當(dāng)前世界先進(jìn)制造技術(shù)機(jī)電一體化畢業(yè)論文

1、前言在高科技迅速發(fā)展的21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)日益增長的21世紀(jì)。有誰能不為金錢而努力，去奮斗、去拼搏？到底是由于什么原因而造成今天的結(jié)果？是人們思想改變了，使得人們?nèi)趧印⑷?chuàng)造。不斷的，人們的需求越來越大，要求變得越來越高，工業(yè)也隨之變得越來越發(fā)達(dá)了，于是形成了今天的局面。說到經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們首先應(yīng)該想到的就是工業(yè)，因?yàn)槊恳粋€(gè)國家每一個(gè)地區(qū)想要得到經(jīng)濟(jì)上的發(fā)展就必須對工業(yè)的大力支持。工業(yè)發(fā)展具體表現(xiàn)在機(jī)電一體化設(shè)備、數(shù)控車床設(shè)備等方面的先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，各國的軍事發(fā)展也是相對必要的。如果一個(gè)國家沒有強(qiáng)大的工業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)力量來起支撐作用的話，那么這個(gè)國家只有一種可能“等待她的就只有滅亡”。本論文主

2、要介紹了一部分先進(jìn)制造技術(shù)的起源、發(fā)展及我國現(xiàn)目前的發(fā)展?fàn)顩r。好讓我們清楚自己國家的發(fā)展情況，明白自己肩上有多大的責(zé)任，更好的培養(yǎng)21世紀(jì)新一代接班人們的責(zé)任感。目錄前言1摘要4關(guān)鍵宇4一、機(jī)電一體化5（一）、機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)5（二）、功能原理解接口特征匹配的實(shí)現(xiàn)方法6（三）、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展8二、我國發(fā)展“機(jī)電一體化”的對策9（一）、加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃9（二）、強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用9（三）、優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度9（四）、突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”10三、數(shù)控10（一）、數(shù)控機(jī)床的由來10（二）、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)11（三）、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展12四、我國的數(shù)控

3、技術(shù)現(xiàn)狀13 （一）、什么是數(shù)控機(jī)床16 （二）、數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向16（三）、數(shù)控系統(tǒng)17（四）、機(jī)床精度17（五）、目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況18（六）、民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況18（七）、軍工企業(yè)技改情況18參考文獻(xiàn)19結(jié)束語19當(dāng)前世界先進(jìn)制造技術(shù)【摘 要】 機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù),是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物,是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷深入地發(fā)展，集成電路、機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)干一體的機(jī)電一體化技術(shù)水平也將得到不斷地提高。文章分析了機(jī)電一體化系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床、自動化控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及功能原理與特征匹配的實(shí)現(xiàn)方法，探討了機(jī)電一

4、體化技術(shù)的發(fā)展方向?！娟P(guān)鍵字】 機(jī)電一體化 數(shù)控機(jī)床 發(fā)展 現(xiàn)狀A(yù)bstract ：Mechatronics is a complex technology, mechanical technology and microelectronic technology, a product of mutual penetration of information technology, mechanical and electrical industrial development trend. With the deepening of scientific and technological

5、development, integrated circuits, machinery, electronics, information, materials and management techniques of dry one level of mechanical and electrical integration technologies will be continuously improved. This paper analyzes the mechatronic systems, CNC machine tools, automatic control systems b

6、asic structure and function of the realization principle and feature matching method to explore the development of mechatronics technology.Keyword：Mechatronics CNC machine tools Development Status現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、

7、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。機(jī)電一體化技術(shù)始于電子技術(shù)的發(fā)展以及電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合，尤其是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，并引起了人們廣泛的注意。數(shù)控機(jī)床的問世寫下了機(jī)電一體化技術(shù)的新篇章。微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)帶來了勃勃生機(jī)?？删幊绦蚩刂破?、電力電子的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展使機(jī)電一體化技術(shù)躍上新臺階。一、機(jī)電一體化機(jī)電一體化產(chǎn)品可分為系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元(部)件兩大類：典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智

