時間：2023-03-22 17:42:53
序論：在您撰寫自動化機床論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
論文摘要：數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。
一、故障的調(diào)查與分析
這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作：
1、詢問調(diào)查在接到機床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。
2、現(xiàn)場檢查到達現(xiàn)場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排故增加難度。
3、故障分析根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。
4、確定原因?qū)Χ喾N可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗。
5、排故準備有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。
(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。
①詢問向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。
②目視總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、裝置等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。
(2)儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信號與報警指示分析法
①硬件報警指示這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。
②軟件報警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口狀態(tài)檢查法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調(diào)出。
(5)參數(shù)調(diào)整法數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個或多個參數(shù)方可排除。
(6)備件置換法當故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。
鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟之后再動手，以免造成更大的故障。
(7)交叉換位法當發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達不到目的，反而會產(chǎn)生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。
(8)特殊處理法當今的數(shù)控系統(tǒng)已進入PC基、開放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態(tài)無從分析，例如死機現(xiàn)象。對于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法。
二、電氣維修與故障的排除
電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。
1、電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數(shù)據(jù)、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。
2、數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障
①位置環(huán)報警?？赡苁俏恢脺y量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。
②坐標軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運動。可能是漂移過大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。
3、機床坐標找不到零點?？赡苁橇惴较蛟谶h離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標記移位；回零減速開關(guān)失靈。
論文摘要：數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。
一、故障的調(diào)查與分析
這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作：
1、詢問調(diào)查在接到機床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。
2、現(xiàn)場檢查到達現(xiàn)場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排故增加難度。
3、故障分析根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。
4、確定原因?qū)Χ喾N可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗。
5、排故準備有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。
(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。
①詢問向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。
②目視總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、裝置等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。
(2)儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信號與報警指示分析法
①硬件報警指示這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。
