【正文】 多媒體技術(shù)應(yīng)用 .......................................................................................... 6 體系結(jié)構(gòu)的 ......................................................................................................... 6 集成化 .......................................................................................................... 6 模塊化 .......................................................................................................... 6 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人操作化 .................................................. 7 通用型開(kāi)放式閉環(huán)控制模式 ...................................................................... 7 5 數(shù)控技術(shù)裝備的發(fā)展趨勢(shì) ........................................................................................ 8 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì) ............................................................. 8 5 軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速 ................................................................... 9 智能化、開(kāi)放式、成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì) ............................... 10 注視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立 ....................................................................... 11 關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)范 .................................................................... 11 關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn) ............................................................................................ 11 6 對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì) .......................................................... 12 7 對(duì)數(shù)控技術(shù)及其發(fā)展的戰(zhàn)略思考 .......................................................................... 13 戰(zhàn)略考慮 ........................................................................................................... 13 發(fā)展對(duì)策 ........................................................................................................... 14 以科技創(chuàng)新為先導(dǎo) .................................................................................... 14 在商品化上狠下工夫 ................................................................................ 15 將管理和營(yíng)銷(xiāo)作為產(chǎn)業(yè)重點(diǎn) .................................................................... 16 大力加強(qiáng)技術(shù)支持和服務(wù) ........................................................................ 16 堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路 ................................................................................ 16 發(fā)展具有特色的新一代 PC 數(shù)控系統(tǒng) ..................................................... 17 推進(jìn)數(shù)控功能部件的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn) ............................................................ 19 加速數(shù)控機(jī)床的全國(guó)產(chǎn)化，打好市場(chǎng)翻身仗 ........................................ 20 8 結(jié)束語(yǔ) ...................................................................................................................... 21 致謝 .............................................................................................................................. 22 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 23 摘 要 簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)今世界數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢(shì)及我國(guó)數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上討論了在我國(guó)加入 WTO 和對(duì)外開(kāi)放進(jìn)一步深 化的新環(huán)境下，發(fā)展我國(guó)數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國(guó)制造業(yè)信息化水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的重要性，并從戰(zhàn)略和策略?xún)蓚€(gè)層面提出了發(fā)展我國(guó)數(shù)控技術(shù)及裝備的看法。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟(jì)的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生 產(chǎn) ”。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng) 等多學(xué)術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上， CAD/CAM 與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。 性能發(fā)展方向 高速高精高效化 速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。采用各種先進(jìn)的控制算法 ,提高伺服系統(tǒng)的跟蹤精度 ,甚至實(shí)現(xiàn)零誤差跟蹤。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的各種智能行為。這些智能化技術(shù)的應(yīng)用 ,必將為數(shù)控機(jī)床帶來(lái)更加美好的未來(lái) 。由于不同用戶(hù)對(duì)界面的要求不同，因而開(kāi)發(fā)用戶(hù)界面的工作量極大，用戶(hù)界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。 內(nèi)裝高性能 PLC 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能 PLC 控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。 PC 實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)任務(wù) ,機(jī)床的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制由運(yùn)動(dòng)控制器來(lái)承擔(dān)。應(yīng)用 FPD 平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。采用了超薄型顯示器 ( 的 EL 及 的彩色 LCD) 這個(gè)系統(tǒng)的微小線段加工能力提升至 64m/min,最大快速進(jìn)給速度為 240m/min,其同步攻螺紋精度較 M310 提高了3 倍 , 主軸定位時(shí)間縮短了 30% 。