導語：如何才能寫好一篇國內外數控機床發展現狀，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：數控機床 現狀 趨勢

1、前言

進入21世紀，我國的經濟逐漸走進了全球經濟一體化的舞臺，進入了一個嶄新的時代。我國機床制造業社會工業化進程中大規模需要的發展機遇，同時也遭受到了來自國外制造業的強勢競爭壓力，加速技術的引進和自主研發是解決機床制造業快速騰飛的關鍵。隨著計算機技術和現代微電子技術的發展，數控機床的應用范圍還在不斷的擴大，因此，其發展前景十分廣闊。本文簡要分析了數控機床的現狀，并指出了未來的發展趨勢。

2、我國數控機床發展現狀

改革開放后，我國數控技術得到了發展機遇。在80年代初，我國先后從美國、德國等發達國家引進了一些數控系統和伺服技術，填補了我國在這方面的空白。然后陸續研發了那個時代的的數控系統，通過不斷的完善，這些系統的可靠性得到了用戶的肯定，總而結束了我國數控技術在這一階段的瓶頸，這個時期的數控機床技術我國還是主要以借鑒國外先進技術為主，對一些知識進行消化吸收。在90年代，我國的數控機床技術已經有了質的飛躍。在這個階段國家針對實際情況，先后安排了“柔性制造系統技術（FMS）開發研究”、“計算機集成制造系統（CIMS工程）的研究”等一系列重大的科研項目，大力推動我國數控技術的自主研發進程。這樣我國數控機床的數控系統和伺服驅動系統，也由進口發展到了自主研發的階段。目前我國已有數十家的研究所和企業可以從事各類數控系統的研發和生產。其中比較知名的有北京的KND系統、南京的華興系統、成都的廣泰系統等。

但是由于我國數控機床的技術水平和工業基礎的起步比較晚，在一些領域的研究還是很存在差距。導致在數控機床的性能和可靠性方面與發達國家相比還是存在著距離。目前在推動數控機床發展的工業化和產業化的過程中，我國的數控行業還存在著很多的問題。如：缺乏核心技術、技術創新能力不足、缺乏有效的管理機制、在與國際企業競爭時缺乏實力等問題。

3、數控機床未來的發展趨勢

3.1 高速化和高精度化

盡管很多年前就已經提出了數控機床的高速化和高精度發展的目標，但是在科學探索的路上是沒有盡頭的。而且目前對高精度、高速度的內涵和需求也在不斷的變化。保障工作的效率和產品的質量是數控機床一直的追求。更高的速度和更精準的加工技術可以提高產品的質量和生產效率，縮短生產周期和提高企業在市場上的競爭力。

3.2 智能化

21世紀的數控技術的主要發展方向將一定是智能化。目前，智能化的理念已經滲透到了數控機床的各個部分。如加工過程的對工藝的自調節控制，工藝參數自動檢測顯示。還為了提高驅動方便的各種人性化設計，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。在故障診斷方面也擺脫了原始的人工檢修，已經有智能診斷、智能監控程序和感應裝置，方便系統在出現問題時及時進行反饋和維護，減少了查找故障的時間，為數控產業的規模化發展提供了機會。

3.3驅動并聯化

并聯運動機床克服了傳統機床串聯機構移動部件質量大、系統剛度低、刀具只能沿固定導軌進給、作業自由度偏低、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸（一般為動平臺）與機座（一般為靜平臺）之間采用多桿并聯聯接機構驅動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應自由度的運動，可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復雜特種零件的加工，具有現代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優點。

3.4 網絡化

現在國外已經開始嘗試對數控機床聯網技術的研究和試驗。就是利用網絡技術將各個機床進行連接，可以實現機床的統一管理和在線監測功能，同時也方便對機床程序的修改。目前數控機床聯網要具備以下幾個方面的能力：一是可以將程序從監測室可靠的傳輸到每臺機床，然后對其運行情況實現實時監控；二是可以隨時采集到每臺機床的數據參數進行查看和備份；三是可以將不同機床間的程序進行相互交換，確保系統的穩定性；四是可以在線提取到每臺數控機床的刀具磨損情況和估計刀具的使用壽命，然后電腦實現和監控換刀程序的執行。

4、結語

目前，數控機床的發展日新月異，高速化、高精度化、智能化、并聯驅動化、網絡化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，數控產品的核心技術研發方面還是與國際同行存在著很多的不足。中國的數控產業在引進先進技術的同時應該重視對國內技術人才的培養，努力打造具有自主品牌的核心產品。力爭早日擺脫目前在高精端設備上依賴進口的局面，為把我國從一個制造大國發展成為一個研發大國而奮斗。

參考文獻

[1]秦宏偉.我國數控機床發展現狀及方向[M].機械制造與研究，2007.

[2]賈亞洲，楊兆軍.數控機床可靠性國內外現狀與技術發展策略[J].中國制造業信息化，2008，4.

[3]楊紅華.數控機床技術發展現狀[J].湖南農機，2008（5）.

篇2

關鍵詞：數控機床 產業競爭力 戰略分析 戰略實施

中圖分類號：TH11 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（c）-0227-01

數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，它是傳統機械制造技術、計算機技術、現代控制技術、傳感檢測技術等于一體的現代制造業基礎技術，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。數控技術水平高低和裝備擁有量的多少是衡量一個國家工業現代化的重要標志。現對國內外數控機床產業現狀進行介紹，并對產業競爭力和戰略發展進行研究。

1 國外數控機床產業現狀及發展趨勢

從世界范圍來看，數控機床發展的強國首推德國和日本。德國的數控機床精度高，穩定性好，自動化程度高，出口遍及世界。而日本十分重視發展批量生產自動化，并大力發展中小批柔性生產自動化的數控機床。

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，主要體現幾個方面。

1.1 智能、高速、高精度化

隨科學技術的發展，計算機系統及其應用軟件的復雜化，使得機床系統及其硬件結構簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。如果重復定位精度能達到0.005 mm，為高精度機床，在0.005 mm以下，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）系統的發展，精密度已達到微米級。

1.2 設計、制造綠色化

綠色設計是一種綜合考慮了產品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環境特性和資源效率的先進設計理論和方法。它在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，從而使得產品在整個生命周期中對環境的負面影響最小，資源利用率最高。數控機床作為裝備制造業的核心，能否順應環保趨勢，加大綠色設計與制造的研制，將是影響經濟發展的重要要素之一。

1.3 復合化與系統化

根據數控機床具有數字化控制機床運動的這一特點，可實現工件一次裝夾，完成多種工序復合加工，從而大大提高生產效率和加工精度。產品開發周期的縮短，制造速度也得到相應提高。而且隨著產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，機床加工的復合化已是不可避免的發展趨勢。

2 國內數控機床產業現狀及發展趨勢

1958年我國研制出第一臺數控機床，隨后經歷五個發展階段，直至21世紀，數控機床發展速度遠高于機床工具工業平均發展速度，我國數控機床實現了超高速、飛速發展。

當今世界機床制造業的水平集中表現在數控機床的開發、生產能力上，數控機床已成為制造業的主流設備，一個國家所擁有的數控機床多少、水平高低已成為衡量一個國家綜合實力的重要標志。要實現我國從一個機床大國轉變為機床生產強國的目標，必須加快調整步伐，加大新產品開發力度，必須關注機床產業相關的新技術及發展趨勢。

隨著信息技術的日新月異，高新技術日趨成熟并廣泛應用到機床上，高速、高效、高精度、復合加工、環保是今后機床產品發展的主流。數控機床替代普通機床，機床技術的復合化、智能化生產的日趨成熟，極大提高生產效率和機床生產的自動化水平，縮短交貨周期，降低生產成本，并且能夠快速反應市場。例如：在產品復合技術方面，具有代表性的德國WFL公司研制的MILLTURNS系列車銑復合加工中心，該機床可完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、滾齒、磨削等多道工序加工。德國TBT公司的MULTI.CRANK，最多有十個控制軸，可完成復雜曲軸類零件的復合加工。

3 我國數控機床產業的戰略選擇與實施

雖然目前市場對高檔和大型機床需求量很大，但是中小型和普通機床已出現庫存跡象。因此對于這兩種供需矛盾的突出問題，必須通過加快調整產品結構來解決。企業要針對市場需求和本企業特色、產品特色進行產品結構調整。逐步增加大型重型以及多軸控制，高柔性、高自動化程度機床制造能力和市場占有比重，同時不斷完善內部管理機制，培養人才，提高勞動生產率，重視產品質量和服務，在提高產品的穩定性和可靠性上下功夫；同時，完善管理機制，提高管理水平也是企業增強競爭力的必備條件。

目前國內排名在前列的主要機床制造企業均為國有企業，如沈陽機床集團，大連機床集團，北京第一機床等等。這些國有大型企業機床產量占據國內機床總產值的70%以上，處于絕對主導地位。并且這些企業占有國家更多的資源，容易得到國家扶植。在這些企業的國有企業股權結構中，國有股比重過高。股權過于集中，不利于股權分散和公司產權獨立化，不利于投資主體多元化和形成多元產權主體制衡機制。因此，合理配置股權，優化股權結構是完善國有企業治理結構的關鍵環節。

從2009年至今，中國機床產值已穩居世界第一，但其中經濟型數控機床占比相當大，高檔數控機床與國外仍有很大差距。因此，必須提高開發能力，發展高檔數控機床。而且我國重型機床行業雖然取得了可喜的成就，但是與工業發達國家相比，還存在不小差距。目前，國產重型機床與世界一流水平的差距主要是可靠性和制造工藝等方面，要加速縮小與國外的差距，不斷提高國產重型機床的水平，就要不斷提高自主創新能力，開發自己的核心技術。

目前，我國龍頭機床制造商已經形成了并正在擴大自己產業集群。如大連機床在大連高新區構建其產業集群等等，并積極引入國際高端機床零部件制造企業及機床配套供應企業，提高產品供應效率，與供應商共同合作增強企業研發能力，最終達到增強產業鏈條，提高綜合競爭實力的目的。

4 結論

數控機床作為實現機械制造自動化的關鍵，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。機床行業要進一步深化改革，適應市場需求，積極調整產業和產品結構，轉變經濟增長方式，加速數控機床產業化步伐，增強自主創新能力，加快高檔數控機床和大型重型機床及其功能部件的研發和市場開拓，從而提高市場競爭力，在國家的政策和措施的支持下，機床產業競爭力將會得到迅速的提升。

參考文獻

[1] 中國社會經濟調查研究中心.2008年數控機床行業分析報告[R].5-22.

[2] 曹偉.我國數控機床的發展現狀與對策[J].現代經濟信息，2008（4）.

[3] 王堂祥.重慶黔江區民族職業教育中心[J].2012（25）.