②軟件報警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口狀態(tài)檢查法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調(diào)出。
(5)參數(shù)調(diào)整法數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個或多個參數(shù)方可排除。
(6)備件置換法當故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。
鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟之后再動手，以免造成更大的故障。
(7)交叉換位法當發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達不到目的，反而會產(chǎn)生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。
(8)特殊處理法當今的數(shù)控系統(tǒng)已進入PC基、開放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態(tài)無從分析，例如死機現(xiàn)象。對于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法。
二、電氣維修與故障的排除
電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。
1、電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數(shù)據(jù)、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。
2、數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障
①位置環(huán)報警?？赡苁俏恢脺y量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。
②坐標軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運動?？赡苁瞧七^大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。
3、機床坐標找不到零點?？赡苁橇惴较蛟谶h離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標記移位；回零減速開關(guān)失靈。
一、自動化技術(shù)創(chuàng)新在機械設(shè)計中的應(yīng)用
不斷的將機械產(chǎn)品的創(chuàng)新能力優(yōu)化與提高，與國家、機械領(lǐng)域的企業(yè)單位發(fā)展與生存有著密切的聯(lián)系。在美國，相關(guān)的機械工程的設(shè)計委員會制定了2005年到2030年的有限資助計劃領(lǐng)域中，將機械創(chuàng)新設(shè)計作為重要的資助之一；另外，機械個性化的發(fā)展趨勢以及機械市場的復(fù)雜多變也要求了企業(yè)需要在機械設(shè)計當中不斷的更新、設(shè)計，迎合市場的需要，而自動化技術(shù)創(chuàng)新的運用是確保企業(yè)能夠在第一時間內(nèi)研發(fā)出迎合市場需求的產(chǎn)品的有利武器。因此，對于21世紀的機械工程設(shè)計學(xué)科來說，創(chuàng)新性與快速性就成為企業(yè)是否能夠適應(yīng)市場需要、社會發(fā)展的關(guān)鍵所在。在機械產(chǎn)品概念設(shè)計的初期階段，也就是原理方案的設(shè)計當中決定了產(chǎn)品是否具備創(chuàng)新性。
對于機械產(chǎn)品的設(shè)計概念來說，主要是設(shè)計到了人們的創(chuàng)新思維，也可以看成為人腦抽象與形象思維綜合運用的一種結(jié)果。當然也受到了人們創(chuàng)新思維以及知識積累的局限。人們進行機械創(chuàng)新設(shè)計時，具有很大的隨機性，并不能夠確保想要的設(shè)計，同時兼具創(chuàng)新性的方案能夠在一定的時間段之內(nèi)得出。因此，想要在第一時間內(nèi)設(shè)計出滿足市場需求、能夠占據(jù)市場的產(chǎn)品，存在一定的困難局限性，也是不太現(xiàn)實的問題，因此，在機械產(chǎn)品的創(chuàng)新迅速實現(xiàn)過程中，基于計算機化的創(chuàng)新就是非常有效的方法之一。
從廣義的機構(gòu)學(xué)的教學(xué)來看，對于機電一體化系統(tǒng)（包含了機、電、液與控制等等），都可以將其看成為兩個組成部分——廣義的傳動機構(gòu)與傳動載體。而對于創(chuàng)新機電一體化系統(tǒng)的方案，就在于創(chuàng)新廣義機構(gòu)。因此，筆者在本文當中針對機械設(shè)計當中自動化技術(shù)創(chuàng)新的運用提出了一套機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計以及自動化的方案（基于三維平臺，以下所述都是基于三維平臺）。
二、機械設(shè)計與自動化體系
對于上述中的復(fù)雜機械系統(tǒng)進行創(chuàng)新設(shè)計以及對于機械相應(yīng)的自動化系統(tǒng)的組成方面，主要是以下：兩種具有較強的獲得創(chuàng)新性設(shè)計方案的能力的、在計算機化方法當中適合于機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計當中較為復(fù)雜的方案；直接支持產(chǎn)品設(shè)計方案的三維虛擬樣機裝配與仿真的自動化建模過程，能自動化地對創(chuàng)成的復(fù)雜機械系統(tǒng)符號方案進行仿真、建模以及裝配。而快速與創(chuàng)新則是其最大優(yōu)點。
