時間：2022-08-08 06:40:04
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：計算機技術(shù)數(shù)控技術(shù)制造技術(shù)
一、國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況
目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。
二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
（一）性能發(fā)展方向
（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。（3）工藝復(fù)合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。（4）實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。
（二）功能發(fā)展方向
（1）用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形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)。（2）科學計算可視化。科學計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。（3）多媒體技術(shù)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。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，在實時監(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)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。
（三）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。（2）模塊化。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。（3）網(wǎng)絡(luò)化。機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環(huán)控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)
當前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系。
參考文獻：
[1]電動機降壓起動器的選擇與分析，凌浩，2000.12vol.20P66.
1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷史
數(shù)控技術(shù)的發(fā)展前后一共經(jīng)歷了硬件數(shù)控時代和軟件數(shù)控時代兩個階段，硬件數(shù)控時代起自1952年的電子管時代，最終發(fā)展到1965年小規(guī)模的集成電路時代。軟件數(shù)控時代從1970年的小型計算機開始，經(jīng)歷微處理時展到基于個人計算機的數(shù)控時代。
當前數(shù)控機床的構(gòu)成主要包括三個基本構(gòu)件——機床主體，數(shù)控裝置和伺服機構(gòu)。其中伺服機構(gòu)通過依靠先進傳感器，調(diào)速裝置等技術(shù)，經(jīng)歷了開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)三個發(fā)展階段，從而使機床運行穩(wěn)定性得到質(zhì)的提高。而數(shù)控裝置包括程序讀入裝置，從而實現(xiàn)點位控制、直線控制和連續(xù)軌跡控制。
2 數(shù)控技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀
當前我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，但同國外先進國家比較仍存在不小的差距。主要體現(xiàn)在技術(shù)含量不高、低端產(chǎn)品過剩、高端產(chǎn)品不足、自有獨創(chuàng)技術(shù)缺乏，高質(zhì)量的功能部件仍然依靠進口或者靠合資生產(chǎn)。比如我國機床數(shù)量已達300萬臺高居世界第一，但數(shù)控化率才僅僅不到2%，大大低于西方發(fā)達國家。這已成為我國走向高端制造業(yè)的現(xiàn)實瓶頸。
在國外，目前絕大多數(shù)國外生產(chǎn)的數(shù)控機床，已廣泛采用了32的系統(tǒng)，而國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機床由于受到進口技術(shù)的限制，大多采用的是16的系統(tǒng)。這就使得國產(chǎn)數(shù)控機床在功能上就先天不足，與國外數(shù)控機床相比，有明顯的差距。不論是加工中心或是數(shù)控車削中心，這類新型的數(shù)控設(shè)備均顯示出能滿足許多復(fù)雜零件在批量生產(chǎn)中的強大的生產(chǎn)力，一般均具有4～5軸連動，一次裝夾可進行多面加工的功能。特別是隨著計算機在機器制造的各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，機床設(shè)備越來越趨向柔性化、智能化、多功能化。
3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，主要體現(xiàn)為以下發(fā)展趨勢：
3.1 性能發(fā)展趨勢
第一智能控制。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域智能控制已經(jīng)成為主要的發(fā)展方向，智能控制更體現(xiàn)為實時智能控制，模糊控制，學習控制，網(wǎng)絡(luò)控制能領(lǐng)域。比如在數(shù)控系統(tǒng)中往往包含有故障自動診斷系統(tǒng)，刀具自動管理系統(tǒng)，編程專家系統(tǒng)等多個模塊，實現(xiàn)數(shù)控機床的提前預(yù)測，動態(tài)反饋，事后修正等多項功能。
第二工藝合成化。現(xiàn)在的數(shù)控技術(shù)共建往往通過各種自動化技術(shù)，完成多工序、多表面的復(fù)雜加工過程。特別是伴隨人工智能技術(shù)的不斷進步，實時系統(tǒng)和人工智能相結(jié)合，實現(xiàn)了實時系統(tǒng)智能化復(fù)雜化的發(fā)展趨勢。西門子著名的880系統(tǒng)控制軸數(shù)已經(jīng)可以達到驚人的24軸，讓人嘆為觀止。
第三高效化。效率是機械技術(shù)核心的指標，伴隨伺服系統(tǒng)高速芯片，多 CPU技術(shù)應(yīng)用，數(shù)控機床的高速度、高精度已顯著提高，效率也有了質(zhì)的飛躍。為了便于滿足不同用戶的需求；群控制系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)，能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控制系統(tǒng)的效能，以減少工序。
3.2 功能發(fā)展趨勢
用戶界面人性化設(shè)計。眾所周知作為數(shù)控系統(tǒng)和使用者之間的對話紐帶，由于用戶不同，用戶界面也千差萬別，開發(fā)用戶界面是一項繁瑣的工作。當前圖形界面廣泛使用，大大提高了界面的人性化設(shè)計，通過藍圖和快速編程，3D彩色動態(tài)界面，各類虛擬仿真技術(shù)，能實現(xiàn)各類視圖的不同方向和角度的真實模擬和大小的多層縮放。這些可視化的發(fā)展使人機交流進入了圖像動畫時代，而不是過去呆板的文字語言表達。
當前虛擬現(xiàn)實技術(shù)廣泛應(yīng)用使數(shù)控技術(shù)進入了新的時代。特別是可視化技術(shù)和虛擬環(huán)境技術(shù)的結(jié)合，如無圖紙技術(shù)和虛擬樣機技術(shù)等對提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品額成品，減少設(shè)計的周期有重要的價值。
此外多媒體技術(shù)應(yīng)用化，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，多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(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)測等方面有著客觀的意義。
3.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)在體系結(jié)構(gòu)方面也有了顯著的發(fā)展。通過互連技術(shù)和封裝技術(shù)的結(jié)合，降低了數(shù)控車床的互連的數(shù)量和長度，改進了數(shù)控車床的組件尺寸，降低了產(chǎn)品的價格，提高了系統(tǒng)的安全和可靠性。
此外通過硬件模塊化，實現(xiàn)了數(shù)控車床系統(tǒng)的標準化和集成化。根據(jù)不同的功能，將各種功能模塊做成標準的系列化產(chǎn)品，通過各類模塊的組合，如通信模塊、儲存器模塊、伺服模塊等，實現(xiàn)各類檔次的數(shù)控車床產(chǎn)品類型。而加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD、伺服控制等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的集成化、網(wǎng)絡(luò)化、無人化。
4 結(jié)語
總之，數(shù)控技術(shù)日新月異，當前我國正在推進2030年制造強國戰(zhàn)略，數(shù)控技術(shù)占據(jù)著基礎(chǔ)的作用，結(jié)合“十三五”規(guī)劃，對當前的數(shù)控發(fā)展技術(shù)和方向進行分析，確定我國的數(shù)控技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，引領(lǐng)我國今后若干年的數(shù)控技術(shù)發(fā)展。我們應(yīng)堅持質(zhì)量為本，創(chuàng)新為基，堅持可持續(xù)發(fā)展的總方針，有所為有所不為，研究發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件、數(shù)控機床整機等數(shù)控基礎(chǔ)技術(shù)，提升我國制造業(yè)的技術(shù)水平，使我國制造業(yè)真正走向高端。
[參考文獻]
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【關(guān)鍵詞】機電一體化 技術(shù)發(fā)展 系統(tǒng)體系 研究
二十世紀六十年代以來，微電子技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自動化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等得到了迅猛發(fā)展，信息技術(shù)作為這些技術(shù)發(fā)展的核心因素，極大地提高了勞動生產(chǎn)率。同時，其工作效率也得到了成倍的增長。在測量與控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)多元化結(jié)合為一的過程中，機電一體化專業(yè)職業(yè)技能體系漸漸形成了一整套完整的學科體系，在這種學科技術(shù)革命的影響和沖擊之下，機電行業(yè)整體發(fā)生了深刻的變化，機電一體化的關(guān)鍵性技術(shù)發(fā)展趨勢也受到了人們的日益重視。
1 機電一體化技術(shù)概述及發(fā)展歷程
電子技術(shù)問世之后，電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了，二十世紀六十年代起，機電一體化開始出現(xiàn)；七十年代，人們把機電一體化看作是機械和電子結(jié)合；直到八十年代信息技術(shù)嶄露頭角，微處理器的性能提高，促進了機電一體化的快速發(fā)展。如今進入九十年代，通信技術(shù)促使機電一體化正式進入繁盛時期，機器人系統(tǒng)可以通過遙控、虛擬現(xiàn)實、多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)化機電一體化密切合作，日益普及。在21世紀的今天，機電一體化伴隨著自動化技術(shù)一起，蓬勃發(fā)展。
2 機電一體化技能體系構(gòu)建內(nèi)容
2.1 專業(yè)職業(yè)技能硬件基礎(chǔ)
機電一體化是一種復(fù)合的技能體系，和職業(yè)技能體系密切相關(guān)。機電一體化，分為硬件和軟件兩方面的技術(shù)，硬件是由機械本體傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成的。
2.1.1 機械本體技術(shù)
現(xiàn)代機械產(chǎn)品一般是由鋼鐵體材質(zhì)或者人工合金材質(zhì)做成，在實際使用的過程中，為了減輕質(zhì)量，在結(jié)構(gòu)上或者材質(zhì)上可能會有所改進，非金屬復(fù)合材料通過特殊的工藝強化硬度之后，也有可能運用到現(xiàn)代機械產(chǎn)品之中。機械本體技術(shù)是能夠控制機電一體化的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化、降低能耗、提高效率的基本保證。
2.1.2 傳感技術(shù)
傳感技術(shù)是實現(xiàn)機電一體化之間信息連接的橋梁，傳感器的靈敏程度直接影響到機電一體化的可靠性和靈敏度，在精確度控制方面，有關(guān)專家大力探討，對于外部信息傳感器的非接觸性探測技術(shù)。
2.1.3 驅(qū)動技術(shù)
