第一篇：畢業(yè)設(shè)計 數(shù)控機床的發(fā)展歷程與趨勢

永城職業(yè)學(xué)院 畢 業(yè) 論 文

題 目： 數(shù)控機床的發(fā)展歷程及趨勢 年 級： 09級 學(xué) 號： 2009043055 姓 名： 張中興 專 業(yè)： 機電一體化 指導(dǎo)教師： 王丹

2011 年 9 月 22 日

永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 數(shù)控機床的發(fā)展歷程及趨勢

數(shù)控機床的發(fā)展歷程及趨勢

摘 要

數(shù)控技術(shù)是以數(shù)字量編程實現(xiàn)控制機械或其他設(shè)備自動工作技術(shù)。有關(guān)資料表明，目前我國機床總擁有量為378萬臺，其中數(shù)控機床只有8萬多臺，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國、日本、德國、韓國等制造業(yè)發(fā)達國家機床數(shù)控化率20%以上的水平“主要表現(xiàn)在設(shè)備老化陳舊、自動化水平低、技術(shù)水平落后、勞動生產(chǎn)率低，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)力的發(fā)展“采用先進的工藝設(shè)備，逐步增加數(shù)控機床所占比重，已經(jīng)成為我國制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢，也是企業(yè)走出困境提升水平，實現(xiàn)跨越式發(fā)展的必由之路“提高。這種數(shù)控系統(tǒng)由于功能適宜，價格便宜，用它來改造車床，投資少、見效快，成為我國“七五”、“八五”重點推廣的新技術(shù)之一。經(jīng)濟型數(shù)控車床，對于保證和提高被加工零件的精度，主要依靠兩方面來實現(xiàn)：一是系統(tǒng)的控制精度；二是機床本身的機械傳動精度。數(shù)控車床的進給活動系統(tǒng)，由于必須對進行位移的位置和速度同時實現(xiàn)自動控制，所以數(shù)控車床與普通臥式車床相比，應(yīng)更有更好的精度，以確保機械運動系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性。十幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟型數(shù)控技術(shù)也在不斷進步，數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品不斷改進完善，并且有了階段性的突破，使新的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)功能更強，可靠性更穩(wěn)定，功率增大，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。由于這項技術(shù)的發(fā)展增強了經(jīng)濟型數(shù)控的活力，根據(jù)我國國情，該技術(shù)在今后一段時間內(nèi)還將是我國機械行業(yè)老設(shè)備改造的很好途徑。對于原有老的經(jīng)濟型數(shù)控車床，特別是80年代末期改造的設(shè)備，由于種種原因閑置的很多，浪費很大；在用的設(shè)備使用至今也十幾年了，同樣面臨進一步改造的問題通過改造可以提高原有裝備的技術(shù)水平，大大提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 數(shù)控機床 發(fā)展趨勢

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永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 數(shù)控機床的發(fā)展歷程及趨勢

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圖2 FANUC CNC單元與伺服單元和I/O的連接

圖3 Heidenhain以EnDae2.2協(xié)議連接編碼器和伺服

1高速化

隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對數(shù)控機床加工的高速化要求越來越高。

圖4 HRV4可獲取更高的轉(zhuǎn)速和更小的電流

圖5 HRV4更小的溫升

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圖 6反向間隙加速功能

反向間隙加速功能

由于存在反向間隙，在高速加工時會導(dǎo)致響應(yīng)滯后，引起象限尖峰，并影響加工精度。采用反向間隙加速功能后將顯著改善象限尖峰，提高加工精度。

圖7 MPC功能

MPC(Machining Point Control－加工點控制)采用MPC功能，可在加工點處抑止振顫，獲得更高的加工精度。

主軸轉(zhuǎn)速：機床采用電主軸(內(nèi)裝式主軸電機)，主軸最高轉(zhuǎn)速達200000r/min； 進給率：在分辨率為0.01μm時，最大進給率達到240m/min且可獲得復(fù)雜型面的精確加工；

運算速度：微處理器的迅速發(fā)展為數(shù)控系統(tǒng)向高速、高精度方向發(fā)展提供了保障，開發(fā)出CPU已發(fā)展到32位以及64位的數(shù)控系統(tǒng)，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運算速度的極大提高，使得當(dāng)分辨率為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24～240m/min的進給速度；

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換刀速度：目前國外先進加工中心的刀具交換時間普遍已在1s左右，高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設(shè)計成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時間僅0.9s。

2高精度化

數(shù)控機床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視。

提高CNC系統(tǒng)控制精度：采用高速插補技術(shù)，以微小程序段實現(xiàn)連續(xù)進給，使CNC控制單位精細(xì)化，并采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測精度(日本已開發(fā)裝有106脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)藏位置檢測器的交流伺服電機，其位置檢測精度可達到0.01μm/脈沖)，位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法；

采用誤差補償技術(shù)：采用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償?shù)燃夹g(shù)，對設(shè)備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結(jié)果表明，綜合誤差補償技術(shù)的應(yīng)用可將加工誤差減少60%～80%；

采用網(wǎng)格解碼器檢查和提高加工中心的運動軌跡精度，并通過仿真預(yù)測機床的加工精度，以保證機床的定位精度和重復(fù)定位精度，使其性能長期穩(wěn)定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務(wù)，并保證零件的加工質(zhì)量。

3功能復(fù)合化

復(fù)合機床的含義是指在一臺機床上實現(xiàn)或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類。工藝復(fù)合型機床如鏜銑鉆復(fù)合——加工中心、車銑復(fù)合——車削中心、銑鏜鉆車復(fù)合——復(fù)合加工中心等；工序復(fù)合型機床如多面多軸聯(lián)動加工的復(fù)合機床和雙主軸車削中心等。采用復(fù)合機床進行加工，減少了工件裝卸、更換和調(diào)整刀具的輔助時間以及中間過程中產(chǎn)生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產(chǎn)品制造周期，提高了生產(chǎn)效率和制造商的市場反應(yīng)能力，相對于傳統(tǒng)的工序分散的生產(chǎn)方法具有明顯的優(yōu)勢。[Page] 加工過程的復(fù)合化也導(dǎo)致了機床向模塊化、多軸化發(fā)展。德國Index公司最新推出的車削加工中心是模塊化結(jié)構(gòu)，該加工中心能夠完成車削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復(fù)雜零件的全部加工。隨著現(xiàn)代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯(lián)動數(shù)控機床越來越受到各大企業(yè)的歡迎。

在2005年中國國際機床展覽會(CIMT2005)上，國內(nèi)外制造商展出了形式各異的多軸加工機床(包括雙主軸、雙刀架、9軸控制等)以及可實現(xiàn)4～5軸聯(lián)動的五軸高速門式加工中心、五軸聯(lián)動高速銑削中心等。

4控制智能化

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動化的發(fā)展需求，數(shù)控

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機床的智能化程度在不斷提高。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)：通過監(jiān)測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進行識別，以辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)及機床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)實時調(diào)整加工參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、進給速度)和加工指令，使設(shè)備處于最佳運行狀態(tài)，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設(shè)備運行的安全性；

加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇：將工藝專家或技師的經(jīng)驗、零件加工的一般與特殊規(guī)律，用現(xiàn)代智能方法，構(gòu)造基于專家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇器”，利用它獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，從而達到提高編程效率和加工工藝水平、縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間的目的；

智能故障自診斷與自修復(fù)技術(shù)：根據(jù)已有的故障信息，應(yīng)用現(xiàn)代智能方法實現(xiàn)故障的快速準(zhǔn)確定位；

智能故障回放和故障仿真技術(shù)：能夠完整記錄系統(tǒng)的各種信息，對數(shù)控機床發(fā)生的各種錯誤和事故進行回放和仿真，用以確定錯誤引起的原因，找出解決問題的辦法，積累生產(chǎn)經(jīng)驗；

智能化交流伺服驅(qū)動裝置：能自動識別負(fù)載，并自動調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動裝置和智能化進給伺服裝置。這種驅(qū)動裝置能自動識別電機及負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量，并自動對控制系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳運行；

智能4M數(shù)控系統(tǒng)：在制造過程中，加工、檢測一體化是實現(xiàn)快速制造、快速檢測和快速響應(yīng)的有效途徑，將測量(Measurement)、建模(Modelling)、加工(Manufacturing)、機器操作(Manipulator)四者(即4M)融合在一個系統(tǒng)中，實現(xiàn)信息共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。

5體系開放化

向未來技術(shù)開放：由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開發(fā)費用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長生命周期；

向用戶特殊要求開放：更新產(chǎn)品、擴充功能、提供硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求；

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的建立：國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649(STEP-NC)，以提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化的編程語言，既方便用戶使用，又降低了和操作效率直接有關(guān)的勞動消耗。

6驅(qū)動并聯(lián)化

并聯(lián)運動機床克服了傳統(tǒng)機床串聯(lián)機構(gòu)移動部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸(一般

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為動平臺)與機座(一般為靜平臺)之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機構(gòu)驅(qū)動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應(yīng)自由度的運動，可實現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點。

并聯(lián)機床作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機床技術(shù)的一個重要研究方向，受到了國際機床行業(yè)的高度重視，被認(rèn)為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來在機床行業(yè)中最有意義的進步”和“21世紀(jì)新一代數(shù)控加工設(shè)備”。[Page] 7極端化(大型化和微型化)

國防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略技術(shù)，需發(fā)展能適應(yīng)微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機床包括微切削加工(車、銑、磨)機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。

8信息交互網(wǎng)絡(luò)化

對于面臨激烈競爭的企業(yè)來說，使數(shù)控機床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，又能實現(xiàn)數(shù)控機床的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、培訓(xùn)、教學(xué)、管理，還可實現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)(數(shù)控機床故障的遠(yuǎn)程診斷、維護等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個稱為信息塔(e-Tower)的外部設(shè)備，包括計算機、手機、機外和機內(nèi)攝像頭等，能夠?qū)崿F(xiàn)語音、圖形、視像和文本的通信故障報警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨立的、自主管理的制造單元。

圖8 FANUC 16i/18i/21i/30i系列CNC的網(wǎng)絡(luò)接口

圖9 FANUC CNC的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護與管理

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9新型功能部件

為了提高數(shù)控機床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：

高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動機與主軸部件的集成，具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無級調(diào)速等一系列優(yōu)點，在各種新型數(shù)控機床中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用；

直線電動機：近年來，直線電動機的應(yīng)用日益廣泛，雖然其價格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負(fù)載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，機械傳動結(jié)構(gòu)得到簡化，機床的動態(tài)性能有了提高。如：西門子公司生產(chǎn)的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應(yīng)用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機床以及動態(tài)性能和運動精度要求高的機床等；德國EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅(qū)動均采用兩個直線電動機；

電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)，具有傳動環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點。