對于初期機械設(shè)計概念的這一階段放縱，主要通過自動化系統(tǒng)為創(chuàng)新設(shè)計提供兩套方案：其一，基于機械設(shè)計的基本規(guī)則而采用的創(chuàng)新設(shè)計方案；其二，創(chuàng)新方案的功能改良分解以及重組?？紤]到這兩種系統(tǒng)設(shè)計在方案的產(chǎn)生原理上都是采用的符號形式將最終的方案列出。而對于機械概念設(shè)計的初期階段的使用符號的方案，機械自動化則會將方案進一步的分解成為機構(gòu)的基本形式以及相互的連接這兩個方面。在進行識別基本的機構(gòu)方法選取上可以考慮到進行運動分析，從而將內(nèi)部各個構(gòu)件運動時所產(chǎn)生的分析數(shù)據(jù)展示出來。為了將開發(fā)機械產(chǎn)品的速度進一步提高，就能夠使用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來進行基本機構(gòu)的設(shè)計。然后，三維平臺進行的二次開發(fā)，在采用的措施當中選擇特征控制參數(shù)、數(shù)據(jù)庫驅(qū)動等等，對于整體的基本機構(gòu)三維造型設(shè)計，能夠使用少量特征控制參數(shù)對其進行驅(qū)動。能夠良好的解決基本機構(gòu)虛擬建模的問題。
在機械領(lǐng)域當中，對于剛度、美學(xué)的等方面都有著很高的要求，因此為了滿足機械運動剛度以及美學(xué)，可以最優(yōu)的布局算法能夠考慮到基本機構(gòu)所占據(jù)的空間以及連接關(guān)系，從而基本機構(gòu)在空間當中的位置進行確定，從而可以將機械系統(tǒng)空間限制到最小的占有空間。對于裝配方案“后臺預(yù)置”的借用，對于基本機構(gòu)的運動分析數(shù)據(jù)以及布局結(jié)構(gòu)的參照，則能夠在特定的布局空間當中放置好虛擬的模型。連續(xù)的變化驅(qū)動構(gòu)件的位置，在概念設(shè)計當中使用符號方案的設(shè)計，就能夠得到其三維虛擬樣機（復(fù)雜機械系統(tǒng)）。
在高校機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)教學(xué)的過程中，注重對學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用技能指導(dǎo)，是當前時展的具體要求，也是教學(xué)體制改革的重要表現(xiàn)，應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式在機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用，能夠有效的提升學(xué)生的機械水平，促進學(xué)生的全面發(fā)展。
（一）時展的具體要求
隨著經(jīng)濟全球化腳步不斷深入，我國逐漸進入高效機械化時代，各行各業(yè)都開始逐漸使用機械設(shè)備進行高效率的生產(chǎn)和制造，機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)可謂是一門具有較大發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè)。但是目前我國大部分機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的畢業(yè)生多數(shù)存在理論知識較強，但沒有實際操作能力，而且沒有自己的主觀想法。當今時代是人才競爭的時代，而大量的畢業(yè)生卻不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展需求[1]。所以說，加強對機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思想和實踐性能力指導(dǎo)成為了當今時代的具體發(fā)展需求，使學(xué)生能夠更加靈活的應(yīng)用知識進行靈活的工作和創(chuàng)造，成為眾多企業(yè)所渴望擁有的創(chuàng)新性應(yīng)用型人才。
（二）促進學(xué)生的全面發(fā)展
在教學(xué)的過程中，如果僅僅是講解理論基礎(chǔ)知識，就會造成學(xué)生的片面性思維想法，學(xué)生無法更加直觀的理解理論知識，特別是在機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的教學(xué)過程中，復(fù)雜而具有強大邏輯性思想的理論知識如果不加以實踐證明，學(xué)生將會非常難以深入理解[2]。在教學(xué)的過程中，組織學(xué)生進行實際操作訓(xùn)練，在實踐的過程中，注重引導(dǎo)學(xué)生進行自主思考和自主創(chuàng)造，不斷培養(yǎng)學(xué)生形成良好的思維能力和邏輯思想，并通過不斷的學(xué)習(xí)，促進學(xué)生的全面發(fā)展，真正成為社會和企業(yè)真正需要的創(chuàng)新性應(yīng)用型人才，在激烈的市場就業(yè)環(huán)境中，成為眾多企業(yè)爭相需要的人才
二、機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式
在高校機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)的教學(xué)過程中，教師要注重以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性能力，成為創(chuàng)新性應(yīng)用型人才為主要教學(xué)目標，使學(xué)生能夠適應(yīng)現(xiàn)代快節(jié)奏的發(fā)展規(guī)律，更好的成長和發(fā)展。
（一）構(gòu)建實踐性課堂模式
在對機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)學(xué)生教學(xué)之前，教師應(yīng)該對教學(xué)的內(nèi)容進行科學(xué)的規(guī)劃，在機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)中，主要有基礎(chǔ)教育課程、專業(yè)教學(xué)課程和任選課程，教師要結(jié)合教材要求，根據(jù)學(xué)生的性格特點等因素進行合理、科學(xué)的課程規(guī)劃。實踐性課堂的構(gòu)建過程中，主要的教學(xué)體系有基本素質(zhì)訓(xùn)練、基本技能訓(xùn)練、專業(yè)技能訓(xùn)練、專業(yè)綜合實踐和創(chuàng)新能力訓(xùn)練這五個模塊。在每個模塊的教學(xué)過程中，從簡單的知識帶動課堂的氛圍，再通過問題引導(dǎo)、實踐活動等方式，逐漸加深學(xué)生對知識內(nèi)容的深入理解，通過一系列前后鏈接、循序漸進的教學(xué)過程，使學(xué)生能夠通過對不同環(huán)節(jié)的直觀感受和體驗，提升對機械制造的認識和靈活應(yīng)用，將實踐性理論和活動貫穿于教學(xué)的始終。
（二）注重更新課堂內(nèi)容
