序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇數(shù)控技師論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

一.鍵控特技的分類

1.按鍵源的性質(zhì)分

內(nèi)鍵

鍵源與填充（前景）信號是同一個圖像信號，即用要填的圖像信號一路經(jīng)過鍵控信號處理器產(chǎn)生摳像電視信號，另一路作為“填充信號”填入被摳掉的部分。內(nèi)鍵也稱自鍵。內(nèi)鍵特技以前常用于黑白字幕插入，鍵源信號通常是在黑底上的白色字符或圖形，它的電平只有高低兩種，且對應(yīng)白色部分的電平高，如果填充信號記作A，背景信號記作B，則內(nèi)鍵可簡述為A摳B填A(yù)。這種技術(shù)現(xiàn)廣泛地應(yīng)用于色鍵特技。將疊加的全電視信號經(jīng)消色電路和放大整形處理后，形成摳像鍵控信號，從而進(jìn)行混合疊加。

（2）外鍵

相對于內(nèi)鍵特技而言，外鍵特技的鍵信號不是由填充（前景）信號或背景信號形成的，而是由第三路視頻信號作為鍵源所形成的，外鍵的鍵源信號也是由黑底上的白色字符或圖形，填充信號通常為單一色調(diào)的彩色信號，因此外鍵特技通常用于彩色字幕的插入。如果填充信號記作A，背景信號記作B，鍵源信號記作C，則外鍵可簡述為C摳B填A(yù)。

在計算機(jī)顯示像素時，其RGB像素，一路通過電平合成得到摳像信號，另一路經(jīng)過D/A變換，編碼器編碼產(chǎn)生填充信號，如圖2所示。其中存儲器輸出為數(shù)字RGB信號（各8位），經(jīng)D/A變換成模擬RGB，然后經(jīng)編碼器合成成為填充信號，另一路經(jīng)求和電平處理器產(chǎn)生摳像信號。圖2的鍵控信號疊加器輸出為0和1兩種狀態(tài)的電平信號，隨著字幕機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已有利用另一8位信號通道產(chǎn)生具有256級電平變化的ALPHA鍵，從而產(chǎn)生具有半透明漸變的效果（后文詳述）。

2.按產(chǎn)生鍵信號的鍵源圖象成分分

（1）亮度鍵

它是利用鍵源圖像中亮度成分來形成鍵信號，亮度鍵要求鍵源圖像要有較高的亮度反差，即要求鍵源中作前景的圖像部分要亮，其余部分要暗（黑），要形成明顯的黑白反差，亮度鍵又稱黑白鍵。圖3為亮度鍵原理示意圖。

（2）色度鍵

又稱色鍵，它是利用彩色幕布的前景圖像（填充信號）的色度成分（主要是色度中的色調(diào)，也就是圖像的顏色）與其后的彩色幕布的色調(diào)（幕布的顏色）差別來形成鍵信號，用鍵信號去摳背景圖像，再填入彩色幕布的前景圖像。色鍵也是內(nèi)鍵的一種形式，所不同的是鍵信號的形成方式，內(nèi)鍵是利用鍵源信號的黑底和白字符之間的亮度差別來形成鍵信號，而色鍵是利用鍵源信號的彩底（即彩色幕布）和前景圖像（如演員圖像）之間的色調(diào)差別來形成鍵信號，同時鍵源信號又作為填充信號。色鍵要求鍵源圖像信號有較高的色度反差，即要求鍵源信號中作前景的圖像不能含有其后作幕布（背景）的彩調(diào)相同或相近的色調(diào)，也就是要求鍵源信號的前景和背景的色調(diào)盡量分開，最好是補色關(guān)系，以保證兩者之間的色調(diào)差別。

在電視制作中為了獲得最佳視覺效果，使用色度鍵時應(yīng)盡量滿足下列要求：

.背景應(yīng)平坦，照明條件要好，顏色要均勻。

.拍攝物體的照明要好，不能帶有被鍵出的顏色。

.視頻必須以分量格式拍攝。

圖4為色鍵原理示意圖。

3.按鍵信號波形分

硬色鍵

鍵信號波形是前后沿很陡的矩形脈沖信號，硬色鍵合成輸出圖像的前景和背景的分界處有抖動和突變現(xiàn)象，使人感到生硬和不自然，還存在分界處彩色閃爍和有幕布色鑲邊等現(xiàn)象。另外，對于自然景物中的半透明物體作為合成圖像前景圖像時，其后面的背景圖像應(yīng)該是部分地透明，但是硬色鍵在任何瞬間其鍵信號所控制的視頻切換開關(guān)不是接通就是斷開，鍵信號只有兩種取值，不是高電平就是低電平，因此硬色鍵合成圖像中前景圖像不是全透過就是全不透過其后的背景圖像，這與我們?nèi)粘Ｒ姷降淖匀痪坝^是不同的，所以硬色鍵特技給人缺乏真實效果的感覺。在硬色鍵中，鍵信號為高電平時視頻開關(guān)接通，前景圖像全透過其后的背景圖像，鍵信號為低電平時視頻開關(guān)切斷，前景圖像全不透過其后的背景圖像。

（2）軟色鍵

鍵信號波形是與前景圖像透明度相關(guān)的斜坡形（梯形）信號，鍵信號在上升和下降期間有一定的斜率，軟色鍵能夠在很大程度上克服硬色鍵的上述缺點，軟色鍵中將用于硬色鍵的脈沖門控混合電路改成了線性混合電路。

目前，在軟色鍵的基礎(chǔ)上發(fā)展了線性鍵控特技（也稱透明鍵或ALPHA鍵），線性鍵合成圖像能線性地與前景圖像的透明度成比例地透過背景圖像。軟色鍵和線性鍵擴(kuò)大了色鍵特技的應(yīng)用范圍。線性鍵是具有半透明混合效果的鍵控特技，其鍵信號決定合成圖像中前景圖像（填充信號）后背景圖像以什么樣的透明度可見，即鍵信號根據(jù)前景圖像的透明度而線性地成比例地決定前景信號與背景信號的合成比例或混合程度。線性鍵的數(shù)學(xué)模型可用下式表示：