篇3

關鍵字：PMAC；數控車床；裝調維修

1. 引言

受到傳統思想的局限性，數控機床目前的研究一直是處于高精度加工的提高和自動化水平的提高這兩個方面，機床的控制系統一直以來只是作為封閉的結構形式充當機床運動的控制器，這就導致了機床操作者只是作為機床的附屬物來工作，從而使得人們不能充分發揮其勞動經驗和創造力。現在，隨著我國經濟的不斷發展和全球化的發展，一些國外的數控系統更加顯現出其競爭優勢，在我國顯現出其強大的發展潛力。因此，對我國來說，目前的當務之急是開發具有自主知識產權并且具備國內外先進技術水平的數控車床系統。

2. PMAC簡介

可編程多軸控制器（Programmable Multi-Axis Controller）簡稱為PMAC，它是在九十年代由美國Delta Tau公司研制出的一種基于PC平臺的開放式的多軸運動控制器，PMAC采用的CPU是Motorola公司的DSP56系列高性能數字信號處理器，是現在功能最強大的運動控制器之一。PMAC可以單獨使用，也可以多個級聯使用，級聯后的PMAC有時可以控制128跟軸，通過這些控制軸，PMAC能夠迅速準確的實現定位，因此，包裝、機床和醫藥工業等行業對PMAC應用的比較廣泛。

PMAC主要分為三種類型，可以在PC-XT和AT，VME，STD這幾種不同的總線上運行，因此，PMAC能提供對多平臺的支持，在不同的硬件平臺上能運行同樣的控制軟件。PMAC運動控制器主要有六個特點，第一，PMAC運動控制器采用的是開放式結構系統；第二，PMAC運動控制器具有單獨的CPU處理器；第三，PMAC運動控制器能夠執行運動程序和PLC程序；第四，PMAC運動控制器可以實現自動對任務進行優先級別的判別；第五，PMAC運動控制器可對對G代碼進行編程；第六，對每一個電機，PMAC都以一個固定頻率（20KHz左右）對其進行伺服更新。

3. 數控系統的發展趨勢

隨著計算機技術的不斷發展，微電子技術和伺服控制技術也在迅速的發展，目前，因為現代控制理論和智能控制技術的出現，高精度和高速響應交流伺服系統在此基礎上也在不斷的發展，并且使得數控系統的整體性能不斷的完善。現在，數控系統的發展趨勢和特點主要體現在以下幾個方面。

首先，高性能數控系統的發展。目前比較先進的數控系統一般都采用32位的處理器，采用模塊化結構的硬件和軟件，同時加上高響應特性和高精度的伺服交流系統，并且在生產的過程中采用的都是先進的生產技術，對元件的質量進行了嚴格的控制，是數控系統的可靠性比較好。其次，數控系統的通用性。從以前的只能裝配車床和加工中心等，到現在發展成能適配各種電加工廠、沖切機床、激光加工床、折彎機和機器人等的機械設備。在硬件方面也從原來的一體化設備變成了現在的面向用戶和開放式的結構特點，軟件方面實現了人機交互和菜單選擇、用戶宏程序，這些技術的應用都使數控技術的發展更具有通用性。最后，數控系統的多功能化。現在的數控系統為了符合FMS和CIMS的要求專門設計了和其它的計算機通訊和聯網運行的借口程序，不僅圖形功能強大，而且還有在線診斷的刀具軌跡，整個系統的設計采用了比較系統的方法和理論。

4. 基于PMAC的數控車床的改進分析

對于數控車床來說，其零件的加工是完全自主的按照預定的加工順序來加工的，是一種高度自動化的機床系統，對于普通的車床來說，數控機床的優點主要表現在以下幾個方面：首先，對于異型復雜的零件來說，比較容易加工；其次，對于零件的加工質量有保證，一致性比較好；最后；零件的加工周期比較短，而且加工效率高，能實現軟件的優化控制和插補。

對于普通的車床來說，一般為有級變速并且車床的縱向和橫向的進給范圍較窄，可以完成進給和車削螺紋的運動，但是對于工件的快速加工移動來說，則需要利用主動傳、進給箱、光杠以及溜板箱和刀架等零件通過多組變速機構并聯來實現，并且速度比較慢僅僅是數控車床速度的一半左右。對于數控車床來說，大多數都是無級變速并且進給范圍比較寬，其各個運動軸之間也都有自己的降速單元和伺服驅動交流電機。和目前的主軸旋轉編碼器相結合，數控系統一般都是統一控制首先完成主軸，其次再是縱向Z軸和橫向X軸的順序進行，但是數控機床的零件加工一般要按照某種既定的格式并且要遵循文字、符號和數字等規定的形式，所以說對于數控機床來說，其操作人員需要經過一定的基礎培訓，這就對數控機床的發展和推廣帶來了困難。目前，數普兼容機床的設計發展就是基于普通機床的簡單操作和數控機床的功能全面這兩種優勢設計的。

5. 總結

數控機床的發展是目前比較熱門的行業之一，目前數控機床的發展也正在向高速、高效、高精度、智能化和集成化等方向前進，基于PMAC系統的數控車床的發展也是目前比較流行的一種發展模式，只有牢牢把握發展機遇，我們才能在以后的發展中取得優勢，占領自己的地位。

6. 參考文獻：

篇4

關鍵詞：數控機床；進給伺服系統；發展趨勢；

自20世紀末開始，我國制造業就開始了由制造大國向制造強國邁進的腳步，機床制造業也跟著取得數控機床快速增長的業績。機床是先進制造技術和制造信息集成的重要元素，既是生產力要素，又是重要商品。機床的發展和創新在一定程度上能映射出加工技術的主要趨勢。近年來，我國在數控機床和機床工具行業對外合資合作進一步加強，無論在精度、速度、性能，還是智能化方面都取得了相當的成績。在國際貿易中，很多發達國家把數控機床視為具有高技術附加值、高利潤的主要機電出口產品。因此，對數控機床技術的發展歷程進行總結分析，將有助于推進我國數控機床技術實現跨越式發展的目標。

一、數控機床的發展進程

自上世紀50年代以來，世界數控機床主要經歷了數控NC(NumericalControl)和計算機數控CNC(ComputerNumericalControl)2個階段。數控NC階段主要經歷了以下3代：第1代數控系統，始于50年代初年，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，使其體積變小、功耗降低，可靠性提高，推動了數控系統的進一步發展。計算機數控CNC階段也經歷了3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，始于70年代后期，中、大規模集成電路技術取得成就，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的產生，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，向著開放化、智能化、網絡化等方面進一步發展。數控機床通常由控制系統、進給伺服系統、檢測系統、機械傳動系統及其他輔助系統組成。其中進給伺服系統作為數控機床的重要功能部件，其性能是決定數控機床加工性能的極其重要的技術指標。因此提高進給伺服系統的動態特性與靜態特性的品質是人們始終追求的目標。接下來主要介紹一下進給伺服系統和機械傳動系統的發展歷程。

1、進給伺服系統

進給伺服系統是以運動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統，它是一個很典型的機電一體化系統，主要由位置控制單元、速度控制單元、驅動元件(電機)、檢測與反饋單元和機械執行部件幾個部分組成。根據系統使用的電動機的不同，進給伺服系統分為4大類伺服系統：步進伺服系統，直流伺服系統，交流伺服系統，直線伺服系統。

步進伺服系統。在20世紀60年代以前，步進伺服系統是以步進電機驅動的液壓伺服電動機或是以功率步進電機直接驅動為特征，伺服系統采用開環控制。步進伺服系統接受脈沖信號，它的轉速和轉過的角度取決于指令脈沖的頻率或個數。由于沒有檢測和反饋環節，步進電機的精度取決于步距角的精度，齒輪傳動間隙等，所以它的精度較低。而且步進電機在低頻時易出現振動現象，它的輸出力矩隨轉速升高而下降。又由于步進伺服系統為開環控制，步進電機在啟動頻率過高或負載過大時易出現“丟步”或“堵轉”現象，停止時轉速過高容易出現過沖的現象。另外步進電機從靜止加速到工作轉速需要的時間也較長，速度響應較慢。但是由于其結構簡單、易于調整、工作可靠、價格較低的特點，在許多要求不高的場合還是可以應用的。

60~70年代后，數控系統大多采用直流伺服系統。直流伺服電機具有良好的寬調速性能。輸出轉矩大，過載能力強，伺服系統也由開環控制發展為閉環控制，因而在工業及相關領域獲得了更加廣泛的運用。但是，隨著現代工業的快速發展，其相應設備如精密數控機床、工業機器人等對電伺服系統提出越來越高的要求，尤其是精度、可靠性等性能。而傳統直流電動機采用的是機械式換向器，在應用過程中面臨很多問題，如電刷和換向器易磨損，維護工作量大，成本高；換向器換向時會產生火花，使電機的最高轉速及應用環境受到限制；直流電機結構復雜、成本高、對其他設備易產生干擾。

交流伺服系統針對直流電動機的缺點，人們一直在努力尋求以交流伺服電動機取代具有機械換向器和電刷的直流伺服電動機的方法，以滿足各種應用領域，尤其是高精度、高性能伺服驅動領域的需要。但是由于交流電機具有強耦合、非線性的特性，控制非常復雜，所以高性能運用一直受到局限。自80年代以來，隨著電子電力等各項技術的發展，特別是現代控制理論的發展，在矢量控制算法方面的突破，原來一直困擾著交流電動機的問題得以解決，交流伺服發展越來越快。直線伺服系統永磁同步直線電機在推力、動態性能、定位精度方面比其他直線電機更具優越性，因而PMLSM越來越多的用于直線伺服系統中。但由于直線伺服系統存在很大的參數攝動和負載擾動，此外還存在“邊端效應”等問題，因此，采用傳統的比例(P)或比例積分(PI)位置調節器的矢量控制系統很難滿足高性能伺服系統的要求。

2、機械傳動系統

機械傳動系統由數控機床的主傳動系統，進給運動系統，回轉工作臺與導軌組成。數控機床主傳動系統的作用就是產生不同的主軸切削速度以滿足不同的加工條件要求。主傳動系統組成包括主軸電動機、傳動系統和主軸組件等。其中動力源部分包括：電機；傳動系統包括：定比傳動機構、變速裝置；運動控制裝置包括：離合器、制動器；執行件包括：主軸等。進給運動是以保證刀具與工件相對位置關系為目的，被加工工件的輪廓精度和位置精度都受到進給運動的傳動精度、靈敏度和穩定性的直接影響。進給運動是數字控制系統的直接控制對象。對于閉環控制系統，還要在進給運動的末端加上位置檢測系統，并將測量的實際位移反饋到控制系統中，以使運動更準確。回轉工作臺的作用：按照數控裝置的指令做回轉分度或連續回轉進給。導軌的作用：起導向及支承作用，它的精度、剛度及結構形式等對機床的加工精度和承載能力有直接影響。為了保證數控機床具有較高的加工精度和較大的承載能力，要求其導軌具有較高的導向精度、足夠的剛度、良好的耐磨性、良好的低速運動平穩性，同時應盡量使導軌結構簡單，便于制造、調整和維護。數控機床常用的導軌按其接觸面間摩擦性質的不同可分為滑動導軌和滾動導軌。在數控機床上常用的滑動導軌有液體靜壓導軌、氣體靜壓導軌和貼塑導軌。

1)液體靜壓導軌：在兩導軌工作面間通入具有一定壓力的油，形成靜壓油膜，使導軌工作面間處于純液態摩擦狀態，摩擦系數極低，多用于進給運動導軌。

2)氣體靜壓導軌：在兩導軌工作面間通入具有恒定壓力的氣體，使兩導軌面形成均勻分離，以得到高精度的運動。這種導軌摩擦系數小，不易引起發熱變形，但會隨空氣壓力波動而使空氣膜發生變化，且承載能力小，故常用于負荷不大的場合。

3)貼塑導軌：在動導軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其它化學材料組成的塑料薄膜軟帶，其優點是導軌面的摩擦系數低，且動靜摩擦系數接近，不易產生爬行現象；塑料的阻尼性能好，具有吸收振動能力，可減小振動和噪聲；耐磨性、化學穩定性、可加工性能好；工藝簡單、成本低。滾動導軌的最大優點是摩擦系數很小，一般為0.0025~0.005，比貼塑料導軌還小很多，且動、靜摩擦系數很接近，因而運動輕便靈活，在很低的運動速度下都不出現爬行，低速運動平穩性好，位移精度和定位精度高。滾動導軌的缺點是抗振性差，結構比較復雜，制造成本較高。近年來數控機床愈來愈多地采用由專業廠家生產的直線滾動導軌副或滾動導軌塊。這種導軌組件本身制造精度很高，對機床的安裝基面要求不高，安裝、調整都非常方便。