8、能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CADCAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元(部)件有電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些機(jī)電一體化產(chǎn)品將給機(jī)械產(chǎn)業(yè)和農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)帶來巨大的飛躍，而企業(yè)的技術(shù)開發(fā)能力也將隨之增強(qiáng)。（一）機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1、機(jī)械本體。系統(tǒng)所有功能元素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身、框架、機(jī)械聯(lián)接等。機(jī)械本體要在結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型輕量等要求。2、動力部分。按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力，用盡可能小的動力輸人獲得盡可能大的功能輸出。3、測試傳感部分。對系統(tǒng)運(yùn)

9、行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，變成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動部件，一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)。5、驅(qū)動部分。在控制信息作用下提供動力，驅(qū)動各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動作和功能 一方面要求驅(qū)動的高效率和快速響應(yīng)特征，同時(shí)要求對水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性，另一方面，由于幾何尺寸的限制，動作范圍狹窄，還需考慮維修及標(biāo)誰化。6、控制及信息處理單元。將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、儲存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)指

10、令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。（二）功能原理解接口特征匹配的實(shí)現(xiàn)方法機(jī)電單元功能求解過程是從功能至效應(yīng)，最終至原理解的具體化和結(jié)構(gòu)化過程。在系統(tǒng)級功能原理求解過程中，所謂單元功能解的接口特征實(shí)際上包含有功能接口特征、效應(yīng)接口特征和原理接口特征。這三者之間不是并列的關(guān)系，后者是前者的具體化和結(jié)構(gòu)化，是前者的物化和實(shí)現(xiàn)，因而在內(nèi)涵上存在著嵌套的關(guān)系。原理解接口特征在內(nèi)涵上的分層嵌套性質(zhì)體現(xiàn)了接口信息從粗略到詳細(xì)的層層相扣的特點(diǎn)，提供了按功能接口、效應(yīng)接口和原理解接口分層先后進(jìn)行適配性檢驗(yàn)的可能。功能接口特征和效應(yīng)接口特征所包含的信息最相對較少，不必再對其劃分層次。但作用原理接口特征包含的信息量很大

11、，有必要再對其細(xì)分層次。作用原理接口特征包括輸入輸出物料接口、輸人輸出能量接口、輸入輸出信息接口、作用環(huán)境接口7個(gè)分特征，它們大致可以被劃分為作用對象層次和關(guān)聯(lián)對象層次作用對象是指直接參與功能實(shí)現(xiàn)，構(gòu)成功能的輸入和輸出的對象。作用對象還可以細(xì)分為主要作用對象和非主要作用對象2個(gè)層次，豐要作用對象就是通過運(yùn)動執(zhí)行功能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的對象。關(guān)聯(lián)對象是指不直接參與功能實(shí)現(xiàn)，而是通過作用對象間接與原理解發(fā)生關(guān)系的對象，這里主要指作用環(huán)境?；谝陨蠈ψ饔迷斫涌谔卣鞯膶哟蝿澐郑饔迷斫涌谔卣鲗用嫔系闹饘哟纹ヅ洳呗詾椋合冗M(jìn)行主要作用對象接口特征匹配，再進(jìn)行非主要作用對象接口特征匹配，最后進(jìn)行關(guān)聯(lián)對象接口特征匹

12、配。由于關(guān)聯(lián)對象接口特征所包含的接口信息比較簡單，故只討論作用對象接口特征匹配的有關(guān)問題。作用對象接口特征包括能最接口特征、物料接口特征、信息接121特征3類。能量接口特征可以被劃分為3個(gè)層次:1、效應(yīng)層 描述與效應(yīng)直接相關(guān)的接口特征；2、作用原理層 對效應(yīng)層物理量或者對象加以更加詳細(xì)描述的其他接口特征；3、物理實(shí)現(xiàn)層 描述該原理解的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等物理層面的具體接口特征。同樣，物料接日特征、信息接口特征也可以劃分為效應(yīng)層、作用原理層、物理實(shí)現(xiàn)層3個(gè)層次?；谝陨蠈ψ饔脤ο蠼涌谔卣鞯膶哟蝿澐郑饔脤ο蠼涌谔卣髌ヅ洳呗詾椋盒?yīng)層接口特征匹配一作用原理層接口特征匹配一物理實(shí)現(xiàn)層接口特征匹配。（三

