導語：如何才能寫好一篇高端數控機床概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：大型國有企業(yè) 沈陽機床 技術創(chuàng)新 數控機床 預算軟約束

數控機床是當前世界機床企業(yè)技術創(chuàng)新的主攻方向、市場競爭的主戰(zhàn)場。一個國家數控機床的產銷量和技術水平在某種程度上代表國家整體的制造業(yè)水平和競爭力。成熟機床制造國（如德國與日本）的機床產值數控化比率高達90%。由于中國機床企業(yè)自主創(chuàng)新不足，共性基礎技術、關鍵核心功能部件和機床精密度等都與國際先進技術水平存在相當大的差距，因此產值數控化率目前只有40%左右。而且，國產數控機床大都是附加值較低的中低端經濟型和普及型產品，雖然已占領國內市場約70%的份額，但是高端數控機床約80%的市場份額則被國外先進企業(yè)壟斷。

2000年以來，伴隨著中國汽車、航空、電子等下游產業(yè)的快速增長，機床需求特別是數控機床需求增長持續(xù)強勁，消費總額和進口額已連續(xù)10年居世界第一。特別是近年來，數控機床需求呈現出向中高端產品集中的趨勢。需求強勁使機床企業(yè)在獲得快速發(fā)展機遇的同時，也面臨著技術瓶頸的挑戰(zhàn)。面對中高端數控機床嚴重依賴進口的不利局面，中國政府陸續(xù)出臺相關政策加大對機床產業(yè)的扶持力度，為機床企業(yè)實現技術創(chuàng)新提供強有力的金融支持。

在這一背景下，我們嘗試通過具有代表性的案例分析，探討中國機床產業(yè)中具有代表性的大型國有企業(yè)――沈陽機床股份有限公司實現技術創(chuàng)新的過程、路徑、現狀、經驗以及市場績效等問題，在此基礎上，深入分析其技術創(chuàng)新市場績效不明顯的體制性制約因素，最后在結論中提出改進方向。

我們選擇沈陽機床股份有限公司（以下簡稱沈陽機床）作為研究案例，主要基于以下的理由：首先，沈陽機床作為中國機床行業(yè)產值最大的龍頭企業(yè)和大型國有企業(yè)，獲得政府主導的金融支持的強度之大是其他企業(yè)難以比擬的，以該公司為典型案例更有利于我們把握這種政府金融支持下形成的大型國有企業(yè)技術創(chuàng)新模式的中國特色。其次，沈陽機床作為行業(yè)龍頭企業(yè)，其數控機床國內市場占有率最高（20%以上），因此其產值數控化比率乃至技術創(chuàng)新水平基本上可以代表中國機床行業(yè)的整體水平。

1.沈陽機床股份有限公司概況

1.1公司成立與歷史沿革

沈陽機床股份有限公司隸屬于沈陽機床集團，是集團的控股子公司。于1993年5月成立。1996年7月在深圳證券交易所上市交易。公司發(fā)展主要經歷了三個階段：第一階段（1996―2000）為緩慢發(fā)展階段，由于政府支持力度較弱，公司發(fā)展較為緩慢；第二階段（2001―2005）為高速發(fā)展階段。第三階段（2006至今）為發(fā)展壯大階段。在第二、第三階段，政府對公司的扶植力度逐年增強。

1.2目前發(fā)展狀況

經過16年的發(fā)展，公司市場覆蓋全國60多個省市、自治區(qū)，并出口80多個國家和地區(qū)，數控機床國內市場占有率20%以上，穩(wěn)居國內同行業(yè)首位。公司現有員工14000人左右，總資產過百億元。公司主業(yè)突出，全部為機床產品，主導產品為金屬切削機床，主要包括兩大類：數控機床和普通機床共19個系列300多個品種、千余種規(guī)格。公司的中高檔數控機床開始進入國家汽車、航空航天、國防軍工、軌道交通等重點行業(yè)的核心制造領域[2]。