在進行電機的應(yīng)用方面，驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，驅(qū)動技術(shù)往往被用于積極發(fā)展機電一體化內(nèi)部方面，通過驅(qū)動裝有編碼器的電機或者控制機組專用的組件，使組件、傳感器和電機三位一體，共同為中央處理單元服務(wù)。
2.1.4 接口技術(shù)
接口技術(shù)是為了能夠讓機械元件與計算機和中央處理器進行通信的輔助部件，因此接口必靈敏，可以時刻接受信息傳感，通常接口是用來接收格式化傳遞的數(shù)據(jù)，因此，接口一般來說采用的是統(tǒng)一標準，這樣有利于信息的傳遞和統(tǒng)一維修，簡化設(shè)計。
2.2 專業(yè)職業(yè)技能軟件延伸
2.2.1 信息處理技術(shù)
信息處理技術(shù)是可以使機電一體化迅速發(fā)展，同時大大提高機械信息處理可靠性和包容度的技術(shù)支持，在機電一體化和準備傳輸信息的過程中，信息處理技術(shù)的進步可以提升機械的處理速度，并輕松解決抗干擾問題。
2.2.2 軟件技術(shù)
硬件之所以可以正常發(fā)揮作用，必須要有軟件的密切配合，軟件是給硬件發(fā)出指令的體系和制度規(guī)定，軟件的參數(shù)設(shè)置是為硬件服務(wù)的。為了減少軟件的研制成本，就必須要在生產(chǎn)維修的過程中提升工作效率，推行軟件的標準化和系統(tǒng)化，程序的模塊化，以及推進與硬件之間的項目化連接工程發(fā)展。
3 機電一體化技術(shù)體系發(fā)展趨勢
事實上，機械設(shè)備技術(shù)的產(chǎn)生并不是孤立的，而是各種綜合技術(shù)相互滲透的結(jié)果，機電一體化的發(fā)展完善了新一代的生產(chǎn)技術(shù)進步，使得制造業(yè)顯示了強大的信息溝通威力。
3.1 數(shù)控機床應(yīng)用
生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展對于產(chǎn)品的性能要求越來越高，高速化，高精密化，智能化和系統(tǒng)化的施工技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，機電一體化的重要發(fā)展趨勢之一，就是機電制造業(yè)的數(shù)控技術(shù)發(fā)展，在高精尖裝備的研發(fā)方面，強調(diào)數(shù)控與產(chǎn)、學、研結(jié)合，積極研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型技術(shù)。數(shù)控機床是大型生產(chǎn)線的保障后盾，數(shù)控技術(shù)是建立在機電一體化基礎(chǔ)上的現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展趨勢。
3.2 計算機集成制造系統(tǒng)（GIMS）
計算機集成制造系統(tǒng)伴隨計算機輔助設(shè)計與制造而產(chǎn)生的。它是在信息技術(shù)自動化技術(shù)與制造的基礎(chǔ)上，通過計算機技術(shù)把分散在產(chǎn)品設(shè)計制造過程中各種孤立的自動化子系統(tǒng)有機地集成起來，形成適用于多品種、小批量生產(chǎn)，實現(xiàn)整體效益的集成化和智能化制造系統(tǒng)。計算機集成系統(tǒng)是為了輔助數(shù)控技術(shù)、信息傳感技術(shù)等服務(wù)的，是為了能夠小范圍的控制規(guī)模生產(chǎn)和流水線作業(yè)而開發(fā)的新技術(shù)，有助于減少人工投入，降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率。
3.3 柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲運系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對象變換的自動化機械制造系統(tǒng)。一組按次序排列的機器，由自動裝卸及傳送機器連接并經(jīng)計算機系統(tǒng)集成一體，原材料和代加工零件在零件傳輸系統(tǒng)上裝卸，每臺機器接受操作指令，自動裝卸所需工具，無需人工參與。柔性制造系統(tǒng)能夠智能化的控制信息控制體系，達到動態(tài)監(jiān)控效果。
4 結(jié)論
綜上所述，機電一體化技術(shù)體系具有廣闊的發(fā)展前景和極高的應(yīng)用價值，因此，在我國提倡大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的內(nèi)在要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
參考文獻
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“數(shù)控一代”創(chuàng)新應(yīng)用示范
數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的的大腦和手腳，是數(shù)控機床的核心部件，數(shù)控技術(shù)是裝備制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的關(guān)鍵技術(shù)。加快發(fā)展數(shù)控技術(shù)對裝備制造業(yè)振興具有前瞻性、先導(dǎo)性和基礎(chǔ)性的戰(zhàn)略意義。國家“十一五”、“十二五”規(guī)劃均將發(fā)展高檔數(shù)控系統(tǒng)和全數(shù)字交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)列為重要項目。
2011年初，我國18位院士共同提出“數(shù)控一代”的創(chuàng)新概念，建議實施《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》。《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程》既是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用工程，更是機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程；既有機械工業(yè)發(fā)展強大需求的推動，又有成熟數(shù)控技術(shù)的支撐。其戰(zhàn)略目標是：在機械行業(yè)全面推廣應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，在5～8年內(nèi)實現(xiàn)各行各業(yè)各類各種機械產(chǎn)品的全面創(chuàng)新，使中國的機械產(chǎn)品整體升級為“數(shù)控一代”，為我國機械工業(yè)從“大”到“強”的跨越式發(fā)展做出貢獻。中央高度重視該項建議，并正式啟動《“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用示范工程》。
與此同時，工信部“軟件與信息技術(shù)服務(wù)業(yè)十二五規(guī)劃”明確提出嵌入式軟件要“面向工業(yè)裝備、通信網(wǎng)絡(luò)、汽車電子、消費電子、醫(yī)療電子、數(shù)控機床、電力電子、交通運輸、環(huán)保監(jiān)測等重點領(lǐng)域，積極開展符合開放標準的嵌入式軟件開發(fā)平臺、嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開發(fā)，加快研發(fā)面向下一代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)軟件，推動軟件研發(fā)模式創(chuàng)新發(fā)展，進一步提高產(chǎn)業(yè)化水平和產(chǎn)品出口能力”。
高速發(fā)展的計算機技術(shù)、嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和豐富的計算機軟件資源，給我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提供了很好的機遇；工業(yè)以太網(wǎng)的快速發(fā)展和關(guān)鍵技術(shù)的突破、使得工業(yè)自動化領(lǐng)城控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)逐步統(tǒng)一到工業(yè)以太網(wǎng)，并正在加快推廣應(yīng)用，發(fā)展為一大技術(shù)潮流。這些都為我國構(gòu)建高端數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺提供了良好的條件。
現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化已成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。現(xiàn)代計算機數(shù)控技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)二大趨勢：一是將數(shù)控技術(shù)引入通用PC的自動化解決方案來提高其系統(tǒng)性能，增強市場競爭力；二是在數(shù)控技術(shù)中引入嵌入式計算機，使數(shù)控系統(tǒng)在專用性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性上具備較好的市場前景。
當前，以FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI為代表的國際主流數(shù)控系統(tǒng)制造商，在高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品方面具有幾大共同特點。
首先是多軸、多通道、高速和高精度切削、復(fù)合加工。如FANUC的30i-A數(shù)控系統(tǒng)可控制40個軸10個通道、具有5軸聯(lián)動加工，納米插補和AⅠ、AⅡ輪廓控制等功能，可實現(xiàn)各種復(fù)雜形狀模具的高速高品質(zhì)、復(fù)合加工。MITSUBISHI的700系列數(shù)控系統(tǒng)可控制16個軸4個通道,具有8軸聯(lián)動，納米插補和SSS(Super Smooth Surface )和OMR(Optimum Machine Response)高速高精度控制技術(shù)。
其次是開放式、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。許多數(shù)控系統(tǒng)采用了通用的計算機操作系統(tǒng)，充分利用計算機軟件資源，把CNC與計算機技術(shù)緊密的結(jié)合起來，使CNC友好的圖形人機界面；各種智能化自動編程、加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)、加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇、智能故障自診斷與自修復(fù)等智能化功能；具有標準的USB接口、PCMCIA接口和網(wǎng)絡(luò)接口。如Siemens公司的810D和840D數(shù)控系統(tǒng)選用Windows操作系統(tǒng)，MITSUBISHI公司的700系列數(shù)控系統(tǒng)選用了Windows XPe嵌入式操作系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都具有較好的開放性，能提供相應(yīng)的軟件包給用戶開發(fā)各種個性化的應(yīng)用功能。
另外，系統(tǒng)普遍采用嵌入式結(jié)構(gòu)+實時現(xiàn)場總線。國外CNC制造商在其產(chǎn)品中廣泛采用現(xiàn)場總線技術(shù)。如Siemens公司采用ProfiNet，Indramat、Fagor等公司采用SERCOS總線。FANUC 0i-C和30i中高檔數(shù)控系統(tǒng)采用了先進的嵌入式結(jié)構(gòu)。整個CNC系統(tǒng)包括液晶顯示器、鍵盤和CNC主機集成在一個控制箱內(nèi),通過FSSB高速總線和伺服驅(qū)動器連接，接線簡單方便。系統(tǒng)顯得緊湊、簡潔、美觀，可靠性高。
此外，針對數(shù)控技術(shù)新標準STEP-NC展開研究。采用G，M代碼來描述如何加工已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是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)品信息的標準化。
目前，歐美、日本、韓國等國家投入了大量資金研究STEP-NC，研究數(shù)據(jù)表明：STEP-NC應(yīng)用將使加工工藝規(guī)劃時間減少35%，生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準備時間減少75%，加工時間減少50%（五軸和高速加工）。STEP-NC為真正實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的E-Manufacturing、CNC的自治智能制造提供了可能。目前STEP-NC的研究已取得了很大的進展。
先進計算機數(shù)控技術(shù)是是現(xiàn)代制造裝備技術(shù)中各種新興或尖端技術(shù)得以存在和發(fā)展的“使能技術(shù)”，是發(fā)展我國裝備制造業(yè)必不可少的核心技術(shù)，其技術(shù)水平高低、規(guī)模化生產(chǎn)能力的大小，對于國民經(jīng)濟的發(fā)展、國力增強有著極其重要意義。