13、）機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)的各組成技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)行得非常深人且日趨成熟，同時(shí)，人們也意識到單純發(fā)展和研究各組成技術(shù)并不能保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化。因此，有人提出了要進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的研究，也有人提出了機(jī)電一體化系統(tǒng)集成和融合的理論。我們認(rèn)為無論是系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論還是系統(tǒng)集成和融合理論的研究都是必要的，但是，由于機(jī)電一體化系統(tǒng)的復(fù)雜性，這兩種理論都很難對機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行具體的研究，只能停留在理論的層面上。而機(jī)電接口技術(shù)正為它們提供了一種有效的方法來進(jìn)行系統(tǒng)研究，并將系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成和融合理論應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中?，F(xiàn)在，機(jī)電一體化正在向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展，智能化

14、必然要求系統(tǒng)各部分的結(jié)合要更加緊密，信息傳遞和反饋更加迅速準(zhǔn)確。模塊化必然要對接口提出更高的要求，接口在保持一致性的情況下還要能保證系統(tǒng)信息和能量的傳遞、技術(shù)融合。網(wǎng)絡(luò)化要求系統(tǒng)的接口具有網(wǎng)絡(luò)功能，包括現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)功能。從機(jī)電一體化發(fā)展方向?qū)C(jī)電接口技術(shù)的要求來看，機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展已經(jīng)成為必然，同時(shí)，機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展也必然對機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展起促進(jìn)作用。隨著科學(xué)技術(shù)不斷深入地發(fā)展，集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)干一體的機(jī)電一體化技術(shù)水平也將得到不斷地提高。因此，企業(yè)要充分利用機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低且具有柔性的特點(diǎn)，根據(jù)市場需求，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

15、和生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)整和改造，提高自身的技術(shù)開發(fā)能力，使其產(chǎn)品在國際市場具有競爭力。二、我國發(fā)展“機(jī)電一體化”的對策 （一）加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃 目前，我國從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套自己的發(fā)展策略。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，同時(shí)缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車! （二）強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作

16、用 目前，我國“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，我國有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能?！皡f(xié)會”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)理事會的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作 （三）優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社

17、會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。 增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目優(yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。 （四）突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次” 機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們

18、的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。 三、數(shù)控（一）數(shù)控機(jī)床的由來20世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給自動化技術(shù)帶來了新

19、的概念，用數(shù)字化信號對機(jī)床運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制，推動了機(jī)床自動化的發(fā)展。采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司（Parsons Corporation）實(shí)現(xiàn)的。他們在制造飛機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動機(jī)翼時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到0.0381mm，達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平。1952年，麻省理工學(xué)院在一臺立式銑床上，裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動。這臺數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺數(shù)控機(jī)床。這臺機(jī)床是一臺試驗(yàn)性機(jī)床，到了1954年11月，在

20、派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產(chǎn)出來。在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。 然而，由于當(dāng)時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。 （二）數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過50年左右的發(fā)展,在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現(xiàn)在：1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)。

21、即采用多C PU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)；2、開放性設(shè)計(jì)。即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn),能最大限度地提高用戶的使用效益；3、W O P技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制；4、大容量。大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì),不僅豐富了數(shù)控功能,同時(shí)也加強(qiáng)了C N C系統(tǒng)的控制功能；5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制。即具有一臺機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去；6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能。加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力；7、

22、單板、單片。以單板、單片機(jī)作為控制機(jī),加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。（三）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展直到1960年以后，點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因?yàn)辄c(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，到1966年實(shí)際使用的約6000臺數(shù)控機(jī)床中，85%是點(diǎn)位控制的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國卡耐;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來的。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、

23、銑刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動選擇刀具，并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上，對工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時(shí)間和更換刀具的時(shí)間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。1967年，英國首先把幾臺數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystemFMS）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。 1974年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡稱為CN

24、C機(jī)床），進(jìn)一步推動了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。80年代，國際上出現(xiàn)了14臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCellFMC）。這種單元投資少，見效快，既可單獨(dú)長時(shí)間少人看管運(yùn)行，也可集成到FMS或更高級的集成制造系統(tǒng)中使用。目前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。 所以機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動化的基礎(chǔ)技術(shù)。四、我國的數(shù)控技術(shù)現(xiàn)狀我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代， 中國于1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在19581

25、979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是

26、最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，19982004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。