10高可靠性

數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床相比，增加了數(shù)控系統(tǒng)和相應(yīng)的監(jiān)控裝置等，應(yīng)用了大量的電氣、液壓和機電裝置，易于導(dǎo)致出現(xiàn)失效的概率增大；工業(yè)電網(wǎng)電壓的波動和干擾對數(shù)控機床的可靠性極為不利，而數(shù)控機床加工的零件型面較為復(fù)雜，加工周期長，要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數(shù)控機床有高的可靠性，就要精心設(shè)計系統(tǒng)、嚴(yán)格制造和明確可靠性目標(biāo)以及通過維修分析故障模式并找出薄弱環(huán)節(jié)。國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間在7～10萬小時以上，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間僅為10000小時左右，國外整機平均無故障工作時間達800小時以上，而國內(nèi)最高只有300小時。

11加工過程綠色化

隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環(huán)境問題尤為突出。因此，近年來不用或少用冷卻液、實現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機床不斷出現(xiàn)，并在不斷發(fā)展當(dāng)中。在21世紀(jì)，綠色制造的大趨勢將使各種節(jié)能環(huán)保機床加速發(fā)展，占領(lǐng)更多的世界市場。

12多媒體技術(shù)的應(yīng)用

多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對用戶界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。除此以外，在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，應(yīng)用于實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等，因此有著重大的應(yīng)用價值。

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由于數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，一部分企業(yè)不顧長遠(yuǎn)利益，對提高自身的綜合服務(wù)水平不夠重視，甚至對服務(wù)缺乏真正的理解，只注重推銷而不注重售前與售后服務(wù)。有些企業(yè)派出的人員對生產(chǎn)的數(shù)控機床缺乏足夠了解，不會使用或使用不好數(shù)控機床，更不能指導(dǎo)用戶使用好機床；有的對先進高效刀具缺乏基本了解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶自然對制造商缺乏信心。制造商的服務(wù)應(yīng)從研究用戶的加工產(chǎn)品、工藝、生產(chǎn)類型、質(zhì)量要求入手，幫助用戶進行設(shè)備選型，推薦先進工藝與工輔具，配備專業(yè)的培訓(xùn)人員和良好的培訓(xùn)環(huán)境，幫助用戶發(fā)揮機床的最大效益、加工出高質(zhì)量的最終產(chǎn)品，這樣才能逐步得到用戶的認(rèn)同，提高國產(chǎn)數(shù)控機床的市場占有率。

4加大數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)力度

從我國數(shù)控機床的發(fā)展形式來看需要三種層次的數(shù)控技術(shù)人才： 永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 數(shù)控機床的發(fā)展歷程及趨勢

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參考文獻

[1]王立平.關(guān)于國產(chǎn)數(shù)控機床發(fā)展的幾點思考[J].航空制造技術(shù),2010(4).[2]楊學(xué)桐.發(fā)展數(shù)控機床功能部件是當(dāng)務(wù)之急[J].機械工程師,2006(9).[3]劉又午,章青,趙小松,張志飛.先進制造技術(shù)的重要課題[D].制造業(yè)與未來中國——2002年中國機械工程學(xué)會年會論文集,2002.[4]王健民,王金城,張玉洲.我國數(shù)控機床發(fā)展?fàn)顩r分析[J].天津職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,1997

第二篇：數(shù)控機床的發(fā)展與趨勢--畢業(yè)論文完整版

XXXXXXX大學(xué)

2011屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）論文題目：數(shù)控機床的發(fā)展與趨勢 學(xué)生姓名：XXXX 所在院系： XXXXXX 所學(xué)專業(yè)： XXXXXX 導(dǎo)師姓名：XXXXX 完成時間：2010年X月XX日 摘要

數(shù)控機床集計算機技術(shù)，電子技術(shù)，自動控制技術(shù)，傳感測量，機械制造，是典型的機電一體化產(chǎn)品。它的發(fā)展和應(yīng)用開創(chuàng)了制造業(yè)的新時代，改變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，管理方式，使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大的變化。

本文主要講述了數(shù)控機床國內(nèi)外的發(fā)展概況，現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。介紹了數(shù)控機床的特點，組成與分類，并介紹了可編程控制器（PLC）在數(shù)控機床中的應(yīng)用。重點介紹了磨床的概況，以及現(xiàn)代數(shù)控磨床的特點，并用PLC進行了對自動磨床電氣系統(tǒng)的改造。

本文在編寫過程中，參閱了同行的教材，資料和文獻，得到了許多幫助，在此謹(jǐn)致謝意。關(guān)鍵詞：發(fā)展趨勢組成分類概述結(jié)構(gòu)功能 PLC 改造 Abstract The numerical control engine bed collection computer technology, the electronic technology, the automatic control technology, the sensing survey, the machine manufacture, is the typical integration of machinery product.It’s development and the application founded the manufacturing industry new times, changed the manufacturing industry production method, the industrial structure, manages the way, caused the world manufacturing industry the pattern to have changed.This article mainly narrated the numerical control engine bed domestic and foreign development survey, the modern numerical control technology trend of development.Introduced the numerical control engine bed characteristic, the composition and the classification, and introduced programmable controller(PLC)in the numerical control engine bed application.Introduced with emphasis the grinder survey, as well as the modern numerical control grinder characteristic, and has carried on with PLC to the automatic grinder electrical system transformation.This article in the compilation process, has referred colleague's teaching material, the material and the literature, obtained many help, respectfully offers thanks in this.Key word: Trend of development Textural Classification Outline Structure Function PLC Transformation.目錄

1.前言 1 2.數(shù)控機床概要 2 2.1數(shù)控機床的產(chǎn)生 2 2.2數(shù)控機床的發(fā)展 3 2.3數(shù)控機床的組成及工作原理 4 2.3數(shù)控技術(shù)的復(fù)合化 5 2.4數(shù)控技術(shù)的開放性 6 2.4數(shù)控技術(shù)的先進性 7 3.國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀 9 3.1國產(chǎn)數(shù)控機床與國際先進水平差距逐漸縮小 9 3.2國產(chǎn)數(shù)控機床存在的問題 9 3.3核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏 10 3.4民族品牌與國際品牌差距明顯 10 3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場脫節(jié) 11 3.6缺乏先進的管理機制 11 4.國內(nèi)數(shù)控機床的發(fā)展趨勢 11 4.1智能、高速、高精度化 11 4.2設(shè)計、制造綠色化 12 4.3復(fù)合化與系統(tǒng)化 12 4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢 12 4.4.1數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展 12 4.4.2數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展 13 4.4.3數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展 13 4.4.4數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 14 4.4.5數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展 14 4.4.6數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展 14 4.7.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展 15 5.CNC裝置的工作原理 15 5.1輸入 15 5.2譯碼 15 5.3插補 15 5.4進給速度處理 15 5.5刀具補償 16 5.6位置控制 16 5.7顯示 16 5.8 IO處理 16 5.9診斷 16 6.CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu) 16 6.1單微處理器結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng) 17 6.2位置控制部分包括位置控制單元和速度控制單元 7.新型功能部件 18 8.結(jié)束語 18 致謝 19 參考文獻 20 1 前言

從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟效益的提高。數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數(shù)控機床的特點及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。

進入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數(shù)控機床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機床的大量需求以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的飛速進步，數(shù)控機床的應(yīng)用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。本文簡要分析了數(shù)控機床高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數(shù)控機床發(fā)展中存在的一些問題。

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，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)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。

隨著社會的進步和科技的發(fā)展,現(xiàn)代機械制造工程領(lǐng)域方面越來越多地采用智能化、自動化,新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍。我們對市場進行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在機械工業(yè)大量采用數(shù)控機床甚至加工中心取代傳統(tǒng)的普通機床的機械加工，采用計算機集成系統(tǒng)CIMS取代原有的生產(chǎn)制造管理過程，使企業(yè)生產(chǎn)智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化。這將對生產(chǎn)第一線的工作人員提出越來越高的職業(yè)技術(shù)要求。

調(diào)查的結(jié)果表明：在數(shù)控技術(shù)專業(yè)方面人才缺口較大。市原來就屬于重工業(yè)城市,有許多大中小型企業(yè),而石油化工、機械、鋼鐵等企業(yè)都具備數(shù)控技術(shù)設(shè)備。為適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展.提高企業(yè)在市場經(jīng)濟中的競爭能力,不被淘汰,各企業(yè)正積極采取有效措施,添置現(xiàn)代新設(shè)備。在數(shù)控加工技術(shù)人才方面提出更高的要求，要求所需人員即要懂得較深的理論知識，以便使大量的新技術(shù)得到利用與開發(fā)，同時在實踐技能上更能勝任，由此可見，企業(yè)對數(shù)控加工技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)高級技術(shù)型人才和技能型人才的需求日益迫切。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。2．?dāng)?shù)控機床概要 2.1數(shù)控機床的產(chǎn)生

制造業(yè)是生產(chǎn)物質(zhì)財富的產(chǎn)業(yè)，機床是制造業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，制造業(yè)中的絕大多數(shù)零件都直接或間接地經(jīng)過機床加工，固此機床(也稱工作母機)是制造業(yè)的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)制造業(yè)中，對于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，往往采用組合機床等專用機床組成的自動或半自動生產(chǎn)線；對于單件或小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，一般采用通用機床加工。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會生產(chǎn)力的不斷提高，市場對機械產(chǎn)品的要求越來越高，不僅要求提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平，而且要求加快產(chǎn)品更撕換代的速度．這樣就導(dǎo)致了現(xiàn)代制造業(yè)中多品種、中小批量生產(chǎn)的比重不斷增加。在這樣的情況下，再采用傳統(tǒng)的加工機床就顯得不合理了．這主要體現(xiàn)在兩個方面：①應(yīng)用專用機床生產(chǎn)線生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長、費用高、產(chǎn)品不易更新(有時甚至不可能實現(xiàn)產(chǎn)品更新)； ②應(yīng)用通用機床則無法大幅度地提高生產(chǎn)效率或精確地控制產(chǎn)品質(zhì)量，同時通用機床也無法加工一些復(fù)雜度和精度要求很高的小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。相比之下，數(shù)控機床的出現(xiàn)恰恰滿足了這些要求。

1948年美國帕森斯(P—ns)公司在研制加工直升機葉片輪廓檢驗樣板的機床時，首先提出利用電子計算機控制機床加工復(fù)雜曲線樣板的新概念。1952年帕森斯公司和麻省理工學(xué)院(MIT)伺服機構(gòu)研究所合作研制成功世界E第一臺三坐標(biāo)數(shù)控銑床，其數(shù)控系統(tǒng)采用脈沖乘法器原理，全部由電子管元件組成，雖然體積龐大，功能簡單，但卻意義重大，標(biāo)志著機械制造業(yè)進入r一個新的發(fā)展階段。1958年我國北京機床研究所和清華大學(xué)開始研制數(shù)控機床，1965年北京第一機床廠開始生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控銑床。

數(shù)控機床的出現(xiàn)極大地促進了機床行業(yè)的技術(shù)進步和行業(yè)發(fā)展。對于整個制造業(yè)來說．由于數(shù)控機床的大量使用，使得產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，新產(chǎn)品開發(fā)周期明顯縮短。目前數(shù)控機床已經(jīng)遍布軍工、航空航天、汽車、造船、機車車輛、機床建筑、通用機械、紡織、輕工、電子等幾乎所有制造行業(yè)。2.2數(shù)控機床的發(fā)展(1)數(shù)控機床的發(fā)展簡史

