工精度檢驗，并檢驗加工工件的表面粗糙度。
②更換軸向絲桿檢驗：檢驗各向位置精度，確保在規(guī)定范圍內(nèi)，跑機運行達到軸向運行無不正常的沖擊聲和雜音。更換軸向電機：由于其它項目未進行改造，則檢驗僅對跑機運行的噪聲進行檢驗，軸向運行無不正常的沖擊聲和雜音。檢驗其軸向反向間隙，以防在裝配中由于裝配引起反向差值不符合要求。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；故障診斷；檢測
1數(shù)控機床的故障診斷技術(shù)
①數(shù)控系統(tǒng)自診斷。開機自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機后，都要運行開機自診斷程序，對系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進行檢測，并將檢測結(jié)果在CRT上顯示出來。運行自診斷運行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。
②在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)下，實時自動地對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進行自檢，并顯示狀態(tài)信息、故障信息。脫機診斷當數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需要停機進行檢查，這就是脫機診斷。脫機診斷的目的是修復系統(tǒng)的錯誤和定位故障，將故障定位在最小的范圍。
遠程診斷實現(xiàn)遠程診斷的數(shù)控系統(tǒng)，必須具備計算機網(wǎng)絡功能。因此，遠程診斷是近幾年發(fā)展起來的一種新型的診斷技術(shù)。數(shù)控機床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡功能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機床制造廠家，數(shù)控機床出現(xiàn)故障后，通過機床廠家的專業(yè)人員遠程診斷，快速確診故障。
2數(shù)控機床故障的實用診斷方法
①診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表－可測電阻、交、直流電壓、電流。
相序表－可檢測直流驅(qū)動裝置輸入電流的相序。轉(zhuǎn)速表－可測量伺服電動機的轉(zhuǎn)速，是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)。鉗形電流表－可不斷線檢測電流。測振儀－是振動檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀－可檢測電氣維修中經(jīng)常碰到的短路故障現(xiàn)象。邏輯測試筆－可測量數(shù)字電路的脈沖、電平。IC測試儀－用于數(shù)控系統(tǒng)集成電路元件的檢測和篩選。工具－彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。
②診斷用技術(shù)資料主要有：數(shù)控機床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數(shù)表，PLC程序，編程手冊，數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊，伺服驅(qū)動系統(tǒng)使用說明書等。數(shù)控機床的技術(shù)資料非常重要，必須參照機床實物認真仔細地閱讀。一旦機床發(fā)生故障，在進行分析的同時查閱相關(guān)資料。
③故障處理。故障軟故障－由調(diào)整、參數(shù)設置或操作不當引起硬故障－由數(shù)控機床（控制、檢測、驅(qū)動、液氣、機械裝置）的硬件失效引起。
故障處理對策除非出現(xiàn)影響設備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機床的電源，應保持故障現(xiàn)場。從機床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板或驅(qū)動裝置報警燈等方面進行檢查?？砂聪到y(tǒng)復位鍵，觀察系統(tǒng)的變化，報警是否消失。如消失，說明是隨機性故障或是由操作錯誤引起的。如不能消失，把可能引起該故障的原因羅列出來，進行綜合分析、判斷，必要時進行一些檢測或試驗，達到確診故障的目的。
