国内外数控机床发展现状范文

导语：如何才能写好一篇国内外数控机床发展现状，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：数控机床 现状 趋势

1、前言

进入21世纪，我国的经济逐渐走进了全球经济一体化的舞台，进入了一个崭新的时代。我国机床制造业社会工业化进程中大规模需要的发展机遇，同时也遭受到了来自国外制造业的强势竞争压力，加速技术的引进和自主研发是解决机床制造业快速腾飞的关键。随着计算机技术和现代微电子技术的发展，数控机床的应用范围还在不断的扩大，因此，其发展前景十分广阔。本文简要分析了数控机床的现状，并指出了未来的发展趋势。

2、我国数控机床发展现状

改革开放后，我国数控技术得到了发展机遇。在80年代初，我国先后从美国、德国等发达国家引进了一些数控系统和伺服技术，填补了我国在这方面的空白。然后陆续研发了那个时代的的数控系统，通过不断的完善，这些系统的可靠性得到了用户的肯定，总而结束了我国数控技术在这一阶段的瓶颈，这个时期的数控机床技术我国还是主要以借鉴国外先进技术为主，对一些知识进行消化吸收。在90年代，我国的数控机床技术已经有了质的飞跃。在这个阶段国家针对实际情况，先后安排了“柔性制造系统技术（FMS）开发研究”、“计算机集成制造系统（CIMS工程）的研究”等一系列重大的科研项目，大力推动我国数控技术的自主研发进程。这样我国数控机床的数控系统和伺服驱动系统，也由进口发展到了自主研发的阶段。目前我国已有数十家的研究所和企业可以从事各类数控系统的研发和生产。其中比较知名的有北京的KND系统、南京的华兴系统、成都的广泰系统等。

但是由于我国数控机床的技术水平和工业基础的起步比较晚，在一些领域的研究还是很存在差距。导致在数控机床的性能和可靠性方面与发达国家相比还是存在着距离。目前在推动数控机床发展的工业化和产业化的过程中，我国的数控行业还存在着很多的问题。如：缺乏核心技术、技术创新能力不足、缺乏有效的管理机制、在与国际企业竞争时缺乏实力等问题。

3、数控机床未来的发展趋势

3.1 高速化和高精度化

尽管很多年前就已经提出了数控机床的高速化和高精度发展的目标，但是在科学探索的路上是没有尽头的。而且目前对高精度、高速度的内涵和需求也在不断的变化。保障工作的效率和产品的质量是数控机床一直的追求。更高的速度和更精准的加工技术可以提高产品的质量和生产效率，缩短生产周期和提高企业在市场上的竞争力。

3.2 智能化

21世纪的数控技术的主要发展方向将一定是智能化。目前，智能化的理念已经渗透到了数控机床的各个部分。如加工过程的对工艺的自调节控制，工艺参数自动检测显示。还为了提高驱动方便的各种人性化设计，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等。在故障诊断方面也摆脱了原始的人工检修，已经有智能诊断、智能监控程序和感应装置，方便系统在出现问题时及时进行反馈和维护，减少了查找故障的时间，为数控产业的规模化发展提供了机会。

3.3驱动并联化

并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，在机床主轴（一般为动平台）与机座（一般为静平台）之间采用多杆并联联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。

3.4 网络化

现在国外已经开始尝试对数控机床联网技术的研究和试验。就是利用网络技术将各个机床进行连接，可以实现机床的统一管理和在线监测功能，同时也方便对机床程序的修改。目前数控机床联网要具备以下几个方面的能力：一是可以将程序从监测室可靠的传输到每台机床，然后对其运行情况实现实时监控；二是可以随时采集到每台机床的数据参数进行查看和备份；三是可以将不同机床间的程序进行相互交换，确保系统的稳定性；四是可以在线提取到每台数控机床的刀具磨损情况和估计刀具的使用寿命，然后电脑实现和监控换刀程序的执行。

4、结语

目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、智能化、并联驱动化、网络化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国，数控产品的核心技术研发方面还是与国际同行存在着很多的不足。中国的数控产业在引进先进技术的同时应该重视对国内技术人才的培养，努力打造具有自主品牌的核心产品。力争早日摆脱目前在高精端设备上依赖进口的局面，为把我国从一个制造大国发展成为一个研发大国而奋斗。

参考文献

[1]秦宏伟.我国数控机床发展现状及方向[M].机械制造与研究，2007.

[2]贾亚洲，杨兆军.数控机床可靠性国内外现状与技术发展策略[J].中国制造业信息化，2008，4.

[3]杨红华.数控机床技术发展现状[J].湖南农机，2008（5）.

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关键词：数控机床 产业竞争力 战略分析 战略实施

中图分类号：TH11 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0227-01

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，它是传统机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术等于一体的现代制造业基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。数控技术水平高低和装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。现对国内外数控机床产业现状进行介绍，并对产业竞争力和战略发展进行研究。

1 国外数控机床产业现状及发展趋势

从世界范围来看，数控机床发展的强国首推德国和日本。德国的数控机床精度高，稳定性好，自动化程度高，出口遍及世界。而日本十分重视发展批量生产自动化，并大力发展中小批柔性生产自动化的数控机床。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，主要体现几个方面。

1.1 智能、高速、高精度化

随科学技术的发展，计算机系统及其应用软件的复杂化，使得机床系统及其硬件结构简化，数控机床的智能化程度日趋提高。如果重复定位精度能达到0.005 mm，为高精度机床，在0.005 mm以下，是超高精度机床。高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。随着电脑辅助制造（CAM）系统的发展，精密度已达到微米级。

1.2 设计、制造绿色化

绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。数控机床作为装备制造业的核心，能否顺应环保趋势，加大绿色设计与制造的研制，将是影响经济发展的重要要素之一。

1.3 复合化与系统化

根据数控机床具有数字化控制机床运动的这一特点，可实现工件一次装夹，完成多种工序复合加工，从而大大提高生产效率和加工精度。产品开发周期的缩短，制造速度也得到相应提高。而且随着产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。

2 国内数控机床产业现状及发展趋势

1958年我国研制出第一台数控机床，随后经历五个发展阶段，直至21世纪，数控机床发展速度远高于机床工具工业平均发展速度，我国数控机床实现了超高速、飞速发展。

当今世界机床制造业的水平集中表现在数控机床的开发、生产能力上，数控机床已成为制造业的主流设备，一个国家所拥有的数控机床多少、水平高低已成为衡量一个国家综合实力的重要标志。要实现我国从一个机床大国转变为机床生产强国的目标，必须加快调整步伐，加大新产品开发力度，必须关注机床产业相关的新技术及发展趋势。

随着信息技术的日新月异，高新技术日趋成熟并广泛应用到机床上，高速、高效、高精度、复合加工、环保是今后机床产品发展的主流。数控机床替代普通机床，机床技术的复合化、智能化生产的日趋成熟，极大提高生产效率和机床生产的自动化水平，缩短交货周期，降低生产成本，并且能够快速反应市场。例如：在产品复合技术方面，具有代表性的德国WFL公司研制的MILLTURNS系列车铣复合加工中心，该机床可完成车、铣、钻、镗、攻丝、滚齿、磨削等多道工序加工。德国TBT公司的MULTI.CRANK，最多有十个控制轴，可完成复杂曲轴类零件的复合加工。

3 我国数控机床产业的战略选择与实施

虽然目前市场对高档和大型机床需求量很大，但是中小型和普通机床已出现库存迹象。因此对于这两种供需矛盾的突出问题，必须通过加快调整产品结构来解决。企业要针对市场需求和本企业特色、产品特色进行产品结构调整。逐步增加大型重型以及多轴控制，高柔性、高自动化程度机床制造能力和市场占有比重，同时不断完善内部管理机制，培养人才，提高劳动生产率，重视产品质量和服务，在提高产品的稳定性和可靠性上下功夫；同时，完善管理机制，提高管理水平也是企业增强竞争力的必备条件。

目前国内排名在前列的主要机床制造企业均为国有企业，如沈阳机床集团，大连机床集团，北京第一机床等等。这些国有大型企业机床产量占据国内机床总产值的70%以上，处于绝对主导地位。并且这些企业占有国家更多的资源，容易得到国家扶植。在这些企业的国有企业股权结构中，国有股比重过高。股权过于集中，不利于股权分散和公司产权独立化，不利于投资主体多元化和形成多元产权主体制衡机制。因此，合理配置股权，优化股权结构是完善国有企业治理结构的关键环节。

从2009年至今，中国机床产值已稳居世界第一，但其中经济型数控机床占比相当大，高档数控机床与国外仍有很大差距。因此，必须提高开发能力，发展高档数控机床。而且我国重型机床行业虽然取得了可喜的成就，但是与工业发达国家相比，还存在不小差距。目前，国产重型机床与世界一流水平的差距主要是可靠性和制造工艺等方面，要加速缩小与国外的差距，不断提高国产重型机床的水平，就要不断提高自主创新能力，开发自己的核心技术。

目前，我国龙头机床制造商已经形成了并正在扩大自己产业集群。如大连机床在大连高新区构建其产业集群等等，并积极引入国际高端机床零部件制造企业及机床配套供应企业，提高产品供应效率，与供应商共同合作增强企业研发能力，最终达到增强产业链条，提高综合竞争实力的目的。

4 结论

数控机床作为实现机械制造自动化的关键，直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。机床行业要进一步深化改革，适应市场需求，积极调整产业和产品结构，转变经济增长方式，加速数控机床产业化步伐，增强自主创新能力，加快高档数控机床和大型重型机床及其功能部件的研发和市场开拓，从而提高市场竞争力，在国家的政策和措施的支持下，机床产业竞争力将会得到迅速的提升。

参考文献

[1] 中国社会经济调查研究中心.2008年数控机床行业分析报告[R].5-22.

[2] 曹伟.我国数控机床的发展现状与对策[J].现代经济信息，2008（4）.

[3] 王堂祥.重庆黔江区民族职业教育中心[J].2012（25）.