2.政府金融支持的技術創(chuàng)新

政府的金融支持一直是推動沈陽機床快速資本擴張、提升技術創(chuàng)新的主要力量。沈陽機床是沈陽市國資委所屬的大型國有企業(yè)，作為國家裝備制造業(yè)領域的領軍型企業(yè)，沈陽市的利稅大戶，支撐沈陽、遼寧、乃至東北裝備制造業(yè)特色的核心企業(yè)，一直以來都是國家、省、市、區(qū)各級政府重點扶植的對象。特別是2005年以來，在政府的金融支持下，沈陽機床在技術改造和研發(fā)上獲得了大量資金支持。以2009年9月―2010年9月跨年數據為例，在此期間，公司就累計得到來自國家、省、市、區(qū)等各級政府關于“數控機床技術創(chuàng)新”的各種名目扶持資金共計36575萬元[1]。政府扶持力度之強，在同行業(yè)企業(yè)中是罕見的。這也可以從側面反映出政府一貫大力扶持大型國有企業(yè)的政策偏好。

正是基于政府的大力金融支持，沈陽機床總體上在技術創(chuàng)新方面并沒有出現一般企業(yè)面臨的資金缺乏現象，反之，政府強有力的支持為公司技術創(chuàng)新提供了充裕的資金保證，這一點可以從其2005年以來研發(fā)費用占銷售收入比率平均高達7.7%，以及歷次大型技術改造比較充裕的來自政府的資金支持得到充分證明。

3.公司長期技術創(chuàng)新取得的主要成果

經過16年的不懈努力，沈陽機床從技術模仿、技術引進發(fā)展到如今的開放式集成創(chuàng)新，取得了較大成就。

公司依托獲批的高檔數控機床國家重點實驗室和“數控機床高速精密化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟”（由國家科技部主辦、由沈陽機床牽頭）進一步強化集成創(chuàng)新模式，先后與德國的R＋P機床設計院、德國西門子公司、德國IPK研究所，以及德國希斯等進行聯合研發(fā)，并在柏林設立海外研發(fā)中心，在北京、上海建立研發(fā)分部，推動開放式集成創(chuàng)新[1]。

經過持續(xù)積累，時至今日公司取得的成果斐然：承接和完成了多項國家級科技攻關項目，開發(fā)出新鏜床、新CAK、新HTC、新立加及新臥加等新5大類數控機床系列產品，均達到國際先進技術水平，其中五軸立式加工中心和五軸高速龍門加工中心產品，打破了國外對這類中高端數控機床的壟斷。產品先后獲得春燕獎、工業(yè)獎等國家級大獎。累計開發(fā)的360多種中高檔數控機床中，有60%以上已經達到國際同行業(yè)先進水平，2010年，公司及下屬中捷機床被認定為第一批國家高新技術企業(yè)[2]。

4.體制因素制約創(chuàng)新績效

4.1沈陽機床技術創(chuàng)新市場績效的評價

為了全面評價沈陽機床技術創(chuàng)新的市場績效，我們選擇兩家具有不同特點的上市機床企業(yè)作為參照物，力求通過多視角比較來展開研究。第一家企業(yè)是屬于沈陽機床集團的另一家控股子公司――昆明機床，該公司的中型國企屬性、與沈陽機床擁有同一母公司的身份，以及長期堅持專注優(yōu)勢特色產品的研發(fā)戰(zhàn)略可以作為比較參照；第二家是中國目前唯一一家民營機床企業(yè)――華東數控，該企業(yè)屬于私有產權。下面，我們依次從兩個方面評價公司的技術創(chuàng)新績效。

4.1.1公司的數控機床銷售量占比評價

2000年，公司數控機床銷售收入占機床總收入的33.9%，2010年這一比率上升為60.5%[1]。雖然與自身相比，沈陽機床的數控機床銷售量占比有了一定的增長，但是與技術改造和研發(fā)業(yè)績更為優(yōu)異的昆明機床和華東數控相比，還存在一定差距。2010年，昆明機床的數控機床的銷售收入占比為64.7%[3]，華東數控為75.6%[4]，由此可見沈陽機床產品數控化率步伐需加快，大規(guī)模的技術創(chuàng)新投入對數控化率的提升效果需進一步加強。

