轧辊磨床技术服务Word格式文档下载.docx

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湿式加工采用切削液的主要优点是　　1）润滑作用：

切削液可以润滑刀具，提高刀具的切削能力；

　　2）冷却作用：

一定流量的切削液，可以将切削热带走，从而降低了刀具的温度；

　　3）冲屑作用：

切屑液可以将切屑冲刷掉，掉入排屑沟排走，同时沟槽内排屑也可以用切削液来实现水力排屑；

　　4）提高工件表面粗糙度：

切削液将加工面的铁屑冲走，铁屑不致划伤加工面，从而提高了粗糙度；

　　5）减少锈蚀：

选用合适的切削液，可以防止工件、机床导轨的锈蚀；

2.切削液的合理使用　　切削液按成份大致可以分为油基切削液和水基切削液两大类。

油基切削液如轴承厂的超精加工使用的以煤油为主添加少量机械油的切削液。

油基切削液通过加工部位后一般只含有磨粒、切屑等固体杂质，实用中只需要分离掉固体杂质就能获得清洁的切削液，因此其处理相对比较简单。

另一类是水基切削液，以乳化液为代表，在乳化液中细微的油滴高度分散地分布在水中，乳化液中还含有各种表面活性剂及防锈剂等添加剂。

乳化液通过加工部位后除含有磨粒、切屑等固体杂质外，还容易滋生微生物。

微生物包括细菌、霉菌、真菌等，这些都是影响乳化液品质的主要因素，正常的乳化液含菌量不超过1000个/mg，当含菌量达到10000～100000个/mg时，乳化液就会变黑发臭，冷却润滑效果迅速下降，发出令人不愉快的气味，腐蚀设备，甚至菌体会将过滤器堵塞，这时必须更换全部乳化液并彻底清洗循环系统。

3.细菌在切削液中滋生的机理　　乳化液中的细菌可以分为亲氧菌和厌氧菌两类。

其中厌氧菌是造成乳化液黑臭的罪魁祸首。

乳化液中总是含有一定量的不溶氧，因此总有亲氧菌在这种环境下繁殖生长，同时消耗掉乳化液中的不溶氧，造成水体缺氧，这时厌氧菌就会趁机繁衍增生，厌氧菌以乳化液中的有机成分和盐类为营养，同时分解出氨、硫化氢等难闻刺鼻的气体，厌氧菌分解出的有机酸使乳化液的PH值下降并与铁反应，使乳化液呈现出灰黑色，这一过程在一定温度和一定杂质量的&

ldquo;

死水&

rdquo;