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关键字：PMAC；数控车床；装调维修

1. 引言

受到传统思想的局限性，数控机床目前的研究一直是处于高精度加工的提高和自动化水平的提高这两个方面，机床的控制系统一直以来只是作为封闭的结构形式充当机床运动的控制器，这就导致了机床操作者只是作为机床的附属物来工作，从而使得人们不能充分发挥其劳动经验和创造力。现在，随着我国经济的不断发展和全球化的发展，一些国外的数控系统更加显现出其竞争优势，在我国显现出其强大的发展潜力。因此，对我国来说，目前的当务之急是开发具有自主知识产权并且具备国内外先进技术水平的数控车床系统。

2. PMAC简介

可编程多轴控制器（Programmable Multi-Axis Controller）简称为PMAC，它是在九十年代由美国Delta Tau公司研制出的一种基于PC平台的开放式的多轴运动控制器，PMAC采用的CPU是Motorola公司的DSP56系列高性能数字信号处理器，是现在功能最强大的运动控制器之一。PMAC可以单独使用，也可以多个级联使用，级联后的PMAC有时可以控制128跟轴，通过这些控制轴，PMAC能够迅速准确的实现定位，因此，包装、机床和医药工业等行业对PMAC应用的比较广泛。

PMAC主要分为三种类型，可以在PC-XT和AT，VME，STD这几种不同的总线上运行，因此，PMAC能提供对多平台的支持，在不同的硬件平台上能运行同样的控制软件。PMAC运动控制器主要有六个特点，第一，PMAC运动控制器采用的是开放式结构系统；第二，PMAC运动控制器具有单独的CPU处理器；第三，PMAC运动控制器能够执行运动程序和PLC程序；第四，PMAC运动控制器可以实现自动对任务进行优先级别的判别；第五，PMAC运动控制器可对对G代码进行编程；第六，对每一个电机，PMAC都以一个固定频率（20KHz左右）对其进行伺服更新。

3. 数控系统的发展趋势

随着计算机技术的不断发展，微电子技术和伺服控制技术也在迅速的发展，目前，因为现代控制理论和智能控制技术的出现，高精度和高速响应交流伺服系统在此基础上也在不断的发展，并且使得数控系统的整体性能不断的完善。现在，数控系统的发展趋势和特点主要体现在以下几个方面。

首先，高性能数控系统的发展。目前比较先进的数控系统一般都采用32位的处理器，采用模块化结构的硬件和软件，同时加上高响应特性和高精度的伺服交流系统，并且在生产的过程中采用的都是先进的生产技术，对元件的质量进行了严格的控制，是数控系统的可靠性比较好。其次，数控系统的通用性。从以前的只能装配车床和加工中心等，到现在发展成能适配各种电加工厂、冲切机床、激光加工床、折弯机和机器人等的机械设备。在硬件方面也从原来的一体化设备变成了现在的面向用户和开放式的结构特点，软件方面实现了人机交互和菜单选择、用户宏程序，这些技术的应用都使数控技术的发展更具有通用性。最后，数控系统的多功能化。现在的数控系统为了符合FMS和CIMS的要求专门设计了和其它的计算机通讯和联网运行的借口程序，不仅图形功能强大，而且还有在线诊断的刀具轨迹，整个系统的设计采用了比较系统的方法和理论。

4. 基于PMAC的数控车床的改进分析

对于数控车床来说，其零件的加工是完全自主的按照预定的加工顺序来加工的，是一种高度自动化的机床系统，对于普通的车床来说，数控机床的优点主要表现在以下几个方面：首先，对于异型复杂的零件来说，比较容易加工；其次，对于零件的加工质量有保证，一致性比较好；最后；零件的加工周期比较短，而且加工效率高，能实现软件的优化控制和插补。

对于普通的车床来说，一般为有级变速并且车床的纵向和横向的进给范围较窄，可以完成进给和车削螺纹的运动，但是对于工件的快速加工移动来说，则需要利用主动传、进给箱、光杠以及溜板箱和刀架等零件通过多组变速机构并联来实现，并且速度比较慢仅仅是数控车床速度的一半左右。对于数控车床来说，大多数都是无级变速并且进给范围比较宽，其各个运动轴之间也都有自己的降速单元和伺服驱动交流电机。和目前的主轴旋转编码器相结合，数控系统一般都是统一控制首先完成主轴，其次再是纵向Z轴和横向X轴的顺序进行，但是数控机床的零件加工一般要按照某种既定的格式并且要遵循文字、符号和数字等规定的形式，所以说对于数控机床来说，其操作人员需要经过一定的基础培训，这就对数控机床的发展和推广带来了困难。目前，数普兼容机床的设计发展就是基于普通机床的简单操作和数控机床的功能全面这两种优势设计的。

5. 总结

数控机床的发展是目前比较热门的行业之一，目前数控机床的发展也正在向高速、高效、高精度、智能化和集成化等方向前进，基于PMAC系统的数控车床的发展也是目前比较流行的一种发展模式，只有牢牢把握发展机遇，我们才能在以后的发展中取得优势，占领自己的地位。

6. 参考文献：

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关键词：数控机床；进给伺服系统；发展趋势；

自20世纪末开始，我国制造业就开始了由制造大国向制造强国迈进的脚步，机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素，既是生产力要素，又是重要商品。机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。近年来，我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强，无论在精度、速度、性能，还是智能化方面都取得了相当的成绩。在国际贸易中，很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的主要机电出口产品。因此，对数控机床技术的发展历程进行总结分析，将有助于推进我国数控机床技术实现跨越式发展的目标。

一、数控机床的发展进程

自上世纪50年代以来，世界数控机床主要经历了数控NC(NumericalControl)和计算机数控CNC(ComputerNumericalControl)2个阶段。数控NC阶段主要经历了以下3代：第1代数控系统，始于50年代初年，系统全部采用电子管元件，逻辑运算与控制采用硬件电路完成。第2代数控系统，始于50年代末，以晶体管元件和印刷电路板广泛应用于数控系统为标志。第3代数控系统，始于60年代中期，由于小规模集成电路的出现，使其体积变小、功耗降低，可靠性提高，推动了数控系统的进一步发展。计算机数控CNC阶段也经历了3代：第4代数控系统，始于70年代，当首个采用小型计算机的CNC装置在芝加哥展览会上露面时，标志着CNC技术的问世；第5代数控系统，始于70年代后期，中、大规模集成电路技术取得成就，促使价格低廉、体积更小、集成度更高、工作可靠的微处理器芯片的产生，并逐步应用于数控系统；第6代数控系统，始于90年代初，受通用微机技术飞速发展的影响，数控系统正朝着以个人计算机(PC)为基础，向着开放化、智能化、网络化等方面进一步发展。数控机床通常由控制系统、进给伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。其中进给伺服系统作为数控机床的重要功能部件，其性能是决定数控机床加工性能的极其重要的技术指标。因此提高进给伺服系统的动态特性与静态特性的品质是人们始终追求的目标。接下来主要介绍一下进给伺服系统和机械传动系统的发展历程。

1、进给伺服系统

进给伺服系统是以运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，它是一个很典型的机电一体化系统，主要由位置控制单元、速度控制单元、驱动元件(电机)、检测与反馈单元和机械执行部件几个部分组成。根据系统使用的电动机的不同，进给伺服系统分为4大类伺服系统：步进伺服系统，直流伺服系统，交流伺服系统，直线伺服系统。

步进伺服系统。在20世纪60年代以前，步进伺服系统是以步进电机驱动的液压伺服电动机或是以功率步进电机直接驱动为特征，伺服系统采用开环控制。步进伺服系统接受脉冲信号，它的转速和转过的角度取决于指令脉冲的频率或个数。由于没有检测和反馈环节，步进电机的精度取决于步距角的精度，齿轮传动间隙等，所以它的精度较低。而且步进电机在低频时易出现振动现象，它的输出力矩随转速升高而下降。又由于步进伺服系统为开环控制，步进电机在启动频率过高或负载过大时易出现“丢步”或“堵转”现象，停止时转速过高容易出现过冲的现象。另外步进电机从静止加速到工作转速需要的时间也较长，速度响应较慢。但是由于其结构简单、易于调整、工作可靠、价格较低的特点，在许多要求不高的场合还是可以应用的。

60~70年代后，数控系统大多采用直流伺服系统。直流伺服电机具有良好的宽调速性能。输出转矩大，过载能力强，伺服系统也由开环控制发展为闭环控制，因而在工业及相关领域获得了更加广泛的运用。但是，随着现代工业的快速发展，其相应设备如精密数控机床、工业机器人等对电伺服系统提出越来越高的要求，尤其是精度、可靠性等性能。而传统直流电动机采用的是机械式换向器，在应用过程中面临很多问题，如电刷和换向器易磨损，维护工作量大，成本高；换向器换向时会产生火花，使电机的最高转速及应用环境受到限制；直流电机结构复杂、成本高、对其他设备易产生干扰。

交流伺服系统针对直流电动机的缺点，人们一直在努力寻求以交流伺服电动机取代具有机械换向器和电刷的直流伺服电动机的方法，以满足各种应用领域，尤其是高精度、高性能伺服驱动领域的需要。但是由于交流电机具有强耦合、非线性的特性，控制非常复杂，所以高性能运用一直受到局限。自80年代以来，随着电子电力等各项技术的发展，特别是现代控制理论的发展，在矢量控制算法方面的突破，原来一直困扰着交流电动机的问题得以解决，交流伺服发展越来越快。直线伺服系统永磁同步直线电机在推力、动态性能、定位精度方面比其他直线电机更具优越性，因而PMLSM越来越多的用于直线伺服系统中。但由于直线伺服系统存在很大的参数摄动和负载扰动，此外还存在“边端效应”等问题，因此，采用传统的比例(P)或比例积分(PI)位置调节器的矢量控制系统很难满足高性能伺服系统的要求。

2、机械传动系统

机械传动系统由数控机床的主传动系统，进给运动系统，回转工作台与导轨组成。数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切削速度以满足不同的加工条件要求。主传动系统组成包括主轴电动机、传动系统和主轴组件等。其中动力源部分包括：电机；传动系统包括：定比传动机构、变速装置；运动控制装置包括：离合器、制动器；执行件包括：主轴等。进给运动是以保证刀具与工件相对位置关系为目的，被加工工件的轮廓精度和位置精度都受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的直接影响。进给运动是数字控制系统的直接控制对象。对于闭环控制系统，还要在进给运动的末端加上位置检测系统，并将测量的实际位移反馈到控制系统中，以使运动更准确。回转工作台的作用：按照数控装置的指令做回转分度或连续回转进给。导轨的作用：起导向及支承作用，它的精度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有直接影响。为了保证数控机床具有较高的加工精度和较大的承载能力，要求其导轨具有较高的导向精度、足够的刚度、良好的耐磨性、良好的低速运动平稳性，同时应尽量使导轨结构简单，便于制造、调整和维护。数控机床常用的导轨按其接触面间摩擦性质的不同可分为滑动导轨和滚动导轨。在数控机床上常用的滑动导轨有液体静压导轨、气体静压导轨和贴塑导轨。

1)液体静压导轨：在两导轨工作面间通入具有一定压力的油，形成静压油膜，使导轨工作面间处于纯液态摩擦状态，摩擦系数极低，多用于进给运动导轨。

2)气体静压导轨：在两导轨工作面间通入具有恒定压力的气体，使两导轨面形成均匀分离，以得到高精度的运动。这种导轨摩擦系数小，不易引起发热变形，但会随空气压力波动而使空气膜发生变化，且承载能力小，故常用于负荷不大的场合。