4.1.2公司數控機床的毛利率評價

2003―2010年沈陽機床數控機床的毛利率一直徘徊在23.50%―30%之間，期間沒有太大的起色。我們拿公司歷史最好數據――2009年數據為例進行分析[1]。這一年公司數控機床毛利率達到歷史最好水平，為29.87%，而昆明機床為34.25%[3]，華東數控則高達38.97%[4]。沈陽機床的數控機床毛利率明顯低于其他兩家上市公司。公司年報顯示，其數控機床主要是以毛利率較低的經濟型數控機床為主的局面并未得到實質性改變。

經濟型數控機床因進入門檻較低，其盈利能力隨著市場的激烈競爭而日漸衰落；與此相反，市場需求持續(xù)旺盛的中高端數控機床卻因為產品差別化大，個性化服務要求高，大部分產品都是訂單生產，因而具有可觀的議價能力和較高的毛利率。公司目前中高檔數控機床比重較低是數控機床毛利率低于其他公司的主要原因。

這一點還可以從下面的經驗數據中得到進一步的驗證。2009年，沈陽機床新產品（中高端數控機床）的銷售收入為162728萬元，僅占比銷售總額的27.2%；新產品的銷售利潤僅為1700萬元，僅占比主營業(yè)務利潤的1.3%。而華東數控歷時五年研發(fā)的新產品大型數控龍門系列機床在2009年實現產業(yè)化時，銷售收入占比和毛利率則分別高達64.08%和41.66%[4]。上述比較分析表明，沈陽機床技術創(chuàng)新的市場績效還需要大幅提升。

綜上所述，公司技術優(yōu)勢的市場績效似乎并不顯著。這值得我們深入分析其背后的深層原因。

4.2制約技術創(chuàng)新績效的體制性因素

我們認為，具有轉軌時期國有企業(yè)屬性的體制性因素是制約公司技術創(chuàng)新市場績效的主要障礙。

4.2.1技術創(chuàng)新的市場驅動不足

作為一個老牌大型國有機床企業(yè)，公司在計劃經濟時期形成的計劃、技術驅動型的研發(fā)傳統――雖然經過多年的改革修正――仍然存在，市場驅動力不足?？梢哉f，“重技術獲獎而輕市場”的研發(fā)傳統的強大慣性是公司技術創(chuàng)新市場績效不明顯的重要原因。與擁有國企屬性和行業(yè)老大雙重身份的沈陽機床相比，作為國內首家民營機床企業(yè)，華東數控的技術研發(fā)更注重市場需求的驅動，因而在龍門機床的研發(fā)上取得了顯著的市場績效。

4.2.2技術創(chuàng)新的“大而全”傾向

2009年，在三家企業(yè)中，沈陽機床的研發(fā)費用與凈利潤比值最高，為1.66，而昆明機床和華東數控則分別僅為0.21和0.27?？梢钥闯?，沈陽機床研發(fā)經費的使用效率遠低于另兩家企業(yè)，存在“高投入低效益”現象。

這種現象可以由公司在技術創(chuàng)新上存在的“大而全”傾向得到合理解釋?！按蠖钡难邪l(fā)導致資金使用方向分散，從而可能造成本應重點投入的主要技術產品因研發(fā)資金不足而導致研發(fā)效益無法凸顯。

反觀國內機床行業(yè)的另兩家上市公司昆明機床和華東數控，我們看到了不同的研發(fā)競爭策略。昆明機床重點研發(fā)具有市場優(yōu)勢的鏜銑系列數控機床，而華東數控的研發(fā)重點一直是大型龍門數控機床，這種精與專的研發(fā)定位，極大提高了這兩家企業(yè)研發(fā)資金使用效率，與沈陽機床的高投入低效益不同，它們獲得了較高的毛利率，技術創(chuàng)新的市場績效顯著。