环境中进行的相当快，乳化液处理系统的目的就是要设法延缓这一过程。

4.切削液的使用和维护　　4.1配置（稀释）切削液的配置就是按一定比例加水稀释。

水基切削液特别是乳化液在稀释时注意以下几点：

　　1）水质一般情况下不宜使用超过推荐硬度的水，因为高硬度的水中所含有的钙、镁离子会使阴离子表面活性剂失效，乳液分解，出现不溶于水的金属皂。

即使乳化液是用非离子表面活性剂制成，大量的金属离子也可以使胶束聚集，从而影响乳化液的稳定。

太软的水也不宜使用，用太软的水配置的乳化液在使用过程中易产生大量泡沫。

　　2）稀释切削液的稀释关系到乳化液的稳定。

切削液使用前，要先确定稀释的比例和所需乳化液的体积，然后算出所使用切削液原液量和水量。

在稀释时，要选取洁净的容器，将所需的全部水倒入容器内，然后在低速搅拌下加入原液，配置时，原液的加入速度以不出现未乳化原液为准。

注意原液和水的加入程序不能颠倒。

4.2维护　　延长乳化液的使用寿命除了选择合适的冷却液的质量和合理使用外，切削液的维护也是非常重要的因素。

切削液的维护工作主要包括以下几项：

　　⑴确保液体循环线路的畅通及时排除循环线路的金属屑、金属粉末、霉菌粘液、切削液本身的分解物、砂轮灰等，以免造成堵塞。

　　⑵抑菌切削液（特别是乳化液）抑菌生长至关重要，在切削液的使用过程中，要定期检查细菌含量，及时采取相应措施。

　　⑶净化要及时除掉切削液中的金属粉末等切屑及飘浮油，消除细菌滋生环境。

　　⑷定时检查切削液PH值，有较大变化，及时采取相应措施。

　　⑸及时补加切削液，由于切削液在循环使用过程中因飞溅、雾化、蒸发以及加工材料和切屑的携带，会不断消耗，因此要及时补加新液，以满足系统的循环液总量不变。

5.切削液的净化　　切削液的过滤净化即将切削液中一定比例、相对较大的固体颗粒，从切削液中去除的过程。

经过过滤净化后的切削液能够再用于机械加工中达到循环使用的目的。

对切削液过滤净化的优点主要表现在以下几个方面：

　　1）延长切削液的更换周期.　　2）提高刀具及砂轮的使用寿命：

近几年的研究表明，如将切削液中的杂质（如碎屑、砂轮粉末等）从40&

mu;

m降低到10&

m以下，刀具（或砂轮）寿命可延长1-3倍。

　　3）提高工件表面粗糙度，降低废品率。

　　4）延长管路及泵组使用寿命，切削液中的固体颗粒等切屑会加速管路及泵等部件的磨损。

6.切削液的过滤净化型式　　对切削液的过滤净化大致可以分为过滤和分离两大类，但在实际生产中常将他们结合使用。

6.1分离装置：

　　1）沉淀箱：

如图1，在沉淀箱内设有隔除悬浮污物和浮油的分离挡板和隔板，切屑和固体污物则沉淀于箱底。

经沉淀和隔离浮悬物和浮油的净化液，流过隔板上方流入沉淀箱的净液存储部分。

这种装置适应切屑大和比重大的切屑分离。

图2是另一种沉淀箱，它带有刮板链，可将沉淀于箱底的细切屑和固体污物刮出箱外，落入污物箱。

沉淀箱对切屑细末、细粒子和高粘度的切削油的分离效果不好图2刮板式沉淀箱　　2）磁性分离器：

磁性分离器早已应用于磨削加工过程净化磨削液，它利用磁性吸附原理，依靠连续转动的磁鼓清除铁屑和其他导磁金属末。

分离过程：

当脏的磨削液流过缓慢旋转的磁鼓吸附区域时，在磁场作用下磁性的固体粒子被磁化，吸附到磁鼓表面，并被带出磨削液流动区，经橡胶压辊挤压脱水，然后依靠贴着磁鼓的刮板把磁鼓上的磨屑刮下。

这种磁性分离器在分离出磁性的固体颗粒的同时，也清除部分其他非磁性杂质。

　　3）离心分离器：

离心式分离器是依据冷却润滑液和切屑的比重差，通过分离器的高速回转产生离心力来分离切屑的。

同样依据不同液体的比重差来分离油和水。

其净化过程是带细末粒子的冷却润滑液由污液管进入转子内部，并随转子一起高速旋转，靠旋转而产生的离心力，促使细末粒子抛向壁周，净液由顶部溢出。

当分离器转子内部切屑积聚过多时，要停止过滤，清理转子。

见图4。

分离器的性能是由其回转数、回转半径所决定。

手动卸料和半自动卸料离心分离器可用于乳化液、合成液及低粘度切削油的净化。

离心式分离器分离精度高阿法拉伐的离心净油机离心分离是当今最快速、经济、有效的净化方法快速：

离心分离速度是自然沉降方式的分离速度的5000-10000多倍经济：

不用更换岭南新，运行成本低，占地小，紧凑有效：

1.同时进行液、液、固三相分离，如能同时去除冷却液、清洗液中的浮油和颗粒2.处理能力强，能除去99％大于1微米的颗粒，冷却液、清洗液浮油含量控制在0.5％以下离心分离＝干净的冷却液、清洗液冷却液、清洗液一直处于干净状态普通过滤器去不了的细小颗粒（20&

以下），离心机很容易将它们去掉（1&

以上，99％去掉）浮油控制在0.5％以下，分出来的油是纯净的油，纯度可达99％延长工作液体使用寿命清洗液--6倍冷却液--长达10年更少的停机时间--更换工作液次数减少，更多的工作时间延长刀具的使用寿命--切削液浮油含量从5％降低到0.5％的话刀具的寿命可延长20％更加符合环保要求--使用寿命延长，废液排放就减少，处理费用省了，更加环保了工作液中的浮油没了，车间油雾少了，细菌没了，工人更健康了　4）切削液的集中过滤　　切削液的循环方式有单机过滤和集中过滤两种型式。