VOUT=VF*K+VB*（1-K）

其中VOUT為前景（填充）信號和背景信號合成后的輸出信號，VF為前景信號，VB背景信號，K為鍵信號，K值取值范圍為大于等于0而小于等于1，從該式可知，當(dāng)K=1時，VOUT=VF，此時線性鍵的合成輸出就是前景（填充）信號，這種情況稱為完全疊加。當(dāng)K=0時，VOUT=VB，此時線性鍵的合成輸出就是背景信號，這種情況稱為完全不疊加。當(dāng)大于0而小于1時，線性鍵的合成輸出為前景（填充）信號VF和背景信號VB按照K值所決定的比例進(jìn)行合成以后的圖像，合成圖像看上去是半透明的效果，透過前景可以看到背景，透明度的大小取決于鍵信號K的值。實際上，當(dāng)K=0或K=1時，線性鍵就工作在硬色鍵方式，但反過來硬色鍵卻不能達(dá)到線性鍵的效果，因為硬色鍵的鍵信號K的值只有0（低電平）和1（高電平）兩個值，所以硬色鍵合成輸出要么是前景信號，要么是背景信號，不可能出現(xiàn)半透明的混合效果。

圖5給出了線性鍵（ALPHA鍵）原理示意圖。

二.色鍵技術(shù)應(yīng)用于虛擬演播室

隨著數(shù)字電視.計算機(jī)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，色鍵已從二維特技發(fā)展到三維特技，近幾年出現(xiàn)的虛擬演播室技術(shù)就是三維色鍵視頻特技的典型應(yīng)用，它將活動的演播人員圖象通過色鍵方式鍵入到三維立體動畫背景之中。做到真實的演員能深入到虛擬的三維場景中，并能夠與其中的虛擬對象實時交互。在虛擬演播室中在一間蘭色屏幕代替的真實背景里進(jìn)行現(xiàn)場表演，三維計算機(jī)圖形發(fā)生器實時產(chǎn)生一個逼真的虛擬環(huán)境，并按照以下程序工作：攝象機(jī)采集前景視頻信號，同時攝象機(jī)上的跟蹤定位系統(tǒng)實時提供攝象機(jī)移動的信息。這些數(shù)據(jù)被送至一個實時圖形計算機(jī)。從計算機(jī)的鏡頭視角再產(chǎn)生一個虛擬環(huán)境。以蘭色屏幕為背景拍攝的攝象機(jī)圖象，經(jīng)延時后與選自計算機(jī)的虛擬背景以相同時碼進(jìn)行工作，并通過數(shù)字視頻切換臺“聯(lián)合”在一起，實時產(chǎn)生一個組合圖象。

圖6給出了色鍵技術(shù)應(yīng)用于虛擬演播室的原理示意圖。

傳統(tǒng)的色鍵技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于虛擬演播室，成功解決了前景與背景之間的透視關(guān)系.比例關(guān)系，使合成的圖像有了極佳的立體效果，可以達(dá)到以假亂真的地步。

三.鍵控技術(shù)應(yīng)用于電視播出系統(tǒng)

目前鍵控技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于各級電視臺的播出系統(tǒng)，主要用于臺標(biāo)時鐘和字幕信息的疊加，所采用的方式多為并聯(lián)方式，即只將實現(xiàn)鍵控特技功能的鍵控混合器串接于電視播出系統(tǒng)視頻通道中，而將臺標(biāo)時鐘機(jī)與字幕機(jī)并接于鍵混合器，如圖7所示。其優(yōu)點在于簡化了電視播出系統(tǒng)視頻通道，提高了電視播出系統(tǒng)的可靠性和安全性，降低了故障率和人為差錯率，因為播出節(jié)目視頻信號經(jīng)過鍵混合器而不經(jīng)過臺標(biāo)時鐘機(jī)和字幕機(jī)，而且即使鍵控混合器出現(xiàn)故障，也因為其具有掉電旁路直通功能而不影響播出節(jié)目視頻信號的傳輸。同時，采用鍵控混合器并接方式也方便了播出設(shè)備的維護(hù)和檢修，當(dāng)臺標(biāo)時鐘機(jī)或字幕機(jī)出現(xiàn)故障時，可以方便地將其拆下檢修，而不會影響視頻通道的節(jié)目播出，只是暫時無法疊加臺標(biāo)時鐘或字幕信息而已。

圖8給出了鍵控混合器的原理示意。作為播出通道的關(guān)鍵設(shè)備，其必須具備以下功能：

主信號斷電直通功能（BYPASS）。

采用兩路外鍵處理方式，可同時進(jìn)行底行字幕游動和臺標(biāo)疊加處理。

視頻信號通道指標(biāo)滿足規(guī)定的要求。

具備各種檢測功能。包括主信號在線檢測，填充信號與主信號的同步檢測。

通過對鍵控信號的處理，使得鍵控特技的混合層次靈活可選。

具備手動/遙控功能，作為播出設(shè)備，通過相應(yīng)的遙控接口很容易接入自動播出系統(tǒng)。

鍵控混合器從使用上說分為兩種，即開關(guān)鍵和ALPHA鍵。開關(guān)鍵即前文提到的硬色鍵，其核心部分是一高速開關(guān)，開關(guān)的速度很快，一般在15ns以下，主信號和疊加信號經(jīng)鉗位后分別到達(dá)二選一開關(guān)一端，鍵信號產(chǎn)生的控制信號用來控制開關(guān)。

自1998年6月中央電視臺率先采用半透明臺標(biāo)以來，已有許多地市電視臺都選用了新型具有256級透明效果的ALPHA鍵代替了傳統(tǒng)的開關(guān)鍵，使字幕和臺標(biāo)能出現(xiàn)半透明或浮雕等效果。