1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類自g造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)，工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進^信息社會奠定了基礎(chǔ)。6年后，即在1 952年，計算機技術(shù)應(yīng)用于機床上，從而一種新型的用數(shù)字程序控制的機床應(yīng)運而生。這種機床是一種綜合運用了計算機技術(shù)、自動控制、精密測景和機械設(shè)計等新技術(shù)的機電體化典型產(chǎn)品。數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))的自動化機床。計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三個時代，即1970年的第四代——小型計算機，1974年的第五代微處理器和1990年的第六代——基于Pc(國外稱為Pc_based)。

從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了50多年的歷程。數(shù)控系統(tǒng)由當(dāng)初的電子管式起步．經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段：分立式晶體管式汕規(guī)模集成電路式、大規(guī)模集成電路式、超大規(guī)模集成電路巾型計算機式、微機式的數(shù)控系統(tǒng)。

前三代數(shù)控裝置屬于采用專用控制計算機的硬件數(shù)控裝置，一般稱為Nc數(shù)控系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代，總體發(fā)展趨勢是：數(shù)控裝置由Nc向cNc發(fā)展；廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統(tǒng)；提高系統(tǒng)的集成度，縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴展和功能升級，滿足不同類型數(shù)控機床的需要；驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；cNc裝置向人T智能化方向發(fā)展；采用新型的自動編程系統(tǒng)；增強通信功能；數(shù)控系統(tǒng)的可靠性不斷提高?？傊瑪?shù)控機床技術(shù)不斷發(fā)展，功能越來越完善，使用越來越方便，可靠性越來越高，性能價格比也越來越高，到1990年，全世界數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)生產(chǎn)廠家年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)約13萬臺(套)。(2)我國敷控機床發(fā)展概況

我國于1958年研制第一臺數(shù)控機床．發(fā)展過程大致可分為三大階段：1958～1979年為第一階段，】979～1989年為第二階段t從1989年至今為第三階段。第一階段由于我國基礎(chǔ)理論研究滯后，相關(guān)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，特別是電子技術(shù)落后．?dāng)?shù)控系統(tǒng)沒有突破，雖然我國起步不晚，但發(fā)展不快，20世紀(jì)60～70年代，由于文革等因索，我國與發(fā)達國家差距開始拉大。20世紀(jì)70年代國家組織數(shù)控機床攻關(guān)，取得一定成效，相繼推出一些數(shù)控機床品種，但從整體來看．我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段。第二階段從日、德、美、西先后引進數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞、匈、奧、韓等國及臺灣地區(qū)引進數(shù)控機床先進技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解頭了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。第三階段國家從科技攻關(guān)和技術(shù)改造兩方面對數(shù)控機床產(chǎn)韭進行了重點扶持，并加快了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)。普及型數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)成功．為數(shù)控機床商品化和規(guī)?；a(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。一些數(shù)控機床主機廠組建床身、箱體、主軸、軸套等成組單元，廠內(nèi)組織專業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)水平進一步提高。cAD／(1APP／CAM開始應(yīng)用，開發(fā)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量進一步提高，奠定了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。數(shù)控機床進^了快速發(fā)展期。2.3數(shù)控機床的組成及工作原理

數(shù)控機床一般由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)(包含伺服電機和檢測反饋裝置)、強電控制柜、機床本體和各類輔助裝置組成。(1)控制介質(zhì)

控制介質(zhì)叉稱信息載體，是聯(lián)系人與數(shù)控機床之間的中間媒介物質(zhì)。反映了數(shù)控加工中的全部信息。數(shù)控機床的加工程序可以存儲在控制質(zhì)上。常用的控制介質(zhì)有穿孔紙帶、磁帶和磁盤等。

(2)輸入裝置

輸入裝置的作用是將程序載體(信息載體)上的數(shù)控代碼傳遞并存人數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。

(3)數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心，其作用是：從內(nèi)部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過數(shù)控裝置的邏輯電路或統(tǒng)軟件進行編譯，運算處理后，輸出幾種控制信息和指令，控制機床各部分的工作，使其進行規(guī)定的有序運動和動作。

(4)伺服單元和驅(qū)動裝置

伺服單元是cNc和機床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來自cNc裝置的微弱指令信號放大成控制驅(qū)動裝置的大功率信號。根據(jù)接收指令的不同，伺服單元有脈沖式和模擬式之分，而模擬式伺服單元按電源種類叉可分為直流伺服單元和交流伺服單元。伺服單元還包括位置檢測裝置。位置檢測裝置將數(shù)控機床各坐標(biāo)軸的實際位移檢測出來，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋到機床的數(shù)控系統(tǒng)中。驅(qū)動裝置把經(jīng)放大的指令信號變?yōu)闄C械運動，通過簡單的機械連接部件驅(qū)動機床，使工作臺精確定位或接規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對運動，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對應(yīng)，驅(qū)動裝置有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機等。

伺服單元和驅(qū)動裝置可臺稱為伺服驅(qū)動系統(tǒng)，它是機床工作的動力裝置。cNc裝置的指令要靠伺服驅(qū)動系統(tǒng)付諸實施，所以，伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分。從某種意義上說，數(shù)控機床功能的強弱主要取決于cNc裝置，而數(shù)控機床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)。

(5)輔助控制裝置

輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開關(guān)量指令信號，經(jīng)過翻譯、邏輯判斷和運算，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動相應(yīng)的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)量動作。這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令．刀具的選擇和交換指令．冷卻、潤}骨裝置的啟停，工件和機床部件的松開和夾緊，分度工作臺的轉(zhuǎn)位分度等開關(guān)輔助動作。當(dāng)今數(shù)控機床已廣泛采用可編程控制器作為輔助控制裝置。

(6)機廉本體

數(shù)控機床的本體指其機械結(jié)構(gòu)宴體。它與傳統(tǒng)的普通機床相似，但數(shù)控機床在整體布局、外觀造型、傳動機構(gòu)、工具系統(tǒng)及操作機構(gòu)等方面都發(fā)生了很大的變化。歸納起來主要有以下幾個方面：

①采用高性能主軸及主傳動部件。

②進給傳動采用高效傳動件。一般采用滾珠絲杠副、直線滾動導(dǎo)軌副等。③具有完善的刀具自動交換和管理系統(tǒng)。④機床本身具有很高的動、靜剛度。⑤采用全封閉罩殼。由于數(shù)控機床是自動完成加工的，為了操作安全等因素，一般采用移動門結(jié)構(gòu)的全封閉罩殼．對機床的加工部件進行全 2.3數(shù)控技術(shù)的復(fù)合化

復(fù)合化包括T序復(fù)合化和功能復(fù)合化。數(shù)控機床的發(fā)展已模糊了粗精加工全部工序的概念。加工中心(包括車削中心、磨削中心、電加工中心等)的出現(xiàn)，又把車、銑、鏜、鉆等類的工序集中到一臺機床來完成，打破了傳統(tǒng)的工序界限和分開加工的工藝規(guī)程。一臺具有自動換刀裝置、自動交換工作臺、自動轉(zhuǎn)換立臥主軸頭的鏜銑加1=中心，不僅一次裝卡可以完成鏜、銑、鉆鉸、攻絲和檢驗等工序，而且還可以完成箱體五個面粗精加工的工序。近年來．又相繼出現(xiàn)了許多跨度更大的功能集中的復(fù)合化數(shù)控機床。日本池貝鐵工所的TW4LⅡ立式加工中心．由于采用了u軸，亦可進行車加T。東芝機械的GMc 95立式加工中心，在一根主軸上既可進行切削叉可進行磨削。美國sINcNNAIllMlI，AcR()N公司的車、銑、鏜、鉆偏心孔多用途制造中心，在一臺車削中心上不僅可以完成回轉(zhuǎn)體的外圓和端面的車削加工，還可完成銑平面、鉆斜孔，開曲線槽等，使刀具回轉(zhuǎn)的加工中心或膳削中心與工件伺轉(zhuǎn)的車削中心復(fù)合。如意大利sAFOP的車、鏜、銑、磨復(fù)合機床；德國VOEsl AIjlNT_盯EINNEL公司M30型銑削一車削復(fù)合中心；ETA公t“('1I。DEMl趼。ER復(fù)合車一銑機床。還有成型機床與切削機床的復(fù)臺，如瑞l Raskn的沖孔、成型與激光切割復(fù)合；wHITNE公司等離子加工與沖壓復(fù)合等。在多軸和多軸聯(lián)動控制方面，日本的FANucl6系統(tǒng)為2～1 5軸；西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)達24軸。

例如：采用軸聯(lián)動對=三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅粗糙度值降低，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺j軸聯(lián)動機床的效率可以等于2白3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動發(fā)揮更高的效益。但過去圉5軸聯(lián)動數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)．使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本太幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小，因此促進了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床(含5面加工機床)的發(fā)展。

在ENo 20。l展會上，新日本工機的j面加1二機床采用復(fù)合主軸頭，可宴現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上宴現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMc公司展出DMuvoutlon系列加工中心，可在一次裝夾完成5面加工和5軸聯(lián)動加工，由cNc系統(tǒng)控制或CA州CAM直接或間接控制。2.4數(shù)控技術(shù)的開放性

為適應(yīng)數(shù)控進線、聯(lián)網(wǎng)、普艘型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢是體系結(jié)構(gòu)的開放性、設(shè)計生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)。例如美國、歐共體及日本發(fā)展開放式數(shù)控的計劃等。

①為適應(yīng)制造自動化的發(fā)展，向FMC’、FMS和CIMS提供基礎(chǔ)設(shè)備，要求數(shù)字控制制造系統(tǒng)不僅能完成通常的加工功能，而且還要具備自動測量、自動上下料、自動換刀、自動更換主軸頭(有時帶坐標(biāo)變換)、自動誤差補償、自動診斷、進線和聯(lián)網(wǎng)等功能，廣泛地應(yīng)用機器人、物流系統(tǒng)。

②FMCC，F(xiàn)MSS web bad即d制造及無圖紙制造技術(shù)。

③圍繞數(shù)控技術(shù)、制造過程技術(shù)在快速成型，并聯(lián)機構(gòu)機床、機器人化機床、多功能機床等整機方面和高速電主軸、直線電機、軟件補償精度等單元技術(shù)方面先后有所突破。并聯(lián)桿系結(jié)構(gòu)的新型數(shù)控機床實用化。這種虛擬軸數(shù)控機床．用較件的復(fù)雜性代替?zhèn)鹘y(tǒng)機床機構(gòu)的復(fù)雜性，開拓了數(shù)控機床發(fā)展的新領(lǐng)域。④以計算機輔助管理和工程數(shù)據(jù)庫、因特同等為主體的制造信息支持技術(shù)的智能化決策系統(tǒng)，對機械加工中大量信息進行存儲和實時處理，應(yīng)用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使機械加工整體系統(tǒng)趨于資源合理支配并高效地應(yīng)用。⑤由于采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)擻字化阿絡(luò)技術(shù)，機械加工向虛擬制造的方向發(fā)展。