目前，我國在中高檔數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域還嚴重依賴進口，汽車生產(chǎn)線設(shè)備中很少見到國產(chǎn)系統(tǒng)。由于沒有國產(chǎn)系統(tǒng)參與競爭，進口產(chǎn)品價格昂貴。因此，國家把高檔數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為關(guān)鍵功能部件，與數(shù)控機床并列放在同等重要的地位發(fā)展。
國內(nèi)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過這些年的發(fā)展，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)和伺服驅(qū)動技術(shù)，初步形成了如華中數(shù)控、廣州數(shù)控、上海開通數(shù)控等數(shù)控產(chǎn)業(yè)化基地。建立了一支數(shù)控研究開發(fā)、管理人才的基本隊伍，在數(shù)控機床市場中占有一席之地。
國家 “十一五”數(shù)控重大專項的實施使基于現(xiàn)場總線技術(shù)的中高檔數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)的研發(fā)有了重大突破，華中數(shù)控的HNC-8型數(shù)控系統(tǒng)已開始進入示范應(yīng)用，這對我國高端數(shù)控軟件研發(fā)有很大的促進作用。
發(fā)展自主產(chǎn)權(quán)的高端數(shù)控軟件平臺
數(shù)控技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是數(shù)控軟件的開發(fā)，有一個好的數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺，又是數(shù)控技術(shù)能持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。上海開通數(shù)控有限公司總結(jié)了多年來對國外先進的開放式數(shù)控系統(tǒng)研究開發(fā)的經(jīng)驗，研究了開放式數(shù)控系統(tǒng)的標準規(guī)范，完全自主創(chuàng)新建立了基于Windows和Linux雙操作系統(tǒng)的開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺，在這個平臺上開發(fā)了基于總線技術(shù)的中高檔數(shù)控系統(tǒng)。其具有很好的開放性和靈活性，能較快適應(yīng)用戶設(shè)備的各種個性化需求。系統(tǒng)的下位機運動控制器（KT500/KT510）可以配置各種上位機-嵌入式數(shù)控系統(tǒng)顯示單元（KT630）、臺式電腦/筆記本電腦、工業(yè)計算機。上下位機通過標準以太網(wǎng)接口進行通信，該系列產(chǎn)品已應(yīng)用于車、銑、磨、加工中心和滾齒機等裝備。為實施“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新工程、開通數(shù)控將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上完善并提升數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺，繼續(xù)開發(fā)基于實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線、多軸多通道的數(shù)控軟件系統(tǒng)及其應(yīng)用。
十余年來，開通數(shù)控與上海交大、上海理工大學、上海大學、上海機床廠有限公司等單位建立了產(chǎn)學研用聯(lián)盟，在數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)的開發(fā)中緊密合作，取得了豐碩的成果。公司將充分發(fā)揮上海市軟件工程中心（數(shù)控和伺服驅(qū)動）的作用，對數(shù)控產(chǎn)品進行示范應(yīng)用和推廣，擴大用戶服務(wù)培訓的范圍。
數(shù)控技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是數(shù)控軟件的開發(fā)，由于我國的數(shù)控軟件開發(fā)的基礎(chǔ)薄弱，積累少，因此數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)周期長，穩(wěn)定性可靠性較差。在計算機技術(shù)高速發(fā)展的今天，如何能快速可靠的開發(fā)出高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的數(shù)控軟件，縮短我們與國外數(shù)控技術(shù)水平的差距，具有重要意義。根據(jù)多年來積累的開放式數(shù)控系統(tǒng)研究開發(fā)及應(yīng)用的經(jīng)驗，學習研究了國外開放式數(shù)控系統(tǒng)及相關(guān)標準規(guī)范，并根據(jù)公司自身發(fā)展數(shù)控技術(shù)的需求，研究開發(fā)了一種適用于開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺ONCASP(Open Numerical Controller Application Software Platform)。
ONCASP的開放性主要體現(xiàn)在四個層次：
第一層為內(nèi)核層：由于運動控制與邏輯控制任務(wù)工作在實時內(nèi)核中。ONCASP采用編譯執(zhí)行的PMC與PLC編程語言，允許用戶定制實時控制任務(wù)，編寫復(fù)雜的軌跡插補算法。編譯執(zhí)行的方式確保了系統(tǒng)級任務(wù)的運行效率。
第二層為插件層：由于ONCASP采用了模塊化的設(shè)計。用戶可以使用高級語言編寫插件模塊運行在系統(tǒng)程序的后臺或前臺。通過高級語言，可以將操作系統(tǒng)硬件以及第三方軟件的資源與控制系統(tǒng)無縫整合在一起，使系統(tǒng)功能得到充分地延伸。
第三層為組態(tài)層：ONCASP提供了腳本語言編程接口以及基于XML的操作界面描述語言。通過這個接口，用戶無需掌握專業(yè)的編程知識，就可以定制界面并可以實現(xiàn)基于菜單按鈕的人機交互。這一層次主要面向控制系統(tǒng)的現(xiàn)場工程師和高級用戶。他們往往掌握豐富的工藝經(jīng)驗，但是并不懂得軟件編程技術(shù)。ONCASP的腳本和組態(tài)工具有效地降低了系統(tǒng)的二次開發(fā)的門檻。
第四層為網(wǎng)絡(luò)層：基于以太網(wǎng)的Socket接口，ONCASP平臺可以向網(wǎng)絡(luò)上的遠程計算機實時廣播控制系統(tǒng)的狀態(tài)，并可接受經(jīng)過加密的控制指令。而通過無線Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，對ONCASP平臺的監(jiān)控更可以擴展到智能移動終端。管理人員可以在工廠的每一個角落均可以實時了解到生產(chǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)。
以上幾個開放層次，使ONCASP平臺滿足了不同層次的用戶需求，并能適應(yīng)靈活多變的應(yīng)用場合。
在工業(yè)控制中廣泛使用的具有圖形用戶界面的操作系統(tǒng)主要是Windows和Linux兩種。ONCASP能夠在這兩種不同的操作系統(tǒng)中運行；并且在不同的操作系統(tǒng)中，基于ONCASP所開發(fā)的應(yīng)用軟件能夠表現(xiàn)出相似的視感和操作方法。
數(shù)控系統(tǒng)集成CAD/CAM技術(shù)
數(shù)控系統(tǒng)的編程技術(shù)經(jīng)過多年的不斷發(fā)展，已經(jīng)由傳統(tǒng)的手工編程，逐漸轉(zhuǎn)化為更加靈活易用的自動化輔助編程。盡管這一技術(shù)與專業(yè)的CAD/CAM軟件之間仍然存在一定的差距，但是這并不能阻止它與數(shù)控系統(tǒng)的深度結(jié)合。
目前國外的知名數(shù)控系統(tǒng)，如西門子、海德漢、FANUC等，都根據(jù)各自數(shù)控系統(tǒng)的操作風格，發(fā)展起了專有的自動化輔助編程技術(shù)。與基于PC的專業(yè)的CAD/CAM軟件相比，數(shù)控系統(tǒng)因為屏幕尺寸和輸入設(shè)備的限制，在復(fù)雜零件建模方面仍然無法替代專業(yè)軟件。
但是，數(shù)控系統(tǒng)上實現(xiàn)CAD/CAM具備兩個獨特的優(yōu)勢：一方面在于數(shù)控系統(tǒng)上能夠隨時編程、隨時加工，有效提高工作效率；另一方面在于CAD/CAM能夠獲得數(shù)控系統(tǒng)的刀具、加工參數(shù)等信息，使所設(shè)計的零件在加工時都具備更好的工藝性，充分提高加工效率和質(zhì)量。然而，方便靈活的CAD/CAM功能對數(shù)控系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。正是由于以上原因，是否集成了CAD/CAM功能成為高檔數(shù)控系統(tǒng)的重要辨別標準。
開通數(shù)控從1998年開始，就已經(jīng)對集成CAD/CAM技術(shù)進行了跟蹤研究。經(jīng)過了十余年的發(fā)展。目前已經(jīng)擁有了一套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的CAD/CAM軟件技術(shù)――KTCAM，并將其與ONCASP平臺進行了深度整合。
KTCAM采用OpenGL三維渲染引擎，并采用高速三維建模算法。能夠?qū)崿F(xiàn)簡單快捷的逆向重構(gòu)。KTCAM能夠支持多種主流CAD/CAM的文件格式，并能夠基于基本的三維實體，通過拉伸、剪切、合并等實體算法生成復(fù)雜的三維零件形狀。另外，根據(jù)當今藝術(shù)品、模具、廣告和展會產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，KTCAM還提供了浮雕、刻字等簡單實用的曲面建模和刀具路徑優(yōu)化算法。而所有這些三維形狀編輯和加工參數(shù)的設(shè)置操作都充分考慮到了數(shù)控系統(tǒng)的操作風格，力求操作簡單。
隨著CAD/CAM的應(yīng)用日趨廣泛，數(shù)控系統(tǒng)漸已成為高端軟件技術(shù)發(fā)展的新高地。
軟件平臺應(yīng)用
隨著ONASCP進入實際應(yīng)用階段。開通數(shù)控在此“平臺”上開發(fā)了數(shù)控車、銑、加工中心、磨削、齒輪加工、切割等數(shù)控軟件，提供多種顯示語言，如英文、捷克文、德文和法文等，并根據(jù)市場的需求在繼續(xù)不斷地完善、提升、發(fā)展這個平臺。與之配套的數(shù)控機床批量出口歐美、日本等發(fā)達國家，開發(fā)應(yīng)用實例包括：基于PC、具有三維加工圖形顯示的車床數(shù)控軟件；基于PC、銑床數(shù)控軟件；用于數(shù)控機床培訓的、具有與日本FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)相同性能與功能及界面、操作的銑床、加工中心數(shù)控軟件；基于WinCE操作系統(tǒng)的嵌入式磨床數(shù)控軟件等。
[論文摘要]隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)。
一、國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況
目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。
二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
（一）性能發(fā)展方向
（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。（3）工藝復(fù)合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。（4）實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。
（二）功能發(fā)展方向
（1）用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形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)。（2）科學計算可視化。科學計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。（3）多媒體技術(shù)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。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，在實時監(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)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。超級秘書網(wǎng)
（三）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。（2）模塊化。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。（3）網(wǎng)絡(luò)化。機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環(huán)控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)
當前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系。
參考文獻：
[1]電動機降壓起動器的選擇與分析，凌浩，2000.12vol.20P66.