四.鍵控特技應(yīng)用于電視后期制作

篇（2）

二、數(shù)字加工技術(shù)訓(xùn)練

在這一課題中，我們分為兩個部分?jǐn)?shù)控車和數(shù)控銑。設(shè)計課時為56學(xué)時，在數(shù)控車中，要求學(xué)生熟練使用常用指令、熟練地編程，加工中避免出現(xiàn)不安全的冒險動作和操作。把重點放在高效加工工藝確定、準(zhǔn)確的走刀路線使用、程序的最佳優(yōu)化上。在這樣的訓(xùn)練后，讓學(xué)生按圖加工一個（手用千斤頂），不但包含數(shù)控車加工的內(nèi)容，還是一個很美觀的小工具。在數(shù)控銑中，我們設(shè)計了一個精美的（首飾盒），這個產(chǎn)品中，要求學(xué)生必須掌握平面、臺階面、內(nèi)型腔、V型槽、螺紋等項目的加工。要求學(xué)生考慮工件的裝夾、工藝的確定、保證獲得較高表面粗糙度的方法，最后組裝成一個小巧可愛的工藝品。

三、拓展創(chuàng)新加工訓(xùn)練

這一課題為28學(xué)時，起初階段我們首先介紹了三軸、五軸加工中心的使用知識和操作方法。緊接著給學(xué)生布置拓展內(nèi)容，拓展中要求學(xué)生敢于思考、敢于創(chuàng)新，只要學(xué)過的知識點都可以設(shè)計在要加工的工件中，按照這樣的思路先設(shè)計產(chǎn)品，簡述產(chǎn)品設(shè)計思路，再畫出CAD圖紙、擬定加工工藝及加工設(shè)備。在這些內(nèi)容基本完成后教給指導(dǎo)老師審核，在指導(dǎo)老師認(rèn)可的情況下就可以進(jìn)行產(chǎn)品加工。在這一課題中，學(xué)生的思維很活躍，有些還很先進(jìn)，符合拓展學(xué)習(xí)要求，如有的學(xué)生設(shè)計加工出西湖的“三潭”、荷蘭風(fēng)車、國際象棋……

四、實施方法及成績評定

一般把六位學(xué)生分為一組，這樣在設(shè)計中學(xué)生可以集思廣益，在操作中又可以分工合作，最終成績評定中又是“風(fēng)雨同舟”。不斷提高互相合作、患難與共的精神。如果一組成績被老師評定后，那這六個人的成績都是同一層次的。打分前，老師會對設(shè)計思路、工藝、加工易難程度當(dāng)著學(xué)生的面進(jìn)行點評，指出優(yōu)缺點，對于存在的問題一一給予分析解答，并指出修改思路，使學(xué)生徹底掌握最優(yōu)化的工藝和加工流程。通過我院數(shù)控11241和數(shù)控11242兩個班級的實踐，總體效果如下：

1.實訓(xùn)課時安排充分，一共178學(xué)時。

2.涉及機(jī)械加工中的所有工種，面廣量大。

3.應(yīng)用新型教學(xué)模式———拓展創(chuàng)新教學(xué)法。

篇（3）

1數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)

①數(shù)控系統(tǒng)自診斷。開機(jī)自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機(jī)后，都要運行開機(jī)自診斷程序，對系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果在CRT上顯示出來。運行自診斷運行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行自動測試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。

②在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)下，實時自動地對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進(jìn)行自檢，并顯示狀態(tài)信息、故障信息。脫機(jī)診斷當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需要停機(jī)進(jìn)行檢查，這就是脫機(jī)診斷。脫機(jī)診斷的目的是修復(fù)系統(tǒng)的錯誤和定位故障，將故障定位在最小的范圍。

遠(yuǎn)程診斷實現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷的數(shù)控系統(tǒng)，必須具備計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能。因此，遠(yuǎn)程診斷是近幾年發(fā)展起來的一種新型的診斷技術(shù)。數(shù)控機(jī)床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機(jī)床制造廠家，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后，通過機(jī)床廠家的專業(yè)人員遠(yuǎn)程診斷，快速確診故障。

2數(shù)控機(jī)床故障的實用診斷方法

①診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表－可測電阻、交、直流電壓、電流。

相序表－可檢測直流驅(qū)動裝置輸入電流的相序。轉(zhuǎn)速表－可測量伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)。鉗形電流表－可不斷線檢測電流。測振儀－是振動檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀－可檢測電氣維修中經(jīng)常碰到的短路故障現(xiàn)象。邏輯測試筆－可測量數(shù)字電路的脈沖、電平。IC測試儀－用于數(shù)控系統(tǒng)集成電路元件的檢測和篩選。工具－彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。

②診斷用技術(shù)資料主要有：數(shù)控機(jī)床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數(shù)表，PLC程序，編程手冊，數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊，伺服驅(qū)動系統(tǒng)使用說明書等。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)資料非常重要，必須參照機(jī)床實物認(rèn)真仔細(xì)地閱讀。一旦機(jī)床發(fā)生故障，在進(jìn)行分析的同時查閱相關(guān)資料。

③故障處理。故障軟故障－由調(diào)整、參數(shù)設(shè)置或操作不當(dāng)引起硬故障－由數(shù)控機(jī)床（控制、檢測、驅(qū)動、液氣、機(jī)械裝置）的硬件失效引起。

故障處理對策除非出現(xiàn)影響設(shè)備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機(jī)床的電源，應(yīng)保持故障現(xiàn)場。從機(jī)床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板或驅(qū)動裝置報警燈等方面進(jìn)行檢查。可按系統(tǒng)復(fù)位鍵，觀察系統(tǒng)的變化，報警是否消失。如消失，說明是隨機(jī)性故障或是由操作錯誤引起的。如不能消失，把可能引起該故障的原因羅列出來，進(jìn)行綜合分析、判斷，必要時進(jìn)行一些檢測或試驗，達(dá)到確診故障的目的。