27、我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機(jī)床

28、的水平差距很大。存在的主要問題包括：第一、缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引；第二、嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；第三、缺少深入系統(tǒng)的科研工作；第四、元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；第五、企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，19982004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國

29、連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。2003年開始，中國就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國，也是世界上最

30、大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999年，我們國家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控占有率是58，目前預(yù)計(jì)是3555之間。 （一）什么是數(shù)控機(jī)床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能

31、是銑、鏜、鉆的功能。 我們一般所說的數(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國目前各種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后1015年，但如果國家支持，追趕起來也不是什么問題，例如：去年，沈陽機(jī)床集團(tuán)收購了德國西思機(jī)床公司，意義很大，如果大力消化技術(shù)，可以縮短不少差距。大連機(jī)床公司也從德國引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購買日本著名的機(jī)床制造商池貝。， 近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟(jì)不景氣，有不少在80年代很出名的機(jī)床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。（二）數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向有以下幾個(gè)方面：智能化、網(wǎng)

32、絡(luò)化、高速、高精度、總線式、模塊化、緊湊型、層次性、兼容性、W O P技術(shù)和智能化、符合接口標(biāo)準(zhǔn)、符合環(huán)保。目前德國和瑞士的機(jī)床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產(chǎn)值最大。美國的機(jī)床業(yè)一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4名。 （三）數(shù)控系統(tǒng)由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。 華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯(cuò)，但差就差在電器硬

33、件上，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機(jī)床業(yè)進(jìn)軍，但機(jī)床的硬件方面不行，質(zhì)量精度一般。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。廣州機(jī)床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯(cuò)。 我們國家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。 （四）機(jī)床精度機(jī)床精度：第一、機(jī)械加工機(jī)床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復(fù)定位精度等5種。第二、 機(jī)床精度體系：目前我們國家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系：德國VDI標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)GB，國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)差不多。第三、 看一臺機(jī)床水平的高低，要看它的重復(fù)定位精度，一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法),就是一臺高精

34、度機(jī)床，在0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計(jì)法)以下，就是超高精度機(jī)床，高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。第四、 加工出高精度零件，不只要求機(jī)床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。（五）目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況：第一、2000年，世界最大的專業(yè)機(jī)床制造商馬扎克（MAZAK）在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機(jī)床公司”的機(jī)床公司，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復(fù)合中心。機(jī)床質(zhì)量不錯(cuò)，目前效益良好，年產(chǎn)600臺，目前正在建2期工程，建成后可以年產(chǎn)1200臺。 第二、2003年，德國著名的機(jī)床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產(chǎn)數(shù)

35、控車床和立式加工中心120臺左右。 第三、2002年，日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機(jī)床廠合資建廠，年生產(chǎn)能力為1000臺，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心。第四、臺灣省的著名機(jī)床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠，年生產(chǎn)能力800臺。（六）民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況：第一、浙江日發(fā)公司，2000年投產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心。年生產(chǎn)能力300臺。第二、2004年，浙江寧波著名的鑄塑機(jī)廠商海天公司投資生產(chǎn)機(jī)床，主要是從日本引進(jìn)技術(shù)，目前剛開始，起點(diǎn)比較高。第三2002年，西安北村投產(chǎn)，名字象日本的，其實(shí)老板是中國人，采用日本技術(shù)。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床，水平相當(dāng)不

36、錯(cuò)。 （七）軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)技改情況：胡錦濤總書記掌權(quán)以來，已經(jīng)把國防事業(yè)提到了和經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣的高度上，他說，我們要建立和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的國防能力，相信再過10年，隨著我國國防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國家會誕生世界水平的機(jī)床制造商，也將會超越日本，成為世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國。參考文獻(xiàn):1、李運(yùn)華，機(jī)電控制M，北京：航空航天大學(xué)出版社，2003；2、芮延年，機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社、2004;3、王中杰，余章雄，柴天佑，智能控制綜述J，基礎(chǔ)自動化，2006(6);4、章浩，張西良，周士沖，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用J，農(nóng)機(jī)化研究，2006(7);5、梁俊彥，李玉翔，機(jī)電

37、一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用J，科技資訊，2007(9);6、劉虹，數(shù)控設(shè)備與編程，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003;7、李善術(shù)，數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001;8、張振國，數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994。內(nèi)部資料，請勿外傳！9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWp

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