在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體。論文百事通機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。
2智能化技術(shù)發(fā)展趨勢
2.1性能發(fā)展方向
(1)高速高精度高效化。
速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化。
包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大。可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群拉系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
(3)工藝復(fù)合性和多軸化。
以減少工序、輔助時間為主要目的的復(fù)合加工。正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。
(4)實時智能化。
早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。科學技術(shù)發(fā)展到今天，實時系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實時響應(yīng)的、更現(xiàn)實的領(lǐng)域發(fā)展，而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展。由此產(chǎn)生了實時智能控制這一新的領(lǐng)域。
2.2功能發(fā)展方向
(1)用戶界面圖形化。
用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前Internet、虛擬現(xiàn)實、科學計算可視化及多媒體等技術(shù)，也對用戶界面提出了更高要求。圖形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)。
(2)科學計算可視化。
科學計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語育表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動編程設(shè)計、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補和補償方式多樣化。
多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關(guān)的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取?/p>
(4)內(nèi)裝高性能PLC。
數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圈或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能，編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序?qū)崅?cè)，用戶可在標準PLC用戶程序基礎(chǔ)上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。
(5)多媒體技術(shù)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。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，在實時監(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)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。
2.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
(1)集成化。
采用高度集成化CPU，RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度，應(yīng)用LED平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點。可實現(xiàn)超大尺寸顯示。應(yīng)用先進封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，掘高系統(tǒng)的可靠性。新晨
(2)模塊化
硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化，根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服，PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
(3)網(wǎng)絡(luò)化
機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作，通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設(shè)定、操作、運行。不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢；產(chǎn)品功能；協(xié)調(diào)和綜合
現(xiàn)代技術(shù)革命總是伴隨著學科間的交叉和大綜合，通過這種交叉和綜合總是能夠推動工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，當前微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的結(jié)合就推動了機械工業(yè)的技術(shù)變革，這就使得機械的加工、結(jié)構(gòu)、功能等方面都會產(chǎn)生較大的變化，機械加工有電氣化已經(jīng)進入了機電一體化時代，工業(yè)生產(chǎn)到了極大的提高。
從當前科學技術(shù)的反戰(zhàn)大趨勢來看，機電一體化是個必然趨勢，也是科技革命的必然產(chǎn)物，機電一體化的發(fā)展必將影響傳統(tǒng)機械、電氣工業(yè)化工生產(chǎn)，逐步引領(lǐng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向智能化、自動化、高效能的方向發(fā)展。
1 機電一體化技術(shù)特點
機電一體化的結(jié)構(gòu)功能主要包括：整體功能、動力功能、信息處理、控制功能等方面，尤其是控制功能結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)的設(shè)計，通過相應(yīng)軟件實現(xiàn)自動化的控制，構(gòu)成了一個完整的機電一體化系統(tǒng)。機電一體化從交叉學科而來，目前已經(jīng)是自成一體，具備了具有自身專業(yè)特色的新的學科，其總的特征是：綜合運用自控技術(shù)、機械技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感、技術(shù)、接口技術(shù)和電力電子技術(shù)的合理配置，實現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程，在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)高效能、多功能、高可靠性的目標，其核心技術(shù)包括軟件和硬件，硬件的要求是比較高的，涵蓋高性能的機械本體，傳感器和驅(qū)動信息單元。軟件部分主要是起到保證準確性和可靠性的控制程序。
機電一體化技術(shù)和相應(yīng)的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域涵蓋范圍廣泛，目前我們所能接觸到的所有工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域都已經(jīng)覆蓋了機電一體化的技術(shù)，其生產(chǎn)產(chǎn)品根據(jù)專業(yè)類別分為“數(shù)控機械類、電子設(shè)備類 、機電結(jié)合類、電液伺服類、信息控制類”。
2 機電一體化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
在制造業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的今天，應(yīng)用機電一體化的產(chǎn)品也是層出不窮，在2013年我國新增機器人3.7萬臺，成為全世界2013年機器人數(shù)量增加最多的國家，據(jù)統(tǒng)計在2014年新增機器人數(shù)量已達到5.6萬臺，從這個方面也可以看出智能化、自動化結(jié)合微電子技術(shù)的行業(yè)發(fā)展是機電一體化的發(fā)展大方向，通過機電一體化技術(shù)的發(fā)展將帶動各個行業(yè)共同的發(fā)展。
2.1 發(fā)展歷程
“機電一體化”很多人簡單的理解為機械與電子的結(jié)合。在早期我們國內(nèi)剛剛接觸到機電一體化時僅是將機械和電子學的簡單融合，稱作機械電子學，近些年由于其不可抵擋的發(fā)展勢頭，機電一體化的的稱謂更加適合。機電一體化技術(shù)的發(fā)展離不開微處理技術(shù)的進步發(fā)展，微型芯片技術(shù)的進步必將帶動相應(yīng)的數(shù)控、機器人、電子控制等機電一體化前沿技術(shù)的革新，當然在不同的行業(yè)由于行業(yè)特殊性，也勢必存在相對低級的機電一體化，在當前應(yīng)該是高級和低級并存，以效率優(yōu)先為標準。隨著整個國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級和改變，我們越來越提倡綠色經(jīng)濟，綠色工業(yè)，機電一體化也應(yīng)向環(huán)保、節(jié)約的方向發(fā)展。另外在硬件方面，以電腦控制為主的機電結(jié)構(gòu)集成化技術(shù)日趨成熟，而與之緊密結(jié)合的控制技術(shù)、驅(qū)動部分、機械結(jié)構(gòu)部分都將提高集成化程度，高度集成化降低了使用和操作的難度，另外整體的機械效率也得到了較大提高。
2.2 技術(shù)應(yīng)用
在現(xiàn)代機械制造業(yè)中充分利用電子計算機技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生，如數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、虛擬制造、敏捷制造等。在飲料加工行業(yè)，利用機電一體化實現(xiàn)飲料自動灌裝，使單機的自動化程度有了較大的改善和提高，整個飲料生產(chǎn)及其包裝生產(chǎn)線的自控技術(shù)和生產(chǎn)能力得到了極大的改善，使其競爭能力遠遠超過傳統(tǒng)的機械控制的同類設(shè)備。在金屬加工企業(yè)中利用CIMS技術(shù)將人與生產(chǎn)經(jīng)營，生產(chǎn)管理和過程控制有機組合，連成一體，實現(xiàn)從原料采集到進廠技工，再到生產(chǎn)、加工、銷售發(fā)貨等等整個生產(chǎn)過程都有機電一體化的技術(shù)體現(xiàn)。
3 機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢
今后隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢將向智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、自源化、人性化、綠色化的方向發(fā)展。智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的邏輯思考、判斷推理、自主決策等智能，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程控制操作、診斷和修復(fù)。目前我國擁有機床接近320萬臺，是當今世界上機床數(shù)量最多的國家，但是處于技術(shù)領(lǐng)先的數(shù)控機床不到一成，而在這些機床中大部分也都是一些普通數(shù)控機床。機床中的電氣傳動部件，近些年也在逐漸向交流傳動轉(zhuǎn)變，電氣傳動技術(shù)被交流傳動所取代是必然趨勢，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展將復(fù)雜的矢量控制技術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實，而且交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)大大超過了直流調(diào)速水平。
機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，因此模塊化是一項復(fù)雜的工程。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，利用標準化模塊開發(fā)出新的產(chǎn)品。模塊化是需要生產(chǎn)廠家統(tǒng)一認識，應(yīng)該從行業(yè)發(fā)展角度出發(fā)，加速實現(xiàn)模塊化和標準化的進程。另外網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也會對機電一體化技術(shù)產(chǎn)生深遠影響，家庭網(wǎng)絡(luò)化可以將家用電器連接成集成家用電器系統(tǒng)，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化、接近生活化方向發(fā)展。
4 結(jié)束語
隨著科學技術(shù)的發(fā)展， 機電一體化和各種專業(yè)技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，以機械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機結(jié)合為主體的機電一體化技術(shù)是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻：
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Abstract: China is in a critical period of economic development, manufacturing technology is our weak link. Just to keep up with the development of advanced manufacturing technology in the world, will be the priority strategy, and with enough strength to be implemented, it can quickly narrow the gap with developed countries, to remain invincible in the fierce competition in the market. With the rapid development of computer technology, the traditional manufacturing industry began a fundamental change, invested heavily industrialized countries. Research and development of modern manufacturing technology, and put forward the new manufacturing mode.