篇（4）

作者：惠延嶺 單位：鄭州市國防科技學(xué)校

在數(shù)控加工中，通常粗精加工一次完成，說以粗精加工有時候放在一個工序中，所以和普車有很大區(qū)別。學(xué)習(xí)機(jī)械加工工藝文件要加工工藝參數(shù)為重點。在數(shù)控教學(xué)教學(xué)中，由于課時少，設(shè)備少，教學(xué)往往過于強(qiáng)調(diào)指令的學(xué)習(xí)，對于加工工藝參數(shù)的學(xué)習(xí)幾乎沒有。加工藝參數(shù)是零件質(zhì)量的重要保證，提高學(xué)生對選擇合理的工藝參數(shù)學(xué)習(xí)是不可缺少的，切削用量不僅是機(jī)械加工必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。生產(chǎn)實踐表明，靈活應(yīng)用切削用量，在加工中有著重要的意義，能大大地提高工作效率，提高學(xué)生對機(jī)械加工工藝文件的加工工藝參數(shù)學(xué)習(xí)是提高學(xué)生技能的保證。

機(jī)械加工工藝文件的學(xué)習(xí)是滿足現(xiàn)代企業(yè)的需要，有助于學(xué)生對機(jī)械加工知識有一個系統(tǒng)學(xué)習(xí)和提高，畢業(yè)后才能較快地入到企業(yè)的生產(chǎn)活動之中，在日常的教學(xué)中，加強(qiáng)機(jī)械加工工藝文件是系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和指導(dǎo)作用是要培養(yǎng)學(xué)生的獨立分析及解決問題的能力，從而，全面提高學(xué)生車工實習(xí)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。機(jī)械加工工藝文件對有助于數(shù)控實習(xí)合理安排。機(jī)械加工工藝文件是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。將工藝文件的內(nèi)容，填入一定格式的卡片，即成為生產(chǎn)準(zhǔn)備和施工依據(jù)的工藝文件?？偟膩碚f，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。通過工藝文件的工藝流程可以科學(xué)的安排實習(xí)教學(xué)，對實習(xí)教學(xué)有很大的指導(dǎo)作用。機(jī)械加工工藝文件對有助于學(xué)生分析、解決問題能力的提高。在實習(xí)中，學(xué)生根據(jù)機(jī)械加工文件的要求獨立完成實習(xí)任務(wù)，對學(xué)生知識和技能的全面提高有指導(dǎo)作用。從工具、量具到刀具的選擇必須自己解決，零件雖然簡單，但需要磨外圓刀，鏜孔刀、端面刀，及相應(yīng)的鉆頭、量具等工具的準(zhǔn)備，還要自己根據(jù)加工工藝選擇加工順序，選擇切削用量等，如果沒有扎實的基本功和獨立的工作能力，想加工出來，也是不可能的。顯著提高有獨立分析解決問題的能力，機(jī)械加工工藝文件在車工實習(xí)中有助于學(xué)生對零件的作用及工作條件、表面幾何特征及組成、表面質(zhì)量、材質(zhì)性能方面的技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)加工方法達(dá)到結(jié)構(gòu)要求的難易程度等進(jìn)行正確的分析,以明確加工的內(nèi)容及要求，從而正確地選擇加工方案，確定加工順序、走刀路線、選擇合適的機(jī)床、設(shè)計夾具、選擇刀具，確定合理的切削用量等，能提高學(xué)生知識把握的全面性。

機(jī)械加工工藝文件對安全隱患有指導(dǎo)作用，實習(xí)存在學(xué)生分布廣、實習(xí)場地情況各不相同等特點，首先要做到嚴(yán)格遵守實習(xí)安全操作規(guī)程，包括安全事故隱患、設(shè)備使用與維護(hù)的問題以及預(yù)防是車工實習(xí)教學(xué)管理的重中之重，一旦學(xué)生出現(xiàn)安全事故，將對學(xué)生、家庭、學(xué)校造成嚴(yán)重的影響。因此，教師教育學(xué)生執(zhí)行安全操作規(guī)程，加強(qiáng)學(xué)生安全、守紀(jì)、順利地完成實習(xí)任務(wù)是不容忽視的。機(jī)械加工工藝文件中工藝參數(shù)的選擇，和工件裝夾和走到順序為實習(xí)安全提高保證。機(jī)械加工工藝文件在科學(xué)合理的規(guī)定工藝順序，加工工藝參數(shù)，時間定額等多方面內(nèi)容，是科學(xué)合理安排加工重要依據(jù)，是按現(xiàn)代企業(yè)要求進(jìn)行的，有助于學(xué)生的安全。

篇（5）

數(shù)控技術(shù)應(yīng)用實踐教學(xué)體系分五個層次貫穿于整個本科教學(xué)的全過程:

第一層次:學(xué)科教授做學(xué)科講座，觀看數(shù)控加工錄像資料，參觀學(xué)校教學(xué)設(shè)施，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的興趣。

第二層次:校內(nèi)外結(jié)合，開展認(rèn)識實習(xí)和金工實習(xí)，進(jìn)行機(jī)械工程認(rèn)識與訓(xùn)練。

第三層次:實驗、實踐、設(shè)計和創(chuàng)新實踐結(jié)合，進(jìn)行數(shù)控技術(shù)應(yīng)用實驗與實踐教學(xué)。

第四層次:將數(shù)控技能培訓(xùn)和課程設(shè)計相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)控實踐知識分析問題和解決問題的能力;并組織學(xué)生參加數(shù)控大賽、進(jìn)行數(shù)控技能訓(xùn)練。

第五層次:開展廣泛的創(chuàng)新活動，并通過畢業(yè)設(shè)計，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

2數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用實踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)

2．1認(rèn)識實習(xí)