④數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法。直觀法（望聞問切）：問－機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看－CRT報警信息、報警指示燈、電容器等元件變形煙熏燒焦、保護器脫扣等聽－異常聲響聞－電氣元件焦糊味及其它異味摸－發(fā)熱、振動、接觸不良等。參數(shù)檢查法：參數(shù)通常是存放在RAM中，有時電池電壓不足、系統(tǒng)長期不通電或外部干擾都會使參數(shù)丟失或混亂，應根據(jù)故障特征，檢查和校對有關(guān)參數(shù)。隔離法：一些故障，難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機械部分造成的，常采用隔離法。同類對調(diào)法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板，或?qū)⒐δ芟嗤哪０寤騿卧嗷ソ粨Q。功能程序測試法：將G、M、S、T、功能的全部指令編寫一些小程序，在診斷故障時運行這些程序，即可判斷功能的缺失。
⑤故障診斷應遵循的原則。第一，先外部后內(nèi)部數(shù)控機床的檢修要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則，由外向內(nèi)逐一進行檢查排除。第二，先機械后電氣首先檢查機械是否正常，行程開關(guān)是否靈活，氣動液壓部分是否正常等，在故障檢修之前，首先注意排除機械的故障。第三，先靜后動維修人員本身要做到先靜后動。首先詢問機床操作人員故障發(fā)生的過程及狀態(tài)，查閱機床說明書、圖紙資料，進行分析后，才可動手查找和處理故障。
數(shù)控機床是現(xiàn)代化企業(yè)進行生產(chǎn)的一種重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是完成生產(chǎn)過程的重要技術(shù)手段，強化管理是關(guān)鍵，“防”與“治”的結(jié)合是解決數(shù)控機床“使用難、維修難”的唯一途徑。
參考文獻：
這個部分總課時為84學時，通過學習鑄造、焊接、鉗工、車工、銑工這些工種后，我們特意設計了一套包含這些工種的實用工具（套絲扳手和攻絲扳手）。經(jīng)過這一套零件加工，學生別學習了這些工種牽涉的各種機床使用和安全操作方法，接觸了鉆床、車床、銑床、齒輪加工機床和內(nèi)外磨床，掌握了工藝制定方法、加工方法及保證工件精度、表面粗糙度各種技術(shù)要求。在這一課題中，我們重點訓練了孔加工、螺紋加工及尺寸精度控制等項目，每個學生逐一過關(guān)，并對學生在這些項目中出現(xiàn)的問題進行答疑，找出出現(xiàn)錯誤的原因，然后按照圖紙重新進行加工，而對于一些次要項目只要求符合圖紙要求。當學生把他們加工的零件組裝成一件能使用的產(chǎn)品時，他們的臉上都露出甜美的笑容。
二、數(shù)字加工技術(shù)訓練
在這一課題中，我們分為兩個部分數(shù)控車和數(shù)控銑。設計課時為56學時，在數(shù)控車中，要求學生熟練使用常用指令、熟練地編程，加工中避免出現(xiàn)不安全的冒險動作和操作。把重點放在高效加工工藝確定、準確的走刀路線使用、程序的最佳優(yōu)化上。在這樣的訓練后，讓學生按圖加工一個（手用千斤頂），不但包含數(shù)控車加工的內(nèi)容，還是一個很美觀的小工具。在數(shù)控銑中，我們設計了一個精美的（首飾盒），這個產(chǎn)品中，要求學生必須掌握平面、臺階面、內(nèi)型腔、V型槽、螺紋等項目的加工。要求學生考慮工件的裝夾、工藝的確定、保證獲得較高表面粗糙度的方法，最后組裝成一個小巧可愛的工藝品。
三、拓展創(chuàng)新加工訓練
這一課題為28學時，起初階段我們首先介紹了三軸、五軸加工中心的使用知識和操作方法。緊接著給學生布置拓展內(nèi)容，拓展中要求學生敢于思考、敢于創(chuàng)新，只要學過的知識點都可以設計在要加工的工件中，按照這樣的思路先設計產(chǎn)品，簡述產(chǎn)品設計思路，再畫出CAD圖紙、擬定加工工藝及加工設備。在這些內(nèi)容基本完成后教給指導老師審核，在指導老師認可的情況下就可以進行產(chǎn)品加工。在這一課題中，學生的思維很活躍，有些還很先進，符合拓展學習要求，如有的學生設計加工出西湖的“三潭”、荷蘭風車、國際象棋……
四、實施方法及成績評定
一般把六位學生分為一組，這樣在設計中學生可以集思廣益，在操作中又可以分工合作，最終成績評定中又是“風雨同舟”。不斷提高互相合作、患難與共的精神。如果一組成績被老師評定后，那這六個人的成績都是同一層次的。打分前，老師會對設計思路、工藝、加工易難程度當著學生的面進行點評，指出優(yōu)缺點，對于存在的問題一一給予分析解答，并指出修改思路，使學生徹底掌握最優(yōu)化的工藝和加工流程。通過我院數(shù)控11241和數(shù)控11242兩個班級的實踐，總體效果如下：
1.實訓課時安排充分，一共178學時。
2.涉及機械加工中的所有工種，面廣量大。
3.應用新型教學模式———拓展創(chuàng)新教學法。
4.培養(yǎng)學生團隊合作精神，發(fā)揚集體的智慧。
數(shù)控技術(shù)在機械制造中經(jīng)歷了數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、數(shù)控線切割機床、加工中心、車削中心、數(shù)控沖床、數(shù)控彎管機、數(shù)控折彎機、板材加工中心、數(shù)控齒輪機床、數(shù)控激光加工機床、數(shù)控火焰切割機等多個階段，其的不斷更新與進步促進了機械制造業(yè)向高精度、高效率、柔性自動化的方向發(fā)展。
