國內數控機床發展趨勢精選(九篇)

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第1篇：國內數控機床發展趨勢范文

【關鍵詞】機械制造；數控技術；發展對策

21世紀機械制造全球化、市場競爭激烈化是機械制造企業所面臨的挑戰，而機械制造中廣泛應用數控技術則能使企業在競爭中取得佳績。但我國機械制造中數控技術的研究和發展方面存在較多問題，特別是在技術創新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。面對市場的競爭和新技術的挑戰，該如何認識機械制造中數控技術，如何看待它的發展趨勢，如何采取相應的對策？

下面結合近幾年來自己在這方面的研究，談談我國機械制造中數控技術的發展及對策。

1.機械制造數控技術發展現狀及趨勢

機械制造中數控技術是通過計算機控制數字程序來實現一臺或多臺機械設備動作控制，以達到優質、高效、低耗、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。

1.1數控裝備與技術的基本概況

近年來，我國相繼從德、美、法、日本等國引進先進的數控生產線，使我國制造業得到空前發展，主要應用特點有：刀具材料以超硬刀具材料為主，如陶瓷、超細硬質合金刀具等，大大提高了加工速度。改善刀具結構與加工工藝，零件孔加工刀具多采用多刃復合式結構：采用高速專用數控機床加工發動機；傳動器關鍵零件，機床結構沒計是以各種高速多刃專用成形刀具和加工工藝為主導。

然而，我國機械制造業還屬于工藝離散型制造業，雖然已引進加工中心、數控鏜銑床等，但企業內生產管理局網，網絡經營管理系統及生產技藝數據技術的應用仍處于初級階段。

1.2機械制造中數控技術發展趨勢

目前，械制造業以現代高新技術的綜合利用為特點，正朝著柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向發展。從目前世界上數控技術及其裝備發展來看，機械制造中數控技術發展趨勢主要有以下2個方面。

1.2.1數控技術性能發展新趨勢

（1）高速、高精、高效化。

由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取改善機床動態、靜態特性等有效措施，數控技術必向高速、高精、高效化方向發展。

（2）多軸化和多系列。

以減少工序、輔助時間為主要目的的復合機械制造，要求其數控技術朝著多軸、多系列控制功能方向發展。

（3）實時智能化。

隨著數控技術領域實時智能控制的研究和應用，機械制造的數控技術必然朝著實時智能化方向發展。

1.2.2數控技術體系結構的發展新趨勢

機械制造中數控技術體系結構的發展趨勢為：智能化、網絡化、集成化，一種機械制造業遠程服務系統的結構。

（1）數控裝備智能化。

本世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括：為追求加工效率和加工質量方面的智能化；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化：還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。

（2）信息集成網絡化。

數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

（3）數控系統集成化。

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路，提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度；應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體；通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來改進性能，提高系統的可靠性。

2.機械制造中數控技術發展應對策略

先進數控技術是機械制造業快速發展的保證，直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力，關系到一個國家的戰略地位。

我國機械制造中數控技術的研究和發展存在較多問題，特別是在技術創新能力方面情況尤為突出。為此，下文從總體應對策略和技術途徑探討機械制造業中數控技術的對策。

2.1數控技術發展總體應對策略

通過對數控技術和機械制造業發展趨勢的分析和對我國數控領域存在問題的研究，筆者認為以科技創新為先導，以技術支持和服務為后盾將是一種符合我國國情的應對對策。

（1）以科技創新為先導。

我國必須大力加強數控領域的科技創新，逐步建立自己獨立的、先進的數控技術體系。在此基礎上大力發展符合國情的數控產品，從而形成從數控系統、數控功能部件到種類齊全的數控機床整機的完整的產業體系。

（2）大力加強技術支持和服務。

數控系統和數控機床作為典型的高技術產品，對用戶的技術支持和服務足相當重要的。目前，我們可以利用先進的網絡和多媒體技術手段，為建立新一代立體化的技術支持和服務體系開辟新的途徑。

2.2技術途徑應對數控技術發展

（1）發展新一代PC數控系統。

數控系統是各類數控裝備的核心，因此通過科技創新首先發展新型數控系統，將是推動我國數控技術發展的有效途徑。這要求在開發新型數控系統時，選用高性能CPU作為系統的運算和控制核心，并盡量用軟件實現數控的所有功能。

（2）推進數控機床功能專業化。

解決數控系統問題后，需要實現數控機床的模塊化，解決數控機床功能部件的專業化問題。目前我國機械制造在這方面離實際需求還有相當大的差距，因此必須人力促進數控機床功能專業化。

3.結束語

本文闡述了機械制造中數控技術的發展及對策，并對我國機械制造中數控技術的發展途徑進行了探討。另外，我國正逐步融入全球化機械制造的序列中，隨著國外先進制造技術設備大量引進、國家重大科技產業工程項目等重大科技計劃，先進的數控技術在國內機械制造業將日趨實用與普及。 [科]

【參考文獻】

第2篇：國內數控機床發展趨勢范文

關鍵詞： 數控機床 制造強國 發展趨勢

數控技術是先進制造技術中的一項核心技術，由數控機床組成的柔性化制造系統是改造傳統機械加工裝備產業、構建數字化企業的重要基礎裝備，它的發展一直備受制造業的關注，其設計、制造和應用的水平在某種程度上代表了一個國家的制造業水平和競爭力。近年來，國內機床設備和技術的發展在市場需求旺盛的情況下，設備以滿足市場和用戶需求為主，在高性能加工的設備和技術上并沒有進行很好的研究和技術儲備，在市場趨于平穩的時期，我國的機床工業勢必會更加缺乏競爭力。因此，國家將數控機床作為重點支持的產業項目，在發展規劃中明確了發展高速、高精度數控加工設備作為主要的支持發展方向，將提升裝備水平和核心技術放在重要的位置。

“機床是裝備制造業的工作母機，實現裝備制造業的現代化，取決于我國的機床發展水平。振興裝備制造業，首先要振興機床工業，要大力發展國產數控機床”。振興裝備制造業，機床工業需先行，這是一條經濟發展的客觀規律。在國民經濟快速發展的拉動和國家產業政策的正確引導下，中國機床工業行業發展迅速，產銷兩旺，行業綜合水平落后的面貌得到改變。進入21世紀以來，隨著我國國民經濟實力的快速增長，我國制造業在國際上的地位日益提高。目前，我國正處在工業化的中期階段，制造業仍然是國民經濟的主體和支柱。但從總體上看，我國制造業與先進國家的差距還比較明顯。有人坦言：“無論今后科學技術怎樣進步，發展先進的制造業將是人類社會永恒的主題，制造業也將永遠是人類社會的‘首席產業’。”在當今世界上，高度發達的制造業和先進的制造技術已經成為衡量一個國家綜合經濟實力和科技水平的最重要標志。制造業最重要的基礎是裝備制造業。現在我國已是制造業大國，但并不是制造業強國。目前我國的裝備制造業水平有限，以至于不能很好地滿足現代化機械生產的需要。而現代制造業發展的主要方向體現在信息化制造方面，其中自動化、智能化制造則是裝備制造業中的主導技術，這對于高速、高精度、低消耗的產品制造來說尤為重要。

數控機床是近展起來的具有廣闊發展前景的新型自動化機床，是高度機電一體化的產品。隨著科學技術的發展，機械產品的結構越來越合理，其性能精度和效率日趨提高，因此對加工機械產品零部件生產設備――機床也相應提出了高性能高精度與高自動化的要求。大批量的產品，如汽車拖拉機與家用電器的零件，以及航空航天、內燃機、軍工、汽車、船舶等行業需要的重要加工設備，尤其是高剛性、高精度、高穩定性、高復合型的精密數控臥式銑鏜床更是航天和軍工企業急需的關鍵設備。