新生入校的第一學(xué)期，組織學(xué)生觀看數(shù)控加工錄像資料，請專家教授進(jìn)行數(shù)控加工技術(shù)講座，組織學(xué)生參觀學(xué)校實驗室的數(shù)控教學(xué)設(shè)備，在校外工廠參觀先進(jìn)的數(shù)控加工設(shè)備及數(shù)控加工過程，使學(xué)生對數(shù)控技術(shù)有一個感性認(rèn)識，提升學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的興趣。

2．2金工實習(xí)

學(xué)生金工實習(xí)的過程中，設(shè)置數(shù)控機(jī)床操作和自動編程等兩個數(shù)控技術(shù)的實習(xí)項目。在數(shù)控機(jī)床操作項目中利用教學(xué)型數(shù)控機(jī)床所含有的簡易自動編程軟件，讓學(xué)生自己設(shè)計加工圖案，然后自動生成加工程序，再在蠟塊或有機(jī)玻璃上雕刻出所設(shè)計的圖像，這樣極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在自動編程項目中要求學(xué)生在CAXA制造工程師軟件中完成三維實體造型，然后根據(jù)教師提示完成加工工藝設(shè)置，生成數(shù)控加工刀具路徑，最后生成數(shù)控加工程序。完成比較好的程序還可以上傳到數(shù)控機(jī)床上，加工出零件來。

2．3課程實驗

通過認(rèn)識實習(xí)和金工實習(xí)，學(xué)生對數(shù)控技術(shù)建立了一個初步認(rèn)識，第三學(xué)年開設(shè)數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用課程，在課程中開設(shè)教學(xué)實驗，實驗教學(xué)圍繞課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)置，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解。課程實驗開設(shè)數(shù)控機(jī)床認(rèn)識實驗、數(shù)控原理實驗、數(shù)控編程實驗和數(shù)控機(jī)床操作等四個基本實驗。數(shù)控機(jī)床認(rèn)識實驗通過對工業(yè)用數(shù)控機(jī)床觀察，了解數(shù)控機(jī)床(如SK50數(shù)控車床、XK715D數(shù)控立式銑床、DK77型數(shù)控電火花線切割機(jī)、數(shù)控電火花成型機(jī)等)的基本結(jié)構(gòu)、加工對象及其用途;了解FANUC0i系列數(shù)控系統(tǒng);掌握數(shù)控機(jī)床(如SK50數(shù)控車床、XK715D數(shù)控立式銑床等)的坐標(biāo)系建立、基本運動和回零操作。數(shù)控原理實驗通過對華中數(shù)控生產(chǎn)的HED－21S數(shù)控系統(tǒng)綜合實驗臺的拆裝調(diào)試，要求學(xué)生了解數(shù)控系統(tǒng)的特點、基本組成和應(yīng)用;了解數(shù)控系統(tǒng)常用部件的原理與作用;熟悉常見數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的連接與基本調(diào)試操作。數(shù)控編程實驗通過在浙大辰光軟件和宇龍數(shù)控仿真模擬軟件上完成指定零件的數(shù)控加工程序編制與調(diào)試，使學(xué)生掌握數(shù)控加工程序的手工編制方法與程序調(diào)試技巧。數(shù)控機(jī)床操作實驗，通過對CGM4300B數(shù)控銑床的操作，在蠟塊上加工零件，使學(xué)生了解數(shù)控銑床的基本特點和機(jī)床坐標(biāo)系的建立;掌握數(shù)控機(jī)床常規(guī)操作方法，重點學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床回零操作、手動對刀操作、工件坐標(biāo)系設(shè)定、程序輸入與編輯、程序調(diào)試、自動加工等操作。

2．4數(shù)控工藝技能培訓(xùn)

數(shù)控高級人才的培養(yǎng)，必須十分注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，我們在課余時間，充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的資源，對學(xué)有余力且對其感興趣的學(xué)生進(jìn)行120學(xué)時的數(shù)控加工工藝培訓(xùn)，培訓(xùn)分為數(shù)控工藝分析、自動編程軟件(CAXA制造工程師)的應(yīng)用、數(shù)控機(jī)床操作等三個方面。數(shù)控工藝培訓(xùn)要求學(xué)生通過培訓(xùn)具有基本零件的工序劃分、刀具卡具的選擇、工藝基準(zhǔn)的制定、切削用量的選擇和切削液的選擇等數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計能力。自動編程軟件的應(yīng)用要求學(xué)生通過培訓(xùn)，掌握功能齊全的實用型自動編程軟件，如MasterCAM，Cimatron，Delcam，CAXA等自動編程軟件，利用這些軟件編制較為復(fù)雜的零件或模具加工程序，同時具有駕馭目前國內(nèi)市場上流行的集成度高的諸如CATIA、Pro/E、UG(Unigraphics)等CAD/CAM軟件的能力。數(shù)控機(jī)床操作培訓(xùn)要求學(xué)生熟練掌握數(shù)控機(jī)床的各種基本操作，掌握加工程序的輸入與加工程序調(diào)試，掌握自動編程后的程序傳輸方法，掌握在線加工方法?？傊?，通過數(shù)控培訓(xùn)增強(qiáng)了學(xué)生的數(shù)控技術(shù)實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。數(shù)控技能培訓(xùn)將數(shù)控技術(shù)理論與實踐有機(jī)結(jié)合，鞏固理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。

2．5數(shù)控加工工藝分析與數(shù)控加工編程課程設(shè)計

為加強(qiáng)學(xué)生的數(shù)控技術(shù)實踐能力，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)在學(xué)習(xí)了數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用與數(shù)控加工工藝等課程后，安排數(shù)控加工工藝分析與數(shù)控編程課程設(shè)計，要求學(xué)生從零件圖的識圖開始，通過數(shù)控加工工藝分析和設(shè)計，選擇刀具、卡具(包括專用卡具的設(shè)計)，然后編寫數(shù)控加工程序，并對其進(jìn)行調(diào)試，最后操作數(shù)控機(jī)床，加工出要求的零件來。課程設(shè)計兩周時間，要求每個學(xué)生零件圖都不相同。課程設(shè)計開設(shè)后收到了良好的效果，達(dá)到了預(yù)期的目的。