2.4數(shù)控技術(shù)的先進性

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的裝備。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面。

①追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化。如加工過程的自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成。②提高驅(qū)動眭能及使用連接方便的智能化。如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負(fù)載、自動選定模型、自整定等。

③簡化編程、簡化操作方面的智能化。如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。④還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了白適應(yīng)控制，模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制’學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ?，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動和智能化伺服裝置，能自動識別負(fù)載井自動調(diào)整參數(shù)。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題，目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究。如美國的N(z(The Ne xl Generation workstation／Mache(butyl)、歐共體OSACA“)口easiest鋤Architectures如r(kntr01 wth_nAutornatlon systems)、日本的OSEC(0pen system En??t kern collar)、中國的ONC(Open N?mal control system鋤)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和晟終用戶，通過政變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能)，形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中．快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的阿絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造成l虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機。在EMO 20。I展中，日本山崎馬扎克(Mask)公司展出的CPC(cylerProducflonc)，智能生產(chǎn)控制中心)，日本隈(OKSMA)機床公司展出的IT廣場(信息技術(shù)廣場)．德國西門于(s—ns)公司展出的OME(0釁n Manufactumg EnⅥ?t開放制造環(huán)境)等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

開放式生產(chǎn)對于一些資本密集型的從事大型制造，尤其是生產(chǎn)大批量復(fù)雜零件的廠家而言，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)制造更有其特別的意義。阿絡(luò)制造在廣義上表現(xiàn)為使用網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)與企業(yè)間可進行跨地域的協(xié)同設(shè)計、協(xié)同制造、信息共享、遠(yuǎn)程監(jiān)控及遠(yuǎn)程服務(wù)，以及企業(yè)內(nèi)部的管理部門(產(chǎn)、供、銷、人、財、物等)坡計部門(CAD CAPP／CAE／CAM等)、生產(chǎn)部門(生產(chǎn)監(jiān)測，生產(chǎn)管理，刀夾、量具，材料管理．設(shè)備管理等)在網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)支持下進行系統(tǒng)集成，通過T(，／IP通信協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)通信，為制造商提供整套且數(shù)據(jù)信息一致的生產(chǎn)方案，使不同的CW控制程序、編程加工位置以及刀具定位點等數(shù)據(jù)信息得到統(tǒng)一。通過這樣的網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)傳遞的速度得到極大提高。過去要幾個小時才能完成傳輸?shù)拇蟪绦?，現(xiàn)在只需幾秒鐘即可完成。然而，更為高效的cNc網(wǎng)絡(luò)通信功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于快速傳遞數(shù)據(jù)及信包，通過連接調(diào)制解調(diào)器與通信軟件，可以實現(xiàn)(1Nc機床的遠(yuǎn)程診斷。這樣，一個技術(shù)人員即使在機床生產(chǎn)廠家的辦公室，也可以通過遠(yuǎn)程診斷對遠(yuǎn)程的cNc機床進行實時問題診斷，及時做出央定，并直接發(fā)出指令進行調(diào)整。這一切操作都無需親臨工作現(xiàn)場。采用TCP／IP通信協(xié)泌進行網(wǎng)絡(luò)通信還有一個基本條件就是機床數(shù)控系統(tǒng)的操作平臺最好是WMDO平臺，傳統(tǒng)的專用計算機數(shù)控系統(tǒng)要做到這一點是很困難的，而第六代數(shù)控系統(tǒng)可咀滿足網(wǎng)絡(luò)制造的諸多要求。

數(shù)控機床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趟勢：一方面從點(數(shù)控單機、加_[巾心和數(shù)控復(fù)合加工機床)、線(FMC，F(xiàn)MS、FIL、FML)向面(T段車間獨立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展；另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟性方向發(fā)展。黍性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點是以提高系統(tǒng)的可靠性、實用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強單元技術(shù)的開拓、完善；cNc單機向高精度、高速度和高柔眭方向發(fā)展：數(shù)控機床及其構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)能方便地與cAD、(nM、cAPP、MTs)聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。3國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1國產(chǎn)數(shù)控機床與國際先進水平差距逐漸縮小

數(shù)控機床是當(dāng)代機械制造業(yè)的主流裝備，國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展經(jīng)歷了30年跌宕起伏，已經(jīng)由成長期進入了成熟期，可提供市場1,500種數(shù)控機床，覆蓋超重型機床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓設(shè)備、前沿高技術(shù)機床等領(lǐng)域，產(chǎn)品種類可與日、德、意、美等國并駕齊驅(qū)。特別是在五軸聯(lián)動數(shù)控機床、數(shù)控超重型機床、立式臥式加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控齒輪加工機床領(lǐng)域部分技術(shù)已經(jīng)達到世界先進水平。其中，五軸(坐標(biāo))聯(lián)動數(shù)控機床是數(shù)控機床技術(shù)的制高點標(biāo)志之一。它集計算機控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動化加工，是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。五軸聯(lián)動數(shù)控機床的應(yīng)用，其加工效率相當(dāng)于2 臺三軸機床，甚至可以完全省去某些大型自動化生產(chǎn)線的投資，大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉(zhuǎn)運輸時間及費用。國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床品種日趨增多，國際強手對中國限制的五軸聯(lián)動加工中心、五軸數(shù)控銑床、五軸龍門銑床、五軸落地銑鏜床等均在國內(nèi)研制成功，改變了國際強手對數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的壟斷局面。3.2國產(chǎn)數(shù)控機床存在的問題

由于中國技術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)還比較落后，數(shù)控機床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達國家相比，差距還是很大，尤其是數(shù)控系統(tǒng)的控制可靠性還較差，數(shù)控產(chǎn)業(yè)尚未真正形成。因此加速進行數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān)，盡快建成與完善數(shù)控機床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。目前主要問題有： 3.3核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏

統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，數(shù)控機床的核心技術(shù)—數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、控制器伺服、伺服電機和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成，中國90%需要國外進口。如在上海設(shè)廠的德國吉特邁集團和意大利利雅路機床集團，在煙臺建廠的韓國大宇綜合機械株式會社，所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國內(nèi)能做的中、高端數(shù)控機床，更多處于組裝和制造環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術(shù)。國產(chǎn)數(shù)控機床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴進口，國內(nèi)真正大而強的企業(yè)并不多。目前世界最大的3 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)有華中數(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)全都是進口。華中數(shù)控近幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯，但在電器硬件方面還需進一步提高。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。數(shù)控功能部件是另外一個薄弱環(huán)節(jié)。某種意義上說，功能部件將構(gòu)筑21世紀(jì)現(xiàn)代數(shù)控機床。功能部件的性能和價格決定了數(shù)控機床的性能和價格。功能部件不是機床附件，它是數(shù)控機床的核心代表。國產(chǎn)數(shù)控機床的主要故障大多出在功能部件上，它是影響國產(chǎn)數(shù)控機床使用的主要根源。從國產(chǎn)數(shù)控機床的開發(fā)和使用來看，功能部件急需技術(shù)攻關(guān)。特別在數(shù)控刀具滯后現(xiàn)象反映相當(dāng)強烈。國產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性等方面差距明顯，無論在品種、性能和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶要求。由于國產(chǎn)刀具品種少、壽命低，嚴(yán)重影響數(shù)控機床效率的發(fā)揮。調(diào)研企業(yè)進口的數(shù)控機床，配用大量進口數(shù)控刀具，由于價格昂貴，用戶不堪負(fù)擔(dān)。數(shù)控立、臥回轉(zhuǎn)工作臺，數(shù)控分度盤和數(shù)控電動刀架等數(shù)控功能部件市場中海外商家也稍勝一籌。

3.4民族品牌與國際品牌差距明顯

2004年6月一份廣東機床用戶的抽查情況透露，在數(shù)控機床的各個品牌之中，用戶對歐洲、日本、美國、韓國和中國臺灣等數(shù)控機床品牌的關(guān)注度已占全部市場的60%以上。品牌知名度上的差距，導(dǎo)致用戶在選擇加工設(shè)備時把更多的機會給了海外數(shù)控機床行業(yè)的一些“實力派”。如哈爾濱某發(fā)動機(集團)有限公司的缸體生產(chǎn)線是一條全自動加工線，其粗加工選用韓國大宇重工的專機自動線，精加工則選用了英國CROSS HULLE公司的專機自動線，缸蓋加工線是由德國Cross.Huller公司制造的高速加工中心和專機自動線、德國產(chǎn)的全自動在線測量機、日本產(chǎn)的全自動密封檢測機和清洗機組成的。曲軸生產(chǎn)線為全自動柔性流水生產(chǎn)線，精加工線由日本的數(shù)控高速CBN 磨床、動平衡機、拋光機等組成。3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場脫節(jié)

適銷對路的產(chǎn)品是企業(yè)在市場競爭中取勝的根本。技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)品滿足市場需要的關(guān)鍵。多數(shù)企業(yè)在確定數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新項目上沒有突出重點，市場定位不明確，不能集中力量，突破重點，帶動整體，項目安排帶有盲目性。首先，盲目跟隨國際技術(shù)潮流增加生產(chǎn)能力。數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)本身的水平關(guān)鍵要看創(chuàng)新能力、人員素質(zhì)和企業(yè)素質(zhì)的提高。近年來的改制、改組已有一些初步成效，來之不易。在面對市場需求增加的同時，還是要清醒看市場，穩(wěn)妥求發(fā)展，還是要抓前、抓后(即抓開發(fā)、抓銷售、抓質(zhì)量、抓服務(wù))，慎重抓能力。中國要成為制造市場，而不是加工市場，機床行業(yè)也應(yīng)正確看待這個問題。否則就造成科技攻關(guān)的新產(chǎn)品差距仍然很大，浪費了有限的人力物力；其次技術(shù)創(chuàng)新取得成果后，缺乏市場化的全面安排，質(zhì)量保證體系的不健全，尚未制定相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，制造工藝研究嚴(yán)重滯后。造成數(shù)控機床市場占有率逐年下降；再次，不重視質(zhì)量和服務(wù)。機床行業(yè)是第1 個提出質(zhì)量承諾聲明的行業(yè)，在市場好轉(zhuǎn)的時候，企業(yè)對質(zhì)量和服務(wù)更要重視，對用戶更加周到和熱情，一個企業(yè)的品牌往往是在市場好的時候樹立的，也往往是在市場好的時期丟掉的。3.6缺乏先進的管理機制

多數(shù)企業(yè)都受到生產(chǎn)經(jīng)營缺乏動力、自我約束機制不健全、勞動生產(chǎn)率低下等問題的嚴(yán)重困擾。適應(yīng)市場經(jīng)濟需求的以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系尚未形成，缺乏吸引高層次、高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，無法有效整合相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和資源優(yōu)勢，形成合力開展聯(lián)合攻關(guān)，共同打造技術(shù)創(chuàng)新平臺。所以必須按照經(jīng)濟發(fā)展的客觀要求，建立以公司法人為主要內(nèi)容的現(xiàn)代企業(yè)制度。真正確立以用戶為中心的市場經(jīng)濟觀念，認(rèn)真調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。真正讓市場在資源配置中起基礎(chǔ)作用。4國內(nèi)數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》。國內(nèi)數(shù)控機床大致發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾方面：