“十一五”期間，國家對裝備制造業提出要求：變“制造大國”成為“制造強國”，調整產業結構，重點開發高檔數控機床，提升行業水平。自主開發高速精密臥式機床，研究其相關的設計和制造技術并取得突破，對國家在高端裝備領域擁有自主知識產權和核心競爭力，將起到至關重要的影響。隨著工業技術的發展，各行各業對高速數控機床的需求也越來越多。2010年9月8日國務院召開常務會議審議并原則通過《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》，高端裝備制造、節能環保、新一代信息技術、生物、新能源、新材料和新能源汽車七個產業作為重點領域將集中力量加快推進，國家將加強財稅金融等政策扶持力度。國務院發展研究中心產業部部長馮飛預計，未來十年將是戰略性新興產業蓬勃發展的十年，到2020年，戰略性新興產業占工業增加值比重可望達到20%以上。機床工業由于技術含量和工藝要求極高，屬于技術和資本密集型產業，行業壁壘很高，無論在國內還是全球范圍，行業格局變化都比較緩慢。機床本屬于機械行業，而機械行業與下游行業固定資產投資密切相關。下游行業每年固定資產投資中，約60%用于購買機械產品。設備工器具購置在固定資產投資中的比例保持在20％左右，并長期保持穩定。因此在機床行業下游產業中，固定資產投資的主要部分都是用來購買裝備制造工具――機床。通過統計發現，機床下游行業固定資產投資增速遠快于全社會平均增速水平。數控機床的需求來自于下游的機械行業固定資產投資，2011年汽車及零部件、航空航天設備、高速列車、軍工、電子信息、電力設備、船舶、工程機械、模具等高端裝備業崛起，行業產能高速擴張，繼續帶動數控機床消費的高速增長。羅百輝表示，2011年高端裝備自主創新勢頭將更為強勁，繼續帶動機械工業15%以上的增速。目前我國正處于重化工業化時期，這是超脫于經濟短期波動、在近幾十年里對中國經濟產生巨大影響的因素，對我國機械工業的發展也起著促進作用。它與長期向好的中國宏觀經濟一樣，成為機械工業近30年來持續快速發展的最好注解。所謂重化工業化時期，也就是工業化的中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設經濟強國轉變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產、建材、機械、電子、化工等一批以重工業為基礎的高增長行業發展勢頭強勁，構成了對機床市場尤其是數控機床的巨大需求。中國已經超過德國，成為世界第一大機床市場。數控機床已成為機床消費的主流。預計2015年數控機床消費將超過60億美元，臺數將超過10萬臺。數控系統的發展趨勢是：①平臺數字化。②運行高速化。③加工高精化。④功能復合化。⑤控制智能化。⑥伺服驅動高性能控制。中高檔數控機床的比例會大幅增加，經濟型數控機床的比例不會有太大變化，而非數控的普通機床的需求將會大幅度減少。

參考文獻：

［1］張江華.TK7640數控銑鏜床的運動誤差分析及其補償（碩士論文），2007.

［2］暢越星.數控落地銑鏜床主軸箱動力學分析與結構設計研究（碩士論文），2007.

［3］李軍華，數控機床主傳動齒輪綜合嚙合剛度研究（碩士論文），2007.

［4］張利平主編.液壓氣動技術速查手冊.北京，化學工業出版社，2006.

［5］姚銀歌.大型數控落地銑鏜床CAE與主軸箱優化設計研究及應用（碩士論文），2010.

［6］姜華.高速精密臥式加工中心開發的關鍵技術研究（博士論文），2007.

第3篇：國內數控機床發展趨勢范文

關鍵詞： 數控機床 發展現狀 發展前景 改革措施

數控機床（Numerical Control Machine Tools）是用數字代碼形式的信息（程序指令），控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數控機床。

一、數控機床的發展過程

數控機床是在機械制造技術和控制技術的基礎上發展起來的，自上世紀50年代以來，世界數控機床主要經歷了數控NC（Numerical Control）和計算機數控CNC（Computer Numerical Control）兩個階段六個年代。其過程大致如下：

1.數控NC階段主要經歷了三代。

第1代數控系統，始于50年代初，系統全部采用電子管元件，邏輯運算與控制采用硬件電路完成。

第2代數控系統，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應用于數控系統為標志。

第3代數控系統，始于60年代中期，由于小規模集成電路的出現，其體積變小，功耗降低，可靠性提高，推動了數控系統的進一步發展。

2.計算機數控CNC階段經歷了三代。

第4代數控系統，始于70年代，當首個采用小型計算機的CNC裝置在芝加哥展覽會上露面時，標志著CNC技術的問世。

第5代數控系統，70年代后期，中、大規模集成電路技術取得巨大成就，促使價格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片產生，并逐步應用于數控系統。

第6代數控系統，始于90年代初，受通用微機技術飛速發展的影響，數控系統正朝著以個人計算機（PC）為基礎，開放化、智能化、網絡化等方向進一步發展。

二、數控機械的特點

數控機床是機電一體化的典型產品，數控機床控制技術是集計算機及軟件技術、自動控制技術、電子技術、自動檢測技術、液壓與氣動技術和精密機械等技術為一體的多學科交叉的綜合技術。

1.對加工對象的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。

在同一臺數控機床上，通過重新編制程序，可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，也可以加工復雜結構的單件、小批量生產及試制新產品，數控機床還能自動加工精密復雜的表面（如螺旋表面）。

2.加工精度高，加工質量穩定。

目前，數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量達0.0001mm，而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數控機床達到很高的加工精度。此外，數控機床的制造精度高，其自動加工方式避免生產者的人為操作誤差，產品合格率高，加工質量穩定。

3.生產效率高。

由于數控機床結構剛性好，允許進行大切削量的強力切削，提高了數控機床的切削效率，節省了機動時間。因為數控機床的移動部件的空行程運動速度快，所以工件的裝夾時間、輔助時間比一般機床少。當在加工中心上進行加工時一臺機床實現了多道工序的連續加工，生產效率提高明顯。

4.自動化程度高，勞動強度低。

數控機床對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，數控機床自動化程度高，勞動人員不需要進行復雜的重復性手工操作，可大大減輕工人的勞動強度和緊張程度，提高加工效率。

三、數控機床控制技術的發展前景

隨著科學技術的不斷發展，數控機床的發展越來越快，數控機床正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化、模塊化和智能化方向發展。

1.高性能。

隨著數控系統集成度的增強，數控機床實現多臺集中控制，甚至遠距離遙控。

2.高精度。

數控機床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。

3.高速度。

數控機床各軸運行速度將大大加快。

4.高柔性。

數控機床的柔性化將向自動化程度更高的方向發展，將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統。

5.模塊化。

數控機床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發展，這既有利于制造商又有利于客戶。

四、數控機床發展中存在的問題

我國近幾年數控機床雖然發展較快，但與國際先進水平還存在一定的差距，主要表現在以下方面。

1.核心零部件大量依靠進口。

經過近二十多年的技術引進、消化、吸收和創新，中國數控機床行業的發展令人矚目，國產數控機床功能部件的生產已經具備一定的規模。但是，據中國機床工具工業協會提供的數據來看，近年來我國一直是世界機床第一消費國和第一進口國。但是，機床行業迅速發展的背后，一個不能忽視的事實是，我國關鍵零部件生產依然受制于人，出現利潤不高、產品缺乏核心競爭力的局面。

2.產品水平不高。

首先，精度普遍不夠高，對于國產加工中心刀庫機械手、數控車床刀架，用戶不放心，定位精度，特別是重復定位精度有待提高。只有少數產品達到歐洲標準的定位精度；其次，高精度、靜剛度主機結構和整機性能開發有差距；再次，產品在主軸轉速、快移速度、換刀速度、加速度等機床性能指標上與國外有較大差距。

五、下一步努力方向

為了縮小與世界先進水平的差距，相關專家建議機床企業應在以下幾個方面著力研究。

1.跟蹤國際水平，使數控機床向高效、高精方面發展。

2.多品種制造，滿足不同層次的用戶。

3.模塊化設計，縮短開發周期，快速響應市場。

數控機床使用范圍越來越大，國內國際市場容量越來越大，但競爭會加劇，只有緊跟先進技術進步的大方向，不斷創新，才能趕超世界先進水平。

參考文獻：

[1]王立平.關于國產數控機床發展的幾點思考，航空制造技術，2010（04）.

[2]劉小敏，王元生.我國數控機床的現狀與發展[J].機械研究與應用，2006（8）.

[3]楊冰.論我國數控技術當前存在的主要問題、發展趨勢及其對策，江蘇?建湖，科技經濟市場，2006（11）.