4.2.3軟預算約束制約仍然存在

造成沈陽機床技術創(chuàng)新市場績效不高的另一個體制性制約因素是“軟的預算約束綜合征”仍然存在[5]。沈陽機床的歷史發(fā)展中幾次大的資本擴張基本上是政府主導下的企業(yè)行為。政府的金融支持為公司提供了充裕的技術改造和研發(fā)資金，促進企業(yè)資本規(guī)?？焖贁U張。但是在這種“預算約束體―支持體”的模式下，沈陽機床投資的預算軟約束問題不可避免。我們采用資產負債比率和流動比率兩個概念，分別從縱向與橫向兩個角度來驗證這一問題。

一般認為，以衡量企業(yè)長期綜合償債能力和財務風險為主的資產負債比率應維持在40―60%之間比較合適，過高的資產負債比率是不利的。流動比率是衡量企業(yè)短期風險的主要指標，反映企業(yè)短期負債的清償能力。一般認為2:1的比例比較合適，過低說明企業(yè)償還能力較差；過高說明企業(yè)的部分資金閑置[6]。

對沈陽機床資產負債率的自1996年以來至今歷年計算結果的比較可以看出，除了1996年以外，該指標一直高于60%，并逐年呈上升趨勢，近五年已經超過了80%，資產負債比率嚴重偏高，表明企業(yè)經營綜合風險較高，償債壓力較大。而公司流動比率16年來均在1.6以下徘徊，并且在2001年以來呈不斷惡化趨勢，指標進一步下降至1左右，說明資金流動性存在較大問題，隨著債務的逐步到期，公司短期經營風險持續(xù)增大[1]。

從橫向角度比較沈陽機床和華東數控2009年資產負債比率和流動比率這兩個指標來看。華東數控的資產負債比率為54.6，在40%―60%的合理區(qū)間，而沈陽機床為84.2%，無疑過高；華東數控的流動比率分別為1.75，比較正常，而沈陽機床的這一比率卻只有1.02，短期流動性萎縮較大，企業(yè)短期財務風險較大[1][4]。

一般而言，在企業(yè)風險較高的情況下，企業(yè)應該采取保守戰(zhàn)略。但是這種戰(zhàn)略定位似乎在沈陽機床的經營上并沒有得到體現，代之以的反而是大規(guī)模的資本擴張。政府強有力的金融支持支撐著沈陽機床長期以來高負債奔跑和不計成本的“大而全”的創(chuàng)新偏好，軟的預算約束也就不可避免了。

5.結論

通過對沈陽機床技術創(chuàng)新的案例研究，我們認為，政府對國有大型制造業(yè)企業(yè)的政策扶持偏好，主要集中于對公司技術創(chuàng)新強有力的金融支持，這的確保證了企業(yè)技術創(chuàng)新資金投入的充裕性。但是由于轉軌時期國有企業(yè)體制性慣例的制約，充裕的創(chuàng)新資金投入并沒有給沈陽機床帶來利潤的大幅增長，技術創(chuàng)新的市場績效不明顯，而企業(yè)的財務風險卻在不斷累積，管理費、財務費和銷售費等經營成本居高不下。

因此，我們認為，像沈陽機床這樣的大型國有企業(yè)要想走出技術創(chuàng)新“高投入低效益”的困境，全面提升創(chuàng)新的市場績效，比較可行的方法是必須解決之前政府扶植過度局限于硬件如資金投入而忽視企業(yè)軟實力――現代企業(yè)管理制度建立的問題，建立硬件與軟件統一并重的協調引導機制。我們認為突破點在于積極引入民營資本對沈陽機床進行股權重組，重組的重點應是如何建立內生的技術創(chuàng)新市場驅動機制，實現技術創(chuàng)新和資本擴張的“預算硬約束”，而要想實現這一目標，民營資本的投資比重不能過低。

基金資助項目：遼寧省科技廳科學技術計劃項目： 激活中國“數控機床高速精密化技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟”內生動力機制的對策研究；主持人，王蓉；項目編號：2011414006。