4.1智能、高速、高精度化

新一代數(shù)控機床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件(如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統(tǒng)等)主軸轉(zhuǎn)速達15,000r/min以上。計算機技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來越大，計算機系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來了機床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡化，數(shù)控機床的智能化程度日趨提高。一臺機床的重復(fù)定位精度如果能達到0.005 mm(ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計法)，就是一臺高精度機床，在0.005mm(ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計法)以下，就是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造(CAM)系統(tǒng)的發(fā)展，精密度已達到微米級。4.2設(shè)計、制造綠色化

綠色設(shè)計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進設(shè)計理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機床在設(shè)計時要考慮：綠色材料設(shè)計；可拆卸性設(shè)計；節(jié)能性設(shè)計；可回收性設(shè)計；模塊化設(shè)計；綠色包裝設(shè)計等。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過綠色生產(chǎn)過程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。數(shù)控機床在制造時要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計；節(jié)約能源的工藝設(shè)計；環(huán)保型工藝設(shè)計等。隨著世界經(jīng)濟的迅速發(fā)展，尤其是國內(nèi)改革開放以來工業(yè)化程度的加快，所帶來的環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，環(huán)境保護的呼聲越來越高，環(huán)保問題已經(jīng)成為各國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。數(shù)控機床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應(yīng)環(huán)保趨勢，加大綠色設(shè)計與制造的研制，將是影響經(jīng)濟發(fā)展的重要要素之一。

4.3復(fù)合化與系統(tǒng)化

工件一次裝夾，能進行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機床一貫追求的。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應(yīng)提高，機床也朝高效能發(fā)展。機床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢

4.4.1數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展

計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術(shù)更快地更新?lián)Q代。許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用Pc機豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴展性，并可以較容易地實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。，開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的．?dāng)?shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開放的資源進行系統(tǒng)集成，同時它也為用戶根據(jù)實際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來極大方便，促進了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。同時，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級而升級，而結(jié)構(gòu)可以保持不變。4.4.2數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展

①傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)，如FANUCO系統(tǒng)、MITSTJBISHI M50系統(tǒng)、SIN.MERlK 810M,7／c系統(tǒng)等，是一種專用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。目前，這類系統(tǒng)還是占領(lǐng)了制造業(yè)的大部分市場。但由于開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)，已逐漸減小。②“Pc嵌人NC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)，如FANUCO和16l、SINUMERZ840D、Nutr-1060、AB 9／：360等，是數(shù)控軟件技術(shù)和當(dāng)今計算機豐富的軟件資源相結(jié)合開發(fā)的產(chǎn)品．具有一定的開放性。但它的Nc部分仍然是傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，用戶無法介人數(shù)控系統(tǒng)的核心。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強大，價格昂貴。

⑧“NC嵌人PC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)。它由開放式體系結(jié)構(gòu)運動控制卡和Pc機共同構(gòu)成。這種運動控制卡通常選用高速DSF’作為CPU，具有很強的運動控制和PLC控制能力。它本身就是一個數(shù)控系統(tǒng)，可以單獨使用。它開放的函數(shù)庫供用戶在Windows臺下自行開發(fā)構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)，因而，這種開放式體系結(jié)構(gòu)運動控制卡被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動化控制的各個領(lǐng)域。

④SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)。這是一種最新開放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。它提供給用戶最大的選擇和靈活性，它的cNc軟件全部裝在計算機中，而硬件部分僅是計算機與伺服驅(qū)動和外部I／O之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應(yīng)的驅(qū)動程序一樣。用戶可以在Windows NT平臺上，利用開放的cNc內(nèi)核開發(fā)所需的各種功能，構(gòu)成各種類型的高性能數(shù)控系統(tǒng)，與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，SO訂型開放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性能價格比，因而最有生命力。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。其典型產(chǎn)品有美國MDSI公司的Open cNc、德國P0werAutomatlon公司的P．～8000 NT等。

4.4.3數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展 隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ?，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術(shù)與制造技術(shù)融為一體。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現(xiàn)快速制造、快速檢測和快速響應(yīng)的有效途徑，已形成將測量(M?㈣nt)、建模(Modelling)、加_I=(M衄u?tIldng)、機器操作(M刪pulator)四者(即4M)融合在一個系統(tǒng)中，實現(xiàn)信息共享．促進測量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統(tǒng)。4.4.4數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其他控制系統(tǒng)或上位計算機進行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部．這就是所謂的I㈣i[erl∥Intranet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱“e一制造”，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國際先進機床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進口數(shù)控機床時要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。為模具車間利用Inkmet技術(shù)進行的網(wǎng)絡(luò)化控制數(shù)控加工．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進一步促進了柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機床)、線(FMCC、FMS、rrL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(c[MS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。柔性自動化技術(shù)以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)，同時注重加強單元技術(shù)的開拓、完善，能方便地與cAD、CAM、cAPF。、MiX3聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。4.4.5數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展 隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的日趨廣泛，數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標(biāo)。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在99％以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間(MTBF)就必須大于3000h。如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：l(數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級)，數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333 3h，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于105h。對整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。

4.4.6數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展

在零件加工過程中，有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升速、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，具有復(fù)合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。柔性制造范疇的機床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。4.7.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展

在加工自由曲面時，三軸聯(lián)動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進而對工件的加工質(zhì)量造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率．因此．多軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個開發(fā)熱點。CNC裝置的工作原理

CNC裝置在其硬件環(huán)境支持下，按照系統(tǒng)監(jiān)控軟件的控制邏輯．對輸人、譯碼、刀具補償、速度規(guī)劃、插補運算、位置控制、L／O接口處理、顯示和診斷等方面進行控制。cNc裝置的主要工作包括以下內(nèi)容。5.1輸入

輸人cNc裝置的有零件程序、控制參數(shù)和補償量等數(shù)據(jù)。輸人的形式有光電閱讀機輸人、鍵盤輸入、磁盤輸入、連接上級計算機的DNC接口輸人、網(wǎng)絡(luò)輸人。從CNC裝置的工作方式看，有存儲器輸人工作方式和MDI(M皿ud DirectInput，手工直接輸人)工作方式。cNc裝置在輸入過程中通常還要完成無效碼刪除、代碼校驗和代碼轉(zhuǎn)換等工作。

5.2譯碼

不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲器輸入方式下，都是將零件程序以一個程序段為單位進行處理的，把其中的各種零件輪廓信息(如起點、終點、直線或圓弧等)、加工速度信息(F代碼)和其他輔助信息(M、S、T代碼等)按照一定的語法規(guī)則解釋成計算機能夠識別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。在譯碼的過程中．還完成對程序段的語法檢查，發(fā)現(xiàn)語法錯誤便立即報警。5.3插補

插補的任務(wù)是在一條給定起點和終點的曲線上進行“數(shù)據(jù)點的密化”(擬合)。插補程序在每個插補周期運行一次，在每個插補周期內(nèi)，根據(jù)指令進給速度計算出一個微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過若干次插補周期后，插補加工完一個程序段軌跡，即完成從程序段起點到終點的“數(shù)據(jù)點密化”工作。5.4進給速度處理

編程所給的刀具移動速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來計算各運動坐標(biāo)的分速度。在有些CNC裝置中，對于機床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動加減速等也在這里處理。5.5刀具補償

刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。通常，CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。目前，在比較好的CNC裝置中，刀具補償還包括程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判別，就是所謂的c刀具補償。

5.6位置控制

位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部分工作可以由軟件實現(xiàn)，也可以由硬件完成。它的主要任務(wù)是在每個采樣周期內(nèi)，將理論位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電機。在位置控制中，通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補償和反向間隙補償，以提高機床的定位精度。5.7顯示

CNC裝置的顯示主要是為操作者提供方便，通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機床狀態(tài)顯示、報警顯示等。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動態(tài)圖形顯示。

5.8 IO處理

主要處理CNC裝置面板開關(guān)信號、機床電氣信號的輸入、輸出和控制(如換刀、換擋、冷卻等)。

5.9診斷 現(xiàn)代CNC裝置都具有聯(lián)機和脫機診斷的能力。聯(lián)機診斷是指CNC裝置中的自診斷程序，隨時檢查不正確的事件。脫機診斷是指系統(tǒng)運轉(zhuǎn)條件下的診斷，CNC裝置配備有各種脫機診斷程序，以檢查存儲器、外圍設(shè)備(CRT、閱讀機、穿孔機)、L，O接口等。脫機診斷指采用遠(yuǎn)程通信方式，即所謂的遠(yuǎn)程診斷，把用戶的CNC通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信診斷中心的計算機相連，對CNC裝置進行診斷、故障定位和修復(fù)。6 CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)

CNC裝置是在硬件支持下，通過系統(tǒng)軟件控制進行工作的，其控制功能在相當(dāng)程度上取決于硬件結(jié)構(gòu)。硬件結(jié)構(gòu)根據(jù)控制功能的復(fù)雜程度，可分別采用單處理器結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)。數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，按CNC裝置中各電路板的插接方式，可分為大板式結(jié)構(gòu)和功能模塊式結(jié)構(gòu)；按微處理器的個數(shù)，可分為單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)；按硬件的制造方式．可分為專用型結(jié)構(gòu)和個人計算機式結(jié)構(gòu)；按CNC裝置的開放程度，可分為封閉式結(jié)構(gòu)、Pc嵌入NC式結(jié)構(gòu)、NC嵌入PC式結(jié)構(gòu)和軟件型開放式結(jié)構(gòu)。6.1單微處理器結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)

所謂單微處理器結(jié)構(gòu)，是指在cNc裝置中只有一只微處理器(CPU)，工作方式是集中控制，分時處理數(shù)控系統(tǒng)的各項任務(wù)，如存儲、插補運算、輸人／輸出控制、CRT顯示等。某些CNC：裝置中雖然用了兩個以上的CPU．但能夠控制系統(tǒng)總線的只是其中的一個CPI_F，它獨占總線資源，通過總線與存儲器、輸入輸出控制等各種接口相連。其他的CPU則作為專用的智能部件，不能控制總線，也不能訪問存儲器。這是一種主從結(jié)構(gòu)，故被歸納于單微處理器結(jié)構(gòu)中。單微處理器結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)。單微處理器結(jié)構(gòu)的cNc裝置可劃分為計算機部分、位置控制部分、數(shù)據(jù)輸入／輸出接口及外圍設(shè)備。微處理器CPU是CNC裝置的核心，CPU執(zhí)行系統(tǒng)程序，首先讀取工件加工程序，對加工程序段進行譯碼和數(shù)據(jù)處理，然后根據(jù)處理后得到的指令，進行對該加工程序段的實時插補和機床位置伺服控制；它還將輔助動作指令通過可編程控制器(PLC)送到機床，同時接收由PLC返回的機床各部分信息并予以處理，以決定下一步的操作。6.2位置控制部分包括位置控制單元和速度控制單元