3)贴塑导轨：在动导轨的摩擦表面上贴上一层由塑料等其它化学材料组成的塑料薄膜软带，其优点是导轨面的摩擦系数低，且动静摩擦系数接近，不易产生爬行现象；塑料的阻尼性能好，具有吸收振动能力，可减小振动和噪声；耐磨性、化学稳定性、可加工性能好；工艺简单、成本低。滚动导轨的最大优点是摩擦系数很小，一般为0.0025~0.005，比贴塑料导轨还小很多，且动、静摩擦系数很接近，因而运动轻便灵活，在很低的运动速度下都不出现爬行，低速运动平稳性好，位移精度和定位精度高。滚动导轨的缺点是抗振性差，结构比较复杂，制造成本较高。近年来数控机床愈来愈多地采用由专业厂家生产的直线滚动导轨副或滚动导轨块。这种导轨组件本身制造精度很高，对机床的安装基面要求不高，安装、调整都非常方便。

3、数控机床加工程序的结构

数控机床程序分成程序开始、程序内容和程序结束三部分。

第一部分程序开始部分。主要定义程序号，调出零件加工坐标系、加工刀具、启动主轴、打开冷却液等方面的内容。数控程序主轴最高转速限制定义G50S2000，设置主轴的最高转速为2000RPM，对于数控车床来说，这是一个非常重要的指令。坐标系定义如不作特殊指明，数控系统默认G54坐标系。返回参考点指令G28U0，为避免换刀过程中，发生刀架与工件或夹具之间的碰撞和/或干涉，一个有效的方法是机床先回到X轴方向的机床参考点，并离开主轴一段安全距离。刀具定义G0T0505M8，自动调5号左偏刀5号刀补，开启冷却液。主轴转速定义G96S150M4，恒定线速度S功能定义，S功能使数控车床的主轴转速指令功能，有两种表达方式，一种是以r/min或rpm作为计量单位；另一种是以m/min为计量单位。数控车床的S代码必须与G96或G97配合使用才能设置主轴转速或切削速度。G97：转速指令，定义和设置每分钟的转速。G96：恒线速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一样的。

第二部分程序内容部分。程序内容是整个程序的主要部分，由多个程序段组成。每个程序段由若干个字组成，每个字又由地址码和若干个数字组成，它表示数控机床要完成的全部动作。常见的为G指令和M指令以及各个轴的坐标点组成的程序段，并增加了进给量的功能定义。F功能是指进给速度的功能，数控车床进给速度有两种表达方式，一种是每转进给量，即用mm/r单位表示，主要用于车加工的进给；另一种和数控铣床相同采用每分钟进给量，即用mm/min单位表示。主要用于车铣加工中心中铣加工的进给。

第三部分程序结尾部分。在程序结尾，需要刀架返回参考点或机床参考点，为下一次换刀的安全位置，同时进行主轴停止，关掉冷却液，程序选择停止或结束程序等动作。回参考点指令G28U0为回X轴方向机床参考点，G0Z300.0为回Z轴方向参考点。停止指令M01为选择停止指令，只有当设备的选择停止开关打开时才有效；M30为程序结束指令，执行时，冷却液、进给、主轴全部停止。数控程序和数控设备复位并回到加工前原始状态，为下一次程序运行和数控加工重新开始做准备。

二、数控机床的发展趋势

进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。数控机床正向高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等方面发展。

高速化。新一代数控机床为提高生产效率，向超高速方向发展，采用新型功能部件(如电主轴、直线电机、LM直线滚动系统等)主轴转速达15，000r/min以上。计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大，计算机系统及其应用软件的复杂化，带来了机床系统及其硬件结构的简化，数控机床的智能化程度日趋提高。

高精度化。一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准、统计法)，就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO标准、统计法)以下，就是超高精度机床。高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。随着电脑辅助制造(CAM)系统的发展，精密度已达到微米级。

功能复合化。工件一次装夹，能进行多种工序复合加工，可大大地提高生产效率和加工精度，是机床一贯追求的。由于产品开发周期愈来愈短，对制造速度的要求也相应提高，机床也朝高效能发展。机床已逐渐发展成为系统化产品，用一台电脑控制一条生产线的作业。产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。

控制智能化。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统，使自诊断和故障监控功能更趋完善。为日本Mazak公司最新推出的E—zizith型卧式加工中心，将信息技术与制造技术融为一体。在制造过程中，加工、检测一体化是实现快速制造、快速检测和快速响应的有效途径，已形成将测量、建模、加工、机器操作四者融合在一个系统中，实现信息共享，促进测量、建模、加工、操作一体化的4M智能系统。

体系开放化。计算机技术的飞速发展，推动数控技术更快地更新换代。许多数控系统生产厂家利用Pc机丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易地实现智能化、网络化。开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，数控系统制造商和用户可以根据这些开放的资源进行系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。同时，这种数控系统可随CPU升级而升级，而结构可以保持不变。

驱动并联化。并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，在机床主轴(一般为动平台)与机座(一般为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。

并联机床作为一种新型的加工设备，已成为当前机床技术的一个重要研究方向，受到了国际机床行业的高度重视，被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。

极端化(大型化和微型化)。国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工(车、铣、磨)机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。

信息交互网络化。对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理，还可实现数控装备的数字化服务(数控机床故障的远程诊断、维护等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔(e-Tower)的外部设备，包括计算机、手机、机外和机内摄像头等，能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障报警显示、在线帮助排除故障等功能，是独立的、自主管理的制造单元。

新型功能部件。为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括：高频电主轴：高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成，具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点，在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用；直线电动机：近年来，直线电动机的应用日益广泛，虽然其价格高于传统的伺服系统，但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用，机械传动结构得到简化，机床的动态性能有了提高。如：西门子公司生产的1FN1系列三相交流永磁式同步直线电动机已开始广泛应用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度要求高的机床等；德国EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机；电滚珠丝杆：电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成，可以大大简化数控机床的结构，具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。

高可靠性。数控机床与传统机床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，易于导致出现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在2万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间在7~10万小时以上，国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右，国外整机平均无故障工作时间达800小时以上，而国内最高只有300小时。

加工过程绿色化。随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。在21世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。

多媒体技术的应用。多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的要求。合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。除此以外，在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等，因此有着重大的应用价值。

三、数控机床发展中所存在的问题

由于我国的技术水平和基础工业相对其他发达国家比较落后，数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比差距还很大。因此，加速进行中国数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善我国数控机床和数控产业成了我国的主要任务。目前，我国在发展数控机床业中存在的主要问题主要有以下几点：

缺乏实事求是的科学精神，忽视了数控机床本身的技术特点、发展规律，没有实事求是地制定数控机床发展的规划，盲目性大。

缺乏系统深入的科研工作难以对各种技术资料进行积累，设计方法陈旧，仅靠类比模仿进行产品设计，既缺乏机床创新的基本理论，又缺乏丰富的生产实际经验，对高效自动化机床、数控机床的刚度、振动、热变形、噪声、精度补偿等基础技术缺乏深入研究，对各类机床加工工艺、布局、结构、导轨、卡轴、卡具等应用技术又缺乏认真试验，难以创新设计出优质适销的先进产品。

没有合理地运用资源，这主要表现在两点：第一，对于所涉及到的研究所、厂房等没有综合应用、取长补短，往往见到的是他们孤军作战，而且各单位忙于生存，普遍缺乏深入系统的科研工作，更没有做到生产一代、研制一代、预研一代等可持续的发展；第二，机床行业人员素质低，缺乏各方面人才，而且各研究单位、企业、人才流失严重，科研、设计力量十分虚弱，往往呈现低效运行状态。

我国制造业大环境的制约。由于没有在全国范围内发展大量大批生产自动化，对高效自动化机床的卞机设计的基本功较差，而机床的品种结构发展，全靠主机设计本领加以变化，因此，依靠引进和合作生产来发展各类卞机，至今我国许多高性能、新结构的数控机床大都为合作产品，基本处于仿制阶段。缺乏吸引高层次、高素质人才创新创业的环境，高速、柔性、精密机床配套技术的自主研发能力低。对国外技术重引进、轻消化吸收的问题仍很突出。“消化”在整个资金投入中所占的比例相对其他工业发达国家来讲太低。

四、数控机床的发展策略

从上世纪80年代起，我国机床制造业对数控技术和数控机床一直给予较大的关注。但是由于我们的数控技术与其他工业发达国家差距较大，与国外一些先进产品相比，仍存在着很大劣势，使得我们总是处于技术跟踪阶段。面对这种情况，为了加速振兴我国的机床制造业，提高我国的数控机床技术，应当加强以下几个方面的研究工作：

1、以高速化为先导，提高数控机床的综合性能

数控机床的高速化是提高其高效、柔性和高精化的一个重要措施。分析中型加工中心的高速化与高精化的发展历程，可以得出，作为表征其切削运动高速化的主轴最高转速和最大进给速度，大致持续地以每10年增长1倍的比率上升，而表征压缩机床辅助时间的快移速度(指以滚珠丝杠和旋转伺服电机驱动)和自动换刀/工作台转位速度，基本上以每12~15年翻一番的速度增长，1993年后逐步推广用直线电动机直接驱动的新技术，使加工中心的快移速度比用滚珠丝杠副驱动时又提高了1倍。高速化的发展还要多注意2个问题：从先进适用出发确定高速范围；高速化要和机床的结构和控制性能相匹配。

2、推进μm工程，研制高效精密数控机床

目前国内生产的数控机床尚缺少高效、高可靠性且加工精度达微米级的产品。为此，需研发一些能兼顾高效化和高精化的数控制造装备以适应汽车制造业加工关键零件的需求。由于这些数控制造装备的加工精度主要在微米级(μm)范围内，因此可称为μm级制造装备及技术研究，简称“μm工程”。

3、发展复合加工数控机床、缩短制造过程链

加快复合数控机床的发展步伐，提高工序的集中度，使加工过程链集约化，可以提高多品种单件和中小批量加工的工效，也有利于加工精度的稳定性。复合数控机床可以减少在不同数控机床间进行工序的转换而引起的待工以及多次上下料等时间。通常这些时间占零件整个生产周期的40%~60%，即使在信息管理良好的情况下，仍将占20%左右。因此，复合数控机床具有明显的技术效果。为了避免复合机床因功能的扩展而过多地引起结构的复杂化和成本的增加，还需要探求两个问题：通过创新技术扩大功能部件的适用面来简化结构；发展模块化和可重构化的复合机床。

4、高效柔性化的新一代制造系统

1995年开始研究的在可重构制造技术支持下，构建具有适应大批量高效柔性化生产的可重组制造系统(RMS)是一个值得注意的发展动向。其核心为制造系统能物理组态，即根据加工对象的变化方便地进行布局和设备配置的调整，发展了能对多变的市场需求做出合理的配置规划和易于调整的布局方式、适应重构的控制软件、开放式控制系统和规范化接口以及能快速提升系统重组后制造质量的诊断系统等技术，使其兼具专用生产线的高效性能和适用的柔性以取得更佳的经济性，已在生产中取得了初步成功的应用。

5、发展网络化制造单元，推进企业制造能力的高效柔性化

当前，国内外一些机床和数控系统制造企业在从分布式网络化联盟制造的角度出发研究相适应的制造单元，强化其自治管理能力，能与企业的资源计划(erp)，产品数据管理(PDM)和计算机辅助设计/计算机辅助制造/计算机辅助工程(CAD/CAPP/CAM)的信息集成，进而通过与客户关系管理(CRM)和供应链管理(SCM)的联系做出智能决策，实施并行工程、可视化监控等以提高机床利用率，实现高效的柔性生产。