Keywords: machinery manufacturing; intelligent; technology
中圖分類號：TD406 文獻標識碼：文章編號:
前言：
機械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標,包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。隨著社會的發(fā)展,人們對產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質(zhì)量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務(wù)要好、要滿足人們越來越高的要求, 就必須采用先進的機械制造技術(shù)。
1機械制造技術(shù)的發(fā)展在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體。機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。
2智能化技術(shù)發(fā)展趨勢
2.1性能發(fā)展方向
2.1.1 高速高精度高效化。速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
2.1.2 柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大。可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群拉系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
2.1.3 工藝復(fù)合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的復(fù)合加工。正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。
2.1.4 實時智能化。早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為。科學技術(shù)發(fā)展到今天，實時系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實時響應(yīng)的、更現(xiàn)實的領(lǐng)域發(fā)展，而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展。由此產(chǎn)生了實時智能控制這一新的領(lǐng)域。
2.2功能發(fā)展方向
2.2.1 用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前Internet、虛擬現(xiàn)實、科學計算可視化及多媒體等技術(shù)，也對用戶界面提出了更高要求。圖形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)。
2.2.2 科學計算可視化。科學計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語育表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動編程設(shè)計、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
2.2.3 插補和補償方式多樣化。多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關(guān)的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取?/p>
2.2.4 內(nèi)裝高性能PLC。數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圈或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能，編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序?qū)崅?cè)，用戶可在標準PLC用戶程序基礎(chǔ)上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。
2.2.5 多媒體技術(shù)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。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，在實時監(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)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。
2.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
2.3.1 集成化。采用高度集成化CPU，RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度，應(yīng)用LED平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點。可實現(xiàn)超大尺寸顯示。應(yīng)用先進封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，掘高系統(tǒng)的可靠性。
2.3.2 模塊化。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化，根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服，PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
2.3.3 網(wǎng)絡(luò)化。機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作，通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設(shè)定、操作、運行。不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
3智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)當前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能，智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系。制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。
關(guān)鍵詞: 智能化；網(wǎng)絡(luò)控制；機械制造
在中國自改革開放以來,工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)取得了很大的進步,智能機械制造技術(shù)的應(yīng)用和實施是代表之一。文章圍繞智能機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀,以及三個方面討論了未來的發(fā)展趨勢和應(yīng)用,智能機械制造技術(shù)的應(yīng)用和實現(xiàn)進行了討論。
一、我國機械工程智能化的現(xiàn)狀
上個世紀,科技的快速發(fā)展對機械工程在現(xiàn)階段的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ),目前,成熟的機械工程知識。聰明,根據(jù)人腦的結(jié)構(gòu)和功能是研究機械工程智能主要目的在于結(jié)合人類大腦的特點實現(xiàn)用機器代替手工勞動的一部分。目前,我國有一個明確的機械工程的發(fā)展趨勢,總的來說,引進國外先進技術(shù)水平,并有自己的勘探和開發(fā),和政府的政策支持,機械工程的發(fā)展非常有利條件,發(fā)展非常迅速。
智能機械工程的發(fā)展是非常重要的。目前,我國許多企業(yè)已經(jīng)開始在機械工程開發(fā)智能應(yīng)用程序的可能性,盡管企業(yè)經(jīng)營仍然存在著一些缺陷,但在企業(yè)管理模式,生產(chǎn)方面的變化,越來越多的企業(yè)越來越重視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但我國現(xiàn)階段存在許多困難:機械工程、智能科學技術(shù)水平的發(fā)展,雖然有了長足的進步,但與世界頂尖水平有差距。智能雖然有一定效果,但創(chuàng)新能力是不夠的,盡管建立信息管理系統(tǒng),但還有待進一步完善,企業(yè)更快的發(fā)展,但并不是智能程度更高。然而,這些困難只是暫時的,機械工程,智能化的發(fā)展方向是時代的潮流,隨著經(jīng)濟等方面的深度,我國科學技術(shù)的發(fā)展,將為機械工程提供一個更強大的智能支持。
二、機械智能化制造技術(shù)的應(yīng)用
1.現(xiàn)代機械制造技術(shù)已不再是一個簡單的生產(chǎn)過程,生產(chǎn)和產(chǎn)品設(shè)計,但通過商品的概念系統(tǒng)已經(jīng)逐漸過渡到最終產(chǎn)品生產(chǎn)完成,系統(tǒng)集成生產(chǎn)過程的生產(chǎn),是現(xiàn)代制造技術(shù)的一個函數(shù)更系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)的信息處理機制的完美融合。制造技術(shù)、系統(tǒng)工程、自動化技術(shù)和智能技術(shù)的集成,逐步開發(fā)一個全面的新技術(shù)產(chǎn)業(yè),即智能制造技術(shù),這是自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用,智能水平的表現(xiàn)。最典型的是智能制造系統(tǒng)在機械制造行業(yè),人工智能的應(yīng)用有機成機械制造系統(tǒng)在每一個操作環(huán)節(jié),通過專家智能的模擬活動,而不是最初由專家負責的那部分的活動和擴展專業(yè)負責的活動系統(tǒng)使用其功能的智能制造系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測,各種各樣的錯誤可以發(fā)生在任何時間和分析預(yù)測異常運行狀態(tài),并在專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上寫的類似問題的預(yù)防措施的實施,與操作參數(shù)調(diào)整,以適應(yīng)外部環(huán)境的變化和緊急突發(fā)事件的處理。
2.機械制造技術(shù),有一種高端的技術(shù)稱為實時智能技術(shù)。只有第一個實時系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境相對簡單的定義,它只停留在如何調(diào)整任務(wù),如何修改操作,如何使用這些工具,以確保有效的在規(guī)定的時間內(nèi)完成所有任務(wù)。人工智能和高科技產(chǎn)品正試圖重組人類智能行為的實時計算模型,并實現(xiàn)其功能。現(xiàn)階段科學技術(shù)使實時系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合,相互補充,人工智能領(lǐng)域正朝著一個更現(xiàn)實的不斷發(fā)展,實時系統(tǒng)也向更智能的應(yīng)用領(lǐng)域邁出了一大步,因為這樣的進步,現(xiàn)在的實時智能控制高度預(yù)期的結(jié)果是否得以實現(xiàn)。
三、機械工程智能化的發(fā)展方向
先進制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,制造技術(shù)是由傳統(tǒng)的制造技術(shù),不僅使制造技術(shù)的有效因素,在過去,不斷吸收各種高新技術(shù)成果,并滲透到生產(chǎn)的所有領(lǐng)域和整個過程。現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個方向:一個是精密工程技術(shù)、超精密加工的前沿地區(qū),精細加工、納米技術(shù),將進入微機械電子技術(shù)和微機時代;第二,機械工程,智能,智能產(chǎn)品,為了實現(xiàn)的生產(chǎn)管理和發(fā)展智能和智能安全報警。
1.精密成形技術(shù)包括:精密鑄造(濕膜鑄造精密成形,只要輸入鑄造精密成形、精密制造核心)、精密鍛造、冷濕精密成形、精密沖裁)、精密成型、精密熱塑焊接與切割等。
2.隱形切割無切削液加工機械加工工業(yè)是主要的應(yīng)用領(lǐng)域,沒有切削液處理和簡化流程,降低成本,消除了冷卻劑帶來了一系列問題,如廢物排放和回收,等等。
3.快速原型制造(RPM)和快速成型零件設(shè)計突破了傳統(tǒng)的加工工藝材料去除的原理,通過添加,累積的原則。代表技術(shù)分層實體制造(LOM),融化沉積建模(FDM)等等。
4.機械工程情報不僅僅是生產(chǎn)產(chǎn)品的智能化,智能管理方式,和機械工程設(shè)備智能化,智能機器生產(chǎn)能有效提高生產(chǎn)效率,可以幫助管理者在機械設(shè)備智能設(shè)備管理,降低管理成本,通過計算機管理,實現(xiàn)智能管理的目標機器的性能和運行狀態(tài),如故障時發(fā)生在生產(chǎn)的過程中,監(jiān)管設(shè)備將發(fā)出警報,停止設(shè)備運行的問題,確保二次故障的機器將不會發(fā)生。機械工程設(shè)備運行條件是機械工程的基礎(chǔ),生產(chǎn)效率,在生產(chǎn)的過程中是非常重要的。因為不同的機器設(shè)備設(shè)計、施工、性能、安裝和其他差異,機械工程,生產(chǎn)效率和生產(chǎn)目標也不同,智能機械工程設(shè)備可以根據(jù)每臺機器的不同功能合理操作。機械工程、智能生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)的連鎖控制技術(shù)、遙感技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代機械工程等,所以企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注科學和技術(shù)的發(fā)展趨勢,跟隨科技發(fā)展的步伐,與時俱進,應(yīng)用新的科學技術(shù)投入生產(chǎn)。
四、總結(jié)
只有跟上世界潮流的先進制造技術(shù)的發(fā)展,并把它在一個戰(zhàn)略重點,,有足夠的強度以縮小與發(fā)達國家的差距,盡快能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。在我國研究和發(fā)展先進制造技術(shù)勢在必行。
參考文獻：
[1]宋波.論機械制造的智能化技術(shù)發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2009(21).