单机循环过滤就是每台机床的过滤系统各自独立。

单机循环过滤系统一般是轴承加工机床出厂时设备自带的，一般比较简单，只能满足低精度轴承生产要求，不能满足高精度、低噪音轴承的需要。

这种独立的过滤循环方式，一般适合与机床数量不多或使用不同切削液的工况。

对于采用湿式加工的大型机械加工厂，推荐采用集中过滤方式。

集中过滤系统是现代湿式加工过滤的趋势，与单机循环系统相比，集中过滤的优越性表现在以下几个方面：

　　1）占地面积小：

大型集中过滤系统比单机过滤相对占地面积小得多。

　　2）便于管理：

添加切削液时点数少，可以减少切削液管理人员，废切削液可以集中处理，环境污染小；

排出的铁屑集中，便于运输处理；

切削液的使用情况可以集中检测。

　　3）过滤精度容易控制；

　　4）容易实现自动控制。

　　　　冷却液集中过滤系统对生产车间的磨削液进行集中供液、集中处理，可以对冷却液进行集中过滤、除油、增氧、杀菌，实现对其浓度、pH值和菌落数的控制，从而保证冷却液不发生变质，延长冷却液的使用寿命。

冷却液的集中过滤，循环使用，在降低生产成本，降低工人劳动强度，改善车间工作环境，减少环境污染的同时，还可以实现对废冷却液的集中处理，从而进一步减少对环境的污染。

重要的是，冷却液集中过滤系统使冷却液质量长期稳定，保证了轴承套圈磨削加工的需要。

　　磨削液集中供应与过滤系统具有很大的推广价值，一次性投入并不算大，但是资源节约效果明显，社会效应好，对厂房改造要求不高。

轧辊磨床为金属切削机床,由床身、头架、尾架、托架、纵横拖板、磨头、测量架及电气数控系统组成，分为承载系统、驱动系统、磨削系统、测量系统和控制系统五个子系统。

为了让业内人士了解更多轧辊磨床的详细信息，　　

一、轧辊磨床的操作规程

　　1、操作人员经考试合格取得操作证，方准进行操作，操作者应熟悉本机的性能、结构等，并要遵守安全和交接班制度。

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　　2、操作者必须根据磨床说明书的要求，详细了解并熟记各润滑部位，润滑方法及润滑油的种类、牌号，按磨床润滑图表的规定进行给油保养