在教學(xué)的過程中，教師要注重不斷更新教材內(nèi)容。近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平也在不斷提升，而教材的編寫通常具有一定的年份限制，固定的教材內(nèi)容有時會無法跟上時代和社會發(fā)展的腳步，機械理論知識較為落后，滯后于科技現(xiàn)實，無法跟上科技創(chuàng)新的節(jié)奏。所以在教學(xué)的過程中，教師要注重實時科技信息，結(jié)合教材內(nèi)容，將最先進的科學(xué)技術(shù)知識為學(xué)生講解，并補充相關(guān)理論信息，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)模式，可以通過引入多媒體教學(xué)方法，以視頻或者圖片的方式為學(xué)生生動、形象的展現(xiàn)理論知識，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)記憶。
（三）注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識
在教學(xué)的過程中，教師要鼓勵學(xué)生積極參加各類競技活動或者比賽項目，并幫助學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生能夠通過各類機械比賽活動不斷展現(xiàn)自己的個性化創(chuàng)作思維和創(chuàng)新意識，并在各類大賽項目中，不斷的豐富自己的知識理論、擴展學(xué)生的視野，加強對自身能力和素質(zhì)的鍛煉，成為具有高技能、新想法的應(yīng)用復(fù)合型型人才。
（四）增加學(xué)生的社會適應(yīng)能力
動畫電影的創(chuàng)作，就是將繪畫藝術(shù)、文學(xué)藝術(shù)、影視藝術(shù)等許多的藝術(shù)結(jié)合，運用劇本創(chuàng)作的文學(xué)思想，采取影視表現(xiàn)手法展示出電影思維，重新構(gòu)建出對人物造型、場景造型、動物造型等構(gòu)成元素的創(chuàng)意性思維，創(chuàng)作動畫電影作品。成功的動畫電影，會非常注重表情達意、畫面的設(shè)計、風(fēng)格表現(xiàn)、構(gòu)圖等，基于其構(gòu)圖，就是在作品的原則上使內(nèi)容更有表現(xiàn)力，畫面中的人和物要以什么形式出現(xiàn)，表達什么感彩，這些都是通過動畫設(shè)計者對靈感及創(chuàng)作技藝的完美詮釋。動畫電影創(chuàng)作中，對于傳統(tǒng)創(chuàng)作手法中，多采取手繪在二維空間完成，但是對于當前動畫電影市場來說，也顯示出一定的不足，基于3D數(shù)字技術(shù)，為提升動畫電影影院播放效果，不僅為動畫創(chuàng)作帶來一場革命，同時也創(chuàng)新動畫電影創(chuàng)作手法，大大提高動畫電影的制作水平。
2動畫電影創(chuàng)作中的3D數(shù)字技術(shù)
2.1動畫前期制作
3D數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，給人最多的是視覺的震撼，導(dǎo)演能熟練運用數(shù)字技術(shù)，更加精彩的再現(xiàn)動畫電影場景。例如，針對動畫電影《瘋狂原始人》中，應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，不論是人物造型還是場景設(shè)置，都是利用電腦平臺，采取3D數(shù)字技術(shù)對其進行建模制作的，不僅使動畫電影達到非常自然逼真的播放效果，同時也豐富了動畫設(shè)計，使得動畫電影創(chuàng)作更接近生活[3]?；趶姶蟮?D數(shù)字技術(shù)，不僅開始對電影的人物真實性提出更高的需求，同時在動畫電影的造型、構(gòu)圖、配色上，也要求可以有真實的觀影效果。
2.2動畫影院播放
在動畫電影創(chuàng)作中，3D技術(shù)可以更好的深化主題，且動畫創(chuàng)作中，還會按照音樂與影片之間的聯(lián)系關(guān)系，采取3D數(shù)字技術(shù)描繪場景，有效渲染動畫電影氣氛，以音畫同步式的配樂形式，在3D數(shù)字技術(shù)描繪場景中，很好的感染觀眾情緒，使觀眾對于動畫電影的視覺感官得到提升，3D數(shù)字技術(shù)使得動畫電影表現(xiàn)的感情不再孤立，更能夠深化提升動畫電影畫面氛圍。
33D數(shù)字藝術(shù)對動畫電影創(chuàng)作的影響
3.1提升觀眾的觀影體驗
動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，再應(yīng)用透鏡組合，調(diào)節(jié)畫面轉(zhuǎn)換效果，采用精密機械式調(diào)節(jié)方式，使得動畫電影創(chuàng)作發(fā)生技術(shù)上的改革。故此，在動畫電影的創(chuàng)作中，更加注重動畫的表現(xiàn)力與場景的真實效果，縱觀每部動畫電影，在其創(chuàng)作中，多具有奇幻、炫酷的3D場景，并且更是通過3D數(shù)字技術(shù)，深化與烘托動畫電影中的人物與情節(jié)，有效填補動畫電影場景之間的空白間隔，還很好的發(fā)揮一定的敘事功能，擴大動畫電影的創(chuàng)作空間。同時，動畫電影創(chuàng)作中，追求與3D技術(shù)的融合，采取3D技術(shù)創(chuàng)作動畫電影，如在《龍騎俠3D》中，采用了3D數(shù)字技術(shù)進行動畫播放，可以提升動畫的震撼場面，基于3D影院轉(zhuǎn)換設(shè)備的支撐，更是可以精彩再現(xiàn)動畫中激烈的戰(zhàn)斗鏡頭，塑造主人公堅強勇敢的正面形象，且延續(xù)了勵志冒險的主題內(nèi)容，增添了故事的趣味性和可看性，采用“控制景深，調(diào)節(jié)速率，善用顏色”手段，保證立體效果基礎(chǔ)上，為觀眾帶來極度震撼和華麗的視覺體驗。3D數(shù)字技術(shù)，不僅會影響動畫電影觀眾的心理，也會影響其視覺感官，深化動畫電影的主題[4]。在動畫電影中，通過3D數(shù)字技術(shù)，不僅可以抒發(fā)影片中人物的情感，還可以渲染場景以及刻畫電影人物的性格，引導(dǎo)暗示觀眾在觀看影片時的情緒，這是其他動畫電影語言所無法代替的。
3.2豐富動畫電影播放色彩