3、數控機床加工程序的結構

數控機床程序分成程序開始、程序內容和程序結束三部分。

第一部分程序開始部分。主要定義程序號，調出零件加工坐標系、加工刀具、啟動主軸、打開冷卻液等方面的內容。數控程序主軸最高轉速限制定義G50S2000，設置主軸的最高轉速為2000RPM，對于數控車床來說，這是一個非常重要的指令。坐標系定義如不作特殊指明，數控系統默認G54坐標系。返回參考點指令G28U0，為避免換刀過程中，發生刀架與工件或夾具之間的碰撞和/或干涉，一個有效的方法是機床先回到X軸方向的機床參考點，并離開主軸一段安全距離。刀具定義G0T0505M8，自動調5號左偏刀5號刀補，開啟冷卻液。主軸轉速定義G96S150M4，恒定線速度S功能定義，S功能使數控車床的主軸轉速指令功能，有兩種表達方式，一種是以r/min或rpm作為計量單位；另一種是以m/min為計量單位。數控車床的S代碼必須與G96或G97配合使用才能設置主軸轉速或切削速度。G97：轉速指令，定義和設置每分鐘的轉速。G96：恒線速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一樣的。

第二部分程序內容部分。程序內容是整個程序的主要部分，由多個程序段組成。每個程序段由若干個字組成，每個字又由地址碼和若干個數字組成，它表示數控機床要完成的全部動作。常見的為G指令和M指令以及各個軸的坐標點組成的程序段，并增加了進給量的功能定義。F功能是指進給速度的功能，數控車床進給速度有兩種表達方式，一種是每轉進給量，即用mm/r單位表示，主要用于車加工的進給；另一種和數控銑床相同采用每分鐘進給量，即用mm/min單位表示。主要用于車銑加工中心中銑加工的進給。

第三部分程序結尾部分。在程序結尾，需要刀架返回參考點或機床參考點，為下一次換刀的安全位置，同時進行主軸停止，關掉冷卻液，程序選擇停止或結束程序等動作。回參考點指令G28U0為回X軸方向機床參考點，G0Z300.0為回Z軸方向參考點。停止指令M01為選擇停止指令，只有當設備的選擇停止開關打開時才有效；M30為程序結束指令，執行時，冷卻液、進給、主軸全部停止。數控程序和數控設備復位并回到加工前原始狀態，為下一次程序運行和數控加工重新開始做準備。

二、數控機床的發展趨勢

進入21世紀，我國經濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發展的新時期。機床制造業既面臨著機械制造業需求水平提升而引發的制造裝備發展的良機，也遭遇到加入世界貿易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數控機床的發展是解決機床制造業持續發展的一個關鍵。隨著制造業對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發展以更適應生產加工的需要。數控機床正向高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、網絡化、多軸化、綠色化等方面發展。

高速化。新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部件(如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統等)主軸轉速達15，000r/min以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。

高精度化。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005mm(ISO標準、統計法)，就是一臺高精度機床，在0.005mm(ISO標準、統計法)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)系統的發展，精密度已達到微米級。

功能復合化。工件一次裝夾，能進行多種工序復合加工，可大大地提高生產效率和加工精度，是機床一貫追求的。由于產品開發周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發展。機床已逐漸發展成為系統化產品，用一臺電腦控制一條生產線的作業。產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，機床加工的復合化已是不可避免的發展趨勢。

控制智能化。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統，使自診斷和故障監控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術與制造技術融為一體。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現快速制造、快速檢測和快速響應的有效途徑，已形成將測量、建模、加工、機器操作四者融合在一個系統中，實現信息共享，促進測量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統。

體系開放化。計算機技術的飛速發展，推動數控技術更快地更新換代。許多數控系統生產廠家利用Pc機豐富的軟硬件資源開發開放式體系結構的新一代數控系統。開放式體系結構使數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易地實現智能化、網絡化。開放式體系結構可以大量采用通用微機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結構的新一代數控系統，其硬件、軟件和總線規范都是對外開放的，數控系統制造商和用戶可以根據這些開放的資源進行系統集成，同時它也為用戶根據實際需要靈活配置數控系統帶來極大方便，促進了數控系統多檔次、多品種的開發和廣泛應用，開發生產周期大大縮短。同時，這種數控系統可隨CPU升級而升級，而結構可以保持不變。

驅動并聯化。并聯運動機床克服了傳統機床串聯機構移動部件質量大、系統剛度低、刀具只能沿固定導軌進給、作業自由度偏低、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸(一般為動平臺)與機座(一般為靜平臺)之間采用多桿并聯聯接機構驅動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應自由度的運動，可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復雜特種零件的加工，具有現代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優點。

并聯機床作為一種新型的加工設備，已成為當前機床技術的一個重要研究方向，受到了國際機床行業的高度重視，被認為是“自發明數控技術以來在機床行業中最有意義的進步”和“21世紀新一代數控加工設備”。

極端化(大型化和微型化)。國防、航空、航天事業的發展和能源等基礎產業裝備的大型化需要大型且性能良好的數控機床的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰略技術，需發展能適應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。

信息交互網絡化。對于面臨激烈競爭的企業來說，使數控機床具有雙向、高速的聯網通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現網絡資源共享，又能實現數控機床的遠程監視、控制、培訓、教學、管理，還可實現數控裝備的數字化服務(數控機床故障的遠程診斷、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)的外部設備，包括計算機、手機、機外和機內攝像頭等，能夠實現語音、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。

新型功能部件。為了提高數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、轉速高、可無級調速等一系列優點，在各種新型數控機床中已經獲得廣泛的應用；直線電動機：近年來，直線電動機的應用日益廣泛，雖然其價格高于傳統的伺服系統，但由于負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關鍵技術的應用，機械傳動結構得到簡化，機床的動態性能有了提高。如：西門子公司生產的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯機床以及動態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，可以大大簡化數控機床的結構，具有傳動環節少、結構緊湊等一系列優點。

高可靠性。數控機床與傳統機床相比，增加了數控系統和相應的監控裝置等，應用了大量的電氣、液壓和機電裝置，易于導致出現失效的概率增大；工業電網電壓的波動和干擾對數控機床的可靠性極為不利，而數控機床加工的零件型面較為復雜，加工周期長，要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數控機床有高的可靠性，就要精心設計系統、嚴格制造和明確可靠性目標以及通過維修分析故障模式并找出薄弱環節。國外數控系統平均無故障時間在7~10萬小時以上，國產數控系統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，而國內最高只有300小時。

加工過程綠色化。隨著日趨嚴格的環境與資源約束，制造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環境問題尤為突出。因此，近年來不用或少用冷卻液、實現干切削、半干切削節能環保的機床不斷出現，并在不斷發展當中。在21世紀，綠色制造的大趨勢將使各種節能環保機床加速發展，占領更多的世界市場。

多媒體技術的應用。多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，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用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。除此以外，在數控技術領域應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，應用于實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等，因此有著重大的應用價值。

三、數控機床發展中所存在的問題

由于我國的技術水平和基礎工業相對其他發達國家比較落后，數控機床的性能、水平和可靠性與工業發達國家相比差距還很大。因此，加速進行中國數控系統的工程化、商品化攻關，盡快建成與完善我國數控機床和數控產業成了我國的主要任務。目前，我國在發展數控機床業中存在的主要問題主要有以下幾點：

缺乏實事求是的科學精神，忽視了數控機床本身的技術特點、發展規律，沒有實事求是地制定數控機床發展的規劃，盲目性大。

缺乏系統深入的科研工作難以對各種技術資料進行積累，設計方法陳舊，僅靠類比模仿進行產品設計，既缺乏機床創新的基本理論，又缺乏豐富的生產實際經驗，對高效自動化機床、數控機床的剛度、振動、熱變形、噪聲、精度補償等基礎技術缺乏深入研究，對各類機床加工工藝、布局、結構、導軌、卡軸、卡具等應用技術又缺乏認真試驗，難以創新設計出優質適銷的先進產品。

沒有合理地運用資源，這主要表現在兩點：第一，對于所涉及到的研究所、廠房等沒有綜合應用、取長補短，往往見到的是他們孤軍作戰，而且各單位忙于生存，普遍缺乏深入系統的科研工作，更沒有做到生產一代、研制一代、預研一代等可持續的發展；第二，機床行業人員素質低，缺乏各方面人才，而且各研究單位、企業、人才流失嚴重，科研、設計力量十分虛弱，往往呈現低效運行狀態。

我國制造業大環境的制約。由于沒有在全國范圍內發展大量大批生產自動化，對高效自動化機床的卞機設計的基本功較差，而機床的品種結構發展，全靠主機設計本領加以變化，因此，依靠引進和合作生產來發展各類卞機，至今我國許多高性能、新結構的數控機床大都為合作產品，基本處于仿制階段。缺乏吸引高層次、高素質人才創新創業的環境，高速、柔性、精密機床配套技術的自主研發能力低。對國外技術重引進、輕消化吸收的問題仍很突出。“消化”在整個資金投入中所占的比例相對其他工業發達國家來講太低。

四、數控機床的發展策略

從上世紀80年代起，我國機床制造業對數控技術和數控機床一直給予較大的關注。但是由于我們的數控技術與其他工業發達國家差距較大，與國外一些先進產品相比，仍存在著很大劣勢，使得我們總是處于技術跟蹤階段。面對這種情況，為了加速振興我國的機床制造業，提高我國的數控機床技術，應當加強以下幾個方面的研究工作：

1、以高速化為先導，提高數控機床的綜合性能

數控機床的高速化是提高其高效、柔性和高精化的一個重要措施。分析中型加工中心的高速化與高精化的發展歷程，可以得出，作為表征其切削運動高速化的主軸最高轉速和最大進給速度，大致持續地以每10年增長1倍的比率上升，而表征壓縮機床輔助時間的快移速度(指以滾珠絲杠和旋轉伺服電機驅動)和自動換刀/工作臺轉位速度，基本上以每12~15年翻一番的速度增長，1993年后逐步推廣用直線電動機直接驅動的新技術，使加工中心的快移速度比用滾珠絲杠副驅動時又提高了1倍。高速化的發展還要多注意2個問題：從先進適用出發確定高速范圍；高速化要和機床的結構和控制性能相匹配。

2、推進μm工程，研制高效精密數控機床

目前國內生產的數控機床尚缺少高效、高可靠性且加工精度達微米級的產品。為此，需研發一些能兼顧高效化和高精化的數控制造裝備以適應汽車制造業加工關鍵零件的需求。由于這些數控制造裝備的加工精度主要在微米級(μm)范圍內，因此可稱為μm級制造裝備及技術研究，簡稱“μm工程”。

3、發展復合加工數控機床、縮短制造過程鏈

加快復合數控機床的發展步伐，提高工序的集中度，使加工過程鏈集約化，可以提高多品種單件和中小批量加工的工效，也有利于加工精度的穩定性。復合數控機床可以減少在不同數控機床間進行工序的轉換而引起的待工以及多次上下料等時間。通常這些時間占零件整個生產周期的40%~60%，即使在信息管理良好的情況下，仍將占20%左右。因此，復合數控機床具有明顯的技術效果。為了避免復合機床因功能的擴展而過多地引起結構的復雜化和成本的增加，還需要探求兩個問題：通過創新技術擴大功能部件的適用面來簡化結構；發展模塊化和可重構化的復合機床。

4、高效柔性化的新一代制造系統

1995年開始研究的在可重構制造技術支持下，構建具有適應大批量高效柔性化生產的可重組制造系統(RMS)是一個值得注意的發展動向。其核心為制造系統能物理組態，即根據加工對象的變化方便地進行布局和設備配置的調整，發展了能對多變的市場需求做出合理的配置規劃和易于調整的布局方式、適應重構的控制軟件、開放式控制系統和規范化接口以及能快速提升系統重組后制造質量的診斷系統等技術，使其兼具專用生產線的高效性能和適用的柔性以取得更佳的經濟性，已在生產中取得了初步成功的應用。