第4篇：國內數控機床發展趨勢范文

關鍵詞：數控機床；改進；措施

如今，我國是世界上最大的數控機床設備消費市場，據相關數據顯示，2012年1～11月，我國數控機床進口額為42.09億美元。但是我國的機械制造業還不先進，數控機床設備在性能，可靠性，生產率和核心技術等方面與發達國家還有一段距離，特別一些數控機床的技術和零件還需要依賴于進口。國內數控機床存在功能部件性能差，核心技術缺乏，產品水平低等問題，因而我國數控機床設備亟需采取改進措施。

1.提高功能部件自主開發能力

在與發達國家多年的技術交流、引進和吸收，我國數控機床設備的發展有了明顯的改進。然而，我國關鍵零部件的生產依然依賴于進口，這就產生了數控機床設備盈利低、缺乏競爭力的問題。針對這一現狀，提高數控機床關鍵零部件的自主開發能力是最基本的措施。為提高我國數控機床產品的自主開發能力，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》設立了“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技專項。此專項以提高數控機床可靠性和產業化水平，提高國產功能部件性能為目標，為數控機床產業發展打下堅實基礎。

2.加強核心技術的開發和研究

在數控機床設備改進中，數控系統是關鍵部分。一直以來，我國數控機床核心技術嚴重缺乏，90%需要從國外引進。國內中、高端數控機床制造業，多數以組裝和制做為主，如在上海設廠的“機床巨頭”德國吉特邁機床集團，其核心技術都依賴于發達國家。數控機床核心技術的缺乏直接影響到我國的機床設備產業的發展，因而加強核心技術研發是發展數控機床的必要條件。首先，我國要不斷進行核心技術的研發，鼓勵科研機構和企業機構的自主開發。其次，學會在交流中吸收，在吸收中創造。例如，在機床零件配套和制作方面可以學習德國的先進技術，在數控系統的開發方面可以參考美國的最新理念，并在學習交流中創新并研發出屬于我國自身的核心技術。

3.注重創新能力平臺建設

所謂創新是競爭中取勝的根本，是行業發展的基本推動力。在數控機床設備的發展中，技術的創新性是設備滿足市場需要的關鍵。在國內，許多企業忽略了數控機床技術創新的重要性，盲目跟隨國際技術潮流，沒有個性化的技術，這導致無法滿足市場的需求。因而，在面臨數控機床市場需求逐漸增加的情況下，企業應該重視市場動向，提高創新能力。“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技專項提出注重“創新能力平臺建設”，期中包括注重核心技術與裝備的創新。遵循“在創新中求發展”的理念，數控機床技術才會有顯著的提高，才能在國際機床市場提供良好的競爭條件。

4.創造良好的工作環境

對于數控機床設備來說，穩定性、可靠性是兩個重要的運行指標。現實中，數控機床多數在較惡劣的電磁環境中使用。為了保證機床的正常運行，抗干擾度是非常必要的。解決電磁干擾的改進措施有：

4.1.利用電源濾波器抑制電磁干擾。電源濾波器可以過濾進入設備中的噪音，以防止機床被噪聲污染，從而抑制電磁干擾。

4.2.利用隔離變壓器來供電。隔離變壓器實現電路與電路間的電氣隔離，從而隔絕電流帶來的設備與設備之間的干擾，其效果良好。

4.3.利用感性負載吸收噪聲。感性負載在斷電時會產生強烈的脈沖噪聲，影響設備的正常運行，感性負載可以采用并聯電阻、壓敏電阻、穩壓管等吸收噪聲。

5.建立完善的管理機制

如今，許多數控機床都存在“壞的快”的問題，如何"管好、使用好、維護好"數控機床設備，是許多企業非常重視的問題之一。數控機床不能像普通機床設備工作時，可以自由的根據工作中存在的問題進行人為的調整，數控機床技術復雜，在機床維護和編程技術方面要求較高，因而建立安全的管理機制非常重要。

建立完善的管理機制，首先，要提高對操作者、維修人員、管理人員、檢驗人員等的管理和培訓。例如，對于維修人員需要培養其專業的知識能力和分析判斷能力；檢驗人員要求能夠通過數控機床的組裝，參數調整等信息預測數控機床的生產質量；操作者要求對機床的調整和在線操作熟練掌握；管理人員要具備專業的知識積累，了解數控機床設備的特點和過程控制。其次，要防止設備的超負荷運轉，合理分散設備的工作量，達到設備的合理工作。 另外，科學組織生產，解決生產力不平衡問題。這主要從生產組織管理的角度入手，提高數控機床設備的工作率，合理安排設備的生產節拍，合理分配設備的生產任務。最后，及時維修設備的故障和處理問題。在數控機床工作時，設備出現故障是正常現象，那么及時處理才能避免問題越來越嚴重。

6.結語

數控機床是一門技術性強的應用性工程，在工業制造方面有著舉足輕重的地位。隨著社會生產力和科學的不斷進步，數控機床在逐步改進的同時還存在許多的問題。為解決這一現象，在數控機床的改進中，要注重功能部件、核心技術、創新能力、工作環境和管理機制建設，才能真正實現數控機床進一步的改進。

參考文獻：

[1]陳虎；于德海；；數控技術全面支持高速復合機床精度的提升[J]；世界制造技術與裝備市場；2010

第5篇：國內數控機床發展趨勢范文

一、多軸多刀數控技術的基本技術原理

多軸多刀數控技術的最直接，同時也是最有效的載體是多軸數控加工中心，這個數控加工中心主要包括數控裝置、輸入裝置和伺服裝置等。多軸多刀數控技術的基本技術原理是：把數控機床中的數控裝置、伺服裝置和工藝參數等，轉換成數字信息，然后以編成相應的程序代碼輸入到機床控制系統之中，由控制系統負責處理這些程序代碼，最后安裝伺服系統的指令完成控制機床各個部件協調的動作，完成各種零部件的加工生產。

二、多軸多刀數控技術的設備

在數控機床產業界來說，在世界范圍內，美國、德國和日本等國家在復合加工機床、數控機床與工業機器人、并聯機床和數控加工刀具的結合方面的研究成果比較大。其中，德國的DS公司、意大利的COMAU等公司研發的平動機床，等都是當前世界上比較先進的并聯機床。

而對于中國的數控機床的發展來說，隨著改革開放經濟的快速發展，也有了30多年的跌宕起伏的發展史，當前已經進入到了成熟時期。在世紀之處的幾年例，中國金屬切削機床的產量的粘平均增長率達到了19%左右，而同時期的數控機床的產量更是比同期提高了33個百分點，由此可以看出，數控機床的增長速度要比金屬切削機床的增長速度快。

當前，中國還是新興的數控機床市場國家，其它的國家比如韓國等，以及中國的臺灣地區也是新興的數控機床市場，在這些國家和地區，多軸多刀數控機床的生產方面具備很強的實例，而且市場相當廣闊。比如中國的廣州數控、北京機床廠、大連機床廠等，以及韓國的斗山數控，在數控系統、多軸多刀數控機床方面均有了技術比較先進的產品，有效滿足了所在地區工業生產的需要。但是這些新興市場國家在高端多軸多刀數控機床研究方面卻無法與傳統的數控機床技術研究強國相比，比如沒有的辛辛那提公司、德國的西門子公司和日本的FANUC公司等。

在1990年，中國的燕山大學研制出了中國的第一臺并聯機器人實驗樣機，而七年之后，東北大學研制出中國的第一臺平移自由度并聯機床樣機。一年之后，也就是在1998年，清華大學和天津大學共同研發出并聯機床VAMTIY。這些數控機床設備主要以提高加工的精度為主要的設計目標，同時也能夠應用于其他的葉片類、大型模具等復雜曲面零件的加工生產，其中，具有自主知識產權的當屬大型龍門式五軸聯動混聯機床。

三、多軸多刀數控機床的程序編制

從形式上來分類，多軸多刀數控技術主要分為三種：第一種是手動編程，第二種是自動編程，第三種是仿真技術。

手動編程。多軸多刀數據編程的缺點是顯而易見的，比如編程的速度比較慢、不能用于復雜結構零件的編程、編程的耗時比較長等。不過，應當注意的是，手動編程也具有程序短小、可修改性非常強和可用標準參考方程曲線等優勢，比如拋物線、擺線等。該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環球市場信息導報》雜志http：//總第539期2014年第07期-----轉載須注名來源現階段，很多多軸多刀的加工手法都是應手動編程來完成的，比如圓周上鉆等。下面筆者將通過一個實例來介紹手動編程程序：

#1=60

#2=7

#3=2

#4=2.3398823/180

#5=21

#6=23

While#4LE#3

#7=360/#6*[#4-7]*#2

#8 = #2* COS（ #4）#11 = #2* SIN（ #4）

G88G89G90X[#18]Y[#8]Z[#6]R[#7]F300

#5= #5+ 1

ENDW

G120

G91G28Z1

M15

M30

自動編程。通過上文中的分析，我們知道手動編程具有容易出錯、不適用于復雜零件編程的缺點，而且編程的工作量也比較大，但是應用了計算機技術的自動編程，由于具有編程速度快等優勢，受到業界的廣泛歡迎。當前，越來越多的企業認識到，自動編程技術具有高精度、該效率等特點，不僅可以應用于復雜零件的編程，而且性能也比較高。但是，當前由于技術條件的限制，這種編程技術要想真正發揮其性能，還需要性能優良的CAD/CAM軟件。

