【正文】 （ 4）本表一式兩份，一份存系，一份入檔。 （ 2）階段評分次數(shù)由實(shí)際階段數(shù)決定。 最后感謝母校給與本人深造的機(jī)會。 感謝數(shù)控設(shè)備維護(hù)與應(yīng)用的同學(xué)們。他們在實(shí)驗(yàn)過程中團(tuán)結(jié)合作、認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、不畏艱苦，給了我極大的幫助。王華峰老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)和誨人不倦的高尚師德，都將深深地感染和激勵著我。感謝我的指導(dǎo)老師王華峰，這篇論文是在王華峰老師的的悉心指導(dǎo)與鼓勵下完成的。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。我國要充分認(rèn)識到發(fā)展數(shù)控技術(shù)的緊迫性，參與國際市場競爭，努力抓住機(jī)遇，認(rèn)真研究這些新趨勢、新技術(shù)、新理論，采取相應(yīng)的措施，提高國產(chǎn)數(shù)控技術(shù)的市場競爭力，使我國早日趕超世界數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)強(qiáng)國。中國的數(shù)控技術(shù) 經(jīng)過 20 年的高速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的性能和可靠性有了較大的提高，逐漸被廣大的用 戶認(rèn)可，但是由于中國的數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)含量低，產(chǎn)生的附加值少，與外國的進(jìn)口系統(tǒng)相比缺乏競爭性，無法進(jìn)行全面抗衡，只能在低端市場占有一席之地。 31 結(jié) 論 現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，開創(chuàng)了制造業(yè)一個的新時代，數(shù)控技術(shù)成為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的手段，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展成為影響國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要因素，數(shù)控技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)化程度的核心標(biāo)志。 在綠色制造的產(chǎn)業(yè)鏈中，努力提高數(shù)控設(shè)備資源利用率，對于推進(jìn)綠色制造具有重要意義。這些技術(shù)主要集中體現(xiàn)在數(shù)控設(shè)備資源充分利用方面。 綠色制造就是要在生產(chǎn)制造過程各環(huán)節(jié)中體現(xiàn)“綠色環(huán)保”意識，在生產(chǎn)制造過程中，要使資源利用率最高，同時消耗要最低，環(huán)境污染要最小，從產(chǎn)品的設(shè)計開始，努力在材料選用、制造、使用過程直至產(chǎn)品報廢回收，形成“綠色”的全過程。 綠色制造 制造業(yè)的快速發(fā)展推進(jìn)了人類工業(yè)化進(jìn)程 ,但是隨著環(huán)境污染、 30 資源和能源枯竭以及人口增長等問題 ,環(huán)境污染已經(jīng)開始危及到人類的生存 和發(fā)展。 目前中國基本掌握網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字化制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)，已經(jīng)開發(fā)出了達(dá)到了國際先進(jìn)水平的數(shù)控 系統(tǒng)如航天 I 型、華中 I 型、藍(lán)天 I型和中華 I 型等。而且還應(yīng)該具有許多智能功能．如加工環(huán)境的感知能力、加工運(yùn)動規(guī)劃、推理、制造網(wǎng)絡(luò)通信能力（包括與人的交互）、智能數(shù)據(jù)庫、智能編程、智能監(jiān)控等。使數(shù)控系統(tǒng)可以共享數(shù) （ 5） 開放式控制系統(tǒng)可以在系統(tǒng)級別上同其他系統(tǒng)協(xié)同工作，也就是所謂的智能化數(shù)控系統(tǒng)，像一個人一樣可以自我學(xué)習(xí)．對影響加工精度和效率的物理量進(jìn)行提取特征、檢測、建模、自動感知加工系統(tǒng) 29 的內(nèi)部狀態(tài)及外部環(huán)境，智能數(shù)控系統(tǒng)可以快速做出可以實(shí)現(xiàn)最佳目標(biāo)的智能決策，實(shí)時控制機(jī)床的切削深度、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、坐標(biāo)移動等工藝參數(shù)，使機(jī)床的處于最佳狀態(tài)的加工狀態(tài)。 （ 4） 開放式系統(tǒng)必須允許可以增加第三方軟件作為系統(tǒng)的部件。 （ 3） 控制器必須是標(biāo)準(zhǔn)化的。 （ 2） 開放式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的軟硬件必須可以真正“即插即用”的，如果開放式控制系統(tǒng)必須要被“召回”才可以安裝新的硬件和軟件。開放式系統(tǒng)能在不同的平臺之上有效地運(yùn)行．