色彩在動畫電影作品創(chuàng)作中，可以賦予作品以藝術(shù)基調(diào)，直接關(guān)系到動畫電影作品的成功。動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，提升動畫電影播放精度，有效調(diào)控電影畫面色彩，給觀眾帶來更好的觀影體驗。采用了光回收系統(tǒng)，分光路不同光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、PLC電氣精準控制系統(tǒng)的組合，達到提高3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的整體光效值和對比度值。其中光回收系統(tǒng)，采用同一束光在經(jīng)過特制光學(xué)原件后進行分光，并對原本的一束不可用光進行回收重新轉(zhuǎn)換，在分光路不同光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，對光回收系統(tǒng)中分光產(chǎn)生的兩束光分別進行機械式和液晶式的調(diào)制，達到兩束光的光學(xué)同步投影，在PLC電氣精準控制系統(tǒng)中，采用PLC對整個電氣運行系統(tǒng)進行控制，保證控制精度。應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，將DLP放映機放出來的畫面進行轉(zhuǎn)換分離，使左右眼圖像光束分別具有不同的偏振特性，觀眾再佩戴上對應(yīng)的偏振眼鏡，就可以使左右眼看到對應(yīng)的畫面，從而在觀眾的大腦中合成出立體畫面。目前市面上使用的3D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要有主動式和被動式兩種。動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，通過修改材料的配方，使得數(shù)字放映機透射出的畫面顏色損失最小，從而具有較好的色彩還原性。播放方面應(yīng)用主動式設(shè)備，根據(jù)3D數(shù)字技術(shù)特征，主要依靠色彩原理實現(xiàn)了對光的轉(zhuǎn)換，從而使左右眼畫面分開交替顯示。應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，對于動畫電影播放中的被動式設(shè)備，則主要依靠光學(xué)偏振片完成了對光的轉(zhuǎn)換。主動式設(shè)備由于轉(zhuǎn)換效果不徹底、重影嚴重、色彩飽和度差及轉(zhuǎn)換后畫面亮度太低而被市場逐步淘汰。在被動式設(shè)備中又分為兩類，機械偏振式和液晶偏振式。機械偏振式主要通過偏振調(diào)制器（主要材料偏振膜片）被伺服電機帶動高速旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)高幀率的左右眼畫面分離并交替顯示，從而達到3D轉(zhuǎn)換的目的。而液晶偏振式則是通過液晶分子對電壓趨向性的快速反應(yīng)來實現(xiàn)3D轉(zhuǎn)換目的。3D數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，提升了動畫電影后期創(chuàng)作水平。
3.3優(yōu)化動畫電影播放效果
在3D動畫電影的播放中，當顯示器在顯示左眼畫面時，右眼鏡片應(yīng)該是全黑的，若是快門式眼鏡開關(guān)周期與顯示器刷新周期沒準同步，會導(dǎo)致漏鏡片的鬼影的出現(xiàn)，影響人們觀看3D電影的效果。故此，在3D動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用面向影院的3D轉(zhuǎn)換設(shè)備，強化對此問題的重視，不論是3D動畫電影的內(nèi)傾角，還是平行光軸，以及外傾角，強化其3D動畫電影的播放效果，提高左右畫面的重合度，使人們觀看3D動畫電影時的視野更開闊。3D數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，使觀眾能毫無阻礙地通向?qū)а輼?gòu)思，通過3D技術(shù)，讓觀眾站在原地就可以看到更為廣闊的世界。動畫電影創(chuàng)作中，更加關(guān)注播放效果，故此，擬采用組合透鏡的方式對光程差進行調(diào)節(jié)，首先通過整個機械系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)，精確計算出兩路光的光程差，然后根據(jù)光程差設(shè)計組合透鏡的相關(guān)參數(shù)，但是通常由于機械系統(tǒng)的機械加工進度等誤差，這些微觀的誤差會在光學(xué)系統(tǒng)中做宏觀的表現(xiàn)，所以需要在設(shè)計完成后通過反復(fù)的實驗進一步確認。就如對于動畫電影《豚鼠特工隊》之中，不管是簡單模型的創(chuàng)作，還是對于動畫中豚鼠形象的創(chuàng)作，總是秉持人們的立體視覺體驗，結(jié)合3D數(shù)字技術(shù)，進行活動跟蹤，對指定地區(qū)舉行活動的跟蹤闡發(fā)，有效應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，并主動創(chuàng)建出主要的動畫幀，將3D數(shù)字技術(shù)得到的跟蹤結(jié)果，應(yīng)用到動畫電影創(chuàng)作之中，用實體任務(wù)動作標記動畫人物的行動，使用計算機設(shè)計動畫人物行為，使得動畫電影的效果更加逼真。動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用3D技術(shù)，產(chǎn)生積極的影響。
3.4促使動畫電影創(chuàng)作向3D發(fā)展
基于3D數(shù)字技術(shù)的動畫電影，帶給人更多的新奇感，特別是在影院播放中，基于3D數(shù)字技術(shù)的支持，不僅提升動畫電影的逼真效果。同時震撼觀眾心靈，呈現(xiàn)出美麗且動人的畫面，給人的心理上產(chǎn)生巨大感觸，增加人們在視覺上的認知度。動畫電影創(chuàng)作中，也開始構(gòu)建更具想象力的場景，動畫電影創(chuàng)作也開始走向3D技術(shù)方向。并且在動畫電影中可以應(yīng)用3D數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，將動畫電影虛擬在人的眼前，使人們產(chǎn)生更加真實的觀影體驗。例如，對于動畫電影《大鬧天宮》，該片應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，不僅制造的動畫電影色彩濃重，動畫人物造型奇異，動畫的場面也是十分的雄偉壯麗，賦予動畫形象鮮明的人格特征，使得動畫電影的情節(jié)跌宕有致，將孫悟空這一中國式的神話英雄，生動地再現(xiàn)于銀幕；3D數(shù)字技術(shù)版的《大鬧天宮》，保留了中國傳統(tǒng)的藝術(shù)風(fēng)格，同時節(jié)奏更加緊湊，并且配合3D數(shù)字效果，更是在片中設(shè)計了幾十個鏡頭，做出“沖出銀幕”的效果處理，突出地表現(xiàn)孫悟空機智樂觀、大膽反抗神權(quán)的無畏精神，不僅滿足觀眾立體觀影感，同時也喚起觀眾對中國傳統(tǒng)動畫作品的熱愛。