參考文獻：

[1]1996年――2010年沈陽機床股份有限公司的中期報告與年度報告。

[2]沈陽機床股份有限公司官方網站。

[3]昆明機床2009-2010年度報告。

[4]華東數控2009-2010年度報告。

[5] [意]雅諾什?科爾奈，預算軟約束綜合癥[J]，新財富，2009年第6期。

[6] [美]羅伯特?C?希金斯，沈藝峰譯，財務管理分析[M]，北京大學出版社?，2009年版。

作者簡介：

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一、多軸多刀數控技術的基本技術原理

多軸多刀數控技術的最直接，同時也是最有效的載體是多軸數控加工中心，這個數控加工中心主要包括數控裝置、輸入裝置和伺服裝置等。多軸多刀數控技術的基本技術原理是：把數控機床中的數控裝置、伺服裝置和工藝參數等，轉換成數字信息，然后以編成相應的程序代碼輸入到機床控制系統之中，由控制系統負責處理這些程序代碼，最后安裝伺服系統的指令完成控制機床各個部件協調的動作，完成各種零部件的加工生產。

二、多軸多刀數控技術的設備

在數控機床產業(yè)界來說，在世界范圍內，美國、德國和日本等國家在復合加工機床、數控機床與工業(yè)機器人、并聯機床和數控加工刀具的結合方面的研究成果比較大。其中，德國的DS公司、意大利的COMAU等公司研發(fā)的平動機床，等都是當前世界上比較先進的并聯機床。

而對于中國的數控機床的發(fā)展來說，隨著改革開放經濟的快速發(fā)展，也有了30多年的跌宕起伏的發(fā)展史，當前已經進入到了成熟時期。在世紀之處的幾年例，中國金屬切削機床的產量的粘平均增長率達到了19%左右，而同時期的數控機床的產量更是比同期提高了33個百分點，由此可以看出，數控機床的增長速度要比金屬切削機床的增長速度快。

當前，中國還是新興的數控機床市場國家，其它的國家比如韓國等，以及中國的臺灣地區(qū)也是新興的數控機床市場，在這些國家和地區(qū)，多軸多刀數控機床的生產方面具備很強的實例，而且市場相當廣闊。比如中國的廣州數控、北京機床廠、大連機床廠等，以及韓國的斗山數控，在數控系統、多軸多刀數控機床方面均有了技術比較先進的產品，有效滿足了所在地區(qū)工業(yè)生產的需要。但是這些新興市場國家在高端多軸多刀數控機床研究方面卻無法與傳統的數控機床技術研究強國相比，比如沒有的辛辛那提公司、德國的西門子公司和日本的FANUC公司等。

在1990年，中國的燕山大學研制出了中國的第一臺并聯機器人實驗樣機，而七年之后，東北大學研制出中國的第一臺平移自由度并聯機床樣機。一年之后，也就是在1998年，清華大學和天津大學共同研發(fā)出并聯機床VAMTIY。這些數控機床設備主要以提高加工的精度為主要的設計目標，同時也能夠應用于其他的葉片類、大型模具等復雜曲面零件的加工生產，其中，具有自主知識產權的當屬大型龍門式五軸聯動混聯機床。

三、多軸多刀數控機床的程序編制

從形式上來分類，多軸多刀數控技術主要分為三種：第一種是手動編程，第二種是自動編程，第三種是仿真技術。

手動編程。多軸多刀數據編程的缺點是顯而易見的，比如編程的速度比較慢、不能用于復雜結構零件的編程、編程的耗時比較長等。不過，應當注意的是，手動編程也具有程序短小、可修改性非常強和可用標準參考方程曲線等優(yōu)勢，比如拋物線、擺線等。該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導報》雜志http：//總第539期2014年第07期-----轉載須注名來源現階段，很多多軸多刀的加工手法都是應手動編程來完成的，比如圓周上鉆等。下面筆者將通過一個實例來介紹手動編程程序：