現階段，中國國內應用比較廣泛的CAD/CAM軟件主要包括：Pro/ENGINeer、UG和CATIA軟件等。這些軟件普遍應用于工作站或者微機平臺上。但是這些軟件的價格通常比較昂貴，因此在一定程度上限制了該技術的應用和推廣。

隨著我國經濟技術的快速發展，我國的CAD/CAM技術取得了比較大的進步，比如高華CAD等，相比國外的技術軟件，這些軟件的價格相對來說比較便宜，因此符合我國的基本國情，從而占領了大年的大部分市場份額。由此我們也可以看出，我國在這方面的發展，無論從技術研究水平，還是從市場推廣方面來說，都與西方發達國家有著不小的差距。

國外的CAD/CAM技術軟件出現的時間比較早，而且研發和利用的時間相對來說比較長，比如UG等公司都是CAM行業的領軍企業，生產的都是世界范圍內的頂級差異，可高效仿真刀具和機床的運動。當前，這些公司的產品在我國已經占領了一部分的市場份額。因此，無論從技術研發角度，還是從市場開發層面看，我國的CAD/CAM軟件的前景都不是特別的樂觀，特別是在五軸數控機床研究方面，中國的企業做的還不是很好，存在不少的問題和缺陷等。

自動仿真技術。數控加工生產中的仿真技術是利用計算機軟件來模擬數控加工生產的過程，然后把加工過程和結構通過數字、圖形和圖表等方式展示出來，通過計算機展示出來，從而為人們的判斷、驗證和控制加工過程提供合理的方法。現階段，數控加工仿真技術主要包括兩個方面，一是幾何仿真技術，二是力學仿真技術。

當前，雖然主流的三維軟件均有三維仿真功能，但是由于多軸加工生產具有復雜性的特征，所以無法徹底消除零件與刀具、刀具與工作臺等之間的碰撞，其控制方法和技術還有待完善。

多軸多刀數控技術的發展趨勢。 多軸多刀數控技術的發展趨勢主要表現在以下幾個方面：首先，高精度與高速度；其次，高柔性化與復合化；再次，多功能化；第四，智能化；第五，自動仿真技術。通盤考慮干涉、避讓檢查等約束條件，結合幾何仿真與力學仿真技術的自動仿真技術。

第6篇：國內數控機床發展趨勢范文

關鍵詞：數控技術　現狀　發展趨勢

數控技術具有可以解決高精度復雜零件加工問題；可以為產品增強市場競爭力；改進產品質量、提高生產效率；可以降低成本、提高生產安全；可以自動編程、減輕工人負擔等特點而廣泛應用于裝備制造業。

1　我國數控技術的現狀

1.1　數控產業基地初步形成　如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠，在攻關成果和技術商品化的基礎上，建立了一批數控廠家。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地，包括若干數控主機生產廠等，如州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產等。

1.2　基本掌握了現代數控技術　我國大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，掌握了數控系統、伺服驅動、專機及其配套件的基礎技術，部分技術已商品化、產業化。

2　存在的問題

2.1　數控系統和功能部件發展滯后　數控系統和功能部件發展滯后已成為制約行業發展的瓶頸。國產中檔數控系統國內市場占有率只有35%，而高檔數控系統95%以上依靠進口。功能部件國內市場總體占有率約為30%，其中高檔功能部件市場占有率更低。臺灣地區品牌功能部件約占國內市場的50%，其余20%為歐盟、日本等品牌產品。據國家海關統計數據，2010年我國進口數控系統金額達18.1億美元，機床附件（含功能部件和夾具）類產品達16.2億美元。

2.2　高檔數控機床關鍵技術仍有較大差距　以高速、高精、復合、智能等為特征的高檔數控機床關鍵技術雖然已經取得明顯進步，一批共性、基礎技術和新產品研發也有了新的進展，但與國際先進水平相比，還存在較大差距。有些關鍵技術，如：高速高精運動控制技術、動態綜合補償技術、多軸聯動和復合加工技術、智能化技術、高精度直驅技術、可靠性技術等尚需進一步突破，有些重大技術離產業化還有一段路程。以企業為主體、以市場為導向、產學研用相結合的研發體系尚未真正建立，行業的自主創新發展缺乏高新技術支撐。

2.3　自主開發能力薄弱，自主品牌缺乏綜合競爭力　當前國內數控機床企業自主開發能力建設存在著研發基礎薄弱、研發資金使用效率低、持續投入能力不足、缺乏關鍵性技術儲備和重大技術突破、人才結構不均衡、零部件支撐能力弱、缺乏完整產業研究開發體系等問題。

3　我國數控技術的發展趨勢

3.1　高速、高精加工技術及裝備的新趨勢　為縮短生產周期和提高市場競爭能力，提高產品的質量和檔次，高速、高精加工技術可極大地提高效率，效率、質量是先進制造技術的主體。為此，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一，日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一。

在轎車工業領域，多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，在航空和宇航工業領域，加工的零部件多為薄壁和薄筋，要對這些筋、壁進行加工，必須保證高切削速度和切削力很小的情況下，這樣這樣才能使這些剛度很差，材料為鋁或鋁合金達到很好的切割效果。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高，機身等大型零件來替代多個零件聯結方式拼裝，這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年來，超精密加工精度已開始進入納米級（0.01μm），精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm。在可靠性方面，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，國外數控裝置的MTBF值已達6000h以上，表現出非常高的可靠性。應用領域進一步擴大，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，主要是為了實現高速、高精加工。

3.2　智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢　智能化的內容包括在數控系統中的各個方面，21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統。包括：智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修；如智能化的自動編程、智能化的人機界面等，為簡化編程、簡化操作方面的智能化；如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載、自動選定模型、自整定等，主要是為提高驅動性能及使用連接方便的智能化；如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成，這樣做主要是為追求加工效率和加工質量方面的智能化。

所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，形成具有鮮明個性的名牌產品。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），面向機床廠家和最終用戶，形成系列化，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，目前數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心，除此之外，還有結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫等。

數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如日本山崎馬扎克（Mazak）公司的“CyberProduction　Center”（智能生產控制中心，簡稱CPC）；日本大隈（Okuma）機床公司的“IT　plaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場）；德國西門子（Siemens）公司的Open　Manufacturing　Environment（開放制造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

3.3　5軸聯動加工和復合加工機床快速發展　采用5軸聯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，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于兩臺3軸聯動機床，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軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。

3.4　自動編程技術的應用　數控自動編程技術受到廣泛關注，各國的專家學者都在潛心研究自動編程系統。數控加工是指在數控機床上按事先編制好的程序，對零件進行自動加工的一種加工工藝方法，零件加工的最終效果直接取決于數控程序編制的效率和準確率。數控編程是目前提高加工精度、表面加工質量、加工效率以及實現生產自動化最重要的一環，在制造業中應用廣泛。數控編程分為手工編程和自動編程，對于那些程序量大、軌跡計算復雜的零件，根本不可能采用手工編程，即使能編制出加工程序，其低下的效率亦根本不能滿足市場的需求。受飛速發展的技術革命的巨大沖擊，傳統的機械設計和制造方式發生了根本性的變化，產品的設計生產周期越來越短，逐漸向小批量、多品種、高精高效加工的方向發展。特別是隨著計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）技術的推廣和計算機數控加工技術的廣泛應用，計算機輔助自動編程勢在必行。自動編程是用計算機代替編程人員完成編程工作，自動生成加工指令，解決一些人工編程難以解決的難題，充分利用計算機計算速度快而準的特點，可極大地提高編程的效率和準確率。

4　結束語

在今后的發展中，應重點攻克數控系統、功能部件的核心關鍵技術，增強我國高檔數控機床和基礎制造裝備的自主創新能力，實現主機與數控系統、功能部件協同發展，重型、超重型裝備與精細裝備統籌部署，打造完整產業鏈。提高國產高檔數控系統國內市場占有率，提高數控機床主機的可靠性，滿足我國航天、船舶、汽車、發電設備制造等重點領域所需的高端裝備。

參考文獻：

[1]琚素英.我國數控技術的發展和產業戰略思考[J].山西焦煤科技，2007，6.