在動畫電影創(chuàng)作中，還需結(jié)合動畫電影播放效果考慮，因為當前3D技術(shù)在電影行業(yè)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，不僅在動畫電影播放中做出一定的改進，還采取先進技術(shù)，使得動畫電影的畫面更加精細，色彩也更加豐富，更能提高動畫電影制作水準，有效提升觀眾喜愛度，做出巨大技術(shù)上的提升，有效提高觀眾對動畫電影的觀影體驗。例如在動畫電影《怪物史瑞克》中，就采取3D數(shù)字技術(shù)，設(shè)計出其主要的故事人物形象，“怪物”史瑞克不僅是可愛的綠色怪物，同時也是極富正義感的故事人物，他在動畫電影中的神態(tài)、動作、語言以及周圍的場景，美化動畫電影的影院播放水平，使人們可以接受這樣的動畫形象，通過3D數(shù)字轉(zhuǎn)換播放設(shè)備，使史瑞克更加真實。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞：電氣控制；PLC技術(shù)；自動化；無人值守
1 引言
隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實現(xiàn)自動化控制的功能，都采用PLC來構(gòu)建自動化控制系統(tǒng)，尤其是對于一些電氣控制較為復(fù)雜的電氣設(shè)備和大型機電裝備，PLC在電氣化和自動化控制方面具有獨到的優(yōu)勢，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和遠程化控制，以及實現(xiàn)無人值守等眾多優(yōu)點?；诖耍琍LC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動化控制的主要應(yīng)用技術(shù)。
本論文主要結(jié)合數(shù)控機床的電氣化功能的改造，詳細探討數(shù)控機床電氣化改造過程中基于PLC技術(shù)的應(yīng)用，以及PLC技術(shù)在實現(xiàn)數(shù)控機床自動化控制功能上的應(yīng)用，以此和廣大同行分享。
2 數(shù)控機床的電氣化改造概述
2.1 數(shù)控機床的主要功能
數(shù)控機床是實現(xiàn)機械加工、制造和生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛的一類機電設(shè)備。數(shù)控機床依托數(shù)控化程序，實現(xiàn)對零部件的自動切削和加工。但是目前我國仍然有超過近1000萬臺的數(shù)控機床，主要依靠手動控制完成切削加工，無法實現(xiàn)基本的電氣化和自動化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)控機床的電氣化改造，主要實現(xiàn)以下功能：
（1） 數(shù)控機床的所有電機、接觸器等實現(xiàn)基于PLC的自動化控制；
（2）數(shù)控機床的進給運動由PLC控制自動完成，無需人工手動干預(yù)；
（3） 自動檢測零部件切削過程中的相關(guān)參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等；
（4） 結(jié)合上位機能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)控機床的遠程控制，以達到無人值守的目的。
2.2 電氣化改造的總體方案
結(jié)合上文對于數(shù)控車床的電氣化、自動化改造的功能要求，確定了采用上位機與下位機結(jié)合的自動化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：
（1） 上位機借助于工控機，利用工控機強大的圖像處理能力，重點完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達，確保數(shù)控車床能夠自動完成所有切削加工生產(chǎn)任務(wù)。
（ 2）下位機采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負責采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，并傳輸給上位機進行相關(guān)數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來自于上位機的控制指令，實現(xiàn)對數(shù)控車床的遠程控制。
（3） 對于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進給運動的控制，利用PLC+運動控制板卡的模式實現(xiàn)電氣化和自動化的控制。具體實現(xiàn)方式為：選用合適的運動控制板卡，配合PLC的順序控制，對進給軸電機實現(xiàn)伺服運動控制，從而實現(xiàn)對數(shù)控車床進給運動的自動化控制。
3 數(shù)控車床電氣化自動控制改造的實現(xiàn)
3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計
數(shù)控車床的電氣化自動控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個部分構(gòu)成：
3.1.1 底層設(shè)備
底層設(shè)備主要包括兩個方面，首先是實現(xiàn)數(shù)控車床自動切削加工運轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機電設(shè)備，如電源模塊、電機模塊等，這些機電設(shè)備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實現(xiàn)；其次，底層設(shè)備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測電機轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測進給軸運動進給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設(shè)備為實現(xiàn)數(shù)控車床自動化控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。
3.1.2 本地PLC站
