【正文】 近些年來數(shù)控機床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進步。 （ 1） 高速化 由于高速加工技術(shù)普及，機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～ 4000r/min 提高到 8000～ 10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由 4000～8000r/min 提高到 12020～ 40000r/min 以上；快速移動速度由過去的 10～ 20m/min提高到 48m/min， 60m/mni， 80m/min， 120m/min；在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度，由過去一般機床的 （重 力加速度）提高到 ～2G，最高可達 15G；直線電機在機床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機。 （ 2） 高精度化 數(shù)控機床的定位精度已由一般的 ～ 提高到 左右；亞微米級機床達到 左右；納米級機床達到 ～ ；最小分辨率為 1nm（ ）的數(shù)控系統(tǒng)和機床已問世。 數(shù)控中兩軸以上插補技術(shù)大大提高，納米級插補使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達到 1u 的圓度，插補前多程序預(yù)讀，大大提高了插補質(zhì)量，并可進行自動拐角處理等。 （ 3） 復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu) 機床大量出現(xiàn) 如 5 軸 5 面體復(fù)合加工機床， 5 軸 5 聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機床結(jié)構(gòu)，包括 6 軸虛擬軸機床，串并聯(lián)絞鏈機床等，采用特殊機械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運算方式，特殊編程要求。 （ 4） 使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機床 “如虎添翼 如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時 大大提高效率。加工剛件切削速度能達 1000m/min，加工鋁件能達 5000m/min。 （ 5） 數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理 數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機床開動率 、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計算機集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為 21 世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。 在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備，是當(dāng)前機電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如： 2020～ 80000 瓶 /h 的啤酒自動生產(chǎn)線； 18000～ 120200 瓶 /h 的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動分撿處理 生產(chǎn)線；易拉罐自動生產(chǎn)線；FEBOPP 型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動機或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比 10 多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達到或超過發(fā)達國家上一世紀(jì) 80 年代后期的水平。使用這些自動機和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。 以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、 個性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。專家預(yù)測，機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展 ： （ 1）光機電一體化方向 一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（下轉(zhuǎn)第 80 頁）（上接第 81 頁）（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。 （ 2）柔性化方向 未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的 “冗余度 ”，有較強的 “柔性 ”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件 ，被設(shè)計成 “自律分配系統(tǒng) ”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的 “自律性 ”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有 “行動 ”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng) 。 （ 3）智能化方向 今后的機電一體化產(chǎn)品 “全息 ”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。 第 四 章 機電一體化技術(shù)在鋼鐵 企業(yè) 中應(yīng)用 在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面： 1. 智能化控制技術(shù) (IC) 由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智 能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼 ———連鑄 ———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等 。 2. 分布式控制系統(tǒng) (DCS) 分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央 計算 機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中 監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的 發(fā)展 ，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。Ｄ CS 具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。Ｄ CS 是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集 中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的