第7篇：國內數控機床發展趨勢范文

[關鍵詞]直接驅動技術；電主軸；轉臺；雙擺頭；數控機床

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）14-0371-01

0 引言

目前，隨著汽車模具、消費電子、醫療器械等行業的不斷發展，對數控機床提出了更高的要求，高速化、高精度化、高效率已經成為了數控機床發展的必然趨勢。直接驅動技術以其響應快、無傳動間隙、速度高等特點在數控機床中得到了廣泛的應用，大大提高了零件加工效率、表面質量，延長了刀具使用壽命，最重要的是提高了數控機床的平均無故障時間。

1 直接驅動技術

直接驅動技術是電動機直接與運動部件結合，取消了機械傳動的滾珠絲杠副、齒輪傳動、皮帶傳動等傳動方式，響應快，大大減少了機械傳動中的傳動鏈誤差、零件磨損、反向間隙。直接驅動技術的典型應用包括直線電動機和力矩電動機。

1.1 直線電動機

直線電動機可認為是將旋轉電動機軸向剖開，然后將轉子與定子展開，形成如圖1所示的由定子與轉子組成的直線電動機。

1.2 力矩電動機

力矩電動機由定子與轉子組成，主要驅動回轉運動元件，外部連接有冷卻套，如圖2所示。力矩電動機具有低轉速、大轉矩；控制精度高；結構緊湊、體積小、質量輕；高效率、低能耗的優點。

2 直接驅動技術在機床中的應用

2.1 直線軸的應用

在數控機床中，直線電動機主要用來驅動直線運動部件，如數控機床的直線軸X、Y、Z軸。

1）高速度。目前，由直線電動機驅動的直線軸快進速度可達200m/min

以上，而伺服電動機加滾珠絲杠的傳動方式快進速度小于60m/min，大多為20～30m/min。

2）高加速度。直線電動機最大加速度可達30g，加工中心的加速度已達3.24g，而傳統機床進給加速度在1g以下，一般為0.3g。

3）定位精度高。減少機械傳動鏈，采用光柵閉環控制，精度可以是絲桿的10倍甚至100倍，定位精度可達0.1～0.01μm。由于運動部件的動態特性好，響應靈敏，加上插補控制的精細化，可實現納米級控制。

4）長行程。采用絲杠傳動的數控機床，當長度大于6m時，絲杠由于自重的問題就會出現大撓度，再加上傳動熱會使絲杠變形更加嚴重。而采用直線電動機驅動，由于電動機與基礎件緊密結合，無懸垂現象，定子可無限加長，目前已有應用長達40m以上。目前，國外的直線電動機廠家主要由德國西門子、美國的BALDOR、荷蘭TECNOTION公司等，國內的主要廠家有深圳大族精密機電有限公司、鄭州微納科技有限公司等。

2.2 回轉軸的應用

1）電主軸。電主軸主要由定子、轉子、主軸支撐單元、主軸等組成。具有結構緊湊、重量輕、慣性小、噪聲低、響應快，且轉速高、功率大等優點。數控機床采用電主軸可實現對工件的高效、高精加工，尤其在醫療、模具、消費電子等領域的應用。目前，電主軸的轉速達到40000r/min以上，典型的如沈陽機床的i5M1.1智能高速鉆攻中心，電主軸轉速為40000r/min，可實現對手機中框、按鍵、外殼等的高光加工。

目前，國外的電主軸廠家主要有瑞士ibag、意大利PS、德國GMN等，國內廠家主要有廣州昊志、北京精雕、北京超同步等，其中昊志與精雕的電主軸主要應用于消費電子行業的加工，產量較大。

2）轉臺。力矩轉臺主要由定子及轉子、支撐軸承、轉臺、轉臺夾緊裝置、角度檢測系統組成，如圖3所示。

具有結構緊湊、無磨損、精度高、動態特性好、承載能力大等優勢，被廣泛應用于車銑復合加工中心上。目前，國外的力矩電動機轉臺廠家主要有德國的CyTec、意大利LCM、德國的peiseler等。國內廠家主要有大連光洋、凱奇電氣、華中數控，其中大連光洋與高校聯合開發出了一系列產品，完成了系列化直驅功能部件的樣機制造，部分已經量產。典型的機床廠家有國外哈默的C62A/C軸直驅搖籃轉臺加工中心、德國德瑪吉NMV3000DCGB/C軸直驅立式五軸加工中心。國內典型的廠家有沈陽機床i5M8的A/CS雙擺智能立式五軸加工中心，用來加工葉輪、醫療關節等曲面零件。

3）雙擺頭。雙擺頭采用力矩電動機直接驅動，具有高速、高精和更好的動態性能。結構簡單、傳動鏈短、傳動精度高，傳動平穩、噪聲低，因此具有良好的精度保持性。雙擺頭為五軸聯動龍門加工中心的關鍵功能部件。特別適合復雜空間曲面的加工。如加工客機龐大的機身、大直徑葉輪、葉片等要求效率和精度的零件。典型的機床應用有意大利Breton的五軸聯動龍門加工中心TITAN系列（車銑復合），德國handtmann海德曼五軸龍門加工中心HSCPBZ、UBZ、GANTRY系列產品覆蓋鈦、鋼、鋁等復合材料，確保精度、生產率和成本效益方面的峰值性能。德國茲默曼Zimmermann公司的FZ100和3軸銑頭M3ABC成功地實現了6軸加工。適合于鋁合金、復合材料、模型材料鋼件和鑄鐵的高速加工。除上述外，力矩電動機還應用在旋轉刀架、動態刀庫、動力頭上等。

3 結論

綜上所述，直接驅動技術在數控機床上的應用，大大提高了零件的加工精度和加工效率，符合當前數控機床向高精度、高效率、復合化、智能化、綠色化發展的趨勢，在數控機床領域的應用范圍將不斷拓展。所以，直接驅動技術將是高速、高精、高效數控機床未來發展的方向。

參考文獻

[1] 王紅旭，魏巍.直接驅動技術的發展及其應用前景[J].制造技術與機床，2008（6）：150-154.

第8篇：國內數控機床發展趨勢范文

在我國，數控技術與裝備的發展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。特別是在通用微機數控領域，以PC平臺為基礎的國產數控系統，已經走在了世界前列。但是，我國在數控技術研究和產業發展方面亦存在不少問題，特別是在技術創新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數控領域沿著可持續發展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數控研究開發部門和生產廠家所面臨的重要任務。

為完成此任務，首先必須確立符合中國國情的發展道路。為此，本文從總體戰略和技術路線兩個層次及數控系統、功能部件、數控整機等幾個具體方面探討了新世紀的發展途徑。

1總體戰略

制定符合中國國情的總體發展戰略，對21世紀我國數控技術與產業的發展至關重要。通過對數控技術和產業發展趨勢的分析和對我國數控領域存在問題的研究，我們認為以科技創新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術支持和服務為后盾，堅持可持續發展道路將是一種符合我國國情的發展數控技術和產業的總體戰略。

1.1以科技創新為先導

中國數控技術和產業經過40多年的發展，從無到有，從引進消化到擁有自己獨立的自主版權，取得了相當大的進步。但回顧這幾十年的發展，可以看到我們在數控領域的進步主要還是按國外一些模式，按部就班地發展，真正創新的成分不多。這種局面在發展初期的起步階段，是無可非議的。但到了世界數控強手如林的今天和知識經濟即將登上舞臺的新世紀，這一常規途徑就很難行通了。例如，在國外模擬伺服快過時時，我們開始搞模擬伺服，還沒等我們占穩市場，技術上就已經落后了；在國外將脈沖驅動的數字式伺服打入我國市場時，我們就跟著搞這類所謂的數字伺服，但至今沒形成大的市場規模；近來國外將數字式伺服發展到用網絡（通過光纜等）與數控裝置連接時，我們又跟著發展此類系統，前途仍不樂觀。這種老是跟在別人后面走，按國外已有控制和驅動模式來開發國產數控系統，在技術上難免要滯后，再加上國外公司在我國境內設立研究所和生產廠，實行就地開發、就地生產和就地銷售，使我們的產品在性能價格比上已越來越無多大優勢，因此要進一步擴大市場占有率，難度自然就很大了。

為改變這種現狀，我們必須深刻理解和認真落實“科學技術是第一生產力”的偉大論斷，大力加強數控領域的科技創新，努力研究具有中國特色的實用的先進數控技術，逐步建立自己獨立的、先進的技術體系。在此基礎上大力發展符合中國國情的數控產品，從而形成從數控系統、數控功能部件到種類齊全的數控機床整機的完整的產業體系。這樣，才不會被國外牽著鼻子，永遠受別人的制約，才有可能用先進、實用的數控產品去收復國內市場，打開國際市場，使中國的數控技術和數控產業在21世紀走在世界的前列。

1.2在商品化上狠下工夫

近幾年我國數控產品雖然發展很快，但真正在市場上站住腳的卻不多。就數控系統而言，國產貨仍未真正被廣大機床廠所接受，因此出現國產數控系統用于舊機床改造的例子較多，而裝備新機床的卻很少，機床廠出產的國產數控機床大多數用的都是國外的系統。這當然不是說舊機床的數控化改造不重要，而是說明從商品的角度看，我們的數控系統與國外相比還存在相當大的差距。