6、开展可靠性设计，加强全面质量管理，保证数控机床的可靠性增长

为了保证数控机床有高的可靠性，设计时不仅要考虑其功能和力学特性，还要进行可靠性设计，根据可靠性要求合理分配各组成件的可靠性指标，在配套件采购和制造过程中重视质量要求，加强全面质量管理以求可靠性的不断增长。

7、提高技术人员的综合素质。

中国机床工业的振兴，数控机床的加速发展，归根到底，取决于人员素质的提高、工业文化水平的提高、人才的加速培养，有效的深化改革、改组、改制，切切实实加强科学管理，提高工作质量、生产率、劳动生产率。进入21世纪知识经济时代，科学知识作为重要生产要素的机床，其作用将更加突出。

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关键词：机电一体化；特征；发展趋势

随着日新月异的技术更新，机电一体化发展对不同学科交叉渗透也有着推动。机械工程当中的微电子技术以及计算机技术发展，为机电一体化发展目标实现奠定了基础，能够实现技术结构的优化目标，在机电一体化的技术应用下，就能提高生产力水平。从理论上对机电一体化技术发展研究分析，就能从理论层面提供支持依据。

一、机电一体化技术发展历程和主要的内容分析

1.机电一体化技术发展历程分析

机电一体化主要是电子技术和机械设备的有机结合，从而将机械设备的动力以及电子技术的信息处理功能充分发挥，实现自动化的工作目标。机电一体化是建立在综合应用技术基础上发展的，在当前已经成为独立的学科，从技术层面来说，主要体现在对机电一体化的产品有效实现和使用发展。而从产品的基础层面来说，就是机械系统和微电子系统结合构成的新系统，这就成为了有着新功能的产品。机电一体化的进一步发展过程中，在功能系统的作用发挥上比较突出。机电一体化实际是综合技术的融合，并非是简单化的拼凑，而是将各个领域的优势相结合，实现概念上以及技术上的融合。我国的机电一体化发展经历了几个重要阶段。上世纪80年代，学术界对机电一体化进行了研究，经过了几十年的努力，在理论上以及技术层面上都实现了长足发展，在数控技术方面的市场占有率也逐年提高，机械生产能力也有了大幅度提高。工业机器人的实际生产应用，对控制系统以及软件编程技术的应用等，都从很大程度上促进了生产效率的提高。在计算机集成制造系统的优化发展上也取得了瞩目成绩，已经在多个制造生产领域的发展中得到了广泛应用，发挥着重要作用。

2.国外机电一体化技术发展现状

国外的机电一体化技术发展可以分为三个阶段：第一阶段又称之为初级阶段，出现在20世纪60年代以前，这一时期是机电一体化技术的雏形，是人们不自觉地利用电子技术并且传承下来；第二阶段称之为发展阶段，出现在20世纪80年代末期，机电一体化技术的各项产品都有着很大的发展；第三阶段是深入发展阶段，出现在20世纪90年代后期，世界各国都开始研发和关注机电一体化的技术和新产品。日本东京在1989年召开的第一届国际先进机电一体化学术会议，可以称为机电一体化技术发展阶段的标志，世界各国也从此大力推动和发展机电一体化的技术和产品的研发。在深入发展时期，机电一体化技术进入了向智能化方向的新阶段，一方面出现了光学、通信技术、微细加工技术等新的机电一体化技术和产品，另一方面对机电一体化技术的学科体系和研究方法也进行了深入的探讨。在目前，机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位是日本和美国。

3.国内机电一体化技术发展现状

我国的机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距，如当前国内外在开发煤矿机电大功率厚煤层电牵引采煤机的机电一体化新技术方面。主要表现在以下几个方面：一是总体技术上，国外Eickhoff公司开发的SL500系列采煤机，截高范围2.0m～6.0m，可达截割功率2×825kW，而国内引进6LS3，6LS5和7LS5型6台，SL500型3台，EL3000型1台，最大装机总功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用寿命方面；二是工况检测、故障诊断技术上，目前国外使用微机控制、传感器多、信息量大、显示屏大、显示点多等特点，而国内却达不到这一水平；三是自动调高技术上，基于位置传感器和计算机的记忆截割技术在国外比较容易实现，而国内在研采煤机仍未实现记忆截割。

4.机电一体化技术主要内容分析

机电一体化技术涉及的内容比较丰富。机电一体化技术方面主要从系统工程角度分析。在对电子以及机械技术的应用下，能将两者得以有机结合，就能充分发挥综合技术的应用优势。因此，机电一体化技术涵盖技术以及产品两个层面的内容。机电一体化系统，也就是产品方面，是通过多个特定功能机械以及电子技术要素构成的整体，使人们的实际生产制造的需求得到满足。机电一体化系统所涵盖的装置要素比较多，其中的执行装置以及传感器等都是比较重要的装置要素。除此之外，机电一体化内容中的系统设计思想也比较重要。这就涵盖了控制论以及系统工程方法论等内容。机电一体化的思想也简称为一体化思想。这一思想的应用对人机一体化以及机电液一体化等发展目标都能有效实现。机电一体化工程作为电子和机械工程集合，通过机电一体化技术设计制造体系应用，在实际应用中的作用发挥也比较显著。

二、机电一体化产品特征类别和核心技术分析

1.机电一体化产品特征类别分析

机电一体化的产品特征也比较鲜明。机电一体化产品的结构比较简单，产品的轻细巧等特征比较突出，并且比较容易实现标准化、模块化的设计制造。机电一体化的产品记忆以及信息处理功能比较突出，能够将产品的高效性以及智能化的优势充分发挥，并能起到自动监视的功能和诊断功能等，在产品的安全可靠性上也能有效提高，可通过负荷以及运行情况加以有效调整控制。另外，机电一体化的产品类型也比较多。机械产品当中一部分控制功能及机构用电子装置替代，其中比较常见的有机电一体化照相机以及打印机等产品。此外，比较典型性的产品有着较为完整性的结构，其中比较常见的就是工业机器人以及自动绘图机等。简单地依靠机械以及电子无法制造这些产品，两者结合，就能够大大提高可运行效率。还是一种类型是通过微电子装置替代原设备的信息处理机构，比较常见的产品有全电子式电话交换机以及电机调速装置等内容。

2.机电一体化核心技术分析

机电一体化的核心技术比较多。计算机和信息技术是比较重要的应用技术，能够发挥信息交换以及存取和运算等作用。计算机以及信息技术当中的专家系统技术以及人工智能技术也是比较常用的。机电一体化核心技术中的系统技术，是通过整体概念对多种相关技术进行组织应用的，其中接口技术就是比较常用的。为保障计算机的通信，要对数据传递格式进行规格化以及标准化呈现。目前这一应用技术中的开发成本比较低，在高速串行接口的应用方面比较突出。机电一体化核心技术当中的机械本体技术是比较重要的应用技术。这一技术主要应用于对性能的改善以及质量的减轻等层面。当前的机械产品通常是将钢材作为主要材料。为减轻产品质量，要在结构上加以优化，并加强非金属材料的应用。这一技术的应用响应速率得到了很大提高，在整体的效率上也得到了有效提高。机电一体化核心技术当中的信息处理技术以及传感技术也是比较常见的应用技术。信息处理技术的应用中，将微型计算机在实际工作中加以科学应用，就能从整体上提高信息处理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干扰能力。而传感核心技术的应用有着高灵敏度以及抗干扰能力，在当前的技术进一步升级下，对光纤电缆传感器的应用比较重要。另外，机电一体化核心技术当中的软件技术以及驱动技术也是较为常用的技术。软件技术应用是和硬件协调应用的。在软件研制成本降低的前提下提高生产维修效率，以及软件的标准化应用是发展的重要课题。在驱动技术的应用下，在响应速度上也能有效提高，对控制专用组件以及传感器和电机三位一体的作用发挥也比较重视。

三、机电一体化技术应用领域和发展趋势探究

1.机电一体化技术应用领域分析

机电一体化技术的广泛应用对我国的经济水平提高起到了积极促进作用。机电一体化技术的应用在当前社会发展中的作用也愈来愈突出。通过多年的发展以及技术优化，机电一体化技术在数控机床的应用使之结构、功能和控制精度等都得到了有效提高，在总线式以及紧凑型的结构应用下，使得数控机床的结构得到了优化。应用CPU以及多主总线体系结构，进行开放性设计等，能提高接口的标准化，实现使用效益最大化呈现。通过智能化以及WOP的实现，机电一体化数控机床系统就能实现二维以及三维的动态加工仿真。信息存储大容量的模块化设计使得控制功能也得到了有效提高，可有效实现多过程以及多通道控制。例如：当前市场上的CK0632数控机床就是采用机电一体化设计的数控机床，外型大气美观，用途广泛，操作方便。机床主轴采用高度精密滚动轴承之承，回转精度高。机订导轨采用耐磨铸铁，经过超音频淬火能够长期稳定地保证机床加工精度。CK0632数控机床机床也可实现自动控制，完成车削多种零件的内外圆、端面、切槽、任意锥面、球面、及各种公英制圆、圆锥螺纹等工序。此外，CK0632数控机床还有配有完备的S.T.M.功能，可以发出和接收多种信号控制自如的加工过程。目前，CK0632数控机床广泛应用于电器、仪表仪器工业、汽车、摩托车配件、轴承照相器材、电影机械、五金工具及其他高精度复杂零件的加工制造。机电一体化在工业机器人领域当中的应用也比较突出，第二代机器人的设计中，对各种传感元件进行了科学应用，这样在作业的信息获得以及操作对象的信息获得都比较方便。计算机技术的应用能准确判断分析对操作信息的处理，并进行反馈控制。在第三代的机器人设计中，就通过多感知功能的应用，有效实现复杂化的逻辑思维以及判断和决策等，在作业的独立性层面有着充分体现。

2.机电一体化技术发展趋势

随着时展以及技术进步，机电一体化技术也会向着智能化方向迈进。这也是当前的机电一体化和传统机械自动化的重要不同。近些年，我国在处理器技术上的进步以及传感器系统的集成化目标实现，对机电一体化的智能化发展目标实现提供了有力支持。智能化机电一体化目标实现和实际的应用，对人的操作和工作量的减少能发挥积极作用，可有效减少人的脑力劳动。机电一体化技术的网络化发展将实现。网络技术在当前的发展比较迅速。进入新的时代，在网络技术的支持下，机电一体化的网络化目标将得到实现，在远程控制技术的应用作用上将更加突出，同时会提高机电一体化的功能性以及安全性。机电一体化技术的系统化趋势比较突出，也就是在系统结构上的模式化以及开放式的总线结构应用，对系统的灵活性组态就有着鲜明呈现。在系统化的发展中，能加强通信功能，可实现远程以及多系统的通信。不仅如此，机电一体化的发展也会向着微型化方向迈进。这主要体现在电子部件的微型化，在产品的体积层面不断缩小等。这样就会促进机电一体化的设备运行效率提高，灵活性更加突出。