日本大隈 (OKUMA)公司 ，具有節(jié)省能耗、工作環(huán)境更加 是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)床廠 ,現(xiàn) 在也開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)并銷(xiāo)售數(shù)控系統(tǒng) ,作為一個(gè)機(jī)床廠生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng) ,所以更重視機(jī)電一體化及產(chǎn)品成套性。由于制造過(guò)程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過(guò)程變量。但在此同時(shí) ,人們發(fā)現(xiàn)相關(guān)專(zhuān)家或技術(shù)人員卻能對(duì)此類(lèi)系統(tǒng)進(jìn)行比較完美而有效的控制。 從 EMO2021 展會(huì)情況來(lái)看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá) 80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá) 100m/min 左右。一般認(rèn)為， 1 臺(tái) 5 軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于 2 臺(tái) 3 軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)， 5 軸聯(lián)動(dòng)加工可比 3 軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。傾斜鑄鐵床身，可將機(jī)床配置為標(biāo)準(zhǔn)型或可選型 (配 C 軸和 VDI30 動(dòng)力刀塔 )。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶(hù)，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速 圖 5 智能機(jī)床結(jié)構(gòu)框架 [3] 實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。 關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化的一種趨勢(shì)。 參 加這 項(xiàng) 計(jì)劃 的 有 來(lái)自 歐 洲 和日 本 的 20 個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC 用戶(hù)、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。在此階段，我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。 (3)建立了一支數(shù)控研究、開(kāi)發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。 (2)體系方面。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新格局中的國(guó)際 “加工中心 ”和 “組裝中心 ”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會(huì)嚴(yán)重我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。在新世紀(jì)到來(lái)時(shí)，如何有效解決這些問(wèn)題，使我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們?cè)趪?guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開(kāi)發(fā)部門(mén)和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。這種老是跟在別人后面走，按國(guó)外已有控制和驅(qū)動(dòng)模式來(lái)開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上難免要滯后，再加上國(guó)外公司在我國(guó)境內(nèi)設(shè)立研究所和生產(chǎn)廠，實(shí)行就地開(kāi)發(fā)、就地生產(chǎn)和就地銷(xiāo)售，使我們的產(chǎn)品在性能價(jià)格比上已越來(lái)越無(wú)多大優(yōu)勢(shì)，因此要進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)占 有率，難度就很大了。以往，一些數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)部門(mén)，所追求的往往是一些體現(xiàn)技術(shù)水平的指標(biāo)（如 多少通道、多少軸聯(lián)動(dòng)、每分鐘多少米的進(jìn)給速度等等），而對(duì)影響實(shí)用性的一些指標(biāo)和一些小問(wèn)題 卻不太重視，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、 可靠性、實(shí)用性方面花的精力相對(duì)較少。這就造成，同樣型號(hào)的數(shù)控機(jī)床在有的用戶(hù)那兒運(yùn)行得很好，而在別的用戶(hù)那兒卻表現(xiàn)欠佳。 因此，我們應(yīng)充分重視上述問(wèn)題，在商品化上切實(shí)狠下工夫，將其作為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的主干來(lái)抓，貫穿于技術(shù)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、試制、生產(chǎn)等的全過(guò)程中，從而將我們已有的技術(shù)水平較高的數(shù)控產(chǎn)品變成真 正有市場(chǎng)的好商品。通過(guò)這種機(jī)制，一方面切實(shí)加強(qiáng)企業(yè)管理，激發(fā)企業(yè)負(fù)責(zé)人和廣大職工的負(fù)責(zé)精神、創(chuàng)造精神和獻(xiàn)身精神，努力提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力；另一方面充分調(diào)動(dòng)企業(yè)內(nèi)外 、行業(yè)內(nèi)外一切積極因素，大力加強(qiáng)市場(chǎng)開(kāi)拓力度，奮力打通營(yíng)銷(xiāo)渠道。 堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路 可持續(xù)發(fā)展是下一世紀(jì)企業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)要有大的發(fā)展也必須堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路。 ③ 加強(qiáng)用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機(jī)床。在現(xiàn) 代數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中溶入綠色設(shè)計(jì)思想是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必然。因此，以其作為數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)不但可以大幅度提高數(shù)控系統(tǒng)的性能價(jià)格比，而且還可充分利用通用微機(jī)已有軟硬件資源和分享機(jī)領(lǐng)域的最新成果，如大容量存儲(chǔ)器、高分辨率彩色顯示器、多媒體信息交換、聯(lián)網(wǎng)通訊等。雖然數(shù)控系統(tǒng)可靠性的因素很多，但過(guò)大的硬件規(guī)模和較低的硬件制造工藝水平往往對(duì)可靠性造成最大的威脅。 這種具有內(nèi)裝 PLC 和內(nèi)裝伺服控制的全軟件化集成式數(shù)控系統(tǒng)，其硬件 規(guī)模將達(dá)到最小化，整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)除一個(gè) PC 平臺(tái)外，剩下的只有驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的功率接口和反饋接口。因此，在今后的若干年內(nèi)，我們必須大力促進(jìn)數(shù)控機(jī)床功能部件的開(kāi)發(fā)和專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。由于內(nèi)裝式伺服的硬件部分只有電機(jī)和功率接口，充分利用我國(guó)的永磁資源優(yōu)勢(shì)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)可以把電機(jī)的造價(jià)降下來(lái)，而 采用智能化的 IPM 模塊作為功率接口也很便宜，因此將內(nèi)裝式進(jìn)給伺服的價(jià)格控制在數(shù)千元以?xún)?nèi)，將內(nèi)裝式主軸伺服的價(jià)格控制在 2 萬(wàn)元以?xún)?nèi)，將是完全可能的。 因此下面僅就低價(jià)位數(shù)控機(jī)床、高速高效數(shù)控機(jī)床和重型數(shù)控機(jī)床的發(fā)展問(wèn)題作一討論。發(fā)展高速高效數(shù)控機(jī)床的技術(shù)途徑可有以下幾條： ① 通過(guò)提高切削速度和進(jìn)給速度，從而達(dá)到成倍提高生產(chǎn)效率，有效提高零件的表面加工質(zhì)量和加工精度并解決常規(guī)加工難以解決的某些特殊材料（如鋁鈦合金、模具鋼、淬硬鋼）和特殊形狀零件（如復(fù)雜薄壁零件）的高效加工。采用該結(jié)構(gòu)的高速高效數(shù)控機(jī)床不但速度高、剛度高，如果在傳動(dòng)與控制上處理得當(dāng)，可以達(dá)到比常規(guī)機(jī)床更高的加工精度和加工質(zhì)量，而且具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制造成本低，易于化批量生產(chǎn)等顯著優(yōu)點(diǎn)。 8 結(jié)束語(yǔ) 此次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，分析和解決實(shí)際中所遇到問(wèn)題的能