位置控制單元接收經(jīng)插補運算得到的每一個坐標(biāo)軸在單位時間間隔內(nèi)的位移量，控制伺服電機工作，并根據(jù)接收到的實際位置反饋信號。修正位置指令．實現(xiàn)機床運動的準(zhǔn)確控制。同時產(chǎn)生速度指令送往速度控制單元，速度控制單元將速度指令與速度反饋信號相比較，修正速度指令，用其差值去控秘伺服電機，使其以恒定速度運轉(zhuǎn)。

數(shù)據(jù)輸入／輸出接口與外圍設(shè)備是CNC裝置與操作者之間交換信息的橋梁。例如，通過MDI方式或串行通信，可將工件加工程序送人CNC裝置；通過CRT顯示器，可以顯示工件的加工程序和其他信息。在單微處理器結(jié)構(gòu)中，由于僅由一個微處理器進行集中控制，故其功能將受CPU字長、數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)、尋址能力和運算速度等因素的限制。如果插補等功能由軟件來實現(xiàn)，則數(shù)控功能的實現(xiàn)與處理速度就成為突出的矛盾。解決矛盾的措施可以有：增加浮點協(xié)處理器、采用帶有CPU的PL和CRT等智能部件。7 新型功能部件

為了提高數(shù)控機床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：

a.高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動機與主軸部件的集成，具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無級調(diào)速等一系列優(yōu)點，在各種新型數(shù)控機床中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用；

b.直線電動機：近年來，直線電動機的應(yīng)用日益廣泛，雖然其價格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負(fù)載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，機械傳動結(jié)構(gòu)得到簡化，機床的動態(tài)性能有了提高。如：西門子公司生產(chǎn)的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應(yīng)用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機床以及動態(tài)性能和運動精度要求高的機床等；德國EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅(qū)動均采用兩個直線電動機； c.電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)，具有傳動環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點。8結(jié)束語

通過本文的論述可見，目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢，以及數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

致謝

畢業(yè)設(shè)計是對畢業(yè)生所學(xué)專業(yè)知識的一個總結(jié)、歸納、深化的過程，其中包含了我們需要時時加強的東西：分析解決問題能力、查閱文獻的能力、統(tǒng)籌編輯的能力、總結(jié)經(jīng)驗的能力等等。在畢業(yè)設(shè)計的數(shù)月期間，我得到了導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，特別是在課題的程序設(shè)計過程中，對其中的各種技術(shù)問題和疑惑，導(dǎo)師都花費了大量的時間和精力一一為我解答，讓我在這個過程中對數(shù)控機床控制等多方面的知識有了一次新的深入的學(xué)習(xí)和全面的提升，并能夠逐漸將課本上所學(xué)的理論知識與工業(yè)生產(chǎn)中的實際問題相結(jié)合，從而為以后步入社會解決工作中遇到的實際問題打下良好的基礎(chǔ)。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x！

在課題的研究設(shè)計期間，學(xué)院、圖書館為我們提供了良好的學(xué)習(xí)和靜心研究的環(huán)境，同組成員也給予了我很多幫助與支持，在這里一同表示感謝：沒有你們的支持、幫助和鼓勵，我很難拿出這樣的一份最終作品。當(dāng)然由于時間和知識水平所限，論文中不可避免會出現(xiàn)紕漏和錯誤，懇請各位審閱老師悉心指正，在此不勝感激。參考文獻

[1] 王立新.淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].赤峰學(xué)院學(xué)報.2007.[2] 董淳.數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的新趨勢[J].可編程控制器與工廠自動化.2006.[3] 張亞力.簡述數(shù)控發(fā)展的新趨勢[J].國土資源高等職業(yè)教育研究.2005.[4] 陳芳.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和途徑[J].科技資訊.2008.[5] 唐懷斌.工業(yè)控制的進展與趨勢[J].自動化與儀器儀表,1996.[7] 馬國華監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.3 [8] 中國機床工具工業(yè)協(xié)會行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場，2001(3)：18-20.[9] 梁訓(xùn)王宣 ,周延佑.機床技術(shù)發(fā)展的新動向［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場，2001(3)：21-28.[10] 中國機床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)控系統(tǒng)分會.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場.[11] 楊學(xué)桐，李冬茹，何文立，等?距世紀(jì)數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究［M］.北京：國家機械工業(yè)局，2000.[12] 劉助柏．知識創(chuàng)新思維方法論．北京：機械工業(yè)出版社，1999 [13] 高鐘毓．機電控制工程．北京：清華大學(xué)出版社，2002．

第三篇：美容院發(fā)展歷程及趨勢

美容院發(fā)展歷程及趨勢

發(fā)展歷程 1989年，有國際大都市之稱的上海率先開辦了中國第一家“美容院”。隨后，短短的十幾年，美容城、美容中心、美容院、美容廳等如雨后春筍般突起。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，1985年我國美容店10萬家，到2000年，美容店已有120多萬家，從業(yè)人員600多萬。盡管如此，國內(nèi)美容企業(yè)仍主要以美容院為主,比如廣州市，國有、集體、個體美容院就有4000多家；北京市有6000多家。據(jù)有關(guān)資料顯示，目前國內(nèi)已具備美容院消費水平的人，1000人里只有14個人，這與西方發(fā)達國家的36%相距甚遠(yuǎn)。但具有潛在消費能力的，100人中會有75人，也就是說，有2/3的人口屬于潛在的市場，而城市女性中進入美容院消費的也只有14.7%。據(jù)有關(guān)調(diào)查資料顯示，當(dāng)前國內(nèi)美容市場最熱門的服務(wù)項目是皮膚護理/保養(yǎng)、祛斑、增白，總體提及率分別是72.2%、52.6%、50.0%。排在4～10位的依次是理發(fā)、染發(fā)、減肥/瘦身、除皺、形象設(shè)計、燙發(fā)、養(yǎng)發(fā)?？梢?，美容院前景十分廣闊

國內(nèi)美容業(yè)的發(fā)展逐步出現(xiàn)的美容機構(gòu)主要有五大類型：發(fā)廊型、沙龍型、治療型、休閑型和享受型。

“發(fā)廊型”美容院主要出現(xiàn)在我國美容業(yè)的初級階段 一般是有二三張理發(fā)椅，一兩張用做洗頭按摩的美容床，主要開設(shè)的服務(wù)項目有理發(fā)、洗臉和局部的按摩等，我們稱之為“美容美發(fā)”，這類美容院現(xiàn)在主要存在二、三類市場和城市周邊的小鎮(zhèn)。

第二種美容院有較高檔的內(nèi)部環(huán)境設(shè)施

如寬敞的空間、整潔的裝潢、良好的衛(wèi)生、優(yōu)雅的環(huán)境，同時美容師受過專業(yè)的美容知識培訓(xùn)，具備精湛的美容護理技術(shù)，整個環(huán)境、氛圍、經(jīng)營方式都比較好，并開設(shè)會員制服務(wù)，客人在這里不僅得到皮膚護理或其它的服務(wù)，還可以把這里當(dāng)成舒緩緊張神經(jīng)的場所，這類美容院我們一般稱為“沙龍型”的美容院，這是現(xiàn)今在一、二、三級市場中存在最多的美容院，也是最受消費者和廠家關(guān)愛的主流美容院之一，這類美容院一般以開設(shè)比較流行的服務(wù)項目和吸收會員即成為最熱門的美容機構(gòu)。

第三種是“治療型”的美容院 這類美容院比較普遍，主要針對消費者的皮膚問題提供解決方案，像各種治療斑痕或其它皮膚問題的美容院或者是醫(yī)院開設(shè)的美容項目(包括整形)，如章光101或者現(xiàn)在流行的一些整型美容機構(gòu)等。

第四種美容機構(gòu)則是 “休閑型”的美容院

一般設(shè)在一些保健和娛樂業(yè)的內(nèi)部，是該機構(gòu)的一個附屬服務(wù)項目，雖然場地裝潢精致，并提供配套的放松服務(wù)。但因為服務(wù)項目比較單一，項目設(shè)置較簡單和收費偏高而少有客人光顧。

最后一種就是“享受型”的美容院

這類美容院場地寬大，至少有幾千平米，內(nèi)部裝潢豪華、場面鋪張、收費昂貴，不但設(shè)有女賓部，也同時開設(shè)現(xiàn)在開始流行的男士美容，服務(wù)項目齊全，并設(shè)有咖啡廳和酒吧，主要目的是吸引一批高消費者，據(jù)說今年浙江溫州就開設(shè)有這種美容院。

趨勢

趨勢一： 實力雄厚的連鎖經(jīng)營。目前的中國美容業(yè)仍處于不規(guī)范、不成熟的發(fā)展階段，整個行業(yè)在社會中的信譽度難以提高，品牌難以深入人心，因此推廣和實行連鎖經(jīng)營模式，提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，建立科學(xué)的運作程序，形成良好的品碑和品牌形象勢在必行。

趨勢二：美容院經(jīng)營電腦化。美容院顧客資料、美容次數(shù)、顧客的預(yù)約登記、客戶資料追蹤、進貨款項處理、員工檔案、員工薪金、商品銷售情況等由電腦進行處理和管理比人工操作更準(zhǔn)確迅速，而且還可通過電腦的分析，找到管理上的漏洞，降低經(jīng)營風(fēng)險，同時提升美容院的形象。

趨勢三：導(dǎo)入心理美容。美容院除了提供美容服務(wù)外，更應(yīng)該對顧客進行心理疏導(dǎo)。因為來美容院的顧客心理比較復(fù)雜、對美的期望值比較高，這就要求美容師不失時機地給她們灌輸正確的觀念，讓其樹立信心，放心接受護理。

趨勢四：推行整合性服務(wù)。美容院要想在激烈的競爭中占據(jù)優(yōu)勢，推行整合性服務(wù)是非常必要的。首先應(yīng)該整合各項服務(wù)設(shè)施，讓顧客上門一次就能滿足各種需求，方便又省時，符合現(xiàn)代人高效、快捷的消費需求。未來的綜合性美容中心應(yīng)該開設(shè)美容、健身、心理咨詢、形象設(shè)計、娛樂、購物、餐飲等服務(wù)項目，這種瓊俱全的美容院，以全方位的經(jīng)營服務(wù)策略必定能在競爭激烈的美容市場脫穎而出。

趨勢五：美容與醫(yī)學(xué)結(jié)合更加密切。許多人將美容視為一件平常之事，很少將之與醫(yī)學(xué)聯(lián)系在一起，其實，許多美容原理及化妝品的研發(fā)都是以醫(yī)學(xué)為基礎(chǔ)的。隨著美容技術(shù)與醫(yī)學(xué)治療方法相結(jié)合的醫(yī)學(xué)美容的推廣與實踐，有效地解決了許多長期困擾顧客的皮膚問題。醫(yī)學(xué)美容在今后必將得到更廣泛的發(fā)展，對美容業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

趨勢六：男士美容蔚然成風(fēng)。由于受傳統(tǒng)觀念的影響，目前接受美容護理的男士并不多。其實，由于男性的皮脂分泌旺盛，大多數(shù)人又缺乏正確的清潔保養(yǎng)知識，對于護膚品的需求實際上相當(dāng)大，因此男士護膚的前景十分看好。