四、小结

综上所述，机电一体化的发展中，技术的升级进步对机电一体化设备的优化起到了很大促进作用。我国在机电一体化的发展中有了长足进步，但是在发展中存在着诸多不足。从理论上对机电一体化的技术进行研究分析，就能为实际机电一体化发展提供理论支持，带动我国机电一体化领域的可持续发展。

参考文献：

[1]张立辉.机电一体化技术的发展历程和趋势[J].机械管理开发,2011(1)．

[2]孙玲.大数据时代的计算机信息处理技术分析[J].科技展望,2016(26)．

[3]张振华,赵灿林.浅谈机电一体化技术发展趋势[J].职业,2009(9)．

[4]缪学勤.工业4.0推动机电一体化走向智能技术系统[J].自动化仪表,2016(37)．

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关键词:机电一体化;应用领域

中图分类号:TD61 文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)017(C)-0189-01

引言:在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手:

(一)机械本体技术。机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。

(二)传感技术。传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。

(三)信息处理技术。机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。

(四)驱动技术。电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件―传感器―电机三位一体的伺服驱动单元。

(五)接口技术。为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

二、机电一体化技术的主要应用领域

(一)数控机床。数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

(二)计算机集成制造系统(CIMS)。CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

(三)柔性制造系统(FMS)。柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展:

(一)智能化。智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

(二)系统化。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。

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既是对发展新的更高的要求，首次将的发展上升到国家战略层面。也是新的历史起点上实现跨越发展的重大机遇。作为国家“一五”和“三线”时期重要的工业布点城市，目前已形成了比较完备的现代工业体系，尤其是汽车及零部件、石油装备、机床工具等装备制造业方面具有一定的比较优势。年，市装备制造业完成产值454亿元，同比增长47.2%对工业增长的贡献率超过40%

一）产业基础雄厚。特别是汽车及零部件、钛及钛合金、石油装备、轨道交通、机床工具等行业具有一定优势。拥有一大批像集团、法士特集团、宝钛集团、石油钢管、中铁宝桥、集团等行业内的骨干企业。宝钛集团和东岭集团2户企业产值超过百亿，集团在宝部分等6户企业产值超过50亿，目前制造业已成为我市经济发展的重要引擎。

二）优势产业突出。其中半数以上产品在国内外市场有一定竞争力。集团是全国三个重型汽车生产基地之一，装备制造业产品涵盖《国民经济行业分类标准》中7大类62个中类200多个小类。集团的数控机床、精密磨床在全国同行名列前茅，中航宝成的仪器仪表在全国占有重要位置，秦明电子是国唯一生产可控式心脏起搏器的企业，宝石机械是全国最大的石油钻采设备生产企业，陆上钻机产量居世界第一，的钛材占到全国80%生产能力和市场份额。

三）创新能力较强。制造业信息化工程重点城市和中国品牌经济城市，是科技部确定的38个国家创新型试点城市之一。目前已建成1个国家级工程技术研究中心（石油钢管）3个国家级企业技术中心（石油机械、秦机、宝钛）28个省级企业技术中心，拥有各类专业技术人员2万多人。有6个中国名牌产品，其中4个是装备制造业产品。钛材、石油钻机、焊接钢管、铁路道岔、钢桥梁、数控机床等60多个制造业产品市场占有率居全国前列，部分军工产品居全国之首。

四）集群化初具雏形。钛及钛合金产业集群企业达到数量380多户，目前钛及钛合金、汽车及零部件等九大产业集群已初具规模。其中。其中规模以上企业65户，过亿元企业8户，龙头宝钛集团是中国钛工业国标、国军标、行规制定者，具有国内最完整的钛及钛合金生产体系。以集团、法士特为核心的汽车及零部件产业集群，具备年产10万辆重卡、3万辆中卡、30万辆微型车整车及零部件配套的生产能力，集群企业数量达到300余家，其中规模以上零部件生产企业27家。以石油机械和石油钢管为龙头的石油装备制造产业集群，以集团和机床为龙头的机床工具产业集群，以中铁宝桥、中铁电气化、南车时代为骨干的轨道交通装备产业集群，以宝成、烽火、凌云、长岭电子为骨干的航空安全装备产业集群也在快速成长，大企业引领、配套中小企业跟进、专业化分工的集群化发展格局初步形成。

二、期间发展思路和目标

将建设成为全国先进制造业和新材料研发生产基地。按照规划要求，市先进制造业发展的思路是紧紧抓住水经济区规划实施的重大历史机遇，按照“基地支撑，龙头引领，园区承载，集群突破、融合发展”思路，优化传统产业、提升优势产业、抢抓新兴产业，大力发展汽车及零部件、钛及钛合金两大千亿产业集群，积极培育10户百亿企业集团，加快建设装备制造、有色金属等特色产业基地，全力打造特色突出、比较优势明显的西部先进制造业基地，年，全市先进制造业总产值力争达到1600亿元。

一）积极培育大企业大集团。推动优质生产要素向核心企业聚集，进一步加大政策扶持力度。支持龙头企业通过强强联合、兼并重组、引资嫁接等方式，实现低成本扩张，迅速做大做强。重点支持集团、宝钛集团、东岭集团、宝石钢管、石油机械、法士特集团、烟厂、中铁宝桥、集团、煤化工等10户企业发展壮大，突破百亿大关。同时，进一步完善大企业培育体系，全力扶持30户高成长性企业提速发展。

二）全力打造优势大产业。加快推进汽车及零部件、钛及钛合金、机床工具、石油装备、轨道交通等重点行业的整合。延伸产业链条，倾力打造汽车及零部件、钛及钛合金两个千亿产业集群和石油装备、机床工具、轨道交通等支柱产业，精心培育一批特色产业集群。用高新技术和信息技术改造提升食品、建材、纺织等传统产业，加速“两化”融合，推动传统产业转型升级。把发展循环经济、低碳经济作为抢占未来发展制高点的重大举措，加快发展航空安全装备、太阳能光伏、风电装备及关键零部件、核电材料制造等新兴产业，使其尽快成为推动经济增长的新支撑。

三）抓紧实施一批大项目。加快推进一批支撑先进制造业发展的重大项目建设。围绕产业链延伸、龙头企业配套、资源加工转换等方面，积极争取，力争使中省能够把更多的项目放在，把更多的资金投向，为建设先进制造业基地提供项目支撑。

四）加快建设新型工业园区。加快发展新型装备制造、新能源、新材料等高新技术产业，进一步创新体制机制。把国家级高新区建设成为引领先进制造业提速发展的示范基地。以集团和法士特集团为龙头，加大技改扩能和招商力度，吸引更多项目向我规划建设中的汽车城蔡家坡地区聚集，努力建设中国西部汽车及零部件产业基地。同时，把工业园区作为县域工业化的重要载体，围绕大工业协作配套，积极承接东部制造业转移，促进县区工业迅速崛起，为加快发展先进制造业提供有力支撑。

五）着力提升自主创新能力。支持引导企业建立技术创新体系。重点建设钛及钛合金材料、石油钻采装备、数控机床等3个国家级企业技术中心，以创建国家创新型试点城市为契机。积极创建高可靠性无线通信、飞行环境监测等省级工程技术中心，全面提升企业创新能力。鼓励支持集团、石油机械、中铁宝桥等企业参与国家科技重大专项，开发关键技术和前沿技术，争取拥有自主知识产权。依托西安大专院校、科研机构和社会力量，建立多层次的科研开发和管理人才培训体系，支持企业引进知名专家，吸引各类人才向集聚，为建设先进制造业基地提供智力支持。

六）大力发展现代服务业。积极发展中介、创意、服务外包等新兴服务业，大力发展工业设计、技术研发、信息咨询、商务会展等生产业。为先进制造业发展提供配套服务。加大金融生态环境和信用环境建设力度，积极引进股份制银行和证券、保险机构来我市设立网点，为企业发展提供充裕的资金支持。加快构建物流网络，加速形成快进快出的现代流通体系，促进制造企业与物流企业联动，为制造业转型升级搭建服务平台。

三、几点建议

一）支持建设国家先进制造业和新材料研发生产基地。支持加快建设国家级机电设备出口、数控机床、石油装备、轨道交通、中低压输变电设备制造和西部汽车及零部件制造基地，恳请工信部能从政策、资金、项目等方面给予倾斜。提升装备制造业集群化发展水平，增强产业核心竞争力。同时，支持“中国钛谷”建设，打造世界知名、国内一流的新材料研发生产基地。

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关键词：农村水电站；水轮机；技术改造

一、前言

在农村小型水电站中，水轮发电机组是完成电能生产的关键设备，其运行综合性能质量的优劣直接关系到电站经济效益的好坏和电站能否安全可靠地生产。面对多年来农村水电机组运行中普遍存在的效率低、缺陷多及安全可靠性差等各种问题，小水电站业主须对农村小电站的发展现状及如何提高机组运行综合性能质量，争取最大发电效益等问题有一个明确认识，并应积极开展以提高机组运行综合性能质量为主的技术改造工作。

二、农村小水电站的发展现状

笔者通过近几年来对农村小水电机组的接触了解到，不论是已经运行了多年还是近两年新投运的电站机组通常都存在以下一些问题:

1.电站实际装机容量比根据水文、水能参数确实的装机容量偏小或偏大10%~20%。装机容量偏小情况多发生在20世纪80年代及以前建成的电站，而装机容量偏大多发生在近十年新建的小电站，许多电站机组在多数运行时间里达不到额定出力，电站经济效益和建设投资的回报都不能达到预期目标。

2.在农村小电站中，约有近50%的机组为20世纪70~80年代前制造的设备。受当时条件制约，这些机组多数使用前苏联与美国等20世纪40~50年代研制的机型，效率偏低，制造技术落后，总体能量指标较差，致使原来水力效率不高的转轮又偏离高效率区。

3.部分老电站由于管理不善，机组在性能和结构方面都已陈旧或带病运行，机组漏水、漏油严重，振动加剧、噪音增大，发电机绝缘老化，事故增多、检修频繁。

4.少数电站由于水质条件偏差，长期运行使过流部件磨损，特别是转轮、导叶等关键部件由于空蚀和磨损，叶型遭到破坏，间隙增加而使效率大幅下降。

5.目前公开使用的小水电机组产品型号、规格仍然较少且性能落后。自20世纪90年代以来，国家及行业没有及时编制出版新的水轮机选型型谱。多数基层设计者选型设计通常还是采用参照小型厂家产品目录的方法来套用现成机型，很难满足电站实际需要。

6.农村小水电机组制造工艺落后、质量差。如水轮机转轮叶片大多仍采用传统的样板法工艺，有些小厂家制造的叶片线型误差大，加工粗糙，光洁度差，造成水流脱流，引起机组振动、空蚀、效率降低，有的转轮效率仅在70%~80%之间。叶片材质还是以碳钢为主，工作寿命不长，遇到运行条件稍差的电站，1~2年就要更换，使用寿命较短。