本地PLC站主要負責接收底層傳感設(shè)備傳送過來的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測參數(shù)，通過內(nèi)部程序的運算，判斷整個數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點參數(shù)上傳到遠程控制終端進行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時還接收來自于遠程控制終端所下達的控制指令，比如停機、啟動等控制指令，PLC站通過對相應(yīng)執(zhí)行器（比如電機）的控制，從而實現(xiàn)自動化控制的功能。
3.1.3 遠程控制終端
遠程控制終端主要是依賴于工控機實現(xiàn)的上位機數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門開發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動控制的軟件程序，以實現(xiàn)對數(shù)控車床的遠程化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化控制，真正實現(xiàn)無人值守的功能。
基于PLC的數(shù)控車床電氣自動化改造框圖
3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)
本研究論文以CK6140普通數(shù)量機床為具體研究對象，詳細探討其電氣化、自動化控制的改造。通過上文對機床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個機床電氣化、自動化改造，一共需要實現(xiàn)14個系統(tǒng)輸入，9個系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對數(shù)控機床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關(guān)、輔助觸點等電氣控制元件，與PLC共同實現(xiàn)對電氣設(shè)備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機模塊，PLC通過繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。
4 結(jié)語
隨著電氣設(shè)備的越來越復(fù)雜，工業(yè)生產(chǎn)對于電氣控制的要求也越來越高，基于PLC的自動化控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，逐漸成為了當前工業(yè)自動化生產(chǎn)控制中的主流技術(shù)之一。采用PLC技術(shù)最大的優(yōu)勢在于實現(xiàn)自動化控制同時具有較高的可靠性和抗干擾能力，極大的避免了由于采用單片機技術(shù)而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。本論文結(jié)合電氣控制詳細探討了PLC自動化技術(shù)的應(yīng)用，給出了具體的系統(tǒng)設(shè)計實例，對于進一步提高PLC自動化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用具有很好的指導(dǎo)和借鑒意義。
關(guān)鍵詞： 數(shù)控機床 制造強國 發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)是先進制造技術(shù)中的一項核心技術(shù)，由數(shù)控機床組成的柔性化制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)機械加工裝備產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直備受制造業(yè)的關(guān)注，其設(shè)計、制造和應(yīng)用的水平在某種程度上代表了一個國家的制造業(yè)水平和競爭力。近年來，國內(nèi)機床設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展在市場需求旺盛的情況下，設(shè)備以滿足市場和用戶需求為主，在高性能加工的設(shè)備和技術(shù)上并沒有進行很好的研究和技術(shù)儲備，在市場趨于平穩(wěn)的時期，我國的機床工業(yè)勢必會更加缺乏競爭力。因此，國家將數(shù)控機床作為重點支持的產(chǎn)業(yè)項目，在發(fā)展規(guī)劃中明確了發(fā)展高速、高精度數(shù)控加工設(shè)備作為主要的支持發(fā)展方向，將提升裝備水平和核心技術(shù)放在重要的位置。
“機床是裝備制造業(yè)的工作母機，實現(xiàn)裝備制造業(yè)的現(xiàn)代化，取決于我國的機床發(fā)展水平。振興裝備制造業(yè)，首先要振興機床工業(yè)，要大力發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控機床”。振興裝備制造業(yè)，機床工業(yè)需先行，這是一條經(jīng)濟發(fā)展的客觀規(guī)律。在國民經(jīng)濟快速發(fā)展的拉動和國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，中國機床工業(yè)行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)銷兩旺，行業(yè)綜合水平落后的面貌得到改變。進入21世紀以來，隨著我國國民經(jīng)濟實力的快速增長，我國制造業(yè)在國際上的地位日益提高。目前，我國正處在工業(yè)化的中期階段，制造業(yè)仍然是國民經(jīng)濟的主體和支柱。但從總體上看，我國制造業(yè)與先進國家的差距還比較明顯。有人坦言：“無論今后科學(xué)技術(shù)怎樣進步，發(fā)展先進的制造業(yè)將是人類社會永恒的主題，制造業(yè)也將永遠是人類社會的‘首席產(chǎn)業(yè)’?！痹诋斀袷澜缟希叨劝l(fā)達的制造業(yè)和先進的制造技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個國家綜合經(jīng)濟實力和科技水平的最重要標志。制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)是裝備制造業(yè)。現(xiàn)在我國已是制造業(yè)大國，但并不是制造業(yè)強國。目前我國的裝備制造業(yè)水平有限，以至于不能很好地滿足現(xiàn)代化機械生產(chǎn)的需要。而現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的主要方向體現(xiàn)在信息化制造方面，其中自動化、智能化制造則是裝備制造業(yè)中的主導(dǎo)技術(shù)，這對于高速、高精度、低消耗的產(chǎn)品制造來說尤為重要。