趨勢七：專業(yè)化、個人化、高附加值。如今，顧客不但對美容師的技術(shù)服務(wù)品質(zhì)有一定要求，而且對美容院的設(shè)備、營造的氛圍都極為講究，還希望能經(jīng)常得到許多有關(guān)的消費資訊，如新潮服飾、流行妝容、熱賣化妝品、時尚的休閑方式等，越來越多的進美容院消費的人都愿意和希望享受到這種高附加值的服務(wù)。

趨勢八：美容形象店。它不是單純指店面外在裝潢的豪華高檔，而是指顧客從這種美容店里出來時，從內(nèi)到外完全改變了一個人，就象玩魔術(shù)一樣神奇。它除了美容以外還兼具健身、娛樂、購物、餐飲、形象設(shè)計、心理咨詢等功能。它擁有一流的各行人才，全方位的經(jīng)營策略，使每一個進店的顧客都可以享受到一切服務(wù)項目。

歲月無痕拓展部：謝玉樹

第四篇：我國合作社的發(fā)展歷程與趨勢（精選）

農(nóng)民專業(yè)合作社，路向何方？

劉衛(wèi)戰(zhàn) 高揚

摘要：本文從歷史的角度，闡述了合作社的發(fā)展過程以及從中應(yīng)該吸取的經(jīng)驗教訓(xùn)，包括區(qū)別合作社和非合作社、合作社的發(fā)展機制和建全合作社的法律體系，重點對影響我國農(nóng)民專業(yè)合作社發(fā)展的障礙進行了分析，指出改善法律環(huán)境和社會民主環(huán)境是保障農(nóng)民專業(yè)合作社未來發(fā)展的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：農(nóng)民專業(yè)合作社；自立、自主發(fā)展；民主制度

引

言

自2007年7月1日《中華人民共和國農(nóng)民專業(yè)合作社法》開始實施以來，全國各地農(nóng)民專業(yè)合作社如雨后春筍般紛紛成立。據(jù)《2011中國合作經(jīng)濟發(fā)展研究報告》顯示，截至到2012年5月，目前全國經(jīng)工商注冊登記的農(nóng)民專業(yè)合作社有52.17萬家，實有入社農(nóng)戶4100萬戶，占全國農(nóng)戶總數(shù)的16.4%。農(nóng)民專業(yè)合作社在經(jīng)歷了劇烈的起起伏伏后，重新出現(xiàn)在人們的視野之中。

農(nóng)民專業(yè)合作社是重續(xù)前緣還是涅槃重生？在新的歷史時期，他到底肩負(fù)怎樣的歷史使命？他是否能承擔(dān)這一歷史使命？因此，我們不得不回顧合作社的前世今生。

一 國外合作社發(fā)展史

合作經(jīng)濟的思想起源于16世紀(jì)的空想社會主義。1817年, 英國空想社會主義者羅伯特.歐文面對資本原始積累階段剝削和壓榨勞動工人的殘酷事實，在他的《職工業(yè)貧民救濟委員會的報告》中最先提出關(guān)于“合作公社”的思想，并在他晚年的著作《新世界書》對合作社有較為完整充分的論述。羅伯特.歐文按照 自己的設(shè)想進行了一系列實驗，試圖消滅資本和資源對工人階級的剝削，但由于其操作行為脫離市場的規(guī)律，而最終失敗。

1829年遠(yuǎn)在法國的空想社會主義家傅立葉也發(fā)表了自己的著作——《經(jīng)濟的新世界和符合本性的協(xié)作行為》，闡述了自己合作經(jīng)濟的觀點。傅立葉提出了“法郎吉”的組織，“法郎吉”以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，兼辦工業(yè)，工農(nóng)業(yè)相結(jié)合。從理論上進一步得到完善。

1844年，在歐文的學(xué)生胡瓦斯和柯柏爾的幫助下，羅虛戴爾的28個紡織工人組織了消費合作社——“羅虛戴爾公平先鋒社”，這是世界上第一個成功的合作社。主要原則有:成員志愿加入或是退出、表決一人一票、現(xiàn)金交易、準(zhǔn)斤足兩、銷售好貨、按市價售貨、盈余按購買量分配等。該合作社是基于市場公平原則下的經(jīng)濟互助合作實踐，因此取得了成功，并帶動了國際合作社的迅速發(fā)展。

1895年，國際合作社聯(lián)盟成立，它的成立對指導(dǎo)國際合作社運動的發(fā)展具有重要意義。1995年，在曼徹斯特舉行的“國際合作社聯(lián)盟100周年代表大會”通過了“關(guān)于合作社特征的宣言”，重新確定了合作社的定義、合作社運動的基本價值，進一步修改了合作社原則，以指導(dǎo)21世紀(jì)合作社運動的發(fā)展。

到今天，合作社思想經(jīng)歷了近200年的演變和不斷豐富，國際合作社運動也經(jīng)歷了170多年的歷史，合作社幾乎遍布世界各地。亞洲的合作社運動也在這樣的國際大環(huán)境下蓬勃發(fā)展。到20世紀(jì)后半葉，亞洲合作社的發(fā)展可以與19世紀(jì)末20世紀(jì)初歐洲合作社的發(fā)展相媲美(管愛國，符純?nèi)A，2000)。雖然合作社發(fā)源于歐洲，但目前國際合作社聯(lián)盟的成員中亞洲國家占了一半以上。日本農(nóng)協(xié)是亞洲合作社的成功典型之一，1992年10月，國際合作社聯(lián)盟大會第一次離開歐洲到亞洲的日本東京召開。

總結(jié)國際合作社運動的歷史，由于根植于西方資本主義自由市場經(jīng)濟競爭的土壤中發(fā)展壯大，在實踐中迅速找到了自己的定位，探索出了正確的發(fā)展路徑。根據(jù)國際合作聯(lián)盟章程，基層合作社是建立在自助、自主、民主、平等、公平和 團結(jié)的基礎(chǔ)上的，以全體社員民主管理、公開參與為特征的經(jīng)濟互助合作組織。合作社的這一準(zhǔn)確定位和管理原則保證了合作社組織的長期發(fā)展。

二 我國農(nóng)民專業(yè)合作社發(fā)展的曲折道路

我國農(nóng)民專業(yè)合作社起源于近代社會，根據(jù)時期的不同分為新中國建立前和新中國建立后。建國后又分為改革開放前和改革開放后兩個時期。

新中國建立前主要有梁漱溟和晏陽初的觀點，梁漱溟認(rèn)為中國是一個落后的農(nóng)業(yè)社會，中國農(nóng)民生產(chǎn)規(guī)模小，經(jīng)濟實力單薄，只有通過合作與聯(lián)合，才能使經(jīng)濟生產(chǎn)領(lǐng)域不受盤剝，合作經(jīng)濟應(yīng)擺脫非營利主義的束縛，應(yīng)通過合理的經(jīng)營獲得利潤，并將利潤合理分配。而且梁漱民認(rèn)為在中國應(yīng)先進行生產(chǎn)合作，在進行消費合作，而且走合作經(jīng)濟的道路要尊重農(nóng)民的意愿。

晏陽初認(rèn)為中國農(nóng)村的主要問題是“愚、窮、弱、私”，主張用教育來解決“愚”，用生計教育來解決“窮”，衛(wèi)生教育來解決“弱”，用公民教育來解決“私”，其中的生計教育從三方面進行，生產(chǎn)方面，應(yīng)用農(nóng)業(yè)科學(xué)，提高生產(chǎn)；經(jīng)濟方面，利用合作經(jīng)濟，組織合作社、自助社；工藝方面，改良手工藝，發(fā)展副業(yè)。在眾多人士的推動下，國民政府頒布了《合作社法》，各種合作者得到了發(fā)展，合作社(主要指信貸合作社)的經(jīng)濟實力得到增強。到1936年，國民政府統(tǒng)計成立的合作社已達37318個。

但由于當(dāng)時實行的是封建土地制度，占鄉(xiāng)村人口總數(shù)不到10%的地主、富農(nóng)占有70－80%的土地，而占農(nóng)村人口總數(shù)90%的貧、雇和中農(nóng)卻沒有耕地，食不裹腹。在國民政府治理下的合作社并不能解決當(dāng)時土地資源占有不均而產(chǎn)生的資源剝削的整體矛盾。因此在解放區(qū)所進行的轟轟烈烈的土地改革、分田到戶運動，得到大多數(shù)貧苦農(nóng)民的支持。

建國后到改革開放前，我國農(nóng)民專業(yè)合作社走過了從互助組，到初級社，再到高級社和人民公社的發(fā)展道路。在最初的時候，分到土地的農(nóng)民希望聯(lián)合起來，合作社最初的發(fā)展一切看起來順風(fēng)順?biāo)锨楹侠?，而我黨當(dāng)時宏觀的工作指導(dǎo) 思想則是馬克思主義的階級斗爭理論。合作社成為共產(chǎn)黨希望借以消滅資本剝削和資源剝削的工具。由于宏觀指導(dǎo)思想上并不承認(rèn)市場經(jīng)濟，農(nóng)民最初的積極性被逐漸引導(dǎo)到政企合一的人民公社是必然的結(jié)果。

改革開放后的1980年-2005年，我國供銷合作系統(tǒng)經(jīng)歷了痛苦的蛻變階段。隨著人民公社運動的失敗，合作體系被作為“一大二公”的思想代表，一同被丟棄到垃圾堆中。同時被丟棄的還有具有生命力的合作思想。

合作社系統(tǒng)內(nèi)的機構(gòu)進行了三個方向分解。從國家到省、市、縣級合作社逐漸演變成為當(dāng)?shù)卣f不清、道不明的多余行政事業(yè)單位。有的縣級社和絕大多數(shù)縣級以下社被承包給個人。國家級和省級系統(tǒng)原有經(jīng)營單位部分成為國有或集體企業(yè)。行政化、私有化、利益小集團化（企業(yè)化）都不是合作社真正的發(fā)展方向。在任何一個被分解的機構(gòu)中，都缺少實際執(zhí)行的自主、互助經(jīng)濟特征；民主管理成為空想。

林毅夫先生認(rèn)為: 人民公社失敗的根本原因在于，人民公社運動開始后，農(nóng)民的退出自由被剝奪，農(nóng)民的“自我實施”無法維持，勞動積極性下降，生產(chǎn)下降，最終導(dǎo)致了人民公社的失敗。

陳劍波在《人民公社的產(chǎn)權(quán)制度研究:對排他性受到現(xiàn)在的產(chǎn)權(quán)體系所進行的制度分析》中認(rèn)為，人民公社的失敗，不僅是對勞動進行監(jiān)督和計量的困難，更是由于排他性的限制，使得勞動者的勞動和剩余分享之間難以建立穩(wěn)定和直接的聯(lián)系，從而使勞動者影響了勞動得積極性，導(dǎo)致了人民公社的失敗。

溫鐵軍認(rèn)為人民公社失敗的根本原因除了組織和監(jiān)督成本高以外，主要原因農(nóng)業(yè)人口眾多，過低的生產(chǎn)水平和工業(yè)化對農(nóng)業(yè)剩余的大量攫取導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率低下。