并且可以和其他的應(yīng)用系統(tǒng)相互 操作，并可以提供與用戶互相交流的風(fēng)格，即開放式數(shù)控系統(tǒng)具有可移植性、互操作性、可伸縮性和可互換性。 開放式數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，對于數(shù)控機(jī)床廠家和最終用戶，形成系列化。對于數(shù)控系統(tǒng)硬件來講，開放性主要是指其計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、伺服系統(tǒng)及 I／ O 邏輯控制等單元應(yīng)該具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)互換 28 性。也可以通過設(shè)備驅(qū)動程序使之與操作系統(tǒng)分隔。系統(tǒng)軟件包括通訊系統(tǒng)、實(shí)時操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動程序以及其他可供選擇的系統(tǒng)程序，如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和圖形系統(tǒng)。數(shù)控網(wǎng)絡(luò)化是指通過網(wǎng)絡(luò)、 Intra 將制造單元和控制部件連接，把制造過程所需資源（如工具、加工程序、機(jī)床、檢測監(jiān)控儀器等）通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享。 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控裝備成為最近幾年國際數(shù)控機(jī)床博覽會上的一個新亮點(diǎn)。五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床是軍事、船舶、精密醫(yī)療設(shè)備、航空航天、模具、精密儀器發(fā)電、高精密儀器等軍工部門和民用工業(yè)迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。 5 軸機(jī)床中以“五軸聯(lián)動數(shù)控”難度最大、應(yīng)用范圍最廣，它是集計算機(jī)控制、精密加工技術(shù)和高性能伺服驅(qū)動于一體，是應(yīng)用于加 27 工復(fù)雜曲面的高效、精密、自動化加工機(jī)床。 5 軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信號與標(biāo)準(zhǔn)代碼為控制信息，使加工信息標(biāo)準(zhǔn)化，五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床與計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（ CAD/CAM）有機(jī)地結(jié)合起來，努力成為現(xiàn)代集成制造技 術(shù)。直線電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍大，可以讓機(jī)床進(jìn)行 26 大切削量的強(qiáng)力切削，可以有效地降低零件的加工時間和輔助時間，提高了生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。具有最佳的定位精度和較高的動態(tài)性。5 軸數(shù)控機(jī)床對于一個國家的軍事、精密醫(yī)療設(shè)備、航空航天、科學(xué)研究、精密儀器等行業(yè)有著舉足輕重的影響力，堪稱“制造業(yè)之靈魂”。 5 軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 5 軸加工是指在一臺機(jī)床上至少有五個坐標(biāo)軸 (三個直線坐標(biāo)和兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) )，而且可在計算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng)的控制下同時進(jìn)行加工。目前普通級數(shù)控機(jī)床加工精度已經(jīng)達(dá)到 5μ m，精密級數(shù)控機(jī)床則從 3～ 5μ m，提高到了 1～ m，超精密數(shù)控機(jī)床的加工精度已經(jīng)開始進(jìn)入納米級 ( m)。 在加工精度方面，以遵循了“ 毫米工程為理念，努力提高零件質(zhì)量。數(shù)控技術(shù)的高速正符合加工要求，目前高速加工中心進(jìn)給速 25 度可達(dá) 80m/min 以上，機(jī)床空運(yùn)行速度可達(dá) 100m/min 左右。殲 15 航母艦載機(jī)中有一些特殊的零部件必須要加工成薄壁和薄筋，飛機(jī)零件材料可能為剛度差的鋁或者鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下。高速、高精的加工技術(shù)可以極大地提高加工效率，節(jié)約加工時間，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，降低企業(yè)成本和提高市場競爭力?，F(xiàn)在世界數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢主要研究熱點(diǎn)有以下幾個方面： 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢 效率和質(zhì)量是當(dāng)今世界先進(jìn)制造技術(shù)的主體。 四、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。