關(guān)鍵詞：機械制造；自動化；信息化；智能化
機械自動化是指將機械制造技術(shù)與自動化技術(shù)相結(jié)合，進而在利用機械制造產(chǎn)品的過程中實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。從而有效提高機械設(shè)備的生產(chǎn)作業(yè)效率。隨著機械制造業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械自動化技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)階段機械制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級與改造的主要內(nèi)容。實現(xiàn)機械制造領(lǐng)域的自動化技術(shù)，也是提高生產(chǎn)力的有效手段。
1、我國機械自動化的現(xiàn)狀
機械自動化技術(shù)從上個世紀20年代開始發(fā)展應(yīng)用以來，已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，特別是近年來計算機的高度集成化，開始采用了計算機集成制造系統(tǒng)，大大加快了機械自動化的發(fā)展，但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前，世界各國的機械自動化水準除少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外，我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。當前，我國還處在社會主義初級階段，經(jīng)濟、財力、生產(chǎn)力水準、國民素質(zhì)等，與世界主要國家的差距是很大的；我國有豐富的勞動力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達兩千多萬，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產(chǎn)率，勞動力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個現(xiàn)實問題。
2、機械自動化技術(shù)優(yōu)勢分析
（1）提高機械生產(chǎn)的能力與產(chǎn)品質(zhì)量。通過自動化以及信息化的控制系統(tǒng)，保證了生產(chǎn)加工過程中全自動化流水作業(yè)，生產(chǎn)力得到大幅度提高。此外機械設(shè)備的自動處理以及自動控制可以有效避免人為因素造成的質(zhì)量問題，有利于控制質(zhì)量。
（2）機械設(shè)備工作狀態(tài)下的安全性得到保障。由于機械自動化技術(shù)通常具有自動監(jiān)視、保護以及問題分析診斷功能，因此對于由于電力、操作失誤等造成的故障可以采取自動保護措施，避免故障的發(fā)生對于設(shè)備以及機械操作管理人員造成威脅。
（3）節(jié)約原材料以及能耗。機械自動化技術(shù)可以在較低的能耗狀態(tài)下調(diào)整機械設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，同時將機械設(shè)備的工作條件自動調(diào)整，因而有助于節(jié)約原材料的投入，具有較好的節(jié)能原材料的效果。
（4）機械自動化技術(shù)適用范圍較廣。將機械自動化技術(shù)與數(shù)控技術(shù)等有效整合，可以全面的提高生產(chǎn)加工的自動化水平。同時具有集控制、監(jiān)測、調(diào)節(jié)以及診斷于一體的功能，適用范圍較廣，對于工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及國防軍用等領(lǐng)域，均可以適用。
3、機械自動化技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成
機械自動化技術(shù)作為一項繁瑣的系統(tǒng)工程，融合了多門學科多種技術(shù)。實現(xiàn)機械設(shè)備的自動化生產(chǎn)加工，通常需要以下幾個單元協(xié)調(diào)工作：
（1）自動化程序設(shè)定單元。程序設(shè)定單元主要是通過寫入程序，決定機械的自動工作步驟以及工作方法。
（2）作用施加單元。這主要是對自動化控制系統(tǒng)提供能量，并進行工作狀態(tài)的準確定位。
（3）傳感傳遞單元。傳感單元主要是通過各種傳感器，對機械工作狀態(tài)進行監(jiān)測，并及時將各項信息傳遞給控制系統(tǒng)。
4、我國自動化技術(shù)發(fā)展過程中存在的問題
（1）自動化技術(shù)相比發(fā)達國家仍處于落后水平。由于受到我國基礎(chǔ)工業(yè)的限制，我國的機械自動化仍處于較低水平。尤其是在關(guān)鍵部件與核心控制元件等，仍處于傳統(tǒng)落后的單機自動化，用戶對于自動化水平進行提升的要求非常迫切。
（2）機械制造加工方法落后。制造工藝粗糙，新興技術(shù)推廣應(yīng)用不到位，傳統(tǒng)低產(chǎn)能工藝仍在使用，產(chǎn)品質(zhì)量水平低是目前我國機械制造自動化存在的主要問題，改進加工方法，提升控制技術(shù)已經(jīng)成為機械自動化技術(shù)的發(fā)展重點。
（3）機械設(shè)計未能實現(xiàn)自動化。發(fā)達國家已經(jīng)在機械設(shè)計等領(lǐng)域采取計算機輔助系統(tǒng)，大幅提高了機械設(shè)計的自動化水平，改善機械設(shè)計方法，推動工業(yè)生產(chǎn)進步這也是我國機械自動化水平面臨的問題
（4）機械生產(chǎn)加工自動化控制實現(xiàn)程度較低。我國大部分機械自動化控制仍未能落實，只有少數(shù)企業(yè)采用了先進的計算機輔助管理系統(tǒng)，對于機械控制管理技術(shù)的革新認識不足。
5、機械自動化技術(shù)在機械制造業(yè)中的發(fā)展應(yīng)用技術(shù)研究
對于機械自動化技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)結(jié)合機械設(shè)備的具體情況以及生產(chǎn)與技術(shù)條件，制定自動化的生產(chǎn)方式，才能保證自動化技術(shù)可以產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。現(xiàn)階段我國機械制造業(yè)正逐步向集成化以及智能化不斷發(fā)展，并將自動化技術(shù)與信息集成、輔助控制技術(shù)等結(jié)合使用，為機械制造自動化發(fā)展提供動力。
（1）智能化的機械制造控制
隨著自動化技術(shù)水平的不斷發(fā)展，機械制造自動化技術(shù)已經(jīng)與系統(tǒng)工程、智能系統(tǒng)控制等相互交織，形成了綜合性較強的機械制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)。智能化的機械制造技術(shù)，作為機械自動化技術(shù)發(fā)展的分支，通過將人工智能控制系統(tǒng)滲透到機械制造系統(tǒng)中的各個部分，通過智能系統(tǒng)模擬專家的分析判斷，對于機械制造過程中的工作狀態(tài)進行監(jiān)視，并及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在工作過程中的問題，通過對自身工作參數(shù)的及時調(diào)整適應(yīng)工作環(huán)境或者是自動采取糾正措施，保持工作狀態(tài)的穩(wěn)定。
（2）柔性化的機械自動化技術(shù)
隨著機械制造技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)變能力強，反應(yīng)快速的柔性化機械制造加工技術(shù)已經(jīng)成為市場需要，對機械制造進行優(yōu)化設(shè)計調(diào)整，實現(xiàn)柔性化的自動系統(tǒng)控制，也成為機械自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。柔性化的機械自動化技術(shù)是指在保證生產(chǎn)柔性化基礎(chǔ)上，通過對于機械控制系統(tǒng)人機界面的合理調(diào)整，并建立完善可靠的信息控制系統(tǒng)，實現(xiàn)計算機全程管理。柔性化的機械自動化技術(shù)的特點在于，將自動設(shè)備與普通的機械同時配置，在允許自動化生產(chǎn)加工的前提下，允許人工對于其工作狀態(tài)進行外部調(diào)整，以及時更改工作狀態(tài)或者工作參數(shù)，達到機械控制內(nèi)部組織方式的改良優(yōu)化。
（3）虛擬化的機械自動化技術(shù)
虛擬化的機械自動化技術(shù)是指將現(xiàn)代花的機械制造技術(shù)與仿真技術(shù)相聯(lián)系，結(jié)合自動化技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及計算機建模技術(shù)，對機械加工制造過程進行科學合理的仿真，進而可以及時預(yù)測實際工作狀態(tài)下可能發(fā)生的問題，并通過仿真過程不斷調(diào)整各個控制系統(tǒng)及工作參數(shù)。進而實現(xiàn)原材料以及能耗較低、加工制造能力高的機械制造狀態(tài)，最終實現(xiàn)降低機械加工制造成本，加快機械產(chǎn)品研發(fā)周期的目的。
（4）集成化技術(shù)
實現(xiàn)機械加工制造自動化技術(shù)的升級改造，必須通過對于整個系統(tǒng)的集成化改造。由于電子技術(shù)以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，各種能夠改善機械自動化技術(shù)的新技術(shù)不斷發(fā)展，這對于提高機械加工制造生產(chǎn)能力具有重要的意義。集成化技術(shù)主要是集成了計算機輔助設(shè)計、信息控制以及智能管理等方面的技術(shù)。以系統(tǒng)工程作為整體的理論指導(dǎo)，對于機械自動化系統(tǒng)進行必要的重組與升級，將影響機械加工工作的各種因素綜合考慮，最終實現(xiàn)自動化水平高、生產(chǎn)能力強的有機整體。
（5）微型化的機械自動化產(chǎn)品
在軍事、通訊、信息以及醫(yī)藥等領(lǐng)域，需要機械產(chǎn)品具有規(guī)格小、能耗低、易于控制、使用壽命長的特點。因此對于機械自動化技術(shù)的革新升級，應(yīng)側(cè)重于自動化產(chǎn)品的微型化處理方面，實現(xiàn)微型化的機械自動化產(chǎn)品。對于促進相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展也具有重要的作用。
結(jié)語：