2．6數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新實驗

重視創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)，大力發(fā)掘資源，調(diào)動學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，根據(jù)不同年級的特點，分層次開展開放性數(shù)控創(chuàng)新實踐活動，要求學(xué)生根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有的設(shè)備狀況及自身的理論知識與教師一起設(shè)計創(chuàng)新實驗，并在實驗的基礎(chǔ)上逐步完善設(shè)計內(nèi)容。數(shù)控創(chuàng)新實踐活動基本上圍繞三個方面進(jìn)行，一是圍繞產(chǎn)品建模、系統(tǒng)仿真、NC代碼生成、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅慵臄?shù)控加工進(jìn)行;二是圍繞數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)建、普通機(jī)床的數(shù)控化改造、專用機(jī)床控制系統(tǒng)的模擬設(shè)計等內(nèi)容進(jìn)行，三是圍繞數(shù)控機(jī)床的故障分析與數(shù)控機(jī)床的維護(hù)維修等內(nèi)容開展。通過創(chuàng)新實驗的設(shè)計，培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生綜合運用知識的能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

2．7生產(chǎn)實習(xí)

我們始終將生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)視為強(qiáng)化教學(xué)效果、實現(xiàn)理論聯(lián)系實際的最有效手段。對高層次數(shù)控人才培養(yǎng)來說，生產(chǎn)實習(xí)基地一般選擇在數(shù)控機(jī)床制造廠。要十分重視實習(xí)基地的建設(shè)，對已建成完善的實習(xí)教學(xué)基地，實現(xiàn)制度化的管理。為學(xué)生的實踐能力的提高搭建一個更好的平臺。

學(xué)生在實習(xí)基地實習(xí)內(nèi)容一般分為兩大部分，一是在數(shù)控機(jī)床組裝車間了解數(shù)控機(jī)床的裝配調(diào)試，包括電器部分裝配調(diào)試和機(jī)械部分裝配調(diào)試。二是在零部件制造車間掌握數(shù)控機(jī)床主要零部件的制造工藝過程，了解數(shù)控制造廠的工藝設(shè)計規(guī)程，掌握典型零件的數(shù)控加工工藝與數(shù)控加工程序的編制。三是跟隨數(shù)控機(jī)床維修人員進(jìn)行售后服務(wù)，掌握數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修的基本方法。通過生產(chǎn)實習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)原理，更加了解數(shù)控加工工藝分析的方法和數(shù)控加工程序編制。更加強(qiáng)化學(xué)生的工程意識、工程實踐能力和創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力。

2．8數(shù)控競賽

利用校團(tuán)委在校內(nèi)組織數(shù)控大賽或與兄弟院校的數(shù)控對抗賽，組織學(xué)生參加兩年一屆的六部委舉辦的全國數(shù)控技能大賽，促使學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，克服了學(xué)生理論學(xué)習(xí)的盲目性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性，更有利于學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的提高。

2．9畢業(yè)設(shè)計

通過理論、實踐、培訓(xùn)、創(chuàng)新四位一體的教學(xué)過程，把數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)理論、實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)融為一體，在畢業(yè)設(shè)計中將這些知識綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力。學(xué)校高度重視學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，所有指導(dǎo)教師深入現(xiàn)場獲得了第一手資料，結(jié)合現(xiàn)場實際，精心遴選題目，提供給學(xué)生科學(xué)、合理的論文題目。為部分學(xué)生選配現(xiàn)場工程技術(shù)人員為畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師。要求學(xué)生除查閱資料外，用一定的時間到現(xiàn)場去學(xué)習(xí)、調(diào)研。有條件的時候，學(xué)生可直接在現(xiàn)場完成畢業(yè)設(shè)計。通過各種方式將畢業(yè)設(shè)計與現(xiàn)場實際相結(jié)合，收到良好的效果。

篇（6）

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。

1．1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。

在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。轉(zhuǎn)1.25軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

在EMO2001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立

1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)規(guī)范

如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他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。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化。

STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。

目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗證。

2對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計

我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。

縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。

a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。

c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。

雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識到，我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢。從國際上來看，對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計大致如下。

a.技術(shù)水平上，與國外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。

b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。

a.認(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點認(rèn)識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。

c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難。

d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。

3對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考

3.1戰(zhàn)略考慮

我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實現(xiàn)禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。

3.2發(fā)展策略

從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。

在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場，2001(3)：18-20.

篇（7）

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(jī)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(jìn)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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。

2數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1性能發(fā)展方向

(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。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(jī)床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)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(qiáng)，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(jìn)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(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機(jī)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(dá)24軸。

(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(xué)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。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實時智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設(shè)定和刀具自動管理及補償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預(yù)測和預(yù)算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。

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(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實、科學(xué)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(jìn)行操作，便于藍(lán)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(xué)計算可視化科學(xué)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(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機(jī)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(biāo)插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、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，可直接用梯形圖或高級語言編程，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(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗?，用戶可在?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)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(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機(jī)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)?？删幊碳呻娐稦PGA、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(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)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(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機(jī)床的畫面可同時顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。

(4)通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。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(biāo)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(jī)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(yán)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。

篇（8）

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(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。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(jī)床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)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(qiáng)，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(jìn)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(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機(jī)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(dá)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(jī)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(jìn)行操作，便于藍(lán)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(xué)計算可視化?？茖W(xué)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(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機(jī)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(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機(jī)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)?？删幊碳呻娐稦PGA、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(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)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(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機(jī)床的畫面可同時顯示在每一臺機(jī)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(biāo)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(jī)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(yán)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(dāng)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(jī)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(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。