影響數控系統和數控機床商品化的主要因素除技術性能和功能外，更重要的就是可靠性、穩定性和實用性。以往，一些數控技術和產品的研究、開發部門，所追求的往往是一些體現技術水平的指標（如多少通道、多少軸聯動、每分鐘多少米的進給速度等等），而對影響實用性的一些指標和一些小問題卻不太重視，在產品的穩定性、魯棒性、可靠性、實用性方面花的精力相對較少。從而出現某些產品鑒定時的水平都很高，甚至也獲各種大獎。但這些高指標、高性能的產品到用戶哪兒卻由于一些小問題而表現不盡人意，最后喪失了信譽，打不開市場。這說明，高指標、高性能的樣機型的產品離用戶真正需要的實用、可靠的商品是有相當大的距離的，將一個高指標、高性能的產品變為一個有市場的商品還需作出大量艱苦的努力。

另一方面，數控系統和數控機床不像家電類產品那樣易于大批量生產，應用環境也不那么簡單。數控產品是在生產環境中使用，面臨的是五花八門的工藝問題。如果開發部門對這些問題掌握得不透，就難以將產品設計得很完善。而且數控產品的某些問題在開發、試用，甚至鑒定時都難以發現。這就造成，同樣型號的數控機床在有的用戶那兒運行得很好，而在別的用戶那兒卻表現欠佳。或者同樣型號的數控機床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件時卻不盡人意。出現這種情況，有時是用戶操作人員的水平問題，但有時就是數控產品本身潛在問題的暴露。為解決這一問題，國外一些公司設立了專門機構來測試考驗自己的產品，如為考驗新開發的數控系統，廠家自己設計和從生產實際中收集了大量零件程序，讓數控系統運行各種各樣的程序，一旦發現問題，即立即反饋給開發部門予以解決。經過這樣的測試考驗過程后，數控系統的潛在問題就大為減少。以往，我們的產品就很少進行這樣嚴格的全面的自我測試考驗。好些問題要等到用戶去給我們挑出來。這樣，即使一個小問題也將嚴重影響國產數控產品的聲譽。

因此，我們應充分重視上述問題，在商品化上切實狠下工夫，將其作為數控產業的主干來抓，貫穿于技術研究、產品開發、試制、生產等的全過程中，從而將我們已有的技術水平較高的數控產品變成真正有市場的好商品。

1.3將管理和營銷作為產業發展重點

經過20來年市場風雨的沖擊，國人已越來越認識到，技術固然重要，但在市場經濟的環境下，要在激烈的全球競爭中獲勝，管理和營銷就顯得更為重要。例如，我國臺灣生產的數控機床不但占領了大陸市場的相當大的份額，而且還打進了美國市場。是臺灣數控機床的技術和質量超過美國了嗎？顯然不是。那他們靠的是什么？重要的一條就是在企業管理和產品營銷上下了工夫。而我們長期以來把主要精力放在開發技術和提高水平上，忽視了經營管理、市場開拓、產品營銷等方面的工作，結果在新技術、新產品開發出來以后，在產品質量提高以后，企業仍然處于產品銷售不暢的困境［1］。國內外的經驗說明，數控產品的競爭力不僅取決于技術，更取決于經營管理能力和營銷能力。

因此，從現在起我們應將管理和營銷作為產業發展重點，真正擺脫計劃經濟時代所遺留下來的思維方式和工作習慣的束縛，建立適應市場的高效、靈敏的運行機制和有效的激勵機制。通過這種機制，一方面切實加強企業管理，激發企業負責人和廣大職工的負責精神、創造精神和獻身精神，努力提高產品的競爭能力；另一方面充分調動企業內外、行業內外一切積極因素，大力加強市場開拓力度，奮力打通營銷渠道。可以堅信，有過硬競爭力的產品，再加上北京開關廠那樣的“找、掙、鉆、搶”精神，我們就一定能在市場競爭中取得勝利。

1.4大力加強技術支持和服務

數控系統和數控機床作為典型的高技術產品，對用戶的技術支持和服務是相當重要的。以前國產數控產品喪失信譽的原因，除可靠性問題外，另一大問題就是缺乏有力的技術支持和服務。用戶花了很多錢買的數控機床或數控系統，一旦出現問題卻叫天天不應，叫地地不靈，以后誰還敢買我們的產品。因此，應將對用戶的技術支持和服務當成重要的日常工作來抓，使我們在市場上向縱深挺進時，有一個強大后方。因此，為了取得數控產品市場競爭的全面勝利，必須建立以技術支持和服務為核心的強大后方。當然，為贏得主動，后方也須主動出擊。目前，利用先進的信息技術手段（如網絡和多媒體），將為建立新一代立體化的技術支持和服務體系開辟新的途徑。

1.5堅持可持續發展道路

可持續發展是下一世紀企業發展的重要戰略，我國數控產業要有大的發展也必須堅持走可持續發展的道路。綠色是實現可持續發展的重要途徑，其主要思想是清潔和節約。為此應大力加強綠色數控產品的開發，加速促進數控產品、數控產業以及整個制造業的綠色化，主要戰略措施應考慮以下幾方面：①有效減少產品制造及使用過程中的環境污染。如減少數控機床的鑄件結構，消除鑄造對環境的污染；將數控機床主軸的以油氣、噴油等取代油霧，減少對生產環境的污染；在精密數控機床及其運行環境的溫度控制中取消氟利昂制冷的恒溫技術；以電傳動代替機械傳動，減少噪聲污染。②大幅度降低資源消耗和能源消耗。如以軟件代替硬件，從而減少硬件制造的資源和能源消耗及污染，并減少產品壽命結束后硬件裝置的拆卸回收問題；以永磁驅動代替感應驅動，提高效率和功率因數，節約能源；以電傳動代替機械傳動，提高效率，減少能源消耗。③加強用數控技術改造傳統機床。這既符合運用信息技術和自動化技術改造傳統產業，使傳統產業生產技術和裝備現代化這一產業可持續發展的目標得以實現，又可取得巨大的經濟效益。我國擁有普通機床數百萬臺，加強用數控技術改造傳統機床將成為下世紀我國數控領域的重要發展方向。④大力發展綠色數控機床。綠色數控機床應是材料消耗少、能耗低、無污染，壽命長且便于拆卸回收的新型機床。例如，以并聯結構代替串聯結構就是開發綠色數控機床的一條途徑，這是因為并聯結構機床消耗的金屬材料僅為常規串聯結構機床的幾分之一，其加工量也比常規機床大幅度減少，特別是消除了大型結構件的鑄造，這將顯著降低機床制造過程中的能源消耗和對環境的污染。此外，并聯結構機床有利于采用電傳動，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。

國際標準化組織制定了ISO14000環境管理標準，全球環境問題“法律化”的趨勢正在進一步發展，可持續發展將成為企業通向國際市場的通行證［2］。因此，我們的數控產品要在下一世紀走向國際市場，我們的企業就必須“從我做起，從現在做起”。

2技術途徑

2.1發展具有中國特色的新一代PC數控系統

數控系統是各類數控裝備的核心，因此通過科技創新首先發展具有中國特色的新型數控系統，將是推動數控產業化進程的有效技術途徑。

實踐證明，10年來我們所走的PC數控道路是完全正確的。PC機（包括工業PC）產量大、價格便宜，技術進步和性能提高很快，且可靠性高（工業PC主機的MTBF已達30年［3］）。因此，以其作為數控系統的軟硬件平臺不但可以大幅度提高數控系統的性能價格比，而且還可充分利用通用微機已有軟硬件資源和分享計算機領域的最新成果，如大容量存儲器、高分辨率彩色顯示器、多媒體信息交換、聯網通訊等。此外，以通用微機作為數控平臺還可獲得快速的技術進步，當PC機升級換代時，數控系統也可相應升級換代，從而長期保持技術上的優勢，在競爭中立于不敗之地。

目前，PC數控系統的體系結構有2種主要形式：（1）專用數控加PC前端的復合式結構；（2）通用PC加位控卡的遞階式結構。另外還有一種正在發展的數字化分布式結構。其方案是將由DSP等組成的數字式伺服通過以光纜等為介質的網絡與數控裝置連接起來，組成一完整的數控系統。這種系統雖然性能很好，但由于開發和生產成本太高，近期難以被國內廣大用戶所接受。我們認為，上述結構并不是符合中國國情的最好方案，適合中國國情的應是將所有數控功能全軟件化的集成式結構，因為這種結構的硬件規模最小，不但有利于降低系統成本，而且更重要的是可以有效提高系統的可靠性。