機械自動化技術(shù)對于提高生產(chǎn)加工效率。降低勞動強度，實現(xiàn)接卸制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級意義重大，同時對于國民經(jīng)濟、國防軍事等也有重要的影響。發(fā)展生機機械自動化技術(shù)，必須充分認識到我國現(xiàn)階段技術(shù)缺陷，并獨立自主的開展技術(shù)研究，不斷構(gòu)建以信息化、智能化為主導(dǎo)的機械自動化技術(shù)，推動我國機械制造產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級；需求導(dǎo)向；機械類專業(yè)；職業(yè)素養(yǎng)；人才培養(yǎng)
中圖分類號：G715文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2015）11-0035-03
一、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級下對中職機械類專業(yè)人才的需求
機械裝備制造業(yè)是為國民經(jīng)濟各產(chǎn)業(yè)進行生產(chǎn)和擴大再生產(chǎn)提供技術(shù)裝備的“母體”工業(yè)，是服務(wù)于基礎(chǔ)工業(yè)和相關(guān)工業(yè)的綜合性產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過多年發(fā)展，我國機械裝備制造業(yè)已經(jīng)形成門類齊全、規(guī)模較大、并具有較高技術(shù)水平的產(chǎn)業(yè)體系，成為現(xiàn)代工業(yè)的主體，是經(jīng)濟增長和技術(shù)進步的原動力。隨著南方風機、一汽大眾、愛信精機等國內(nèi)外知名企業(yè)落戶佛山，機械裝備制造業(yè)在佛山得到更為迅速的發(fā)展，特別是在機械裝備制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的帶動下，本區(qū)域?qū)Ω咚刭|(zhì)的生產(chǎn)一線的機械類技能人才需求不斷攀升，行業(yè)提供的大量崗位十分適合中職機械類應(yīng)用型人才的就業(yè)層次，現(xiàn)有的生產(chǎn)一線機械類技術(shù)人才無論從在數(shù)量上還是在整體素質(zhì)上還遠遠無法滿足行業(yè)的需求。
二、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級下對中職機械類專業(yè)人才職業(yè)素養(yǎng)需求分析
經(jīng)過對本地區(qū)的典型企業(yè)調(diào)研可知，佛山地區(qū)的機械裝備制造業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，如果不能盡快實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級，那么企業(yè)將面臨著被直接淘汰的危險。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級也對大量的生產(chǎn)一線的技術(shù)工人提出了許多新的要求，給當前的中職機械類人才培養(yǎng)帶來了不小的沖擊。以下筆者將從職業(yè)信念、職業(yè)知識技能和職業(yè)行為習慣三個方面，對新形勢下對生產(chǎn)一線的機械類專業(yè)人才的職業(yè)素養(yǎng)需求進行分析。
（一）對中職機械類專業(yè)人才職業(yè)信念的需求分析
職業(yè)信念是職業(yè)素養(yǎng)的核心，正確的職業(yè)信念應(yīng)該包括良好的職業(yè)道德、積極向上的職業(yè)心態(tài)和正確的職業(yè)價值觀。對于中職機械類專業(yè)人才，正確的職業(yè)信念應(yīng)該是熱愛機械裝備制造產(chǎn)業(yè)，及時關(guān)注和了解機械加工制造行業(yè)的學科知識、發(fā)展動態(tài)以及與行業(yè)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展趨勢，掌握制定生產(chǎn)計劃，進行生產(chǎn)成本核算，提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的能力，并在生產(chǎn)過程中注重遵紀守法，減少生產(chǎn)污染，保護生產(chǎn)環(huán)境，確保人員和設(shè)備安全，有較強的人際關(guān)系協(xié)調(diào)能力，靈活的應(yīng)變能力、高效的執(zhí)行力及可持續(xù)發(fā)展的能力。守法、自信、樂業(yè)、愛崗、忠誠、積極、合作、包容，“下得去、留得住、用得上、干得好”等，都是每一個成功的生產(chǎn)一線職業(yè)人所必備的核心職業(yè)信念。
（二）對中職機械類專業(yè)人才職業(yè)知識技能的需求分析
職業(yè)知識技能，就是做好一個職業(yè)所應(yīng)該必備的專業(yè)知識和職業(yè)技能。沒有扎實的專業(yè)知識，沒有精湛過硬的職業(yè)技能，不但不可能成為一名優(yōu)秀的員工，甚至連基本的工作任務(wù)都無法完成好。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，即產(chǎn)業(yè)往著更有利于經(jīng)濟、社會發(fā)展方向發(fā)展。機械裝備制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵是生產(chǎn)技術(shù)的進步，企業(yè)需要在引進先進生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上對新技術(shù)進行不斷的消化吸收，并加以研究、改進和創(chuàng)新，逐漸建立屬于自己的技術(shù)體系。所以，機械制造業(yè)在轉(zhuǎn)型升級中也給中職機械類人才的專業(yè)知識技能提出了較高的需求，要求生產(chǎn)一線的技術(shù)員工掌握現(xiàn)代生產(chǎn)制造技術(shù)的基本理論、方法和技術(shù)，掌握常用的普通機床、數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和工作原理等基本知識， 具備常用的普通機床、數(shù)控機床的操作、編程、管理與檢測、維修技術(shù)技能，能熟練運用常用的數(shù)控編程、加工、制造軟件，掌握數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工程序編制和優(yōu)化，并具備一定的技術(shù)綜合應(yīng)用、生產(chǎn)管理調(diào)度、工藝提升和及時應(yīng)用新技術(shù)、新技能的職業(yè)知識技能。
（三）對中職機械類專業(yè)人才的職業(yè)行為習慣需求
“播下一個行動，收獲一種習慣；播下一種習慣，收獲一種性格；播下一種性格，收獲一種命運”，養(yǎng)成良好的職業(yè)行為習慣，可以讓一個人受益一輩子。職業(yè)行為習慣，是員工在工作崗位上通過長時間地學習―改變―形成，最后變成習慣的一種職場綜合素質(zhì)。經(jīng)走訪、調(diào)研本地區(qū)機械制造企業(yè)，對中職機械類專業(yè)人才的職業(yè)行為習慣需求主要表現(xiàn)在：（1）遵守生產(chǎn)安全規(guī)則制度的習慣，確保生產(chǎn)人員、設(shè)備安全；（2）養(yǎng)成節(jié)能、低耗、高效、環(huán)保的生產(chǎn)習慣，在工作中力求使減少加工生產(chǎn)過程的能源、材料損耗，提高生產(chǎn)效率；（3）養(yǎng)成忠于職守，盡職盡責的習慣，確保按質(zhì)、按時完成生產(chǎn)任務(wù)；（4）養(yǎng)成團體協(xié)助，互相幫助的習慣，確保在工作中恰當協(xié)調(diào)人際關(guān)系，營造良好工作環(huán)境；（5）養(yǎng)成不斷學習提升的習慣，確保自身的知識結(jié)構(gòu)和技能水平與企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級、不斷發(fā)展相適應(yīng)。
三、基于機械制造產(chǎn)業(yè)需求的中職機械類專業(yè)人才培養(yǎng)策略
機械裝備制造產(chǎn)業(yè)能否成功轉(zhuǎn)型升級，在很大程度上取決于企業(yè)的生產(chǎn)一線員工的技術(shù)能力、職業(yè)素質(zhì)。中職機械類專業(yè)擔負著為本地區(qū)機械裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展和相關(guān)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)提供人才支撐的重要任務(wù)，推動、落實為本地區(qū)機械制造企業(yè)培養(yǎng)具備良好的職業(yè)信念和扎實過硬的職業(yè)知識技能以及良好的職業(yè)行為習慣的應(yīng)用型人才是中職機械類專業(yè)發(fā)展的重大機遇和歷史責任。
（一）開展入學專業(yè)認知教育，激發(fā)學生專業(yè)認同和學習興趣
德國教育家第斯多惠說過，教學的藝術(shù)不僅在于傳授本領(lǐng)，而更重要的是善于激勵、喚醒和鼓舞。新生入學的專業(yè)認知教育是新生入學教育的重要組成部分。根據(jù)人力資源的研究理論顯示，入學引導(dǎo)教育將對學生的成功產(chǎn)生重要而深遠的影響。中職生由于年齡較小、社會閱歷較淺，往往對自己所報讀的專業(yè)一知半解。所以，在入學之初就針對機械類專業(yè)的新生開展機械類專業(yè)介紹，參觀、走訪區(qū)域知名機械制造企業(yè)，機械工程師、機械企業(yè)家講座入校園等系列的機械類專業(yè)認知教育，能較好地激發(fā)新生對機械類專業(yè)的認同感，培養(yǎng)學生的學習興趣，激發(fā)他們的學習動機，喚醒他們對機械知識的求知需要。除此之外，也可以通過企業(yè)優(yōu)秀員工、同校同專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生的現(xiàn)身說法，介紹機械類生產(chǎn)崗位的職業(yè)發(fā)展路徑，引導(dǎo)學生思考個人的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃。
（二）根據(jù)區(qū)域行業(yè)特點，優(yōu)化課程體系