參考文獻(xiàn)：

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基地大規(guī)模建設(shè)應(yīng)前取得測試部分，以了解各種各樣的機(jī)械性能的相關(guān)的互相之間的相互配合的情況，并且做好相應(yīng)的協(xié)調(diào)狀況的準(zhǔn)備，以找出最佳的機(jī)械和設(shè)備的類型、軋制設(shè)備軋制通過和軋制速度的組合，從而也能得到準(zhǔn)確的擴(kuò)散系數(shù)等相關(guān)的數(shù)據(jù)，來確定精確的擴(kuò)散的厚度的數(shù)據(jù)，并編寫測試的部分摘要，用于指導(dǎo)未來的更大規(guī)模的建設(shè)。

1.2水穩(wěn)定碎石混合料

生產(chǎn)水泥穩(wěn)定碎石混合料的質(zhì)量直接確定水質(zhì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)要點，因此，必須在混合過程中就加以控制，以保證生產(chǎn)出合格的水泥穩(wěn)定碎石混合料。水泥用量檢查。在混合料生產(chǎn)過程，在任何時間來檢測水泥用量，應(yīng)該在生產(chǎn)的過程的從始至終都要檢查水泥的進(jìn)料孔是否堵塞，以確保水泥的比例合適?；旌衔锓旨壵{(diào)整。由于生產(chǎn)條件的各種因素的限制，生產(chǎn)的混合物分級往往有很大變化，生產(chǎn)過程必須混合物篩選試驗。但在卸貨口帶代表混合，正確調(diào)整體重總比例。原料水分含量檢測。由于聚合天然含水率的變化，調(diào)節(jié)原料水的消耗量，確定生產(chǎn)過程中的混合物水分的含量略大于最佳的含水量。

1.3高程和板形的控制

施工水泥穩(wěn)定碎石采用的專用攤鋪機(jī)，從而使得平整度、高程的合格率得到了極大地改善。松擴(kuò)散厚度=松擴(kuò)散系數(shù)×設(shè)計水穩(wěn)定層厚度。在這個水準(zhǔn)測量方法，參考鋼絲繩順利與否直接影響到鋪設(shè)和水穩(wěn)定層高度和平坦.

1.4軋制過程控制

結(jié)束后的水混合碾壓混凝土的延遲時間水泥穩(wěn)定碎石混合料強(qiáng)度、干密度會有非常明顯的影響，延遲時間較長，混合強(qiáng)度和干密度的損失會非常地大，延遲時間強(qiáng)度也會受到很大的影響。所以水泥穩(wěn)定碎石工作壓力必須嚴(yán)格控制時間，以更好地控制強(qiáng)度和壓實度保證水泥穩(wěn)定碎石。因此，必須及時地通過混合，及時完成運輸、及時地做好鋪路工作，及時的進(jìn)行滾動操作，以保證延遲檢查的時間最多不會超過3小時的時長。往復(fù)式的作業(yè)應(yīng)該是在不同的地方進(jìn)行停車扭轉(zhuǎn)的操作，每當(dāng)完成一個重復(fù)的滾動滾作將使對攤鋪機(jī)推得更近一些，以避免出現(xiàn)在同一節(jié)停車的事情從而引起縮進(jìn)。壓實應(yīng)道路兩旁的肩膀道路中心方向滾動，有兩個滾動輪應(yīng)該重疊1/2輪寬，道路兩旁的應(yīng)該是壓力的2~3倍，保證壓實度。軋制的速度應(yīng)該是要緩慢一點的，前兩次的操作速度最好能夠控制在1.5公里/小時，之后可以使用2.5公里/小時，直到程度的壓實試驗合格。不同的結(jié)構(gòu)部分，應(yīng)該在路的盡頭在建筑的垂直在RCC切除在緩坡水泥穩(wěn)定碎石，以便未來建設(shè)連接。

1.5建設(shè)養(yǎng)護(hù)泥漿穩(wěn)定碎石

壓實成型、水泥在最后一集（通常是6~7小時）開始噴水滅火養(yǎng)生。養(yǎng)生期限不得少于7天，并且在健康必須始終確保表面潤濕。養(yǎng)生應(yīng)該關(guān)閉在運輸、禁止車輛通行。

2施工技術(shù)質(zhì)量控制措施

本文從路基的質(zhì)量控制措施和防止路基開裂兩個方面來論述路基基層的質(zhì)量控制措施，路基防裂是道路質(zhì)量的一個非常重要的關(guān)鍵因素，道路的好壞很大程度上要看建設(shè)完成后會不會出現(xiàn)開裂的情況，然而這些問題都要在道路建設(shè)的初期就開始規(guī)劃和預(yù)防，并且采取相應(yīng)的控制措施，為施工整體質(zhì)量打下堅實的基礎(chǔ)。

2.1路基質(zhì)量控制

（一）路基土的控制路基一般是首先用自然土填筑的。在軟土層路基填筑自然土壤的測試分析之前，確定其物理相關(guān)的屬性。確定適用的最佳含水量、以通過數(shù)據(jù)等定量指標(biāo)來準(zhǔn)確地指導(dǎo)路基施工和對路基填成品進(jìn)行的相關(guān)的測試，從試驗的測試的結(jié)果來分析：土壤粒子越細(xì)，其相應(yīng)的回彈模量就會越低，和砂性土回彈模量也將會相應(yīng)地越高。

（二）壓實度控制在土壤的最佳含水量在壓實之后可以達(dá)到一個壓實最大密度之前就要確保得到一個最好的土壤含水量，因此，在路基填壓實的過程中，必須始終做好土壤含水量的控制工作。當(dāng)土壤的含水率太高時，應(yīng)該在空氣的干燥的最佳含水量的時候進(jìn)行填筑的施工操作過程中應(yīng)該進(jìn)行連續(xù)的相應(yīng)操作，以減少過多的雨水或使土壤過多地暴露于陽光，這樣就能夠做到防止土壤含水量產(chǎn)生巨大的期間變化等情況的出現(xiàn)，從而保證施工質(zhì)量。