5、發展網絡化制造單元，推進企業制造能力的高效柔性化

當前，國內外一些機床和數控系統制造企業在從分布式網絡化聯盟制造的角度出發研究相適應的制造單元，強化其自治管理能力，能與企業的資源計劃(erp)，產品數據管理(PDM)和計算機輔助設計/計算機輔助制造/計算機輔助工程(CAD/CAPP/CAM)的信息集成，進而通過與客戶關系管理(CRM)和供應鏈管理(SCM)的聯系做出智能決策，實施并行工程、可視化監控等以提高機床利用率，實現高效的柔性生產。

6、開展可靠性設計，加強全面質量管理，保證數控機床的可靠性增長

為了保證數控機床有高的可靠性，設計時不僅要考慮其功能和力學特性，還要進行可靠性設計，根據可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標，在配套件采購和制造過程中重視質量要求，加強全面質量管理以求可靠性的不斷增長。

7、提高技術人員的綜合素質。

中國機床工業的振興，數控機床的加速發展，歸根到底，取決于人員素質的提高、工業文化水平的提高、人才的加速培養，有效的深化改革、改組、改制，切切實實加強科學管理，提高工作質量、生產率、勞動生產率。進入21世紀知識經濟時代，科學知識作為重要生產要素的機床，其作用將更加突出。

篇5

關鍵詞：機電一體化；特征；發展趨勢

隨著日新月異的技術更新，機電一體化發展對不同學科交叉滲透也有著推動。機械工程當中的微電子技術以及計算機技術發展，為機電一體化發展目標實現奠定了基礎，能夠實現技術結構的優化目標，在機電一體化的技術應用下，就能提高生產力水平。從理論上對機電一體化技術發展研究分析，就能從理論層面提供支持依據。

一、機電一體化技術發展歷程和主要的內容分析

1.機電一體化技術發展歷程分析

機電一體化主要是電子技術和機械設備的有機結合，從而將機械設備的動力以及電子技術的信息處理功能充分發揮，實現自動化的工作目標。機電一體化是建立在綜合應用技術基礎上發展的，在當前已經成為獨立的學科，從技術層面來說，主要體現在對機電一體化的產品有效實現和使用發展。而從產品的基礎層面來說，就是機械系統和微電子系統結合構成的新系統，這就成為了有著新功能的產品。機電一體化的進一步發展過程中，在功能系統的作用發揮上比較突出。機電一體化實際是綜合技術的融合，并非是簡單化的拼湊，而是將各個領域的優勢相結合，實現概念上以及技術上的融合。我國的機電一體化發展經歷了幾個重要階段。上世紀80年代，學術界對機電一體化進行了研究，經過了幾十年的努力，在理論上以及技術層面上都實現了長足發展，在數控技術方面的市場占有率也逐年提高，機械生產能力也有了大幅度提高。工業機器人的實際生產應用，對控制系統以及軟件編程技術的應用等，都從很大程度上促進了生產效率的提高。在計算機集成制造系統的優化發展上也取得了矚目成績，已經在多個制造生產領域的發展中得到了廣泛應用，發揮著重要作用。

2.國外機電一體化技術發展現狀

國外的機電一體化技術發展可以分為三個階段：第一階段又稱之為初級階段，出現在20世紀60年代以前，這一時期是機電一體化技術的雛形，是人們不自覺地利用電子技術并且傳承下來；第二階段稱之為發展階段，出現在20世紀80年代末期，機電一體化技術的各項產品都有著很大的發展；第三階段是深入發展階段，出現在20世紀90年代后期，世界各國都開始研發和關注機電一體化的技術和新產品。日本東京在1989年召開的第一屆國際先進機電一體化學術會議，可以稱為機電一體化技術發展階段的標志，世界各國也從此大力推動和發展機電一體化的技術和產品的研發。在深入發展時期，機電一體化技術進入了向智能化方向的新階段，一方面出現了光學、通信技術、微細加工技術等新的機電一體化技術和產品，另一方面對機電一體化技術的學科體系和研究方法也進行了深入的探討。在目前，機電一體化產品開發和應用方面處于世界領先地位是日本和美國。

3.國內機電一體化技術發展現狀

我國的機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，如當前國內外在開發煤礦機電大功率厚煤層電牽引采煤機的機電一體化新技術方面。主要表現在以下幾個方面：一是總體技術上，國外Eickhoff公司開發的SL500系列采煤機，截高范圍2.0m～6.0m，可達截割功率2×825kW，而國內引進6LS3，6LS5和7LS5型6臺，SL500型3臺，EL3000型1臺，最大裝機總功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用壽命方面；二是工況檢測、故障診斷技術上，目前國外使用微機控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點多等特點，而國內卻達不到這一水平；三是自動調高技術上，基于位置傳感器和計算機的記憶截割技術在國外比較容易實現，而國內在研采煤機仍未實現記憶截割。

4.機電一體化技術主要內容分析

機電一體化技術涉及的內容比較豐富。機電一體化技術方面主要從系統工程角度分析。在對電子以及機械技術的應用下，能將兩者得以有機結合，就能充分發揮綜合技術的應用優勢。因此，機電一體化技術涵蓋技術以及產品兩個層面的內容。機電一體化系統，也就是產品方面，是通過多個特定功能機械以及電子技術要素構成的整體，使人們的實際生產制造的需求得到滿足。機電一體化系統所涵蓋的裝置要素比較多，其中的執行裝置以及傳感器等都是比較重要的裝置要素。除此之外，機電一體化內容中的系統設計思想也比較重要。這就涵蓋了控制論以及系統工程方法論等內容。機電一體化的思想也簡稱為一體化思想。這一思想的應用對人機一體化以及機電液一體化等發展目標都能有效實現。機電一體化工程作為電子和機械工程集合，通過機電一體化技術設計制造體系應用，在實際應用中的作用發揮也比較顯著。

二、機電一體化產品特征類別和核心技術分析

1.機電一體化產品特征類別分析

機電一體化的產品特征也比較鮮明。機電一體化產品的結構比較簡單，產品的輕細巧等特征比較突出，并且比較容易實現標準化、模塊化的設計制造。機電一體化的產品記憶以及信息處理功能比較突出，能夠將產品的高效性以及智能化的優勢充分發揮，并能起到自動監視的功能和診斷功能等，在產品的安全可靠性上也能有效提高，可通過負荷以及運行情況加以有效調整控制。另外，機電一體化的產品類型也比較多。機械產品當中一部分控制功能及機構用電子裝置替代，其中比較常見的有機電一體化照相機以及打印機等產品。此外，比較典型性的產品有著較為完整性的結構，其中比較常見的就是工業機器人以及自動繪圖機等。簡單地依靠機械以及電子無法制造這些產品，兩者結合，就能夠大大提高可運行效率。還是一種類型是通過微電子裝置替代原設備的信息處理機構，比較常見的產品有全電子式電話交換機以及電機調速裝置等內容。

2.機電一體化核心技術分析

機電一體化的核心技術比較多。計算機和信息技術是比較重要的應用技術，能夠發揮信息交換以及存取和運算等作用。計算機以及信息技術當中的專家系統技術以及人工智能技術也是比較常用的。機電一體化核心技術中的系統技術，是通過整體概念對多種相關技術進行組織應用的，其中接口技術就是比較常用的。為保障計算機的通信，要對數據傳遞格式進行規格化以及標準化呈現。目前這一應用技術中的開發成本比較低，在高速串行接口的應用方面比較突出。機電一體化核心技術當中的機械本體技術是比較重要的應用技術。這一技術主要應用于對性能的改善以及質量的減輕等層面。當前的機械產品通常是將鋼材作為主要材料。為減輕產品質量，要在結構上加以優化，并加強非金屬材料的應用。這一技術的應用響應速率得到了很大提高，在整體的效率上也得到了有效提高。機電一體化核心技術當中的信息處理技術以及傳感技術也是比較常見的應用技術。信息處理技術的應用中，將微型計算機在實際工作中加以科學應用，就能從整體上提高信息處理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干擾能力。而傳感核心技術的應用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當前的技術進一步升級下，對光纖電纜傳感器的應用比較重要。另外，機電一體化核心技術當中的軟件技術以及驅動技術也是較為常用的技術。軟件技術應用是和硬件協調應用的。在軟件研制成本降低的前提下提高生產維修效率，以及軟件的標準化應用是發展的重要課題。在驅動技術的應用下，在響應速度上也能有效提高，對控制專用組件以及傳感器和電機三位一體的作用發揮也比較重視。

三、機電一體化技術應用領域和發展趨勢探究

1.機電一體化技術應用領域分析

機電一體化技術的廣泛應用對我國的經濟水平提高起到了積極促進作用。機電一體化技術的應用在當前社會發展中的作用也愈來愈突出。通過多年的發展以及技術優化，機電一體化技術在數控機床的應用使之結構、功能和控制精度等都得到了有效提高，在總線式以及緊湊型的結構應用下，使得數控機床的結構得到了優化。應用CPU以及多主總線體系結構，進行開放性設計等，能提高接口的標準化，實現使用效益最大化呈現。通過智能化以及WOP的實現，機電一體化數控機床系統就能實現二維以及三維的動態加工仿真。信息存儲大容量的模塊化設計使得控制功能也得到了有效提高，可有效實現多過程以及多通道控制。例如：當前市場上的CK0632數控機床就是采用機電一體化設計的數控機床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機床主軸采用高度精密滾動軸承之承，回轉精度高。機訂導軌采用耐磨鑄鐵，經過超音頻淬火能夠長期穩定地保證機床加工精度。CK0632數控機床機床也可實現自動控制，完成車削多種零件的內外圓、端面、切槽、任意錐面、球面、及各種公英制圓、圓錐螺紋等工序。此外，CK0632數控機床還有配有完備的S.T.M.功能，可以發出和接收多種信號控制自如的加工過程。目前，CK0632數控機床廣泛應用于電器、儀表儀器工業、汽車、摩托車配件、軸承照相器材、電影機械、五金工具及其他高精度復雜零件的加工制造。機電一體化在工業機器人領域當中的應用也比較突出，第二代機器人的設計中，對各種傳感元件進行了科學應用，這樣在作業的信息獲得以及操作對象的信息獲得都比較方便。計算機技術的應用能準確判斷分析對操作信息的處理，并進行反饋控制。在第三代的機器人設計中，就通過多感知功能的應用，有效實現復雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業的獨立性層面有著充分體現。

2.機電一體化技術發展趨勢

隨著時展以及技術進步，機電一體化技術也會向著智能化方向邁進。這也是當前的機電一體化和傳統機械自動化的重要不同。近些年，我國在處理器技術上的進步以及傳感器系統的集成化目標實現，對機電一體化的智能化發展目標實現提供了有力支持。智能化機電一體化目標實現和實際的應用，對人的操作和工作量的減少能發揮積極作用，可有效減少人的腦力勞動。機電一體化技術的網絡化發展將實現。網絡技術在當前的發展比較迅速。進入新的時代，在網絡技術的支持下，機電一體化的網絡化目標將得到實現，在遠程控制技術的應用作用上將更加突出，同時會提高機電一體化的功能性以及安全性。機電一體化技術的系統化趨勢比較突出，也就是在系統結構上的模式化以及開放式的總線結構應用，對系統的靈活性組態就有著鮮明呈現。在系統化的發展中，能加強通信功能，可實現遠程以及多系統的通信。不僅如此，機電一體化的發展也會向著微型化方向邁進。這主要體現在電子部件的微型化，在產品的體積層面不斷縮小等。這樣就會促進機電一體化的設備運行效率提高，靈活性更加突出。

四、小結

綜上所述，機電一體化的發展中，技術的升級進步對機電一體化設備的優化起到了很大促進作用。我國在機電一體化的發展中有了長足進步，但是在發展中存在著諸多不足。從理論上對機電一體化的技術進行研究分析，就能為實際機電一體化發展提供理論支持，帶動我國機電一體化領域的可持續發展。