由于機械裝備制造業(yè)在轉(zhuǎn)型升級中對中職機械類專業(yè)人才的專業(yè)知識技能提出更高的需求，為此需要構(gòu)建適應(yīng)機械裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展需要的機械類專業(yè)課程體系。根據(jù)“就業(yè)導(dǎo)向，能力本位，面向市場，服務(wù)社會”的原則，改革傳統(tǒng)的理論脫離實際的課程和陳舊的教學內(nèi)容，結(jié)合產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求，重組有利于培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力，有利于培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力的課程體系。例如，針對佛山地區(qū)機械加工制造企業(yè)眾多，生產(chǎn)加工過程中普遍應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的特點，以數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力為中心，以CAD/CAM為主線，加強基礎(chǔ)、注重實踐的教學改革思路重新構(gòu)建專業(yè)課程體系。針對佛山地區(qū)模具制造企業(yè)較多的情況，可在課程體系中強化模具材料，模具結(jié)構(gòu)，模具設(shè)計、加工和修模等課程。通過不斷優(yōu)化專業(yè)課程體系，使培養(yǎng)出來的中職機械類專業(yè)畢業(yè)生能對接本地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，實現(xiàn)零距離就業(yè)。
（三）營造企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，促使學生轉(zhuǎn)變角色
為了使學生能在畢業(yè)時迅速適應(yīng)機械加工企業(yè)的企業(yè)文化、管理制度和工作要求，就要在校內(nèi)教學過程中盡可能地營造與企業(yè)真實生產(chǎn)環(huán)境一致的學習、實訓環(huán)境。在實訓車間中，無論是從生產(chǎn)車間的環(huán)境布局，學生的打卡上班，減少每45分鐘的課間休息次數(shù)，然后到工量夾具的申領(lǐng)，生產(chǎn)工具、量具的擺放，最后到加工產(chǎn)品的檢測標準、學生實訓考評的檢測標準等等，都應(yīng)該盡可能地按照企業(yè)真實的生產(chǎn)進行操作。通過模擬企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，營造“進校如進廠，上學如上班，上課如上崗”的工作、學習氛圍，再配合教師的正確引導(dǎo)，促使學生在學習、實訓過程中從學生到企業(yè)生產(chǎn)一線技術(shù)員工的角色轉(zhuǎn)換，強化學生作為一名一線生產(chǎn)員工的職業(yè)意識，引導(dǎo)學生在不斷的學習、實訓中逐漸養(yǎng)成安全生產(chǎn)，節(jié)能、低耗、高效、環(huán)保，忠于職守，團結(jié)協(xié)作，自覺學習不斷提升等職業(yè)行為習慣。
（四）校企融合、引產(chǎn)入教，提升綜合能力
營造企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，是在形式上促進學生向生產(chǎn)一線員工的角色轉(zhuǎn)變，但學生綜合能力的提升，不但需要在實訓環(huán)境和車間文化建設(shè)上與企業(yè)真實環(huán)境保持一致，更需要在教學內(nèi)容與企業(yè)對接。通過校企融合，將企業(yè)真實的加工任務(wù)引入到教學過程中，使校內(nèi)的技能實訓與企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)實現(xiàn)對接，這樣才能確保學生畢業(yè)前就具備企業(yè)所需的綜合能力。結(jié)合佛山小微機械加工企業(yè)發(fā)達，生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)員工較少的特點，他們往往有著不定時生產(chǎn)任務(wù)繁重、難以及時完成生產(chǎn)訂單的情況。此時，學校可充分利用設(shè)備充足，學生眾多的優(yōu)勢，在教學中引入企業(yè)的生產(chǎn)加工任務(wù)，把學生將來的工作崗位所需要的技能融入到實訓中，使學習和工作崗位直接相貫通，在教師的指導(dǎo)下獨立完成較為復(fù)雜的企業(yè)加工訂單任務(wù)，實現(xiàn)生產(chǎn)與學習的合一、生產(chǎn)任務(wù)和訓練作業(yè)的合一、企業(yè)產(chǎn)品檢測標準和實訓成績評定的合一、技術(shù)工人與學生的合一、生產(chǎn)車間和教學課室的合一。通過積極實施“五合一”，強化了學生的專業(yè)技能，提升學生綜合應(yīng)用各種加工技術(shù)的能力，也較好地培養(yǎng)了學生的質(zhì)量控制意識和成本核算意識。
四、結(jié)論
隨著機械制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的持續(xù)推進，為了解決現(xiàn)階段行業(yè)技術(shù)人員不足的困局，作為生產(chǎn)一線技術(shù)人員的主要培養(yǎng)單位。中職學校必須緊跟轉(zhuǎn)型升級新需求，為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供充足的人才支撐。筆者所在的中職學校以滿足本區(qū)域機械產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級對生產(chǎn)一線技能人才的需求為立足點，從實訓內(nèi)容、教學模式、校企合作等方面做出了一系列的改革和創(chuàng)新，較好地提升了中職學生的職業(yè)素養(yǎng)，促使學生向產(chǎn)業(yè)工人的角色轉(zhuǎn)變，使畢業(yè)生能迅速適應(yīng)制造企業(yè)的工作需求。對深化中職機械類專業(yè)建設(shè)的內(nèi)涵，使其更好適應(yīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，為地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供人才支撐，為同類專業(yè)的建設(shè)探索了一些的經(jīng)驗和做法。
關(guān)鍵詞：中職學校;電工電子課程;實驗教學
電工電子課程是中職電氣技術(shù)應(yīng)用、應(yīng)用電子、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用、機電一體化和計算機應(yīng)用等專業(yè)的基礎(chǔ)課程。隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，電工電子課程涉及工作生活中的各個領(lǐng)域。學生的實驗水平直接關(guān)系到其所從事領(lǐng)域的基本操作技能。故此電工電子課程的開設(shè)尤為重要。
實驗教學可以有效地幫助學生充分消化理論知識，同時為枯燥的理論學習增添勃勃生機，學生的實踐操作能力也能得到提高。故此加大力度研究拓電工電子課程實驗教學的意義也就相當重要。通過總結(jié)反思電工電子實驗教學的實踐過程，結(jié)合多年教學經(jīng)驗，談?wù)剛€人的體會和看法。
一、電工電子實驗教學存在的問題
電工電子課程的實驗教學中存在著很多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.實驗中存在不安全因素
電工電子實驗會用到很多電子元器件、設(shè)備和儀器儀表，如果學生的使用方法不當，極易造成設(shè)備的損壞，甚至學生的人身安全也會受到嚴重威脅。中職學生整體素質(zhì)較差，紀律觀念淡薄，實驗過程中，經(jīng)常有不當操作，如果教師不及時制止，后果將不堪設(shè)想。
2.實驗內(nèi)容陳舊，方法單一
實驗課教學由于未能擺脫理論課授課體系的制約，從而存在著許多問題，比如實驗教學中，過度追求實驗結(jié)果，從而使學生存在應(yīng)付心理，抄襲或偽造實驗數(shù)據(jù)，忽視實驗過程，導(dǎo)致學生對知識缺乏深層理解。
3.考核方式不合理
考核電工電子實驗課程主要有兩種方式：實驗報告和實際操作。中職學生學習的主觀能動性較差，可能為了應(yīng)付老師的檢查，便選擇抄襲實驗步驟和實驗數(shù)據(jù)從而完成實驗報告。此時，實際操作的考核就尤為重要，但是，學生多指導(dǎo)老師少的現(xiàn)狀使得這一考核方式實施起來相當困難。
二、電工電子實驗改革的方案和措施
1.實驗過程嚴格化，培養(yǎng)良好的實驗習慣
電工電子實驗教學過程不僅應(yīng)使學生的職業(yè)知識、職業(yè)技能得到培養(yǎng)，更應(yīng)使其職業(yè)素養(yǎng)得到訓練。實驗過程開始前，指導(dǎo)老師講解基本的操作流程和注意事項，制定完善的實驗管理制度，落實設(shè)備安全，使用責任制，用制度約束學生的行為;實驗過程中，仔細觀察學生的操作方式是否規(guī)范，如果發(fā)現(xiàn)某些學生不能遵守制度、不愛惜實驗器材、不按規(guī)范操作從而造成實驗設(shè)備損壞，要及時制止并對其進行嚴厲的批評教育;實驗結(jié)束，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障或丟失等情況，指導(dǎo)老師可根據(jù)相關(guān)記錄追究相關(guān)人員責任。
2.更新實驗內(nèi)容和方法，提高實驗效果
電工電子實驗以經(jīng)典的原理實驗為主，綜合性實驗為輔，缺乏研究設(shè)計性實驗。在教學改革中，教師要開拓思路，大膽創(chuàng)新，增加綜合性和創(chuàng)造性實驗，設(shè)置符合中職學生現(xiàn)狀的實驗項目，合理選取教學內(nèi)容，形成創(chuàng)新實驗課程體系。
在實驗方法改革方面，教師應(yīng)根據(jù)理論課教學計劃和電工電子技術(shù)發(fā)展趨勢進行調(diào)整。概括起來，做到三個“結(jié)合”、兩個“統(tǒng)一”、一個“多元化”。三個“結(jié)合”即現(xiàn)場演示與當面指導(dǎo)相結(jié)合，理論驗證與電路設(shè)計相結(jié)合，課堂教學與課外科技活動相結(jié)合;兩個 “統(tǒng)一”即學計劃和學大綱;一個“多元化”即多元化的教學實施過程。
3.改善實驗報告寫法和考核方法
實驗報告不再強調(diào)格式是否統(tǒng)一，內(nèi)容是否豐富，數(shù)據(jù)是否準確，而是重點考查學生如何總結(jié)自己所做的實驗，分析、體會實驗過程中用到的原理及遇到的問題，對失敗的原因進行分析、討論，尋找解決問題的方法。
在考核方法方面，由于電工電子實驗主要培養(yǎng)學生的動手能力和實踐能力，所以考核該課程不應(yīng)僅注重實驗結(jié)果，更應(yīng)注重實驗過程。教師對學生評價的內(nèi)容主要應(yīng)包括三個方面：一是現(xiàn)場評分，對學生的操作過程是否規(guī)范，是否遵守指導(dǎo)老師制定的各項制度，實驗過程中的態(tài)度等方面給予評定;二是實驗報告評分，不僅看數(shù)據(jù)準確性，更應(yīng)對實驗過程的分析、數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)果分析與書寫情況給予評定;三是進行綜合性期中、期末考核，督促學生全面掌握實驗內(nèi)容。
三、結(jié)語