1）數(shù)控技術(shù)帶動汽車工業(yè)發(fā)展
數(shù)控技術(shù)在各行業(yè)的生產(chǎn)中起到了重要的作用，通過運用數(shù)控技術(shù)，改善勞動者的作業(yè)條件，減少勞動者在高危險環(huán)境中的作業(yè)次數(shù)，降低勞動者的作業(yè)強度，實現(xiàn)生產(chǎn)線的機械化甚至自動化。在汽車工業(yè)領(lǐng)域，零部件的制造過程中廣泛使用數(shù)控技術(shù)，大大提高了零部件的制造效率，實現(xiàn)標準化生產(chǎn)；在汽車行業(yè)的高速加工中心，普遍應用數(shù)控技術(shù)，促進汽車制造現(xiàn)代化生產(chǎn)線的構(gòu)建，滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的需求，同時保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)的整體運用，提高了汽車行業(yè)的整體效率，促進汽車行業(yè)由傳統(tǒng)的制造業(yè)向現(xiàn)代先進高效的制造業(yè)過渡。
2）數(shù)控技術(shù)帶動機床設備的更新
機床設備是制造行業(yè)發(fā)展的重要組成，數(shù)控技術(shù)在車床方面的應用直接推動機電一體化的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)通過計算機控制增強了機床設備的控制能力，準確控制刀具與工件的具置，提高機床運行中的精度，增強了車床的運轉(zhuǎn)效率，促進車床在高精度、高效率、精細化方面的不斷發(fā)展。
3）數(shù)控技術(shù)帶動采煤業(yè)發(fā)展
眾所周知，在采煤過程中，對于采煤機的要求極高，采煤機的狀況直接影響到人工作業(yè)的危險程度及采煤作業(yè)的完成與否。采煤機改變傳統(tǒng)制造的技術(shù)工藝，通過數(shù)控技術(shù)使用龍骨板進行下料工作，同時，改變采煤生產(chǎn)過程中勞動者的作業(yè)條件，不僅解決了采煤作業(yè)的效率問題，而且提高了采煤作業(yè)的精準程度，將作業(yè)人員處于危險環(huán)境的程度降至較低程度，降低礦難事故的發(fā)生頻率。
2新時期數(shù)控技術(shù)在機械制造中的發(fā)展趨勢
新時期數(shù)控技術(shù)在工業(yè)各方面得到了普遍的應用，對于提高工業(yè)的效率，增強工業(yè)方面的競爭力發(fā)揮了不可替代的作用，在不久的未來，數(shù)控技術(shù)在硬件、程序的編制及結(jié)構(gòu)方面會不斷優(yōu)化，促進數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也帶動機械制造行業(yè)的迅速前進。
1）機電一體化結(jié)構(gòu)
優(yōu)化之后的數(shù)控技術(shù)在數(shù)控結(jié)構(gòu)方面也將發(fā)生巨大的變化，顯著變化便是實現(xiàn)了機電一體化。通過自動交換刀具、自動交換工件、主軸立臥自動轉(zhuǎn)換、工作臺立臥自動轉(zhuǎn)換、主軸帶C軸控制、萬能回轉(zhuǎn)銑頭、以及“數(shù)控夾盤”、“數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺”、“動力刀架”和“數(shù)控夾具”等程序的控制，優(yōu)化期機械結(jié)構(gòu)，提高其自動化的效率與效果，使得系統(tǒng)與機床的機電系統(tǒng)實現(xiàn)完美的配合，最終實現(xiàn)機械結(jié)構(gòu)的模塊化發(fā)展。
2）編程系統(tǒng)的優(yōu)化
數(shù)控的編程技術(shù)在編程平臺、編程功能及整個編程系統(tǒng)方面將實現(xiàn)高效優(yōu)化。在編程平臺方面，脫機編程可擴展至在線編程，通過CNC裝置將自動編程設備所具備的功能轉(zhuǎn)移至數(shù)控裝置的計算機之中，實現(xiàn)在線的人機對話。在編程功能方面，不再僅局限于固定循環(huán)與圖形循環(huán)，擴展至子程序設計功能，會話式自動編程、藍圖編程等多方面。在整個編程系統(tǒng)方面，可同時處理幾何信息與工藝信息，在選擇刀具及切割量方面實現(xiàn)全自動化。
3）數(shù)控設備的更新
對數(shù)控技術(shù)的要求逐漸提高，相應的其硬件設施也要跟得上數(shù)控技術(shù)的步伐。電主軸的轉(zhuǎn)速、CPU的運轉(zhuǎn)頻率、進給運動部件的位移速度將得到極大的提高，同時在計算機方面，將向基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)不斷更新發(fā)展，以此降低數(shù)控設備的成本，提高機械制造業(yè)的整體水平，增強我國機械制造業(yè)在國際市場中的競爭能力。
3總結(jié)