參考文獻：

[1]張立輝.機電一體化技術的發展歷程和趨勢[J].機械管理開發,2011(1)．

[2]孫玲.大數據時代的計算機信息處理技術分析[J].科技展望,2016(26)．

[3]張振華,趙燦林.淺談機電一體化技術發展趨勢[J].職業,2009(9)．

[4]繆學勤.工業4.0推動機電一體化走向智能技術系統[J].自動化儀表,2016(37)．

篇6

關鍵詞:機電一體化;應用領域

中圖分類號:TD61 文獻標識碼:B文章編號:1009-9166(2010)017(C)-0189-01

引言:在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

一、機電一體化的核心技術

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此,為加速推進機電一體化的發展,必須從以下幾方面著手:

(一)機械本體技術。機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主,為了減輕質量除了在結構上加以改進,還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量,才有可能實現驅動系統的小型化,進而在控制方面改善快速響應特性,減少能量消耗,提高效率。

(二)傳感技術。傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說,目前主要發展非接觸型檢測技術。

(三)信息處理技術。機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備(特別是微型計算機)的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化,必須提高信息處理設備的可靠性,包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性,進而提高處理速度,并解決抗干擾及標準化問題。

(四)驅動技術。電機作為驅動機構已被廣泛采用,但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前,正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件―傳感器―電機三位一體的伺服驅動單元。

(五)接口技術。為了與計算機進行通信,必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修,而且可以簡化設計。目前,技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口,來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

二、機電一體化技術的主要應用領域

(一)數控機床。數控機床及相應的數控技術經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現在:1、總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多CPU、多主總線的體系結構。2、開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益。3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,不僅豐富了數控功能,同時也加強了CNC系統的控制功能。5、能實現多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。6、系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。7、以單板、單片機作為控制機,加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

(二)計算機集成制造系統(CIMS)。CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合,而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化,各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

(三)柔性制造系統(FMS)。柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

三、機電一體化技術的發展前景

縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展:

(一)智能化。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能,具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力,從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

(二)系統化。系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強,一般除RS232等常用通信方式外,實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。

篇7

既是對發展新的更高的要求，首次將的發展上升到國家戰略層面。也是新的歷史起點上實現跨越發展的重大機遇。作為國家“一五”和“三線”時期重要的工業布點城市，目前已形成了比較完備的現代工業體系，尤其是汽車及零部件、石油裝備、機床工具等裝備制造業方面具有一定的比較優勢。年，市裝備制造業完成產值454億元，同比增長47.2%對工業增長的貢獻率超過40%

一）產業基礎雄厚。特別是汽車及零部件、鈦及鈦合金、石油裝備、軌道交通、機床工具等行業具有一定優勢。擁有一大批像集團、法士特集團、寶鈦集團、石油鋼管、中鐵寶橋、集團等行業內的骨干企業。寶鈦集團和東嶺集團2戶企業產值超過百億，集團在寶部分等6戶企業產值超過50億，目前制造業已成為我市經濟發展的重要引擎。

二）優勢產業突出。其中半數以上產品在國內外市場有一定競爭力。集團是全國三個重型汽車生產基地之一，裝備制造業產品涵蓋《國民經濟行業分類標準》中7大類62個中類200多個小類。集團的數控機床、精密磨床在全國同行名列前茅，中航寶成的儀器儀表在全國占有重要位置，秦明電子是國唯一生產可控式心臟起搏器的企業，寶石機械是全國最大的石油鉆采設備生產企業，陸上鉆機產量居世界第一，的鈦材占到全國80%生產能力和市場份額。

三）創新能力較強。制造業信息化工程重點城市和中國品牌經濟城市，是科技部確定的38個國家創新型試點城市之一。目前已建成1個國家級工程技術研究中心（石油鋼管）3個國家級企業技術中心（石油機械、秦機、寶鈦）28個省級企業技術中心，擁有各類專業技術人員2萬多人。有6個中國名牌產品，其中4個是裝備制造業產品。鈦材、石油鉆機、焊接鋼管、鐵路道岔、鋼橋梁、數控機床等60多個制造業產品市場占有率居全國前列，部分軍工產品居全國之首。

四）集群化初具雛形。鈦及鈦合金產業集群企業達到數量380多戶，目前鈦及鈦合金、汽車及零部件等九大產業集群已初具規模。其中。其中規模以上企業65戶，過億元企業8戶，龍頭寶鈦集團是中國鈦工業國標、國軍標、行規制定者，具有國內最完整的鈦及鈦合金生產體系。以集團、法士特為核心的汽車及零部件產業集群，具備年產10萬輛重卡、3萬輛中卡、30萬輛微型車整車及零部件配套的生產能力，集群企業數量達到300余家，其中規模以上零部件生產企業27家。以石油機械和石油鋼管為龍頭的石油裝備制造產業集群，以集團和機床為龍頭的機床工具產業集群，以中鐵寶橋、中鐵電氣化、南車時代為骨干的軌道交通裝備產業集群，以寶成、烽火、凌云、長嶺電子為骨干的航空安全裝備產業集群也在快速成長，大企業引領、配套中小企業跟進、專業化分工的集群化發展格局初步形成。

二、期間發展思路和目標

將建設成為全國先進制造業和新材料研發生產基地。按照規劃要求，市先進制造業發展的思路是緊緊抓住水經濟區規劃實施的重大歷史機遇，按照“基地支撐，龍頭引領，園區承載，集群突破、融合發展”思路，優化傳統產業、提升優勢產業、搶抓新興產業，大力發展汽車及零部件、鈦及鈦合金兩大千億產業集群，積極培育10戶百億企業集團，加快建設裝備制造、有色金屬等特色產業基地，全力打造特色突出、比較優勢明顯的西部先進制造業基地，年，全市先進制造業總產值力爭達到1600億元。

一）積極培育大企業大集團。推動優質生產要素向核心企業聚集，進一步加大政策扶持力度。支持龍頭企業通過強強聯合、兼并重組、引資嫁接等方式，實現低成本擴張，迅速做大做強。重點支持集團、寶鈦集團、東嶺集團、寶石鋼管、石油機械、法士特集團、煙廠、中鐵寶橋、集團、煤化工等10戶企業發展壯大，突破百億大關。同時，進一步完善大企業培育體系，全力扶持30戶高成長性企業提速發展。

二）全力打造優勢大產業。加快推進汽車及零部件、鈦及鈦合金、機床工具、石油裝備、軌道交通等重點行業的整合。延伸產業鏈條，傾力打造汽車及零部件、鈦及鈦合金兩個千億產業集群和石油裝備、機床工具、軌道交通等支柱產業，精心培育一批特色產業集群。用高新技術和信息技術改造提升食品、建材、紡織等傳統產業，加速“兩化”融合，推動傳統產業轉型升級。把發展循環經濟、低碳經濟作為搶占未來發展制高點的重大舉措，加快發展航空安全裝備、太陽能光伏、風電裝備及關鍵零部件、核電材料制造等新興產業，使其盡快成為推動經濟增長的新支撐。

三）抓緊實施一批大項目。加快推進一批支撐先進制造業發展的重大項目建設。圍繞產業鏈延伸、龍頭企業配套、資源加工轉換等方面，積極爭取，力爭使中省能夠把更多的項目放在，把更多的資金投向，為建設先進制造業基地提供項目支撐。

四）加快建設新型工業園區。加快發展新型裝備制造、新能源、新材料等高新技術產業，進一步創新體制機制。把國家級高新區建設成為引領先進制造業提速發展的示范基地。以集團和法士特集團為龍頭，加大技改擴能和招商力度，吸引更多項目向我規劃建設中的汽車城蔡家坡地區聚集，努力建設中國西部汽車及零部件產業基地。同時，把工業園區作為縣域工業化的重要載體，圍繞大工業協作配套，積極承接東部制造業轉移，促進縣區工業迅速崛起，為加快發展先進制造業提供有力支撐。

五）著力提升自主創新能力。支持引導企業建立技術創新體系。重點建設鈦及鈦合金材料、石油鉆采裝備、數控機床等3個國家級企業技術中心，以創建國家創新型試點城市為契機。積極創建高可靠性無線通信、飛行環境監測等省級工程技術中心，全面提升企業創新能力。鼓勵支持集團、石油機械、中鐵寶橋等企業參與國家科技重大專項，開發關鍵技術和前沿技術，爭取擁有自主知識產權。依托西安大專院校、科研機構和社會力量，建立多層次的科研開發和管理人才培訓體系，支持企業引進知名專家，吸引各類人才向集聚，為建設先進制造業基地提供智力支持。

六）大力發展現代服務業。積極發展中介、創意、服務外包等新興服務業，大力發展工業設計、技術研發、信息咨詢、商務會展等生產業。為先進制造業發展提供配套服務。加大金融生態環境和信用環境建設力度，積極引進股份制銀行和證券、保險機構來我市設立網點，為企業發展提供充裕的資金支持。加快構建物流網絡，加速形成快進快出的現代流通體系，促進制造企業與物流企業聯動，為制造業轉型升級搭建服務平臺。

三、幾點建議

一）支持建設國家先進制造業和新材料研發生產基地。支持加快建設國家級機電設備出口、數控機床、石油裝備、軌道交通、中低壓輸變電設備制造和西部汽車及零部件制造基地，懇請工信部能從政策、資金、項目等方面給予傾斜。提升裝備制造業集群化發展水平，增強產業核心競爭力。同時，支持“中國鈦谷”建設，打造世界知名、國內一流的新材料研發生產基地。

篇8

關鍵詞：農村水電站；水輪機；技術改造

一、前言

在農村小型水電站中，水輪發電機組是完成電能生產的關鍵設備，其運行綜合性能質量的優劣直接關系到電站經濟效益的好壞和電站能否安全可靠地生產。面對多年來農村水電機組運行中普遍存在的效率低、缺陷多及安全可靠性差等各種問題，小水電站業主須對農村小電站的發展現狀及如何提高機組運行綜合性能質量，爭取最大發電效益等問題有一個明確認識，并應積極開展以提高機組運行綜合性能質量為主的技術改造工作。

二、農村小水電站的發展現狀

筆者通過近幾年來對農村小水電機組的接觸了解到，不論是已經運行了多年還是近兩年新投運的電站機組通常都存在以下一些問題:

1.電站實際裝機容量比根據水文、水能參數確實的裝機容量偏小或偏大10%~20%。裝機容量偏小情況多發生在20世紀80年代及以前建成的電站，而裝機容量偏大多發生在近十年新建的小電站，許多電站機組在多數運行時間里達不到額定出力，電站經濟效益和建設投資的回報都不能達到預期目標。

2.在農村小電站中，約有近50%的機組為20世紀70~80年代前制造的設備。受當時條件制約，這些機組多數使用前蘇聯與美國等20世紀40~50年代研制的機型，效率偏低，制造技術落后，總體能量指標較差，致使原來水力效率不高的轉輪又偏離高效率區。

3.部分老電站由于管理不善，機組在性能和結構方面都已陳舊或帶病運行，機組漏水、漏油嚴重，振動加劇、噪音增大，發電機絕緣老化，事故增多、檢修頻繁。

4.少數電站由于水質條件偏差，長期運行使過流部件磨損，特別是轉輪、導葉等關鍵部件由于空蝕和磨損，葉型遭到破壞，間隙增加而使效率大幅下降。

5.目前公開使用的小水電機組產品型號、規格仍然較少且性能落后。自20世紀90年代以來，國家及行業沒有及時編制出版新的水輪機選型型譜。多數基層設計者選型設計通常還是采用參照小型廠家產品目錄的方法來套用現成機型，很難滿足電站實際需要。