2.2裂縫的預(yù)防

高速公路的建設(shè)通常都會采用整體道床，這種整體道床的裂紋物種大致基本上可以主要分為兩個大類，即第一種是由于行車荷載的反復(fù)作用而產(chǎn)生的裂縫，因為整個道床基地在一定的拉伸應(yīng)力當(dāng)超過彎曲的強(qiáng)度和生產(chǎn)的；第二種是倚重不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫的的基本裂縫所形成的重度反射性的裂縫， 其一般面對自己的產(chǎn)生溫度裂縫，這是第一種，這類屬于非負(fù)載性的裂紋，應(yīng)當(dāng)將這兩種裂縫的出現(xiàn)的可能性進(jìn)行充分考慮進(jìn)行相應(yīng)的道路設(shè)計和施工設(shè)計。在構(gòu)建良好的質(zhì)量控制是解決第一種裂紋。

（一）整體道床基地裂縫的控制和施工時所要考慮的水泥種的穩(wěn)定性材料的機(jī)理的裂縫、收縮性較小的水泥的穩(wěn)定類結(jié)構(gòu)的基本單位的選擇有著很大的關(guān)系，它會產(chǎn)生收縮主要有兩中原因，即塑性指數(shù)和材料含水率都是相關(guān)的，材料的塑料的指數(shù)測試和干燥收縮和溫度收縮。在建設(shè)的過程中可以通過使用抑制堿劑的一系列的此類方法可以，盡量使水泥的穩(wěn)定材料來達(dá)到水泥的最佳含水量，以此確保更少地出現(xiàn)道路裂縫的問題。

篇（10）

2基于組件技術(shù)的實時測控軟件開發(fā)

2.1軟件架構(gòu)設(shè)計

在組件技術(shù)中，一個組件就是一個接口集，它通過接口對功能進(jìn)行封裝。因此，對于同一個應(yīng)用程序架構(gòu)，只要其使用的接口集合不變，即可通過更換支持同樣接口集的組件來獲得不同應(yīng)用，也可重復(fù)利用同一個組件或?qū)M件進(jìn)行二次開發(fā)。而基于組件建立的軟件架構(gòu)和應(yīng)用開發(fā)，其最大優(yōu)點在于可以復(fù)用的應(yīng)用結(jié)構(gòu)和軟件單元。實時測控軟件主要是對實時測控數(shù)據(jù)的處理、評估和顯示，而測控數(shù)據(jù)主要包括光測、雷測、遙測及GPS測量等類型，其處理過程通常包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果評估等四個部分，針對以上4種數(shù)據(jù)類型，在基于組件技術(shù)思想下，其處理架構(gòu)可統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計，如圖1所示。針對靶場測控系統(tǒng)中光測、雷測、遙測及GPS測量等數(shù)據(jù)處理應(yīng)用，通過將數(shù)據(jù)采集組件、數(shù)據(jù)解析組件、數(shù)據(jù)處理組件、結(jié)果評估組件替換成相應(yīng)功能的組件，即可實現(xiàn)在保持軟件架構(gòu)不變的前提下開發(fā)出不同的應(yīng)用系統(tǒng)。

2.2基于組件技術(shù)的軟件升級維護(hù)

組件接口是對某一功能的一套抽象描述，具有封裝性，它通過接口與其功能實現(xiàn)分離開了，并以接口作為客戶與組件（或組件之間）交互的唯一方式，因此，只要保持接口不變，就可以將系統(tǒng)中的組件用新的組件替換，以隨時進(jìn)行系統(tǒng)升級維護(hù)。下面以實時測控數(shù)據(jù)處理軟件中的雷測數(shù)據(jù)處理應(yīng)用為例，其軟件的架構(gòu)如圖2所示。當(dāng)需要對系統(tǒng)進(jìn)行升級維護(hù)時，在軟件架構(gòu)完全保持不變的前提下，對具體的組件進(jìn)行替換，只要保持接口不變，程序無需重新編譯鏈接，系統(tǒng)即可通過使用更新后組件中的新接口來獲得新特性，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的升級維護(hù)。

2.3利用組件復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)軟件功能擴(kuò)展

組件復(fù)用是利用已有組件創(chuàng)建新組件，即通過第三方產(chǎn)品來構(gòu)建自己產(chǎn)品。組件復(fù)用是通過包容和聚合來實現(xiàn)的，包容時外部組件包含內(nèi)部組件的接口，它由外部組件接收此調(diào)用請求再交由內(nèi)部組件來處理，聚合時外部組件直接調(diào)用內(nèi)部組件的接口，它讓內(nèi)部組件直接處理該調(diào)用請求。在C++語言，通過在外部組件中增加內(nèi)部組件接口，并把調(diào)用請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部組件即可實現(xiàn)包容，對于聚合，在內(nèi)部組件中維護(hù)一個外部組件接口指針（如m_pUnknownOuter），通過委托機(jī)制，讓內(nèi)部組件接口提出的查詢接口請求由一個委托接口轉(zhuǎn)發(fā)至外部組件，再由外部組件接口查詢內(nèi)部組件。這樣就可以實現(xiàn)一致的訪問，即不管是通過外部組件的接口，還是內(nèi)部組件的接口，都可以查詢到內(nèi)外組件所支持的接口集合。在實際應(yīng)用中，軟件開發(fā)不僅有大量的、功能強(qiáng)大的商業(yè)化組件可以使用，而且有應(yīng)用廣泛的、成熟的靶場測控系統(tǒng)專用組件可以使用，如組件化的數(shù)據(jù)接收、量綱復(fù)用、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、濾波平滑、精度評估等功能模塊。因此，利用好組件復(fù)用技術(shù)可以有效擴(kuò)展靶場測控數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的軟件功能，對于靶場測控系統(tǒng)建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義。