幾十年的經驗表明，可靠性好壞是國產數控系統能否發展的關鍵。雖然影響數控系統可靠性的因素很多，但過大的硬件規模和較低的硬件制造工藝水平往往對可靠性造成最大的威脅。以往，國產數控系統在總體設計時由于種種原因的限制，不得不選用技術指標不太高的普通CPU，這樣，為完成數控的復雜功能往往需要由多個CPU來組成系統，有時還需另加一些專用或通用硬件電路來實現數控系統的一些高實時（如細插補、位置伺服控制等），從而造成系統硬件規模龐大。對于數控系統這種批量不大的產品，在國內現有工藝條件下，很難從硬件制造的角度保證系統的可靠性，因而使得國產數控系統在生產現場的表現不佳，對國產數控系統的形象和聲譽造成嚴重影響，使得不少用戶現在還心有余悸。

因此，我們在開發新型數控系統時，應優先選用新型高性能CPU（如高主頻的PentiumII、PentiumIII等）作為系統的運算和控制核心，并盡量用軟件來實現數控的所有功能。這樣，可大幅度減小系統硬件的規模。此外，還應在軟件設計、電源設計、接插件設計與選用、接地與屏蔽設計和施工等方面采用強抗擾高可靠性設計與制造技術，從而全面提高系統的可靠性。

由于一個新型高性能CPU可以代替數十個普通CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平臺上不僅可以完成數控系統的基本功能（如信息處理、刀補計算、插補計算、加減速控制等）和開關量控制功能（內裝PLC），而且還可以完成伺服控制功能。這樣，以前由DSP完成的數字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量變換控制等）均可由PC中的CPU完成，從而實現內裝式伺服控制，這不僅有效縮小了數控部分的硬件規模，而且還大幅度縮小了伺服控制部分硬件規模。

這種具有內裝PLC和內裝伺服控制的全軟件化集成式數控系統，其硬件規模將達到最小化，整個數控系統除一個PC平臺外，剩下的只有驅動機床運動的功率接口和反饋接口。這既有效提高了系統可靠性，又消除了信息傳遞瓶頸，提高了系統性能，同時還可顯著降低系統成本，使系統（包括電機）售價將可降至現有數控系統的一半左右。顯然，這種高性能、高可靠性、低成本的新型數控系統將具有極強的競爭力，有望為開創中國數控的新局面作出貢獻。

此外，集成化PC數控系統還有一大優點，就是容易實現開放式結構。這是因為，這種系統的硬件本身已經是完全開放的，構成開放式數控系統的工作完全在軟件上，只要制定好標準和協議，從信息處理、軌跡插補、加減速控制、開關量控制到伺服控制都可以實現開放，從而可大大方便用戶的使用。

2.2推進數控功能部件的專業化生產

解決數控系統問題后，如何實現數控機床的模塊化設計與制造便是我國機床制造企業快速響應市場需求，在競爭中獲勝的另一關鍵。要實現數控機床的模塊化設計制造，必須解決數控機床功能部件的專業化生產問題。目前我國在這方面離實際需求還有相當大的差距。因此，在今后的若干年內，我們必須大力促進數控機床功能部件的開發和專業化生產。其要點如下：

(1)新型永磁電主軸單元電主軸已成為國際市場上最熱門的數控機床功能部件。但目前這類產品幾乎都為感應異步型，存在以下突出問題：①轉子上存在繞組，有大電流流過，因此轉子發熱嚴重，直接影響主軸精度；②低速出力小且轉矩脈動大，難以滿足寬范圍切削要求；③效率和功率因素低，不僅電機體積和重量大而且要求逆變器容量大、耗能多；④控制系統復雜、成本高。

因此，利用我國稀土永磁材料的優勢，開發新型大功率、高效率、寬調速范圍永磁同步型交流電主軸單元，將可有效解決現有電主軸存在的問題，形成具有中國特色的新一代電主軸產品。由于永磁電主軸的機械結構和控制系統都較感應異步型電主軸簡單，因此易于進行專業化大規模生產。當然，這還要攻克主軸支承（陶瓷軸承、流體動靜壓軸承、磁懸浮軸承）技術、高精度高速動平衡技術、高速驅動、檢測與控制技術、高可靠性安全保證技術等關鍵技術。

(2)廉價的高性能伺服系統目前，一套進給交流伺服系統（驅動器+電機）的價格一般都在萬元以上，主軸伺服系統的價格高達數萬元，已成為降低國產數控機床成本的一大障礙。因此，應配合新型集成化國產數控系統的發展，大力開發廉價的高性能內裝式伺服系統。由于內裝式伺服的硬件部分只有電機和功率接口，充分利用我國的永磁資源優勢，通過專業化生產可以把電機的造價降下來，而采用智能化的IPM模塊作為功率接口也很便宜，因此將內裝式進給伺服的價格控制在數千元以內，將內裝式主軸伺服的價格控制在2萬元以內，將是完全可能的。

(3)直線交流伺服系統直線交流伺服系統是下一世紀數控機床不可缺少的功能部件，目前我國還沒有成熟產品，因此應加強研究、開發和推廣應用。考慮到常規機床的防磁問題較難解決，而并聯機床的防磁相對容易，因此可為常規結構機床開發感應異步型直線電機，為并聯結構機床開發永磁同步型直線電機，從而揚長避短，構成符合實際應用要求的新型高速高精度進給系統。在此基礎上，可進一步開發將驅動與支承合二為一的磁懸浮工作臺。

(4)零傳動數控轉臺與擺頭數控轉臺與擺頭是多坐標數控機床的關鍵部件，傳統的采用高精度蝸桿蝸輪等傳動的轉臺與擺頭不僅制造難度大、成本高，而且難以達到高速加工所需的速度和精度，因而必須另辟蹊徑開發新型零傳動（無機械傳動鏈）數控轉臺和擺頭，以促進我國高速高精度多坐標數控機床的發展。

(5)高速高精度檢測裝置高速高精度是下世紀數控機床發展的主題，這不但需要高性能的控制和驅動，同時還需要高品質的檢測環節，因此應在現有技術基礎上，進一步開發0.1μm以上精度的高速(60m/min以上)線位移傳感器和100萬脈沖/r的角位移傳感器，此類技術國外對我國是封鎖的。

2.3加速數控機床的全國產化，打好市場翻身仗

數控產業化的最終成功將體現在數控機床的全國產化和市場占有率上。在上述總體戰略指導下，采取抓兩頭（低價位數控機床和高速高效數控機床）、帶中間（普通數控機床）、促重型（重型關鍵裝備）的方針，將是在國內市場上快速收復失地，在國際市場上穩步進軍，最終打贏國產數控機床市場翻身仗的一種有效戰術和策略。關于普通數控機床的發展已有許多文章作了專門論述，因此下面僅就低價位數控機床、高速高效數控機床和重型數控機床的發展問題作一討論。

(1)大力發展低價位數控機床低價位機床是功能滿足用戶要求(無功能浪費)、技術指標適中、可靠性好、價格便宜的普及型數控機床。這類機床已成為國際市場上數控機床的發展趨勢之一，也是國內眾多用戶渴求的產品，其市場前景相當廣闊。然而，如果采用國外數控系統（包括伺服）按照傳統思路來發展低價位機床，是很難將價格降至廣大用戶所能接受的水平的。因此，采用本文提出的新型集成化國產數控系統來發展高性能的低價位數控機床，將是一條最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此構成的全國產普及型數控車床的售價完全可以控制在10萬元以內，三坐標數控銑床可控制在15萬元左右，加工中心可控制在20萬元左右。此價位的國產數控機床將是具有較強競爭力的。

(2)加速開發高速高效數控機床高速高效是數控機床發展的另一大潮流。發展高速高效數控機床的技術途徑可有以下幾條：①通過提高切削速度和進給速度，從而達到成倍提高生產效率，有效提高零件的表面加工質量和加工精度并解決常規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（如復雜薄壁零件）的高效加工問題。②通過工藝復合，減少工件的安裝次數，有效縮短搬運和裝夾時間。例如，將五面五軸加工中心與立車復合構成萬能加工中心，可實現一次裝卡完成零件的大部分（或全部）加工。③采用高速高精度圓周銑加工孔和以螺旋軌跡插補實現不鉆底孔的直接攻絲等新加工方法，大幅度減少換刀次數，提高加工效率。④為數控機床開發智能尋位加工功能，消除對精密夾具和人工找正的依賴，有效縮短單件小批加工的準備時間。