6.農村小水電機組制造工藝落后、質量差。如水輪機轉輪葉片大多仍采用傳統的樣板法工藝，有些小廠家制造的葉片線型誤差大，加工粗糙，光潔度差，造成水流脫流，引起機組振動、空蝕、效率降低，有的轉輪效率僅在70%~80%之間。葉片材質還是以碳鋼為主，工作壽命不長，遇到運行條件稍差的電站，1~2年就要更換，使用壽命較短。

7.水輪機技術改造是一項十分細致、艱辛的工作。就它的核心部件――轉輪而言，不僅要求從業者熟知其結構設計、制造過程、材料工藝和被改造電站的運行條件及相關情況，還要求熟知水電站機組的水力選型設計過程、熟知水輪機各種水頭段不同轉輪的運行綜合性能質量，熟知當代水輪機的最新科技進步。目前在農村小水電機組技術改造這個廣大的市場中，參與者有中小機組制造廠家、有相關的科研院所及高校、還有以機械制造、維修業為主的私營公司及水輪機廠家的退休人員。

三、水輪機轉輪優化設計的必要性和可行性

1.水輪機轉輪針對具體使用條件進行優化設計的必要性。從我國農村小水電的發展現狀來看，多數小水電站存在的核心問題主要是長期以來水輪機轉輪的設計沒有與電站具體使用條件相接軌，通常表現在以下幾個方面:

(1)水輪機轉輪效率低。運行效率是水輪機綜合性能質量的重要指標，據統計自20世紀90年代后期，我國大型水電機組的水輪機模型效率普遍達到93%以上，目前則已突破94%，最高的三峽轉輪模型效率接近95%。而多數農村小水電機組仍然在重復地使用20世紀50~60年代的老機型，與同期的國內外先進轉輪相比，差距很大，模型效率約低5%~10%。造成水力資源的巨大浪費。

(2)機組選型不合理。二三十年以前投產的農電機組，受設計條件限制，有些電站選擇水輪機與發電機偏于保守，造成水能利用不充分有些電站選擇水輪機與發電機容量匹配不當，從而限制了機組出力有些近年新建小電站的業主片面追求低價位，經常選擇發電機轉速偏高或是水輪機轉輪直徑偏小，因此造成機組運行性能降低，發電經濟效益受到嚴重損失。

(3)機組運行可靠性差。受電站選型設計和不同廠家結構設計制造水平限制，水輪機抗空化、抗磨損、抗振動性能差，經多年運行，一些機組空化、磨損、振動嚴重，運行條件惡劣、事故隱患不斷增加，嚴重影響機組的可靠運行。

(4)水力資源使用條件的變化。一些小型水電站建成后，由于當地水力資源條件或工程施工失誤所帶來的變化，造成其實際的流量、水頭等水文數據與原設計參數有所變化，結果選用的水輪機性能參數與電站實際運行參數不適應，原有轉輪運行已大大偏離設計工況，甚至無法正常運行，造成電站經濟效益不能充分發揮。

眾所周知，水輪機轉輪是水電站的核心設備。水輪機的水力性能、振動與空化主要取決于轉輪哇能，轉輪性能對合理開發利用水能、確保電站經濟效益等方面有著巨大影響。因此，對運行時間長久和老型號的水輪機轉輪的更新改造勢在必行。通過對水輪機轉輪的“量體裁衣”優化設計，可提高機組效率，增加電站容量，改善機組運行的安全穩定性，最終提高電站的經濟效益。

2.水輪機轉輪針對具體使用條件進行優化設計的可行性。從經濟角度分析，開發新電站周期長、投資大，而進行水輪機技術改造由于不需要再建水工大壩等，故投資少，見效快，經濟效益很高。一般來說，目前農村小電站的增容或提效改造其單位千瓦投資只占新建電站的25%左右。

因此，水輪機轉輪針對具體電站的使用條件進行“量體裁衣”式優化設計的改造方式是一種投入少、產出多、效益顯著的項目，是提高電站運行可靠性和經濟性的最關鍵措施，已成為許多地方解決能源短缺問題的手段之一。

從技術上來說，近年來計算機與計算技術、流體機械三維流動分析與設計理論和機械加工技術等都已取得了很大的發展。使得現代轉輪的設計、測試和制造方面都取得了長足的進步。這些新的技術主要表現在:

(1)數值模擬技術。20世紀50年代，混流式轉輪的設計基礎是假定轉輪中的葉片數無窮多，無限薄，這樣可將三維流動簡化成軸對稱流動。自20世紀80年代以后，隨著計算機技術和計算流體動力學的迅速發展，水力機械過流部件的三維流動分析及設計和優化算法都有了長足的發展，已成為過流部件水力設計與流動分析的重要工具。

在老電站改造中，利用新的軟件系統，可以根據電站水輪機的單位轉速與單位流量運行范圍(由轉輪直徑、轉速、水頭及過流量決定)，確定設計最優工況點n110和Q110，在給定的邊界條件下，進行轉輪(或其他通流部件)的水力設計以設計方案為計算域進行流場計算及水力損失計算，分析轉輪區域的流動狀態，預估轉輪的汽蝕性能及效率水平根據流場和水力損失計算結果及設計者的經驗修正水力設計方案逐次逼近直至滿足要求，達到了根據電站具體情況“量體裁衣”優化設計的目的。從而取得最佳運行效果和最大經濟效益。具有投入低、產出高、見效快的特點。

(2)轉輪葉片設計新技術。混流式X葉片類型的轉輪集高效率、高水力穩定性和抗空蝕、杭泥沙磨損等性能于一體。X葉片轉輪設計已在長期實踐中得以證明并且近年來通過計算機流體動力學CFD和大量的模型試驗得以進一步改進。與常規混流式轉輪相比，X葉片轉輪均勻的流態和壓力分布大大減少了渦流和磨損問題。轉輪能在極寬的水頭和流量范圍內運行而不會產生進口渦流和空蝕。其出口處的特殊幾何形狀能有效地滌低尾水管壓力脈動。目前國內已經有許多大中小電站的混流機組采用了X葉片轉輪。

(3)葉片模壓成形技術。轉輪是水輪機的核心部件，轉輪制造技術是水輪機制造技術中最復雜的技術之一，因此它的制造質量至關重要，直接影響著轉輪的效率、抗空化性能和運行穩定性。過去大多采用鑄造方法制造葉片，打磨光滑后與上冠、下環拼焊。該工藝方法缺點很多型線偏差大、表面粗糙、打磨廢工、空化性能差，并且葉片經常帶有鑄造缺陷，容易造成葉片性能變壞。近年來，模壓成型技術廣泛用于大中水輪機轉輪葉片制造，它是一項可以獲得葉型準確、鏟磨量小、價格適中、生產周期較短的轉輪葉片制造技術。制造方法是將葉片母材進行初步加工，然后放在用數控機床銑好的壓模內用壓力機壓型，最后局部修磨和整體拋光。這種方式制成的葉片型線好，材質好，抗空化磨損性能強，效率更易得到保證。

(4)葉片數控加工技術。葉片加工過去通常采用“立體樣板一鏟磨”工藝，這是一種通過投入大量手工勞動力，依據立體樣板作為測量工具，把鑄件毛坯變成葉片成品的工藝。該工藝存在測量精度差、操作困難和費用高三大缺點。近年來，國內外各大型水輪機制造廠家已取消了傳統的立體樣板，而采用數控加工技術，該技術是一種通過計算機系統的軟件控制機床自動操作完成的一種理想的加工工藝。由于它能把葉片的理論曲面通過數據準確無誤地傳送到執行指令的操作機構，解決了葉片測量與理論位置的自動找正問題和測點加工余量的自動計算問題，使大型水輪機的葉片制造精度較傳統立體樣板工藝有了較大提高。如三峽水輪機轉輪葉片全部都是采用數控機床加工。

(5)三坐標側控法工藝。這是針對農村小水電機組設計的一種既經濟、簡單實用，又有較高精度的轉輪葉片制造工藝。首先設計專門的工裝，將工裝置于具有三坐標的撞銑床或搖臂鉆床的工作平臺上，再將葉片毛坯安放并定位在工裝上，利用工裝和機床的移動配合，可以檢測到葉片正、背面任意位置的空間坐標值。將檢測結果直接與葉片型線坐標值進行比較，如偏差值超出標準要求，則在相應位置，用鉆頭打出相應偏差值深度的孔。再對葉片一進行鏟磨至孔深位置，然后再利用機床和工裝進行型線檢測。每個葉片重復一遍，直至葉片型線滿足設計要求。

四、結語

改造實踐表明，由于農村水電站技術改造工作能做到“短、平、快”，因此已成為許多地方提高發電經濟效益和解決能源短缺的重要手段之一，而水輪機轉輪是水電站的核心設備之一，水輪機轉輪綜合運行性能質量對合理開發利用水能、提高水電站運行可靠性和經濟性方面有著巨大影響。所以，水輪機轉輪根據電站具體情況進行“量體裁衣”式的優化設計已成為水電站更新改造的主要任務與關鍵途徑之一。隨著現代計算機數值模擬技術、模型測試技術和制造技術的不斷進步，為水輪機轉輪的優化設計創造便利了條件。因此，應充分利用現代科學技術成果，結合我國目前農村小型水電站的實際情況進行機組特別是水輪機的技術改造。確保農村水電站機組的高性能、高質量和安全可靠運行，以此促進我國小水電事業的健康繁榮發展。

參考文獻：

篇9

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手。

（一）機械本體技術

機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。

（三）信息處理技術

機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。

（四）驅動技術

電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。

（五）接口技術

為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

（六）軟件技術

軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機電一體化技術的主要應用領域

（一）數控機床

數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。

2、開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。

5、能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

6、系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。

7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

（二）計算機集成制造系統（CIMS）

CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

三）柔性制造系統（FMS）

柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

（四）工業機器人

第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。

三、機電一體化技術的發展前景

縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展。

（一）智能化

智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

（二）系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。

（三）微型化

微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。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。

（四）模塊化

模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。

（五）網絡化

網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

（六）綠色化

工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。

綜上所述，機電一體化是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。

參考文獻：

1、李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社,2003.

2、芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社,2004.

3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎自動化,2006(6).

4、章浩,張西良,周士沖.機電一體化技術的發展與應用[J].農機化研究,2006(7).