　3、开工前，应按规定穿戴好防护用品，对照交接班记录薄，对磨床各部位进行详细检查，发现问题应及时逐级报告，异状未经排除不得开车工作。

　　4、开工前应对轧辊磨床下列部位进行检查：

（1）油池中的油量应达到规定的油面高度。

（2）调整皮带松紧度是否合适。

　　（3）防护罩和砂轮要装卡牢固，位置正确，防尘毡垫密贴良好

　（4）检查电气系统是否良好，周围环境应清洁，无短路。

　（5）按轧辊磨床说明书规定的润滑处所，顺次注入润滑油。

　　（6）接通总电源，顺次启动油泵等电机，注意运转状态，发现异状，异音应立即关闭电源。

　（7）开动轧辊磨床，空转3min，查看各部动作是否正常，着咱是否正常，冷却液是否畅通。

　（8）装卡砂轮前应防止砂轮受潮，砂轮应做份平衡试验；

严禁砂轮有裂纹。

　　（9）装卡砂轮时，须在砂轮和压板间垫以0.5～1.0mm的纸垫，并用专用扳子均匀用力紧固

　　（10）砂轮装好后应空载运转5min，操作者应避开正面，确认砂轮运转正常后，方准使用。

　5、活塞杆的装卡必须符合规定，必须确认磨床的状态正常后，方准开车

　　6、加工轧辊必须事先清除被加工部位的油垢，黒污和灰尘等。

根据工件的材质合理选用砂轮和磨制量，严禁磨削工件毛坯。

　　7、装卡和测量工件时，必须使砂轮退离工件和停车。

工件与砂轮未离开时，不得中途停车。

砂轮在接近工件时，不准用机动进给。

　8、工作时禁止操作者离开磨床或托人代管，如因停电或其他原因必须离开时，应将砂轮离开工件后停车。

重新开动磨床时，应确认各部无异状后方准开车。

　9、磨床工作时，应注意各传动部分状态，如油温和油压是否正常，冷却液是否畅通准确地浇到工件上；

油泵与电机的温度是否正常，有否异状异音；

各操作手柄是否位里正确，各紧固件有否松动位移等。

　　10、禁止在工作台面与油漆表面放置金属物品。

　　11、禁止在工作台面及床体上敲打、拆装、矫直工件。

　12、磨床发生事故后，应保持现场，切断电源.迅速报告，妥善处理。

　　13、工作完毕后，应将砂轮退离工件，切断总电源，各手柄放置在空位上。

恢复磨床正常状态，做好日常保养。

　　14、认真填写交接班记录簿等有关记录。

　　二、轧辊磨床的日常保养

　　1、必须根据轧辊磨床说明书的要求，在各润滑部位，按规定的润滑方法及润滑油的种类、牌号，按磨床润滑图表的规定，进行给油保养

　　2、润滑油注入油箱及其他容器前，应经建油网过滤，油箱油量必须达到油标线

　　3、油壶、油枪等感油器具必须清洁完整，不同牌号的油脂不准混装

　4、油箱内不得留有好毛杂质，油箱中润滑油如有沉淀、起垢、积水等现象应立即更换

　　5、凡软于油杯润滑部位，每班至少拧进二扣以上

　　6、禁止向冷却液中加水，冷却液不足时应添加制成的冷却液

　7、工作台的油盘、排冷却液的管和过健网，要经常清除磨屑、油垢、杂物等

　　8、随时注意清扫导轨、工作台等部位的磨屑、灰尘、油垢等，确保磨床在运转中不致发生拉伤、擦伤等现象

　　9、经常检查砂轮，不准使用裂纹砂轮.防护罩、砂轮的位里和装卡必须安全可靠。

　10、工作完毕要认真擦拭磨床，各滑动面涂上一层薄油，对各部位应做到无油垢、磨属、灰尘等杂物。

　11、对工件、附件、工具进行清理，摆放整齐。

清扫工作场地。

　　12、按自检自修范围.注意轧辊磨床的使用和保

　三、轧辊磨床的定期保养

　1、定期修理时，应更换润滑油，清洗油箱必须将各机构清洗、擦拭干净

　2、换油时必须清洗滤油器，异油线、油杯、油盘，并流通油路；

所有导油线，建油毡应清洗压干后，浸油放入油盘、油槽内。

　3、油盘、油杯的滤油毡、导油线二周清洗一次；

档毛毡垫每周清洗一次。

　4、冷却液每隔2～3周更换一次。

更换时要彻底清洗冷却液箱，不许有残留旧液与其他杂质等，冷却液泵在3～4个月必须清洗一次。

冷却浓的配制应符合规定。

　　5、按规定定期送检压力表

中高曲线磨削装置（U轴）

目前国内国外轧辊磨床的中高机构的种类较多，按机械式和数控式来分，机械式有磕头杠杆式中高机构，和楔形杠杆中高机构及样板靠磨中高机构式，数控式中高机构有滚珠丝杆伺服电机进给;

静压偏心套中高曲线结构，静压偏心套中高曲线结构在目前的国内外轧辊磨床的是使用上，重型和中型轧辊磨床有较多的使用。

小型和轻型轧辊磨床用滚珠丝杆伺服电机进给实现中高进给和磕头杠杆式中高机构的比较多。

静压偏心套结构（内装主轴动静压轴承），传动系统由带减速装置的交流伺服电机通过无键连接方式驱动精密滚珠丝矸，通过直线滚动导轨副定位，使滚珠螺母上下移动进而带动高精度静压偏习套作小角度摆动，使装于静压偏心套内的砂轮主轴相对于辊面作微量无间隙切入（或退出）运动。