7.水轮机技术改造是一项十分细致、艰辛的工作。就它的核心部件――转轮而言，不仅要求从业者熟知其结构设计、制造过程、材料工艺和被改造电站的运行条件及相关情况，还要求熟知水电站机组的水力选型设计过程、熟知水轮机各种水头段不同转轮的运行综合性能质量，熟知当代水轮机的最新科技进步。目前在农村小水电机组技术改造这个广大的市场中，参与者有中小机组制造厂家、有相关的科研院所及高校、还有以机械制造、维修业为主的私营公司及水轮机厂家的退休人员。

三、水轮机转轮优化设计的必要性和可行性

1.水轮机转轮针对具体使用条件进行优化设计的必要性。从我国农村小水电的发展现状来看，多数小水电站存在的核心问题主要是长期以来水轮机转轮的设计没有与电站具体使用条件相接轨，通常表现在以下几个方面:

(1)水轮机转轮效率低。运行效率是水轮机综合性能质量的重要指标，据统计自20世纪90年代后期，我国大型水电机组的水轮机模型效率普遍达到93%以上，目前则已突破94%，最高的三峡转轮模型效率接近95%。而多数农村小水电机组仍然在重复地使用20世纪50~60年代的老机型，与同期的国内外先进转轮相比，差距很大，模型效率约低5%~10%。造成水力资源的巨大浪费。

(2)机组选型不合理。二三十年以前投产的农电机组，受设计条件限制，有些电站选择水轮机与发电机偏于保守，造成水能利用不充分有些电站选择水轮机与发电机容量匹配不当，从而限制了机组出力有些近年新建小电站的业主片面追求低价位，经常选择发电机转速偏高或是水轮机转轮直径偏小，因此造成机组运行性能降低，发电经济效益受到严重损失。

(3)机组运行可靠性差。受电站选型设计和不同厂家结构设计制造水平限制，水轮机抗空化、抗磨损、抗振动性能差，经多年运行，一些机组空化、磨损、振动严重，运行条件恶劣、事故隐患不断增加，严重影响机组的可靠运行。

(4)水力资源使用条件的变化。一些小型水电站建成后，由于当地水力资源条件或工程施工失误所带来的变化，造成其实际的流量、水头等水文数据与原设计参数有所变化，结果选用的水轮机性能参数与电站实际运行参数不适应，原有转轮运行已大大偏离设计工况，甚至无法正常运行，造成电站经济效益不能充分发挥。

众所周知，水轮机转轮是水电站的核心设备。水轮机的水力性能、振动与空化主要取决于转轮哇能，转轮性能对合理开发利用水能、确保电站经济效益等方面有着巨大影响。因此，对运行时间长久和老型号的水轮机转轮的更新改造势在必行。通过对水轮机转轮的“量体裁衣”优化设计，可提高机组效率，增加电站容量，改善机组运行的安全稳定性，最终提高电站的经济效益。

2.水轮机转轮针对具体使用条件进行优化设计的可行性。从经济角度分析，开发新电站周期长、投资大，而进行水轮机技术改造由于不需要再建水工大坝等，故投资少，见效快，经济效益很高。一般来说，目前农村小电站的增容或提效改造其单位千瓦投资只占新建电站的25%左右。

因此，水轮机转轮针对具体电站的使用条件进行“量体裁衣”式优化设计的改造方式是一种投入少、产出多、效益显著的项目，是提高电站运行可靠性和经济性的最关键措施，已成为许多地方解决能源短缺问题的手段之一。

从技术上来说，近年来计算机与计算技术、流体机械三维流动分析与设计理论和机械加工技术等都已取得了很大的发展。使得现代转轮的设计、测试和制造方面都取得了长足的进步。这些新的技术主要表现在:

(1)数值模拟技术。20世纪50年代，混流式转轮的设计基础是假定转轮中的叶片数无穷多，无限薄，这样可将三维流动简化成轴对称流动。自20世纪80年代以后，随着计算机技术和计算流体动力学的迅速发展，水力机械过流部件的三维流动分析及设计和优化算法都有了长足的发展，已成为过流部件水力设计与流动分析的重要工具。

在老电站改造中，利用新的软件系统，可以根据电站水轮机的单位转速与单位流量运行范围(由转轮直径、转速、水头及过流量决定)，确定设计最优工况点n110和Q110，在给定的边界条件下，进行转轮(或其他通流部件)的水力设计以设计方案为计算域进行流场计算及水力损失计算，分析转轮区域的流动状态，预估转轮的汽蚀性能及效率水平根据流场和水力损失计算结果及设计者的经验修正水力设计方案逐次逼近直至满足要求，达到了根据电站具体情况“量体裁衣”优化设计的目的。从而取得最佳运行效果和最大经济效益。具有投入低、产出高、见效快的特点。

(2)转轮叶片设计新技术。混流式X叶片类型的转轮集高效率、高水力稳定性和抗空蚀、杭泥沙磨损等性能于一体。X叶片转轮设计已在长期实践中得以证明并且近年来通过计算机流体动力学CFD和大量的模型试验得以进一步改进。与常规混流式转轮相比，X叶片转轮均匀的流态和压力分布大大减少了涡流和磨损问题。转轮能在极宽的水头和流量范围内运行而不会产生进口涡流和空蚀。其出口处的特殊几何形状能有效地涤低尾水管压力脉动。目前国内已经有许多大中小电站的混流机组采用了X叶片转轮。

(3)叶片模压成形技术。转轮是水轮机的核心部件，转轮制造技术是水轮机制造技术中最复杂的技术之一，因此它的制造质量至关重要，直接影响着转轮的效率、抗空化性能和运行稳定性。过去大多采用铸造方法制造叶片，打磨光滑后与上冠、下环拼焊。该工艺方法缺点很多型线偏差大、表面粗糙、打磨废工、空化性能差，并且叶片经常带有铸造缺陷，容易造成叶片性能变坏。近年来，模压成型技术广泛用于大中水轮机转轮叶片制造，它是一项可以获得叶型准确、铲磨量小、价格适中、生产周期较短的转轮叶片制造技术。制造方法是将叶片母材进行初步加工，然后放在用数控机床铣好的压模内用压力机压型，最后局部修磨和整体抛光。这种方式制成的叶片型线好，材质好，抗空化磨损性能强，效率更易得到保证。

(4)叶片数控加工技术。叶片加工过去通常采用“立体样板一铲磨”工艺，这是一种通过投入大量手工劳动力，依据立体样板作为测量工具，把铸件毛坯变成叶片成品的工艺。该工艺存在测量精度差、操作困难和费用高三大缺点。近年来，国内外各大型水轮机制造厂家已取消了传统的立体样板，而采用数控加工技术，该技术是一种通过计算机系统的软件控制机床自动操作完成的一种理想的加工工艺。由于它能把叶片的理论曲面通过数据准确无误地传送到执行指令的操作机构，解决了叶片测量与理论位置的自动找正问题和测点加工余量的自动计算问题，使大型水轮机的叶片制造精度较传统立体样板工艺有了较大提高。如三峡水轮机转轮叶片全部都是采用数控机床加工。

(5)三坐标侧控法工艺。这是针对农村小水电机组设计的一种既经济、简单实用，又有较高精度的转轮叶片制造工艺。首先设计专门的工装，将工装置于具有三坐标的撞铣床或摇臂钻床的工作平台上，再将叶片毛坯安放并定位在工装上，利用工装和机床的移动配合，可以检测到叶片正、背面任意位置的空间坐标值。将检测结果直接与叶片型线坐标值进行比较，如偏差值超出标准要求，则在相应位置，用钻头打出相应偏差值深度的孔。再对叶片一进行铲磨至孔深位置，然后再利用机床和工装进行型线检测。每个叶片重复一遍，直至叶片型线满足设计要求。

四、结语

改造实践表明，由于农村水电站技术改造工作能做到“短、平、快”，因此已成为许多地方提高发电经济效益和解决能源短缺的重要手段之一，而水轮机转轮是水电站的核心设备之一，水轮机转轮综合运行性能质量对合理开发利用水能、提高水电站运行可靠性和经济性方面有着巨大影响。所以，水轮机转轮根据电站具体情况进行“量体裁衣”式的优化设计已成为水电站更新改造的主要任务与关键途径之一。随着现代计算机数值模拟技术、模型测试技术和制造技术的不断进步，为水轮机转轮的优化设计创造便利了条件。因此，应充分利用现代科学技术成果，结合我国目前农村小型水电站的实际情况进行机组特别是水轮机的技术改造。确保农村水电站机组的高性能、高质量和安全可靠运行，以此促进我国小水电事业的健康繁荣发展。

参考文献：

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机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。

（一）机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

（二）传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。

（三）信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

（四）驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

（五）接口技术

为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

（六）软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

二、机电一体化技术的主要应用领域

（一）数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：

1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。

5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

（二）计算机集成制造系统（CIMS）

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

三）柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

（四）工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展。

（一）智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

（二）系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。

（三）微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

（四）模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

（五）网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

（六）绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。

综上所述，机电一体化是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

参考文献：

1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.

2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.

3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化,2006(6).

4、章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究,2006(7).

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一、全省机械工业发展现状

经过几十年的发展，特别是改革开放以来，我省机械工业取得了稳步、快速的发展，已形成了门类较为齐全、具有一定规模和较雄厚基础的技术不断进步的工业体系，至2004年底，全省机械行业拥有职工人数128390人；其中工程技术人员12300人，拥有固定资产（净值）949083万元。

据统计，2004年江西省机械工业总产值（现价）319亿元；销售收入280亿元；实现利润97263万元；税金98057万元；新产品产值616970万元；利税227009万元。年产值超过500万元以上的企业有76家，其中年产值超过1亿元以上企业30家；利润超过500万元以上的企业26家。出货额30.7亿美元，招商引资55.07亿元，实际利用23.09亿元，引进外资6.29亿美元，实际利用3.7亿美元。

“十五”期间，全省机械行业以市场为导向，继续加大产品结构调整力度，扩大产品的市场占有率，提高产品技术含量。五年来共开发新产品600余项，使机械产品总数达到7600余种，并开发出一批具有科技含量高、市场潜力大、在技术上达到或接近国际先进水平的优秀新产品。如全顺轻型系列客车、智能组合式系列电站、螺杆膨胀动力机、三维立体D形卷铁芯干式变压器、四开单色胶印机、锅炉袋式自动除尘器和铁路轮对加工专用数控机床等。企业从这些适应市场需求的产品中得到了良好的经济效益。“十五”期间，共安排科技攻关和技术开发项目250余项，完成鉴定项目160余项，50余项成果获国家部省级科技进步奖，如江西省机械科学研究所，开发的“高密度多孔蜂窝陶瓷挤压成型模具”，达到国际先进水平，不仅为行业提供了优质高效的催化载体，还为有效解决内燃机尾气污染问题作出了贡献。一批先进实用新技术得到较好的推广，并取得了明显成效。CAD、CAM、CIMS等先进技术正逐步推广应用，全省机械行业重点骨干企业基本实现了甩图板。“十五”期间，企业技术中心的建设步伐不断加快，提高了企业技术开发能力，从而掌握占领市场的主动权。已有江铃、江光、江化联等19家企业通过了省级企业技术中心验收。