篇10

一、全省機械工業發展現狀

經過幾十年的發展，特別是改革開放以來，我省機械工業取得了穩步、快速的發展，已形成了門類較為齊全、具有一定規模和較雄厚基礎的技術不斷進步的工業體系，至2004年底，全省機械行業擁有職工人數128390人；其中工程技術人員12300人，擁有固定資產（凈值）949083萬元。

據統計，2004年江西省機械工業總產值（現價）319億元；銷售收入280億元；實現利潤97263萬元；稅金98057萬元；新產品產值616970萬元；利稅227009萬元。年產值超過500萬元以上的企業有76家，其中年產值超過1億元以上企業30家；利潤超過500萬元以上的企業26家。出貨額30.7億美元，招商引資55.07億元，實際利用23.09億元，引進外資6.29億美元，實際利用3.7億美元。

“十五”期間，全省機械行業以市場為導向，繼續加大產品結構調整力度，擴大產品的市場占有率，提高產品技術含量。五年來共開發新產品600余項，使機械產品總數達到7600余種，并開發出一批具有科技含量高、市場潛力大、在技術上達到或接近國際先進水平的優秀新產品。如全順輕型系列客車、智能組合式系列電站、螺桿膨脹動力機、三維立體D形卷鐵芯干式變壓器、四開單色膠印機、鍋爐袋式自動除塵器和鐵路輪對加工專用數控機床等。企業從這些適應市場需求的產品中得到了良好的經濟效益。“十五”期間，共安排科技攻關和技術開發項目250余項，完成鑒定項目160余項，50余項成果獲國家部省級科技進步獎，如江西省機械科學研究所，開發的“高密度多孔蜂窩陶瓷擠壓成型模具”，達到國際先進水平，不僅為行業提供了優質高效的催化載體，還為有效解決內燃機尾氣污染問題作出了貢獻。一批先進實用新技術得到較好的推廣，并取得了明顯成效。CAD、CAM、CIMS等先進技術正逐步推廣應用，全省機械行業重點骨干企業基本實現了甩圖板。“十五”期間，企業技術中心的建設步伐不斷加快，提高了企業技術開發能力，從而掌握占領市場的主動權。已有江鈴、江光、江化聯等19家企業通過了省級企業技術中心驗收。

“十五”期間，全省機械行業的質量工作扎實漸進，并卓有成效。在實施名牌戰略中，在以前取得29項省名牌的基礎上，又有19項省名牌產品獲得省名推委重新認定。江光的鳳凰照相機、華意的壓縮機榮獲國家名牌產品稱號。主要產品采用國際標準和國外先進標準的達標率達到60%。重點骨干企業均達到ISO9000標準要求，有120個企業通過了質量體系認證。

“十五”期間，全省機械行業通過引進技術的消化吸收和自主開發的提升，對傳統產品的技術改造和新技術的推廣應用等多種途徑，促使全省機械行業制造技術水平有了較大的提高。數控加工精密成型、少無切屑加工、可控氣氛熱處理、氣體保護焊、材料改性、表面功能覆蓋等一大批先進、高效的制造技術在生產中得到了應用，有力地促進了產品質量和企業效益的提高。

二、存在的主要問題

“十五”期間，全省機械行業在科技進步方面所取得的成績是顯而易見的。但是，我們更要清醒的認識到，與國內發達省份相比，尤其是與工業發達國家相比，我們的差距仍是相當明顯，突出表現在許多企業市場觀念淡薄，改革改組、機制轉換滯后；企業包袱重，解負能力差，競爭能力不強。主要表現在如下幾個方面：

1、從整體上看，我省機械工業的發展還沒有完全轉移到依靠科技進步的軌道上來，機械工業的生產值的增長仍然是依賴宏觀經濟的快速發展而帶來的市場需求和資本金、勞動力的投入，技術進步所占的比重仍然較小。

2、自主開發能力不強，產品品種少，技術水平低的格局仍未能有效改觀。全省機械行業的技術來源主要依賴國內外引進，自主開發能力比較弱。具有自主知識產權和技術含量高的產品依然不多。

3、分散重復性嚴重，生產集中度不高，尚未形成具有較強競爭力的大型企業和企業集團；企業內部組織結構不盡合理，專業化協作水平低，優勢特色不夠突出。

4、產品質量上的問題仍很突出，相當一部分產品性能、可靠性、耐用性、精度保持性等質量指標低于國內先進水平。就我省實際情況而言，主要原因是裝備落后，制造工藝水平低和專業化程度不高的因素造成。

上述這些主要問題嚴重制約了我省機械工業健康穩定發展，也直接影響了全省國民經濟的技術進步和產業升級。

三、機械工業的發展趨勢

進入新世紀以來，世界機械工業進入了前所未有的高速發展階段，對比其他行業，機械工業發展趨勢有以下七大特征：

第一、地位基礎化。發達國家重視裝備制造業的發展，不僅在本國工業中所占比重、積累、就業、貢獻均占前列，更在于裝備制造業為新技術、新產品的開發和生產提供重要的物質基礎，是現代經濟不可缺少的戰略產業，即使是邁進“信息化社會”的工業化國家，也無不高度重視機械制造業的發展。

第二、經濟規模化。全球化的規模生產已經成為各大跨國公司發展的主流。在不斷聯合重組，擴大競爭實力的同時，各大企業紛紛加強對其主干業務的投資與研發，不斷提高系統成套能力和個性化、多樣化市場適應能力。

第三、發展不平衡。以2004年為例，銷售名列世界前500位的企業幾乎來自北美洲、亞洲、歐洲，所占比例高于99%，顯示了在三大洲世界機械工業發展中的絕對統治地位。

第四、結構調整深化。發達國家加大了產業轉移力度，機械產品中附加值低的產品被安排到市場潛在需求發展中國家生產。為適應市場需求的變化，各大生產商紛紛采取專業化生產，“單品種，大批量”已成為很多500強企業生產方式的新特色。同時，以生產者為主導的生產方式逐步向消費者為主導的定制方式轉變。服務的個性化成為競爭成敗的重要因素。

第五、全球化生產方式發生新變化。隨著信息技術革命，管理思想方法的根本性變化，企業組成形式發生了變化，這些變化發生在跨國公司，并將成為新型全球化方式而發展下去。這種變化的主要特征是：廣泛利用別國的生產設施與技術力量，在自己可以不擁有生產設施與制造技術所有權的情況，制造出最終產品，并進行全球銷售。機械制造業公司在全球范圍建立零部件加工網絡，自己負責產品總裝與營銷、原材料調配、零部件采購全球化已成為世界機械制造工業的發展趨勢。

第六、跨國并購加劇。現代并購不再一味強調對抗競爭，強強聯合成立企業獲得競爭優勢的主要手段。這是機械制造業全球化過程中大公司謀求生存發展的一大特點。在建廠的前提下，優化企業產品結構，以達到提高生產能力，擴大市場份額，獲取規模效益的目的。以高技術為內涵的行業來自技術創新的威脅，使跨國公司走上了聯合之路，以形成強大的技術創新能力。機械制造業大企業間的戰略并購，導致了機械工業資源的重新配置，使得世界機械工業的競爭格局出現了協作型的局面。

第七、產品高技術化。以信息技術為代表的現代科學技術發展，對機械制造業提出了更高、更新要求的各國家和地區，特別是發達國家更重視發展機械制造業，充分體現了機械制造業作為高新技術產業化推動整個社會進步和產業升級中不可替代的基礎作用。高技術的迅猛發展起到了推動、提升和改造的作用。信息裝備技術、工業自動化技術、數控加工技術、機器人技術、先進的發電和輸配電技術、電力電子技術、新材料技術和新型生物、環保裝備技術等當代高新技術成果開始廣泛應用于機械工業，其高技術含量已成為市場競爭的勝利關鍵。

四、發展方針

“十一五”是機械工業發展的重要時期，中國加入世貿組織后，經濟發展越來越趨向開放，貿易和投資政策日趨自由化。全球性產業結構調整步伐明顯加快，企業重組、強強聯合、購并愈演愈烈。隨著國民經濟戰略性結構調整與產業升級的步伐加快，裝備制造業發展前景廣闊。針對全省機械工業發展存在的主要矛盾和突出的薄弱環節，要全面貫徹中央提出的科學發展觀，按照提高技術創新能力，發展高科技，實現產業化的發展方針，遵循社會主義市場規律和科技自身發展的規律，緊緊圍繞產業及產品結構的優化調整，全面推進技術創新體系建設，以技術創新和高技術產業化為主線，加強集成，重點突破，為實現我省在中部地區崛起提供先進的技術裝備。

五、發展目標

“十一五”期間，全省機械行業科技發展的總體目標是：全面貫徹落實科學發展觀，科技興贛戰略，深化科技體制改革，全面建立適應社會主義市場經濟體制和科技自身發展規律的技術創新體系，提高科技對經濟增長的貢獻份額，力爭使技術創新和高技術產業化在省優勢和特色的領域，達到國內先進水平。

1、行業綜合水平

較“十五”期間相比，到2020年末，全行業人均裝備占有率提高80%；全員勞動生產率達到80000元/人；企業工程技術人員占職工總數的比例達到25%；重點骨干企業達到30～35%。

2、產品品種

到2020年，產品品種數達到12000種，主要產品的水平與國際先進水平的差距縮短20年左右；大型骨干企業的產品要普遍實現更換代；主要產品品種的80%達到國際九十年代末的先進水平；15%產品進入世界先進行列。

3、產品質量

產品質量可靠性和耐用性要有大幅度提高，到2020年省名牌產品數達到120項產品。其中國家名牌產品數達到30項；主要產品均能達到國際或國外先進的標準。

六、主要任務

根據機械行業產品結構調整的指導意見，結合我省機械行業的實際情況，按照有所為有所不為的原則，確定我省機械行業“十一五”產品發展的主要任務如下：

1、汽車產品

堅持引進技術和自主開發相結合的原則，進一步加大產品結構調整力度，根據市場的需求，重點發展安全、節能、排放符合國家環保法規的經濟型家用多功能汽車、適用高速公路安全、舒適的輕型客車、中型客車、專用汽車、摩托車以及環保、節能的車用柴油發動機、汽油發動機（電噴）和變速箱、車燈、減震器、濾清器、板簧、制動軟管等汽車零部件。提高汽車產品自主開發能力和汽車零部件配套水平，力爭在轎車產品上有所突破。

2、農機產品

穩定和發展面向農業、農村、農民的“三農”產品，特別是適應南方地區使用的中小型農田耕作、田間管理、收獲等機械以及農產品深度加工、水產品加工機械產品、糧食烘干及倉儲機械新型農業環保及作物病蟲害防治機械、節水節能排灌機械等。要不斷提高產品質量、水平和可靠性，滿足市場需求。力爭在中小型農田耕作、田間管理、收獲機械等產品上有較大發展。

3、工程、礦山機械

根據國家能源、交通運輸、礦山及水利工程建設的需要，“十一五”期間，工程機械要大力開發具有當代技術水平的機電一體化產品，同時還要開發簡易多功能的工程機械產品，以適應鄉鎮農村經濟發展的需要。“十一五”期間，工程機械產品發展重點是：大功率裝載機、自行式平地機、機電一體化的液壓挖掘機、內燃機叉車、雙鋼軌串聯振動壓路機、組合式振動壓路機和高沖擊能的壓實機械；發展多功能鉆機、深基礎處理等施工機械、隧道開挖施工機械、瀝青混凝土強制式攪拌設備。

“十一五”期間，礦山機械發展重點是：大功率內燃鑿巖機、液壓鑿巖機、大規格牙輪鉆機及輔助設備，新一代井下內燃無軌及電動鏟運機、重支架搬運車、大中型多功能車、高機動輕型運輸車及礦山的全防護設備、防漏電設備、防雷設備、梭式礦車等。

4、電力設備

隨著我國發電工業向高效率、低能耗、低污染、低成本方向發展，要大力發展大型、高效、節能、新型的電力設備。在發電設備領域重點開發中小型發電成套設備和智能型柴油發電機組；循環流化床系列鍋爐要在鞏固現有優勢的基礎上，產品向大型化發展。用電設備重點發展節能、緊湊型等新型產品。電動機產品要實現更新換代并向中型高壓方向發展，并注重開發特殊用途的專用電機、永磁電機及變頻電機。輸變電設備產品應向大容量、高電壓方向發展，繼續鞏固和發展我省整流變壓器的技術優勢，電力變壓器要向高效、節能、大容量方向發展。

5、家用耐用消費品

瞄準國內外兩個市場，大力發展高技術含量、高附加值的家用耐用消費品，重點開發數碼相機、R600a工質無氟壓縮機產品，同時完善家用空調、冰箱、望遠鏡等產品系列。

6、基礎機械

機床是最重要的基礎機械，是裝備工業的重要組成部分，我省機床行業基礎比較薄弱，產品品種較少、檔次低，市場需求的、有特色的、技術含量高的產品短缺，缺乏市場競爭力。“十一五”期間，我省機床行業要以信息化帶動工業化，要用高新技術改造傳統設備提高產品技術含量和大力開發數控機床，實現產品結構調整；通過技術引進、合作生產、合資經營等手段促進產業升級，要優先發展普及型數控機床和專用機床，并以此帶動高檔型數控機床的發展。