每年中國要進(jìn)口７０００～９０００臺數(shù)控機(jī)床花，花費(fèi)十幾億美元，即使這樣也很難把中國工業(yè)的機(jī)床數(shù)控化率大幅度提升。日本擁有８０萬臺機(jī)床卻擁有相比于我國近１０倍的制造能力。但也反映出許多問題： （１） 低技術(shù)水平的產(chǎn)品競爭激烈，互相靠壓價促銷； （２） 高 技術(shù)水平、全功能的數(shù)控機(jī)床主要靠從發(fā)達(dá)國家進(jìn)口； （３） 高檔數(shù)控機(jī)床配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進(jìn)口； （４） 應(yīng)用技術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用； （５） 數(shù)控系統(tǒng)的自行開發(fā)能力較差； 數(shù)控機(jī)床的擁有量反映了一個國家的國防實(shí)力和經(jīng)濟(jì)能力。在中國國內(nèi)，國產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型機(jī)床占據(jù)了 95％以上的市場份額；國產(chǎn)的中檔機(jī)床只占大約 20％的市場份額；而在高檔機(jī)床市場中，中國自主生產(chǎn)的機(jī)床則僅占大約 2％的市場份額。從所有制構(gòu)成的變化可以看出，當(dāng)前中國機(jī)床工具行業(yè)的形勢好轉(zhuǎn)是有保障條件的，包括國有企業(yè)內(nèi)部的改革引起的體制、機(jī)制的變化，是這一條件的主要因素。與 95 年同類調(diào)查相比，當(dāng)時國有企業(yè)占 93%。 從組織結(jié)構(gòu)上看，中國機(jī)床行業(yè)的企業(yè)所有制構(gòu)成發(fā)生了明顯的變化。從 1999 年到 2021 年，中國數(shù)控機(jī)床數(shù)量增長了 5倍，從數(shù)控機(jī)床的品種看，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床所占比例從 1992 年的 10%增長到 2021 年的 37%。 2021 年機(jī)床工具部分產(chǎn)品進(jìn)口情況見表 1。 2021 機(jī)床工業(yè)總產(chǎn)值 548 億元，同比增長 30%，其中進(jìn)口 44 億美元，出口 億美元。 從行業(yè)總體來看，從 1992 年開始中國機(jī)床行業(yè)開始了良好的發(fā)展時期。發(fā)展需要。在十五期間，中國數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量2021 年為 17500 臺， 2021 年 24800 臺， 2021 年 36813 臺， 2021 年51861 臺， 2021 年的機(jī)床產(chǎn)量是 2021 年的 倍， 平均年增長達(dá)到39%之多； 2021 年中國的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量 59639 臺，接近 6 萬臺的大關(guān)。我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998~2021 年中國國產(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 %和 %。針對中國大、中檔、價廉物美的數(shù)控機(jī)床市場的需求量，中國需要量大面廣的數(shù)控系統(tǒng)配套，發(fā)那科于 1985 年開發(fā)出 O 系列的數(shù)控系統(tǒng)，搶先于美國和德國占領(lǐng)了中國的數(shù)控市場，并在 1992 年由北京機(jī)床研究所與日本 FANUC 公司合資組建北京 FANUC 機(jī)電有限公司，在中國大量推銷 O 系列的數(shù)控系統(tǒng)，獲取了巨大利潤。 FANUC 公司以遠(yuǎn)見卓識，引進(jìn)技術(shù)、 自主創(chuàng)新著稱，F(xiàn)ANUC 成立為基礎(chǔ)研究所和商品開發(fā)研究所。以 2021年數(shù)據(jù)為例， 2021 年日本的機(jī)床出口額為 3214 億日元，其中數(shù)控機(jī)床出口額達(dá) 2943 億日元，大力出口包括中國、韓國在內(nèi)和中國臺灣地區(qū)的東亞地區(qū)，數(shù)控化率高達(dá) %（見表 3）。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。使零件程序可以離線開發(fā)，操作者可以在屏幕上 觀察、檢測刀具運(yùn)行情況和加工過程，便于操作者對數(shù)控機(jī)床加工工件過程進(jìn)行必要的修正和優(yōu)化。配套件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不但有助于提高機(jī)床的速度和性能，而且可以大大縮短主機(jī)的生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。環(huán)保已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的大方向，當(dāng)今世界科技發(fā)展日新月異，綠色制造已經(jīng)受到高度重視。因?yàn)樘岣邫C(jī)床的效率就等于縮短零件的加工周期，降低生產(chǎn)的成本。美國目前把電子化、高 速化、精密化作為了美國機(jī)床業(yè)發(fā)展的主流。但后來美國發(fā)現(xiàn)，機(jī)床屬于戰(zhàn)略物資，沒有高