“十五”期间，全省机械行业的质量工作扎实渐进，并卓有成效。在实施名牌战略中，在以前取得29项省名牌的基础上，又有19项省名牌产品获得省名推委重新认定。江光的凤凰照相机、华意的压缩机荣获国家名牌产品称号。主要产品采用国际标准和国外先进标准的达标率达到60%。重点骨干企业均达到ISO9000标准要求，有120个企业通过了质量体系认证。

“十五”期间，全省机械行业通过引进技术的消化吸收和自主开发的提升，对传统产品的技术改造和新技术的推广应用等多种途径，促使全省机械行业制造技术水平有了较大的提高。数控加工精密成型、少无切屑加工、可控气氛热处理、气体保护焊、材料改性、表面功能覆盖等一大批先进、高效的制造技术在生产中得到了应用，有力地促进了产品质量和企业效益的提高。

二、存在的主要问题

“十五”期间，全省机械行业在科技进步方面所取得的成绩是显而易见的。但是，我们更要清醒的认识到，与国内发达省份相比，尤其是与工业发达国家相比，我们的差距仍是相当明显，突出表现在许多企业市场观念淡薄，改革改组、机制转换滞后；企业包袱重，解负能力差，竞争能力不强。主要表现在如下几个方面：

1、从整体上看，我省机械工业的发展还没有完全转移到依靠科技进步的轨道上来，机械工业的生产值的增长仍然是依赖宏观经济的快速发展而带来的市场需求和资本金、劳动力的投入，技术进步所占的比重仍然较小。

2、自主开发能力不强，产品品种少，技术水平低的格局仍未能有效改观。全省机械行业的技术来源主要依赖国内外引进，自主开发能力比较弱。具有自主知识产权和技术含量高的产品依然不多。

3、分散重复性严重，生产集中度不高，尚未形成具有较强竞争力的大型企业和企业集团；企业内部组织结构不尽合理，专业化协作水平低，优势特色不够突出。

4、产品质量上的问题仍很突出，相当一部分产品性能、可靠性、耐用性、精度保持性等质量指标低于国内先进水平。就我省实际情况而言，主要原因是装备落后，制造工艺水平低和专业化程度不高的因素造成。

上述这些主要问题严重制约了我省机械工业健康稳定发展，也直接影响了全省国民经济的技术进步和产业升级。

三、机械工业的发展趋势

进入新世纪以来，世界机械工业进入了前所未有的高速发展阶段，对比其他行业，机械工业发展趋势有以下七大特征：

第一、地位基础化。发达国家重视装备制造业的发展，不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列，更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质基础，是现代经济不可缺少的战略产业，即使是迈进“信息化社会”的工业化国家，也无不高度重视机械制造业的发展。

第二、经济规模化。全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。在不断联合重组，扩大竞争实力的同时，各大企业纷纷加强对其主干业务的投资与研发，不断提高系统成套能力和个性化、多样化市场适应能力。

第三、发展不平衡。以2004年为例，销售名列世界前500位的企业几乎来自北美洲、亚洲、欧洲，所占比例高于99%，显示了在三大洲世界机械工业发展中的绝对统治地位。

第四、结构调整深化。发达国家加大了产业转移力度，机械产品中附加值低的产品被安排到市场潜在需求发展中国家生产。为适应市场需求的变化，各大生产商纷纷采取专业化生产，“单品种，大批量”已成为很多500强企业生产方式的新特色。同时，以生产者为主导的生产方式逐步向消费者为主导的定制方式转变。服务的个性化成为竞争成败的重要因素。

第五、全球化生产方式发生新变化。随着信息技术革命，管理思想方法的根本性变化，企业组成形式发生了变化，这些变化发生在跨国公司，并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是：广泛利用别国的生产设施与技术力量，在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况，制造出最终产品，并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件加工网络，自己负责产品总装与营销、原材料调配、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势。

第六、跨国并购加剧。现代并购不再一味强调对抗竞争，强强联合成立企业获得竞争优势的主要手段。这是机械制造业全球化过程中大公司谋求生存发展的一大特点。在建厂的前提下，优化企业产品结构，以达到提高生产能力，扩大市场份额，获取规模效益的目的。以高技术为内涵的行业来自技术创新的威胁，使跨国公司走上了联合之路，以形成强大的技术创新能力。机械制造业大企业间的战略并购，导致了机械工业资源的重新配置，使得世界机械工业的竞争格局出现了协作型的局面。

第七、产品高技术化。以信息技术为代表的现代科学技术发展，对机械制造业提出了更高、更新要求的各国家和地区，特别是发达国家更重视发展机械制造业，充分体现了机械制造业作为高新技术产业化推动整个社会进步和产业升级中不可替代的基础作用。高技术的迅猛发展起到了推动、提升和改造的作用。信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、电力电子技术、新材料技术和新型生物、环保装备技术等当代高新技术成果开始广泛应用于机械工业，其高技术含量已成为市场竞争的胜利关键。

四、发展方针

“十一五”是机械工业发展的重要时期，中国加入世贸组织后，经济发展越来越趋向开放，贸易和投资政策日趋自由化。全球性产业结构调整步伐明显加快，企业重组、强强联合、购并愈演愈烈。随着国民经济战略性结构调整与产业升级的步伐加快，装备制造业发展前景广阔。针对全省机械工业发展存在的主要矛盾和突出的薄弱环节，要全面贯彻中央提出的科学发展观，按照提高技术创新能力，发展高科技，实现产业化的发展方针，遵循社会主义市场规律和科技自身发展的规律，紧紧围绕产业及产品结构的优化调整，全面推进技术创新体系建设，以技术创新和高技术产业化为主线，加强集成，重点突破，为实现我省在中部地区崛起提供先进的技术装备。

五、发展目标

“十一五”期间，全省机械行业科技发展的总体目标是：全面贯彻落实科学发展观，科技兴赣战略，深化科技体制改革，全面建立适应社会主义市场经济体制和科技自身发展规律的技术创新体系，提高科技对经济增长的贡献份额，力争使技术创新和高技术产业化在省优势和特色的领域，达到国内先进水平。

1、行业综合水平

较“十五”期间相比，到2020年末，全行业人均装备占有率提高80%；全员劳动生产率达到80000元/人；企业工程技术人员占职工总数的比例达到25%；重点骨干企业达到30～35%。

2、产品品种

到2020年，产品品种数达到12000种，主要产品的水平与国际先进水平的差距缩短20年左右；大型骨干企业的产品要普遍实现更换代；主要产品品种的80%达到国际九十年代末的先进水平；15%产品进入世界先进行列。

3、产品质量

产品质量可靠性和耐用性要有大幅度提高，到2020年省名牌产品数达到120项产品。其中国家名牌产品数达到30项；主要产品均能达到国际或国外先进的标准。

六、主要任务

根据机械行业产品结构调整的指导意见，结合我省机械行业的实际情况，按照有所为有所不为的原则，确定我省机械行业“十一五”产品发展的主要任务如下：

1、汽车产品

坚持引进技术和自主开发相结合的原则，进一步加大产品结构调整力度，根据市场的需求，重点发展安全、节能、排放符合国家环保法规的经济型家用多功能汽车、适用高速公路安全、舒适的轻型客车、中型客车、专用汽车、摩托车以及环保、节能的车用柴油发动机、汽油发动机（电喷）和变速箱、车灯、减震器、滤清器、板簧、制动软管等汽车零部件。提高汽车产品自主开发能力和汽车零部件配套水平，力争在轿车产品上有所突破。

2、农机产品

稳定和发展面向农业、农村、农民的“三农”产品，特别是适应南方地区使用的中小型农田耕作、田间管理、收获等机械以及农产品深度加工、水产品加工机械产品、粮食烘干及仓储机械新型农业环保及作物病虫害防治机械、节水节能排灌机械等。要不断提高产品质量、水平和可靠性，满足市场需求。力争在中小型农田耕作、田间管理、收获机械等产品上有较大发展。

3、工程、矿山机械

根据国家能源、交通运输、矿山及水利工程建设的需要，“十一五”期间，工程机械要大力开发具有当代技术水平的机电一体化产品，同时还要开发简易多功能的工程机械产品，以适应乡镇农村经济发展的需要。“十一五”期间，工程机械产品发展重点是：大功率装载机、自行式平地机、机电一体化的液压挖掘机、内燃机叉车、双钢轨串联振动压路机、组合式振动压路机和高冲击能的压实机械；发展多功能钻机、深基础处理等施工机械、隧道开挖施工机械、沥青混凝土强制式搅拌设备。

“十一五”期间，矿山机械发展重点是：大功率内燃凿岩机、液压凿岩机、大规格牙轮钻机及辅助设备，新一代井下内燃无轨及电动铲运机、重支架搬运车、大中型多功能车、高机动轻型运输车及矿山的全防护设备、防漏电设备、防雷设备、梭式矿车等。

4、电力设备

随着我国发电工业向高效率、低能耗、低污染、低成本方向发展，要大力发展大型、高效、节能、新型的电力设备。在发电设备领域重点开发中小型发电成套设备和智能型柴油发电机组；循环流化床系列锅炉要在巩固现有优势的基础上，产品向大型化发展。用电设备重点发展节能、紧凑型等新型产品。电动机产品要实现更新换代并向中型高压方向发展，并注重开发特殊用途的专用电机、永磁电机及变频电机。输变电设备产品应向大容量、高电压方向发展，继续巩固和发展我省整流变压器的技术优势，电力变压器要向高效、节能、大容量方向发展。

5、家用耐用消费品

瞄准国内外两个市场，大力发展高技术含量、高附加值的家用耐用消费品，重点开发数码相机、R600a工质无氟压缩机产品，同时完善家用空调、冰箱、望远镜等产品系列。

6、基础机械

机床是最重要的基础机械，是装备工业的重要组成部分，我省机床行业基础比较薄弱，产品品种较少、档次低，市场需求的、有特色的、技术含量高的产品短缺，缺乏市场竞争力。“十一五”期间，我省机床行业要以信息化带动工业化，要用高新技术改造传统设备提高产品技术含量和大力开发数控机床，实现产品结构调整；通过技术引进、合作生产、合资经营等手段促进产业升级，要优先发展普及型数控机床和专用机床，并以此带动高档型数控机床的发展。