该运动与拖板（Z轴）运动相复合，从而在轧辊表面磨削出所需曲线。

特殊设计的传动结构，确保了传动系统始终处于无间隙状态，从而可以获得很高的曲线磨削精度

轧辊磨床托瓦发热的原因

轧辊磨床的托瓦一般分接触式和非接触式托瓦，接触式托瓦一般有巴氏合金托瓦，尼龙托块，工程塑料瓦，非接触式托瓦有巴氏合金静压托瓦。

一、接触式巴氏合金托瓦

1、接触式巴氏合金托瓦与轧辊支撑颈结合面接触大小是直接造成温度高低原因，托瓦与轧辊摩擦面多少是发热的主要原因，不管是圆弧托瓦还是平托瓦控制好与轧辊接触面多少是控制托瓦温度的一种方法，

2、在磨削过程中给托瓦结合面，保持少量的润滑油能保证轧辊在旋转是保持顺畅也是可以控制托瓦升温办法。

3、托瓦材料的成分也是造成托瓦温度上升的原因，目前市场上的巴氏合金托瓦，有锡基和铅基合金托瓦，锡基合金托瓦比铅基托瓦传

热性好抗磨性相对低，但对轧辊温度的控制也有重要作用。

锡基合金托瓦比铅基托瓦更加适应磨削重型轧辊。

4、巴氏合金的含锡量要相对高，含铜量要相对较低，这样巴氏合金托瓦才是比较适合重型高精度轧辊磨削的托瓦。

二、非接触式静压托瓦

非接触式静压托瓦一般发热是因为是：

1、由托瓦瓦面磨损，使轧辊与托瓦直接接触造成摩擦力加大产生发热现象，及时进行人工刮研.

3、给托瓦提供液压润滑邮箱油不干净，及时清理邮箱

2、油路油压不畅，保证托瓦油路通畅，及时清理托瓦供油系统。

板廓是板带材产品的重要质量指标，良好的板廓既是用户和下游工序的要求，也是生产线技术水平的体现。

M型板廓的存在，在下游工序轧制过程中很难消除，且容易出现1/4浪等平直度缺陷。

分析认为1、板形设定产品目标凸度设定不合理，所用规格产品目标凸度均设定同一参数，这样在轧制较厚产品时，为保证成品凸度和平直度，工作辊始终处于较大的正横移位置；

各机架的比例凸度分配不合理。

2、工作辊

经常大量集中编排同一宽度产品，轧件边部对轧辊磨损较大，从而导致W形磨损辊型。

而在后续的工作辊温度分布与工作辊长度曲线中，排除了工作辊局部热凸度的存在，更说明了大量同宽轧制是该缺陷的产生原因之一

根据以上分析，得出的解决措施为1、优化精轧机板形控制设定

热轧机组板形控制系统仅考虑二次凸度的控制，而对M形板廓高次凸度无法进行控制。

因此，带钢二次凸度达到控制目标时，尽管存在M形板廓，系统也不会进行控制。

为此，提出根据产品目标厚度设定目标凸度的措施，在优化产品目标凸度的同时，促使板形控制系统排除不良样本干扰

2、优化轧制计划编排

控制同宽度轧制数量，进行周期性变宽轧制，使工作辊磨损更加均匀。

要求同宽轧制不超过15块、不低于5块；

相邻轧件宽度跳跃小于200mm；

一周内宽度变化幅度不低于300mm

改进后生产表明，这些措施有明显改善效果，比较成功

热轧辊用钢材的发展趋势

热轧生产中辊的工作条件非常恶劣，主要是因为热轧辊常与温度高达900～1100℃的轧材接触，辊而温度高达500℃[18-19]，轧辊使用中除了承受强大的轧制力，以及辊面受轧材的强力磨损外，在轧材高温的作用下，辊面易产生氧化，氧化膜易脱落，加剧轧辊的失效[20

此外，轧辊在工作中还会反复被轧材加热及冷却水冷却，经受温度变化幅度较大的激冷激热，产生很大的热应力，逐渐导致热疲劳裂纹的产生，热疲劳裂纹在轧制力的作用下不断扩展，最终导致轧辊表面破裂甚至剥落，促使轧辊失效。

热轧辊除了应具有高的耐磨性和强韧性外，还应具有优良的抗氧化和热疲劳能力。

热轧辊材料的发展和选用，主要着眼于提高轧辊的表面耐磨性，在轧辊表面的金相组织中形成较硬的碳化物。

随着热轧技术的发展，热轧辊材料也在不断地得到改进和发展，从早期使用的冷硬铸铁轧辊，发展到半钢轧辊、高铬铸铁轧辊和高速钢轧辊早期使用的轧辊组织以M3C型碳化物为主，如Fe3C等。