2000年以后，隨著我國市場經(jīng)濟的逐步開放，特別是加入WTO以后，世界經(jīng)濟一體化進程的加快，以家庭承包為特征的土地經(jīng)營制度面臨難以適應(yīng)大市場的困境。以自發(fā)聯(lián)合為特征的農(nóng)民經(jīng)濟合作組織逐漸再次興旺起來。三 當(dāng)前我國農(nóng)民專業(yè)合作社面臨的困境

2007年我國《農(nóng)民專業(yè)合作社法》的頒布再次推動了農(nóng)民專業(yè)合作組織的發(fā)展。但是，卻沒有在理論上理清原有的供銷社組織、股份制企業(yè)以及其他類型企業(yè)和以自發(fā)的經(jīng)濟互助為特征的農(nóng)民專業(yè)合作社之間的關(guān)系。因此，當(dāng)前我國農(nóng)民專業(yè)合作社面臨的第一個困境是對農(nóng)民專業(yè)合作社本質(zhì)上思想的困境。

在市場經(jīng)濟條件下自發(fā)形成的經(jīng)濟互助合作組織是真正具有生命力的經(jīng)濟組織。無論是各地興起的專業(yè)協(xié)會、技術(shù)協(xié)會。這種組織的生命力在于：

1建立在通過民主管理有效落實自主、自助、民主、平等、公平和團結(jié)的的制度基礎(chǔ)上； 建立在遵守市場經(jīng)濟公平交易原則基礎(chǔ)上； 3建立在合作社堅持誠實、開放的活力基礎(chǔ)上。

在新的歷史時期，我們已有過以“合作化”為名實施集體化的教訓(xùn)；但是，對于“企業(yè)+農(nóng)戶”模式將合作社利益小集團化的教訓(xùn)還沒有認(rèn)識清楚。辨別合作社實質(zhì)的試金石就在于上述3個原則能否得到真正落實。

從近年來我國農(nóng)民專業(yè)合作社的實踐情況看，以“官民結(jié)合”為特征的各類“農(nóng)民合作協(xié)會”，或者是“龍頭企業(yè)+農(nóng)戶”模式，或者是龍頭企業(yè)控制的股份制，均不能維護農(nóng)民的實際利益。

第二 農(nóng)民專業(yè)合作社自我良性發(fā)展的社會民主環(huán)境尚待培育：

農(nóng)民專業(yè)合作社長期能自我良性發(fā)展的重要保障是有效落實自主、自助、民主、平等、公平和團結(jié)的民主管理制度。但是，目前我國民主制度的基礎(chǔ)非常薄弱。從目前存在的比較規(guī)范、運行良好的農(nóng)民專業(yè)合作社看，能人是合作社的主心骨,帶頭人一言堂是普遍現(xiàn)象。合作社的運行過程中，基本不存在民主選舉的情況。最好的情況不過是象征性的舉手通過。因此，在允許農(nóng)民的自我發(fā)展有一個緩慢的演變過程的同時，培育全社會的民主意識，是一個必須重視而緩慢的過程。第三 順應(yīng)農(nóng)民專業(yè)合作社快速發(fā)展和聯(lián)合發(fā)展的法律環(huán)境亟待改善：在市場經(jīng)濟競爭激烈的市場環(huán)境中，僅僅依靠單一性的農(nóng)民專業(yè)合作社甚至不能生存了。農(nóng)民專業(yè)合作社迫切希望通過聯(lián)合合作，改變農(nóng)民專業(yè)合作社在市場談判中的地位，改變惡性的市場競爭，維護自身權(quán)益。在我國的很多地區(qū)，農(nóng)民專業(yè)合作社已經(jīng)意識到必須聯(lián)合才能發(fā)展的道理，而相關(guān)法律依據(jù)缺乏、注冊登記機構(gòu)設(shè)置障礙，在阻礙著聯(lián)合社的發(fā)展。

到2012年9月，全國明確注冊農(nóng)民專業(yè)合作聯(lián)社規(guī)程的省市不足10個。從國家工商局登記機關(guān)了解的情況看，更多的認(rèn)為合作社或聯(lián)合社是個不清晰的機構(gòu)。非政府，非事業(yè)，非企業(yè)，非個體，非行業(yè)組織的自主、互助經(jīng)濟組織還沒有得到政府注冊登記機關(guān)的認(rèn)可。

第四 政府管理機關(guān)需要容忍合作社發(fā)展前期的不規(guī)范，并盡快組織培訓(xùn)、引導(dǎo)。2012年，中國供銷集團對陜西地區(qū)112家農(nóng)民專業(yè)合作社進行調(diào)研。數(shù)據(jù)表明，在所有合作社中，農(nóng)民帶頭人兼職合作社理事長、社長的占95%；財務(wù)人員由社會非專業(yè)人員兼職的占80%以上。由于不能按時申報稅務(wù)情況，絕大多數(shù)合作社被稅務(wù)機關(guān)歸為“非正?！边\行的范疇。

由于初級農(nóng)產(chǎn)品的銷售是免稅的，因此，稅務(wù)機關(guān)對農(nóng)民專業(yè)合作社的不規(guī)范并不關(guān)心，進而助長了合作社不規(guī)范的存在行為。當(dāng)然，單純的指責(zé)解決不了問題。政府有責(zé)任組織必要的培訓(xùn)，引導(dǎo)農(nóng)民專業(yè)合作社逐步走上規(guī)范發(fā)展道路。

四 支持農(nóng)民專業(yè)合作社發(fā)展建議 完善法律環(huán)境，突破農(nóng)民專業(yè)合作社聯(lián)合發(fā)展瓶頸是我國十二五期間的重要任務(wù)。

農(nóng)民專業(yè)合作社聯(lián)合發(fā)展以適應(yīng)市場經(jīng)濟，已經(jīng)成為目前合作社發(fā)展的普遍要求。法律環(huán)境落后于農(nóng)民專業(yè)合作社發(fā)展的進程，已成為阻礙合作社發(fā)展的主要因素之一。盡快出臺相關(guān)全國性法律文件，盡快簡化經(jīng)濟合作組織的注冊管理程序，較少行政對綜合性合作經(jīng)濟組織的干預(yù)，已經(jīng)迫在眉睫。2 加大對基層合作組織的培訓(xùn)力度，使農(nóng)民專業(yè)合作社盡快走上規(guī)范化運行的軌道：

基層經(jīng)濟合作組織培訓(xùn)的重點是組織自主管理和民主運行、財務(wù)制度等領(lǐng)域。有關(guān)資料顯示，當(dāng)前我國農(nóng)村主要勞動人口平均年齡已經(jīng)從前幾年的40-50歲演變到目前的45-60歲，勞動人口進一步老齡化。合作社運行的自主、自立基礎(chǔ)需要得到更多的支持。

參考文獻

1林毅夫.制度、技術(shù)與中國發(fā)展.北京:北京大學(xué)出版社，2000 2溫鐵軍.三農(nóng)問題與世紀(jì)反思.北京:生活.讀書.新知三聯(lián)書店，2005.7 3繆建平.中國農(nóng)業(yè)專業(yè)合作經(jīng)濟組織發(fā)展的特點及其必然趨勢.見:繆建平，編.合作經(jīng)濟與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2002.

第五篇：機電一體化的發(fā)展歷程與趨勢

機電一體化的發(fā)展歷程與趨勢

摘要：機電一體化概要“機電一體化”是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。

目前，我國從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多，并且各自都有一套自己的發(fā)展策略。因此，建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!關(guān)鍵詞：數(shù)控機床，機器人，汽車電子化產(chǎn)品，機電一體化，工作任務(wù)

核心提示：

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、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“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、緒論

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，并導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

二、機電一體化概要

“機電一體化”是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，并且伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

三、機電一體化概述

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù),將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此,“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù),而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所

形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機械,其主要功能依然是代替和放大的體系。但是,發(fā)展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還被賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護等。也就是說,機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

四、機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段:(1)20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)起到了積極的作用。那時,研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平,機械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。(2)20世紀(jì)70—80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期,計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn),為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。(3)20世紀(jì)90年代后期,開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進入機電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面,對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法,機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時,人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步,為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,使機電一體化進一步建立了堅實的基礎(chǔ),并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。

我國是從20世紀(jì)80年代初才開始進行這方面的研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組,并將該技術(shù)列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充

分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當(dāng)差距。

五、機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面:

5.1智能化

智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然,使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能,則是完全可能而且必要的。

5.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的,還需要制定各項標(biāo)準(zhǔn),以便于各部件、單元的匹配。由于利益沖突,近期很難制定出國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機電一體化單元的企業(yè),還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè),模塊化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

5.3網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代,計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到、質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem,CIAS),能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

5.4微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

5.5環(huán)?；?/p>

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是,人們呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用。

5.6系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之

二是通信功能的大大加強。一般除RS232外,還有RS485等智能化通信接口。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,機電一體化的人格化有兩層含義:一層是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等,顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化;另一層是模仿生物機理,研制出各種機電一體化產(chǎn)品。事實上,許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)而研制出來的。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：

5.7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)。

5.8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)。

5.9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。

六、典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

6.1數(shù)控機床

目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近320萬臺），但數(shù)控機床只占約5％且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達國家數(shù)控機床占10％）。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。

6.11．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12000～40000r/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0.5G（重力加速度）提高到1.5G～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。

6.12．高精度化。數(shù)控機床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級機床達到0.0005mm左右；納米級機床達到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）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。

6.13．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。

6.14．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。

6.15．?dāng)?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。

6.2自動機與自動生產(chǎn)線

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：2000～80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線；18000～120000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

綜上所述,機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然,與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明。

結(jié)束語

本論文在各位老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已經(jīng)按時完成，在此向各位老師表示深深的感謝。同時，我還充分利用了網(wǎng)絡(luò)這一資源，搜集了一些相關(guān)資料，并結(jié)合平時所積所學(xué)最終使我的畢業(yè)論文順利完成。最后，借此機會向?qū)W院全體老師表示由衷的謝意。

參考文獻：

1、袁中凡，機電一體化技術(shù)，出版社:電子工業(yè)出版社，2004

2、鄭鏈，信息識別技術(shù)，出版社:機械工業(yè)出版社，2006

3、魯遠(yuǎn)棟，機床電氣控制技術(shù)，出版社:電子工業(yè)出版社，2004

4、唐程山，電子技術(shù)基礎(chǔ)，出版社：高等教育出版社，2004

5、喬西銘，機械工程基礎(chǔ)，出版社：清華大學(xué)出版社，2006

6、陳子銀、陳為華，數(shù)控機床結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用，出版社:北京理工大學(xué)出版社，2007

7、岳秋琴，數(shù)控加工編程與操作，出版社：北京理工大學(xué)出版社，2010

目錄

摘要??????????????????1 核心提示????????????????1 緒論??????????????????1 機電一體化概要?????????????1 機電一體化的概述????????????2 機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r??????????3 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢?????????4 典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢??????6

結(jié)束語?????????????????8 參考文獻????????????????9 10