在我國現實條件下如果沿用傳統思路是難以實現上述途徑的，因此，必須立足國情，結合實際勇于創新，大膽探索新的道路。考慮到常規數控機床在總體結構上基本上采用工件和刀具沿各自導軌共同運動的方案，一方面由于機床傳動環節剛性不足和導軌中的摩擦阻力較大，使運動部件難以獲得高的進給速度；另一方面由于工件、夾具和工作臺的總質量比較大，使之難以獲得高的加速度。此外，傳統機床結構是一種串聯開鏈結構，組成環節多、結構復雜，并且由于存在懸臂部件和環節間的聯接間隙，不容易獲得高的總體剛度，因此難以適應高速高效加工的特殊要求。為此，開發國產高速高效數控機床時，可采用工件固定，以直線電機組成并聯短鏈直接驅動主軸和刀具運動、將高速高精度傳動與高剛度支撐合二為一的適合于高速高效加工中心的新型結構。采用該結構的高速高效數控機床不但速度高、剛度高，如果在傳動與控制上處理得當，可以達到比常規機床更高的加工精度和加工質量，而且具有機械結構簡單，零部件通用化、標準化程度高，制造成本低，易于經濟化批量生產等顯著優點。因此，沿此思路發展高速高效數控機床將是一條符合國情、易于取得成功的道路。

(3)突破重型數控機床的設計制造技術重型數控機床（特別是多坐標重型數控機床）是國民經濟和國防生產中的重大關鍵設備，屬于戰略物資，真正先進的重型數控機床國外是不可能賣給我們的，因此，在我國下世紀數控產品的發展中必須依靠自己的力量進行解決。發展重型數控機床必須有過硬的基礎，我們在數控機床國產化的進程中應不斷總結經驗，加強基礎技術和關鍵技術研究，充分發揮我國產學研相結合的優勢，各部門通力合作、共同努力，爭取在下世紀初取得突破性進展。

目前，在發展重型數控機床中除需加強基礎理論研究外，還應加強其關鍵技術研究。例如，重型機床的控制就是需要加以特殊解決的關鍵問題。因重型機床加工的工件特別昂貴不允許報廢，為了確保機床工作可靠，在數控系統中可采用雙（或多）CPU冗余工作方案，以確保運算和控制的絕對正確，并在出現故障時自動診斷、自動修復或自動替補，確保加工不出問題。此外，在電源上可采取雙蓄電池供電的全隔離供電方案，即一組電池在給系統供電時，可對另一組電池進行充電，電網與控制系統是完全隔離的。這就徹底消除了重型車間中電網電壓波動厲害、干擾嚴重對數控系統造成的影響，從而有效保證系統的可靠性。又如，重型數控機床的驅動也是一大關鍵問題。當行程長度超過5m，普通滾珠絲桿就難以勝任大負荷的傳動，因此目前一般采用預加負載的雙齒輪-齒條機構、靜壓蝸桿-蝸母條機構、四足（或雙足）爬行進給機構等來實現長行程傳動。但這些方案存在結構復雜、速度和加速度低、動態性能差、難以達到高精度、維護保養復雜等問題。為此可發展陣列式高效直線電機直接驅動技術和空間并聯機構驅動技術，以新的途徑來解決重型數控機床的高速、高精度驅動問題。除此之外，機床結構的優化設計、長行程精密檢測、重力變形補償、切削力變形補償、熱變形補償等也是重型數控機床中必須解決的關鍵問題，必須予以充分重視。

3結語

制定符合中國國情的總體發展戰略，確立與國際接軌的發展道路，對21世紀我國數控技術與產業的發展至關重要。本文在對數控技術和產業發展趨勢的分析，對我國數控領域存在的問題進行研究的基礎上，對21世紀我國數控技術和產業的發展途徑進行了探討，提出了以科技創新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術支持和服務為后盾，堅持可持續發展道路的總體發展戰略。在此基礎上，研究了發展新型數控系統、數控功能部件、數控機床整機等的具體技術途徑。

我們衷心希望，我國科技界、產業界和教育界通力合作，把握好知識經濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球化帶來的嚴峻挑戰，為在21世紀使我國數控技術和產業走向世界的前列，使我國經濟繼續保持強勁的發展勢頭而共同努力奮斗！

作者簡介

周凱男，1954年生。清華大學（北京市100084）精密儀器與機械學系副教授、工學博士。主要從事數控技術、機電控制工程、制造科學與制造系統等方面的研究工作。取得科研成果15項。70余篇。

參考文獻

1楊皖蘇，嚴鴻和.機械科學與技術,1997，26(4):1～6

第9篇：國內數控機床發展趨勢范文

【關鍵詞】機電一體化技術；信息技術；發展趨勢

機電一體化技術是面向應用的跨學科的技術，它是機械技術、微電子技術、信息技術和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速，機電一體化產品更新日新月異。

一、機電一體化技術的發展歷程

“機電一體化”這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業注冊時最先創用的。當時及70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。國內早期將“機電一體化技術”與“機械電子學”并用，近年來“機電一體化”更流行使用。

80年代，信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產品所采用，典型的機電一體化產品如數控機床、工業機器人和汽車的電子控制系統等。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統后，使機械—電子系統在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。

信息技術驅使機械系統在不同程度上利用數據庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數據庫驅動系統。這樣，對機電一體化的系統設計方法的探索、成型和系統集成以及并行工程設計和控制的實施日顯重要。此外，光學也進入了機電一體化，產生了“光機電一體化”的新領域。

進入90年代，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統那樣遙控和虛擬現實多媒體等技術緊密聯系的計算機控制的網絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執行器技術的發展，和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合，開創了以精密工程和系統集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術的發展而日益發展，穩步進入了21世紀。

二、典型機電一體化產品的發展趨勢

（一）數控機床

目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近320萬臺），但數控機床只占約5％且大多數是普通數控（發達國家數控機床占10％）。近些年來數控機床為適應加工技術的發展，在以下幾個技術領域都有巨大進步。

1．高速化。由于高速加工技術普及，機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉速由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，主軸上大量采用內裝式主軸電機。

2．高精度化。數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）的數控系統和機床已問世。

數控中兩軸以上插補技術大大提高，納米級插補使兩軸聯動出的圓弧都可以達到1u的圓度，插補前多程序預讀，大大提高了插補質量，并可進行自動拐角處理等。

3．復合加工，新結構機床大量出現。如5軸5面體復合加工機床，5軸5聯動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機床結構，包括6軸虛擬軸機床，串并聯絞鏈機床等，采用特殊機械結構，數控的特殊運算方式，特殊編程要求。

4．使用各種高效特殊功能的刀具使數控機床“如虎添翼”。如內冷轉頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉頭切削刃和排除切屑，在轉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．數控機床的開放性和聯網管理。數控機床的開放性和聯網管理已是使用數控機床的基本要求，它不僅是提高數控機床開動率、生產率的必要手段，而且是企業合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計算機集成制造、網絡制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術都在數控機床基礎上發展起來，這必然成為21世紀制造業發展的一個主要潮流。

（二）自動機與自動生產線

在國民經濟生產和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產線及各種自動化設備，是當前機電一體化技術應用的又一具體體現。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動生產線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產線；各種高速香煙生產線；各種印刷包裝生產線；郵政信函自動分撿處理生產線；易拉罐自動生產線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產線等等，這些自動機或生產線中廣泛應用了現代電子技術與傳感技術。如可編程序控制器，變頻調速器，人機界面控制裝置與光電控制系統等。我國的自動機與生產線產品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術水平已達到或超過發達國家上一世紀80年代后期的水平。使用這些自動機和生產線的企業越來越多，對維護和管理這些設備的相關人員的需求也越來越多。

三、機電一體化技術的發展趨勢

以微電子技術、軟件技術、計算機技術及通信技術為核心而引發的數字化、網絡化、綜合化、個性化信息技術革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，而且也深刻影響著機電一體化的發展趨勢。專家預測，機電一體化技術將向以下幾個方向發展：

（一）光機電一體化方向

一般機電一體化系統是由傳感系統、能源（下轉第80頁）（上接第81頁）（動力）系統、信息處理系統、機械結構等部件組成。引進光學技術，利用光學技術的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源系統和信息處理系統。

（二）柔性化方向

未來機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在這系統中，各子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同環境條件做出不同反應。其特點是子系統可產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的能力（柔性），又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

（三）智能化方向

今后的機電一體化產品“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與信息技術（尤其是軟件及芯片技術）的發展。

四、仿生物系統化方向

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上處于“靜態”時不穩定，但在動態（工作）時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產品雖然有仿生物系統化方向發展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。

五、微型化方向

目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當這一成果用于實際產品時，就沒有必要再區分機械部分和控制器部分了。那時，機械和電子完全可以“融合”機體，執行結構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機電一體化的重要發展方向。

參考文獻