后来加入合金元素铬、镍等，碳化物类型仍以M3C为主，形态变化不大，呈网状分布，但碳化物由FC3C变成了（F'

e，Cr）3C，碳化物硬度提高，而且轧辊的基体组织由珠光体变成了马氏体和贝氏体，轧辊的耐磨性明显提高。

在轧辊中进一步提高铬含量，碳化物由M3C转变成M7C3型为主，如Cr7C3等，硬度提高，碳化物形态明显改善，由刚状分布变成菊花状分布，轧辊硬度提高的同时，力学性能尤其是冲击韧性和断裂韧性大幅度提高，轧辊使用性能明显改善

进入20世纪80年代末期，采用铸造高速钢制造轧辊引起了世界各同轧辊研制者的重视。

目前正在研制及迅速推广的高速钢复合轧辊，在使用状态下，轧辊表面层的金相组织主要由MC型和M6C型碳化物以及在高温下具有较高硬度的基体组织构成

磨削凸度辊走刀纹控制

我们在磨削轧辊凸度辊时在轧辊两边经常发现有一边会出现走刀纹，磨头换向磨削后消除但另一边又出现了，这个问题跟磨床的砂轮主轴机构和砂轮磨削受力面有关系，控制好砂轮在弧度面上坡和下坡走刀的均匀受力是磨削的关键

目前在实际操作上解决方法基本有如下

1、在轧辊中间凸度最高处退刀可以，但是无法保证棍面粗糙度的均匀度，所以这个办法不推荐，仅供靠

2、砂轮在走凸度下坡，磨削到轧辊凸度下坡侧会引起走刀痕，，所以办法就是在砂轮走到中高的最高点的时候开始根据砂轮电流表退电流，但是电流退的幅度不大，一般都是在0.5A左右，这样既不会出现走刀纹，又能保证粗糙度均匀，如：

砂轮的空载电流是7.5A左右那最后抛光的时候，我们都是用8.5A走到中高点的时候，把电流降到8A左右那磨出来的效果很好

3、在精磨之前把砂轮的两边的棱角修一下，（把用过的旧砂轮砸碎一小块，修磨砂轮的两边的棱角）可以减轻刀纹

基于西门子840D的轧辊磨床纳米数控系统研究与开发

轧辊磨床是一种具有特殊工艺要求的重要产业生产设备，主要用于磨削轧制机中的各种具有中凸度或中凹度（&

nbsp;

辊形曲线）的圆柱体轧辊，属于专用磨床系列。

轧辊磨床具有以下几个运动轴：

纵向的Z轴，横向的X轴，偏心套的U轴，丈量装置的X1和X2轴，工件的转动，砂轮的转动由于轧辊的辊形曲线外形复杂及其精度控制高的特殊要求，我们研究开发新一代基于SINUMERIK&

840D平台的纳米级数控系统，与轧辊传统加工工艺相结合，作为实现轧辊纳米级（10-6mm）的高速高精度的磨削加工控制，以通常的&

为单位输进数控指令，以纳米为单位进行精密的位置计算，输出控制各伺服轴运动的位置指令的&

纳米级插补器&

和执行该指令的高速高响应的伺服控制器。

该控制器使用高速CPU和最新的伺服电动机及精密的位置丈量与反馈元件，实现纳米级进给。

终极实现轧辊磨床极为平滑和高速高精度进给磨削及实现高性能、高品质轧辊磨削本文主要介绍基于西门子最新的开放式SINUMERIK&

840D为控制平台，以轧辊磨床MK8463为控制对象，以OEM开发包为工具，利用高级编程语言Visual;

Basic6.0&

和ViSual;

C++6.0等，应用智能化技术和专家工艺系统开发实现的智能化纳米级数控系统的结构体系，功能模块划分和主要模块的实现方法840D的开放性

开放式CNC系统是对传统封闭式数控系统的根本突破，是当今数控技术发展的主流。

在控制系统的开放性方面，不同开发商及研究机构采用的解决方案也不同。

按开放的层次不同可分3种途径，开放层次不同，实现的难度不等，获得的开放效果也相差很大，如图1所示。

图中，虚线将控制系统划分为人机控制（Man-Machine&

Control,MMC）层和控制内核层两个层