數(shù)控機床是近展起來的具有廣闊發(fā)展前景的新型自動化機床，是高度機電一體化的產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能精度和效率日趨提高，因此對加工機械產(chǎn)品零部件生產(chǎn)設(shè)備――機床也相應(yīng)提出了高性能高精度與高自動化的要求。大批量的產(chǎn)品，如汽車拖拉機與家用電器的零件，以及航空航天、內(nèi)燃機、軍工、汽車、船舶等行業(yè)需要的重要加工設(shè)備，尤其是高剛性、高精度、高穩(wěn)定性、高復(fù)合型的精密數(shù)控臥式銑鏜床更是航天和軍工企業(yè)急需的關(guān)鍵設(shè)備。
“十一五”期間，國家對裝備制造業(yè)提出要求：變“制造大國”成為“制造強國”，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重點開發(fā)高檔數(shù)控機床，提升行業(yè)水平。自主開發(fā)高速精密臥式機床，研究其相關(guān)的設(shè)計和制造技術(shù)并取得突破，對國家在高端裝備領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和核心競爭力，將起到至關(guān)重要的影響。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)對高速數(shù)控機床的需求也越來越多。2010年9月8日國務(wù)院召開常務(wù)會議審議并原則通過《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、新能源、新材料和新能源汽車七個產(chǎn)業(yè)作為重點領(lǐng)域?qū)⒓辛α考涌焱七M，國家將加強財稅金融等政策扶持力度。國務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)部部長馮飛預(yù)計，未來十年將是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的十年，到2020年，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)占工業(yè)增加值比重可望達到20%以上。機床工業(yè)由于技術(shù)含量和工藝要求極高，屬于技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，行業(yè)壁壘很高，無論在國內(nèi)還是全球范圍，行業(yè)格局變化都比較緩慢。機床本屬于機械行業(yè)，而機械行業(yè)與下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資密切相關(guān)。下游行業(yè)每年固定資產(chǎn)投資中，約60%用于購買機械產(chǎn)品。設(shè)備工器具購置在固定資產(chǎn)投資中的比例保持在20％左右，并長期保持穩(wěn)定。因此在機床行業(yè)下游產(chǎn)業(yè)中，固定資產(chǎn)投資的主要部分都是用來購買裝備制造工具――機床。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，機床下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資增速遠快于全社會平均增速水平。數(shù)控機床的需求來自于下游的機械行業(yè)固定資產(chǎn)投資，2011年汽車及零部件、航空航天設(shè)備、高速列車、軍工、電子信息、電力設(shè)備、船舶、工程機械、模具等高端裝備業(yè)崛起，行業(yè)產(chǎn)能高速擴張，繼續(xù)帶動數(shù)控機床消費的高速增長。羅百輝表示，2011年高端裝備自主創(chuàng)新勢頭將更為強勁，繼續(xù)帶動機械工業(yè)15%以上的增速。目前我國正處于重化工業(yè)化時期，這是超脫于經(jīng)濟短期波動、在近幾十年里對中國經(jīng)濟產(chǎn)生巨大影響的因素，對我國機械工業(yè)的發(fā)展也起著促進作用。它與長期向好的中國宏觀經(jīng)濟一樣，成為機械工業(yè)近30年來持續(xù)快速發(fā)展的最好注解。所謂重化工業(yè)化時期，也就是工業(yè)化的中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設(shè)經(jīng)濟強國轉(zhuǎn)變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎(chǔ)的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，構(gòu)成了對機床市場尤其是數(shù)控機床的巨大需求。中國已經(jīng)超過德國，成為世界第一大機床市場。數(shù)控機床已成為機床消費的主流。預(yù)計2015年數(shù)控機床消費將超過60億美元，臺數(shù)將超過10萬臺。數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是：①平臺數(shù)字化。②運行高速化。③加工高精化。④功能復(fù)合化。⑤控制智能化。⑥伺服驅(qū)動高性能控制。中高檔數(shù)控機床的比例會大幅增加，經(jīng)濟型數(shù)控機床的比例不會有太大變化，而非數(shù)控的普通機床的需求將會大幅度減少。
參考文獻：
［1］張江華.TK7640數(shù)控銑鏜床的運動誤差分析及其補償（碩士論文），2007.
［2］暢越星.數(shù)控落地銑鏜床主軸箱動力學(xué)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計研究（碩士論文），2007.
［3］李軍華，數(shù)控機床主傳動齒輪綜合嚙合剛度研究（碩士論文），2007.
［4］張利平主編.液壓氣動技術(shù)速查手冊.北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2006.
［5］姚銀歌.大型數(shù)控落地銑鏜床CAE與主軸箱優(yōu)化設(shè)計研究及應(yīng)用（碩士論文），2010.
［6］姜華.高速精密臥式加工中心開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)研究（博士論文），2007.