7、石化通用机械

“十一五”期间，石油化工机械重点发展，空气压缩机、印刷机械等主要产品，以重点发展产品为龙头，通过结构调整等改革措施，大力发展高效节能产品。

8、环保机械

当前，我国将进一步加大环境执法、环境建设和环境投资力度，为环保机械行业的发展带来契机，我们要不失时机的开发市场需求的环保机械，主要开发的领域是空气污染治理设备、水污染治理设备、噪声与振动控制设备、环境监测仪器仪表。具体是重点开发中小城市垃圾处理成套设备、高浓度有机废水处理及成套设备、烟气脱硫成套设备、汽车尾气净化和餐饮业油烟净化设备等环保机械产品。

七、重大项目

1、轨道车辆制造维修系列数控装备。

项目承担单位：江西中机科技产业有限公司。

该项目为适时满足铁路提速，制造维修、高速、重载列车新形势需要而研发的轨道车辆制造维修系列数控设备，它包括有车辆轮对数控动平衡去重机床、车辆自动检测数控加工机床、车辆轮对数控车床、车辆轮对落轮数控车床、车辆中梁组合钻生产线、车辆上下盘型面数控加工机床、车轴铣端面、打中心孔数控机床及车轴加工生产线，车辆构架各梁端头数控铣床、客车钩体扁销孔卧式双面铣床、数控龙门铣边机等40余种机床设备。该设备采用国内外成熟技术生产制造的传动系统、数控滑台、数控回转工作台、自动定心装置、液压系统及防护系统等组成，综合运用数控技术、计算机控制技术、现场总线技术、通讯技术、四摩擦轮驱动技术、无间隙传动技术、激光检测技术等高新技术产品。该设备独创了车辆轮对制造中精密动平衡测量与精确铣削去重于一体的先进工艺、精密动平衡测量方式和适应多种速度级别轮对去重加工的复杂三维动态数学模型，该项目处于国际领先水平。主要技术指标有：最小剩余不平衡偏心emar≤8um，不平衡量一次性减低率uRR≥90%，它解决了现代铁路提速和制造高速列车时轮对制造精密动平衡测量与精确去重的关键工艺难题，为发展高速列车、城市轨道交通提供了可靠的工艺技术储备，是保证列车和运网安全不可缺少的关键设备。

2、组合式机电一体化蓄冷中央空调机组。

项目承担单位：江西集佳科技有限公司。

该项目为自行研发、具有自主知识产权的产品，是利用廉价低谷电力将制冷机制取的冷贮存起来，在电网高峰电价时段将机组贮存的冷量释放出来供为空调使用。它具有卓越的“移峰填谷、平衡电力负荷、节约能源、极大降低运行成本”功能。与传统中央空调相比，当峰谷的电价比达3︰1或4︰1每年节省的运行电费相当可观。该机组产品“组合式”使产品首创工业化批量生产；“模块化”的灵活配置构成了机组适应不同用户需求的系列产品线；“机电一体化”的现场控制器（PLC）和嵌入式软件实现系统的最优化运行；接入网络平台的上位机、远程监控计算机和系统管理软件所构成“系统集成”是信息化技术改造传统产业的完美实现。该产品主要技术指标：蓄冷量以1500kwh模块为基本组合单位，充冷速率：≥375kw；放冷速率：≥375kw；融水率：≥94%。该项目适用于机关、大专院校、银行、科研院所、宾馆、体育场馆等中央空调系统。市场前景广阔。

3、年产80万千瓦大中型水轮机发电机组。

项目承担单位：赣州发电设备成套制造有限公司。

水力发电属于环保型可再生能源，目前已得到世界各国的广泛关注，我国也以立法的形式，将中小型水力发电例入可再生能源之列。该公司在原有年产20万千瓦中小水轮发电机组的基础上新增60万千瓦，形成年产80万千瓦大中型水轮发电机的制造能力。同时，进一步提高企业管理水平和技术创新能力，大力开发技术含量高、适销对路的新产品，如低水头、大流量的大中型轴流式、贯流式发电机组，中小型风力发电机组，高效、节能大泵、特种泵类产品，不断提高产品档次，形成单机容量5万千瓦、转轮直径5.5米的水力发电设备生产能力，产品质量水平进入国家行业先进行列，企业年销售收入和利税两项指标争取进入全国水电设备行列前五名。

4、大光学产业

承担单位：江西凤凰光学仪器（集团）有限公司。

该企业是中国光学行业中大型的综合性光学仪器企业。目前拥有总资产14.5亿元，2004年实现销售收入13亿元，进出口额1亿美元，员工总数6200余人。多年来该公司紧跟世界经济与产业技术分工、发展步伐，不断分析面临的宏观与微观形势，提出了“占领两厢，融入大道”的大光学发展战略，将产业调整、投资发展的重点转移到大光学产业，通过业务合作与世界高科技光电子产业巨头结成战略联盟，相互依存，融为一体。将该公司产业的主业逐步调整成为与当代数字技术相结合的大光学产业、医教产业、房地产建设产业的事业架构，以大光学为主题，以光学制造业为基础，迅速发展大光学事业。

总体目标：到2010年实现销售收入23亿元，光学镜片产能全国第一，努力打造世界一流光学制造企业，进入世界前5强，新增主导产品销售收入5.8亿元，光学仪器市场占有率名列前茅。

主要经济指标：到2010年，光学镜片1.32亿片；光学镜头500万只；照相机3万台；金属零件5000万元；显微镜10万台；测绘仪器6万台；光学设备1000台；光引擎10万台；望远镜16万台。

技术创新与研发计划重点是围绕大光学事业的核心技术升级工作，着力推进产业链产品与主机产品的技术转型，全面实现向电子数字化技术产品调整升级。未来几年的重点是：非球面（塑料、复合、玻璃）技术、多层膜技术、微球面技术、定变焦镜头、照相机镜头模组、正投光引擎、数字光学仪器、光学影视设备、银盐相机低成本化等。

5、引进和开发VM汽车柴油发动机

承担单位：江铃汽车集团公司

目前，VM发动机，在发达国家，重型车100%使用柴油机，欧洲约30%的轿车和90%的商用车使用柴油机。国内对小型、高速柴油综合技术的研究还非常缺乏，因此，引进开发生产技术领先、节能环保的车用柴油机是汽车生产企业生存与发展的重要条件。

意大利戴—克VM公司是一个有着较强实力，主要生产车用柴油机公司。产品与戴姆勒—克莱斯勒、福特，通用欧宝、道奇等大公司配套。且于2000年并入戴姆勒—克莱斯勒公司，目前戴姆勒—克莱斯勒公司占49%股份。R425/428DOHC柴油机是该公司2001年推出的新产品，该系列产品采用了德国博世高压轨燃油喷射系统，运用了增压中冷、EGR、VGT双轴平衡、四气门、双顶置凸轮轴等多项先进技术，排放已达欧Ⅲ（具有欧V潜力），产品性能达到世界先进水平。

该公司引进生产意大利戴—克VM公司R425/428DOHC柴油机，并可跳跃式地提高江铃柴油机产品的开发制造水平。为国内中轻型客车、SUV、MPV、商务车及至轿车产品提供更好的“心脏”。由于R425/428DOHC柴油机较4JB1柴油机体积小，动力经济性好，转速高、振动小、噪声低，所以用其配套动力必将使整车性能得到极大改善，使江铃汽车更具有市场竞争力。

6、农村供净水设备

承担单位：江西水易科技有限公司。

该公司为解决农村喝上放心水而成立的高科技公司，其宗旨是：“为政府分忧，百姓造福，让农民同享水的甘甜”，该公司从事“供净水设备”的开发生产和推广应用，在赣州、南昌等地建有生产基地。开发这种设备，该设备集中采用于污水预处理技术、超滤膜分离和PLC恒压自动控制等高新技术，经过和省内外著名大专院校和科研院所的技术攻关和市场验证，其品质与性能都得到了用户的充分肯定。该设备以毛细管式超滤膜为核心，应用垂直交叉流过滤方式，大大提高了净水器的出水量和使用寿命，可广泛应用在农村和中小型的工业企业、医院、学校等。该设备的技术参数：功率：≤1千瓦，供水量：4吨∕小时；供水高度：12～20米，供水半径：500米，出水质量符合国家标准。

7、年产量1600万KVA变压器

承担单位：江西变压器科技股份有限公司。

该企业过去是国内整流变压器生产企业中的龙头大户，鉴于国家宏观调控、产品结构调整，现已转向主攻电力变压器。三年内，电力变压器要占江变产量的60%以上。由于电力变压器市场合同交货期短，单台相对容量小，生产程序工作量加大，所以要提高产量，设计及生环节的软硬件必须保证，这样就必须加大技改投资力度。国内输变电行业对变压器平均需求量约为3.63亿KVA，其中220KV级变压器约为7260万KVA，根据江变的现有条件，立足做精220KV级，年产能增幅10%～12%，即三年内产量1000万KVA～1200万KVA，五年内达1600万KVA。变压器生产技术突飞猛进，500KV级变压器国内已有八家企业生产，所以江变压器做精220KV级的基础上，必须发展500KV级，这需要大规模的技改投资和高端人才的引进。江变在3～5年的发展原则是：做精220KV级，发展500KV级；巩固整流、发展电力，开拓海外市场。

具体的规划是：

①在6000万技改完成后追加3000万技改投入。到2010年，产值60000万元，销售收入46000万元，利润5000万元。

②2005年可转债资金新投入技改1.5亿～1.9亿元并竣工后。到2010年，产值100000万元，销售收入：78000万元，利润：12000～15000万元。

8、600～2000KW无刷同步发电机

承担单位：泰豪集团有限公司

该项目是与世界500强的企业、著名ABB公司合作经营的600～2000KW中大型湝波励磁无刷同步发动机。通过技术改造，保证产品出品质量、提升产品机械加工水平和档次，降低成本，使发动机性能达到国际先进水平。

本项目技改总投入14158.5万元，其中新增固定资产投资12895.1万元（含外汇53万美元），铺底流动资金1263.4万元，项目实施完成后，可实现年产量3000台∕296.4万KW的生产能力，可新增销售收入27000万元，年利润总额5896万元；产品全部出口，可创汇3265万美元。本项目可利用世界500强，著名跨国ABB公司的国际品牌效应，以泰豪公司自主产权的优势，充分提高“三波电机技术”在国际电机电站行业的知名度，使湝波励磁无刷同步发电机的研发与制造技术融入“国际大道”，打破国外智能电站对国内市场的新局面。发展民族工业品牌。

本项目一期技改工作已经完成，二、三期正在紧张筹划设计中。

八、规划实施的保障措施

1、坚持改革、扩大开放，转变观念，确立企业是机械工业科技工作的主战场的基本观点，从根本上把机械工业的发展真正转移到依靠科技进步的轨道上来。

2、积极利用科研院所和大专院校的技术力量，建立和完善为广大中小企业技术服务的中介机构，促进官、产、学、研的结合，推进科技成果产业化。

3、加大多渠道的科技投入，推动行业技术进步。一方面作为科技工作主体的企业，要建立自我激励的发展技术创新体制，年科技开发费用不能少于年产品销售收入的1%～3%，有条件的企业还可逐步提高这个比例；另一方面，争取列入国家或省重点项目，得到国家和省在政策上给予相应支持。