7、石化通用機械

“十一五”期間，石油化工機械重點發展，空氣壓縮機、印刷機械等主要產品，以重點發展產品為龍頭，通過結構調整等改革措施，大力發展高效節能產品。

8、環保機械

當前，我國將進一步加大環境執法、環境建設和環境投資力度，為環保機械行業的發展帶來契機，我們要不失時機的開發市場需求的環保機械，主要開發的領域是空氣污染治理設備、水污染治理設備、噪聲與振動控制設備、環境監測儀器儀表。具體是重點開發中小城市垃圾處理成套設備、高濃度有機廢水處理及成套設備、煙氣脫硫成套設備、汽車尾氣凈化和餐飲業油煙凈化設備等環保機械產品。

七、重大項目

1、軌道車輛制造維修系列數控裝備。

項目承擔單位：江西中機科技產業有限公司。

該項目為適時滿足鐵路提速，制造維修、高速、重載列車新形勢需要而研發的軌道車輛制造維修系列數控設備，它包括有車輛輪對數控動平衡去重機床、車輛自動檢測數控加工機床、車輛輪對數控車床、車輛輪對落輪數控車床、車輛中梁組合鉆生產線、車輛上下盤型面數控加工機床、車軸銑端面、打中心孔數控機床及車軸加工生產線，車輛構架各梁端頭數控銑床、客車鉤體扁銷孔臥式雙面銑床、數控龍門銑邊機等40余種機床設備。該設備采用國內外成熟技術生產制造的傳動系統、數控滑臺、數控回轉工作臺、自動定心裝置、液壓系統及防護系統等組成，綜合運用數控技術、計算機控制技術、現場總線技術、通訊技術、四摩擦輪驅動技術、無間隙傳動技術、激光檢測技術等高新技術產品。該設備獨創了車輛輪對制造中精密動平衡測量與精確銑削去重于一體的先進工藝、精密動平衡測量方式和適應多種速度級別輪對去重加工的復雜三維動態數學模型，該項目處于國際領先水平。主要技術指標有：最小剩余不平衡偏心emar≤8um，不平衡量一次性減低率uRR≥90%，它解決了現代鐵路提速和制造高速列車時輪對制造精密動平衡測量與精確去重的關鍵工藝難題，為發展高速列車、城市軌道交通提供了可靠的工藝技術儲備，是保證列車和運網安全不可缺少的關鍵設備。

2、組合式機電一體化蓄冷中央空調機組。

項目承擔單位：江西集佳科技有限公司。

該項目為自行研發、具有自主知識產權的產品，是利用廉價低谷電力將制冷機制取的冷貯存起來，在電網高峰電價時段將機組貯存的冷量釋放出來供為空調使用。它具有卓越的“移峰填谷、平衡電力負荷、節約能源、極大降低運行成本”功能。與傳統中央空調相比，當峰谷的電價比達3︰1或4︰1每年節省的運行電費相當可觀。該機組產品“組合式”使產品首創工業化批量生產；“模塊化”的靈活配置構成了機組適應不同用戶需求的系列產品線；“機電一體化”的現場控制器（PLC）和嵌入式軟件實現系統的最優化運行；接入網絡平臺的上位機、遠程監控計算機和系統管理軟件所構成“系統集成”是信息化技術改造傳統產業的完美實現。該產品主要技術指標：蓄冷量以1500kwh模塊為基本組合單位，充冷速率：≥375kw；放冷速率：≥375kw；融水率：≥94%。該項目適用于機關、大專院校、銀行、科研院所、賓館、體育場館等中央空調系統。市場前景廣闊。

3、年產80萬千瓦大中型水輪機發電機組。

項目承擔單位：贛州發電設備成套制造有限公司。

水力發電屬于環保型可再生能源，目前已得到世界各國的廣泛關注，我國也以立法的形式，將中小型水力發電例入可再生能源之列。該公司在原有年產20萬千瓦中小水輪發電機組的基礎上新增60萬千瓦，形成年產80萬千瓦大中型水輪發電機的制造能力。同時，進一步提高企業管理水平和技術創新能力，大力開發技術含量高、適銷對路的新產品，如低水頭、大流量的大中型軸流式、貫流式發電機組，中小型風力發電機組，高效、節能大泵、特種泵類產品，不斷提高產品檔次，形成單機容量5萬千瓦、轉輪直徑5.5米的水力發電設備生產能力，產品質量水平進入國家行業先進行列，企業年銷售收入和利稅兩項指標爭取進入全國水電設備行列前五名。

4、大光學產業

承擔單位：江西鳳凰光學儀器（集團）有限公司。

該企業是中國光學行業中大型的綜合性光學儀器企業。目前擁有總資產14.5億元，2004年實現銷售收入13億元，進出口額1億美元，員工總數6200余人。多年來該公司緊跟世界經濟與產業技術分工、發展步伐，不斷分析面臨的宏觀與微觀形勢，提出了“占領兩廂，融入大道”的大光學發展戰略，將產業調整、投資發展的重點轉移到大光學產業，通過業務合作與世界高科技光電子產業巨頭結成戰略聯盟，相互依存，融為一體。將該公司產業的主業逐步調整成為與當代數字技術相結合的大光學產業、醫教產業、房地產建設產業的事業架構，以大光學為主題，以光學制造業為基礎，迅速發展大光學事業。

總體目標：到2010年實現銷售收入23億元，光學鏡片產能全國第一，努力打造世界一流光學制造企業，進入世界前5強，新增主導產品銷售收入5.8億元，光學儀器市場占有率名列前茅。

主要經濟指標：到2010年，光學鏡片1.32億片；光學鏡頭500萬只；照相機3萬臺；金屬零件5000萬元；顯微鏡10萬臺；測繪儀器6萬臺；光學設備1000臺；光引擎10萬臺；望遠鏡16萬臺。

技術創新與研發計劃重點是圍繞大光學事業的核心技術升級工作，著力推進產業鏈產品與主機產品的技術轉型，全面實現向電子數字化技術產品調整升級。未來幾年的重點是：非球面（塑料、復合、玻璃）技術、多層膜技術、微球面技術、定變焦鏡頭、照相機鏡頭模組、正投光引擎、數字光學儀器、光學影視設備、銀鹽相機低成本化等。

5、引進和開發VM汽車柴油發動機

承擔單位：江鈴汽車集團公司

目前，VM發動機，在發達國家，重型車100%使用柴油機，歐洲約30%的轎車和90%的商用車使用柴油機。國內對小型、高速柴油綜合技術的研究還非常缺乏，因此，引進開發生產技術領先、節能環保的車用柴油機是汽車生產企業生存與發展的重要條件。

意大利戴—克VM公司是一個有著較強實力，主要生產車用柴油機公司。產品與戴姆勒—克萊斯勒、福特，通用歐寶、道奇等大公司配套。且于2000年并入戴姆勒—克萊斯勒公司，目前戴姆勒—克萊斯勒公司占49%股份。R425/428DOHC柴油機是該公司2001年推出的新產品，該系列產品采用了德國博世高壓軌燃油噴射系統，運用了增壓中冷、EGR、VGT雙軸平衡、四氣門、雙頂置凸輪軸等多項先進技術，排放已達歐Ⅲ（具有歐V潛力），產品性能達到世界先進水平。

該公司引進生產意大利戴—克VM公司R425/428DOHC柴油機，并可跳躍式地提高江鈴柴油機產品的開發制造水平。為國內中輕型客車、SUV、MPV、商務車及至轎車產品提供更好的“心臟”。由于R425/428DOHC柴油機較4JB1柴油機體積小，動力經濟性好，轉速高、振動小、噪聲低，所以用其配套動力必將使整車性能得到極大改善，使江鈴汽車更具有市場競爭力。

6、農村供凈水設備

承擔單位：江西水易科技有限公司。

該公司為解決農村喝上放心水而成立的高科技公司，其宗旨是：“為政府分憂，百姓造福，讓農民同享水的甘甜”，該公司從事“供凈水設備”的開發生產和推廣應用，在贛州、南昌等地建有生產基地。開發這種設備，該設備集中采用于污水預處理技術、超濾膜分離和PLC恒壓自動控制等高新技術，經過和省內外著名大專院校和科研院所的技術攻關和市場驗證，其品質與性能都得到了用戶的充分肯定。該設備以毛細管式超濾膜為核心，應用垂直交叉流過濾方式，大大提高了凈水器的出水量和使用壽命，可廣泛應用在農村和中小型的工業企業、醫院、學校等。該設備的技術參數：功率：≤1千瓦，供水量：4噸∕小時；供水高度：12～20米，供水半徑：500米，出水質量符合國家標準。

7、年產量1600萬KVA變壓器

承擔單位：江西變壓器科技股份有限公司。

該企業過去是國內整流變壓器生產企業中的龍頭大戶，鑒于國家宏觀調控、產品結構調整，現已轉向主攻電力變壓器。三年內，電力變壓器要占江變產量的60%以上。由于電力變壓器市場合同交貨期短，單臺相對容量小，生產程序工作量加大，所以要提高產量，設計及生環節的軟硬件必須保證，這樣就必須加大技改投資力度。國內輸變電行業對變壓器平均需求量約為3.63億KVA，其中220KV級變壓器約為7260萬KVA，根據江變的現有條件，立足做精220KV級，年產能增幅10%～12%，即三年內產量1000萬KVA～1200萬KVA，五年內達1600萬KVA。變壓器生產技術突飛猛進，500KV級變壓器國內已有八家企業生產，所以江變壓器做精220KV級的基礎上，必須發展500KV級，這需要大規模的技改投資和高端人才的引進。江變在3～5年的發展原則是：做精220KV級，發展500KV級；鞏固整流、發展電力，開拓海外市場。

具體的規劃是：

①在6000萬技改完成后追加3000萬技改投入。到2010年，產值60000萬元，銷售收入46000萬元，利潤5000萬元。

②2005年可轉債資金新投入技改1.5億～1.9億元并竣工后。到2010年，產值100000萬元，銷售收入：78000萬元，利潤：12000～15000萬元。

8、600～2000KW無刷同步發電機

承擔單位：泰豪集團有限公司

該項目是與世界500強的企業、著名ABB公司合作經營的600～2000KW中大型湝波勵磁無刷同步發動機。通過技術改造，保證產品出品質量、提升產品機械加工水平和檔次，降低成本，使發動機性能達到國際先進水平。

本項目技改總投入14158.5萬元，其中新增固定資產投資12895.1萬元（含外匯53萬美元），鋪底流動資金1263.4萬元，項目實施完成后，可實現年產量3000臺∕296.4萬KW的生產能力，可新增銷售收入27000萬元，年利潤總額5896萬元；產品全部出口，可創匯3265萬美元。本項目可利用世界500強，著名跨國ABB公司的國際品牌效應，以泰豪公司自主產權的優勢，充分提高“三波電機技術”在國際電機電站行業的知名度，使湝波勵磁無刷同步發電機的研發與制造技術融入“國際大道”，打破國外智能電站對國內市場的新局面。發展民族工業品牌。

本項目一期技改工作已經完成，二、三期正在緊張籌劃設計中。

八、規劃實施的保障措施

1、堅持改革、擴大開放，轉變觀念，確立企業是機械工業科技工作的主戰場的基本觀點，從根本上把機械工業的發展真正轉移到依靠科技進步的軌道上來。

2、積極利用科研院所和大專院校的技術力量，建立和完善為廣大中小企業技術服務的中介機構，促進官、產、學、研的結合，推進科技成果產業化。

3、加大多渠道的科技投入，推動行業技術進步。一方面作為科技工作主體的企業，要建立自我激勵的發展技術創新體制，年科技開發費用不能少于年產品銷售收入的1%～3%，有條件的企業還可逐步提高這個比例；另一方面，爭取列入國家或省重點項目，得到國家和省在政策上給予相應支持。