#1=60

#2=7

#3=2

#4=2.3398823/180

#5=21

#6=23

While#4LE#3

#7=360/#6*[#4-7]*#2

#8 = #2* COS（ #4）#11 = #2* SIN（ #4）

G88G89G90X[#18]Y[#8]Z[#6]R[#7]F300

#5= #5+ 1

ENDW

G120

G91G28Z1

M15

M30

自動編程。通過上文中的分析，我們知道手動編程具有容易出錯、不適用于復雜零件編程的缺點，而且編程的工作量也比較大，但是應用了計算機技術的自動編程，由于具有編程速度快等優(yōu)勢，受到業(yè)界的廣泛歡迎。當前，越來越多的企業(yè)認識到，自動編程技術具有高精度、該效率等特點，不僅可以應用于復雜零件的編程，而且性能也比較高。但是，當前由于技術條件的限制，這種編程技術要想真正發(fā)揮其性能，還需要性能優(yōu)良的CAD/CAM軟件。

現階段，中國國內應用比較廣泛的CAD/CAM軟件主要包括：Pro/ENGINeer、UG和CATIA軟件等。這些軟件普遍應用于工作站或者微機平臺上。但是這些軟件的價格通常比較昂貴，因此在一定程度上限制了該技術的應用和推廣。

隨著我國經濟技術的快速發(fā)展，我國的CAD/CAM技術取得了比較大的進步，比如高華CAD等，相比國外的技術軟件，這些軟件的價格相對來說比較便宜，因此符合我國的基本國情，從而占領了大年的大部分市場份額。由此我們也可以看出，我國在這方面的發(fā)展，無論從技術研究水平，還是從市場推廣方面來說，都與西方發(fā)達國家有著不小的差距。

國外的CAD/CAM技術軟件出現的時間比較早，而且研發(fā)和利用的時間相對來說比較長，比如UG等公司都是CAM行業(yè)的領軍企業(yè)，生產的都是世界范圍內的頂級差異，可高效仿真刀具和機床的運動。當前，這些公司的產品在我國已經占領了一部分的市場份額。因此，無論從技術研發(fā)角度，還是從市場開發(fā)層面看，我國的CAD/CAM軟件的前景都不是特別的樂觀，特別是在五軸數控機床研究方面，中國的企業(yè)做的還不是很好，存在不少的問題和缺陷等。

自動仿真技術。數控加工生產中的仿真技術是利用計算機軟件來模擬數控加工生產的過程，然后把加工過程和結構通過數字、圖形和圖表等方式展示出來，通過計算機展示出來，從而為人們的判斷、驗證和控制加工過程提供合理的方法?，F階段，數控加工仿真技術主要包括兩個方面，一是幾何仿真技術，二是力學仿真技術。

當前，雖然主流的三維軟件均有三維仿真功能，但是由于多軸加工生產具有復雜性的特征，所以無法徹底消除零件與刀具、刀具與工作臺等之間的碰撞，其控制方法和技術還有待完善。

多軸多刀數控技術的發(fā)展趨勢。 多軸多刀數控技術的發(fā)展趨勢主要表現在以下幾個方面：首先，高精度與高速度；其次，高柔性化與復合化；再次，多功能化；第四，智能化；第五，自動仿真技術。通盤考慮干涉、避讓檢查等約束條件，結合幾何仿真與力學仿真技術的自動仿真技術。

篇3

在會上，西安理工大學陳向平副院長、陜西華拓銷售總監(jiān)陸佩弘、Delcam西安辦事處銷售經理符威分別向大家介紹了Delcam領先的CADCAM解決方案及學校應用的情況。

此次Delcam數字化先進制造師資培訓班，重點對Delcam PowerSHAPE 、PowerMILL的新功能及軟件優(yōu)勢進行詳細講解與介紹，通過PowerSHAPE、PowerMILL進行產品造型設計與加工程序編制，并借力陜西華拓的桌面型五軸機床現場完成樣件的多軸加工。陜西華拓是專業(yè)從事高檔數控系統和數控機床,主要研制和生產高檔多軸聯動、開放式、全軟件化的第六代數控系統、數控機床，及機床遠程狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統。

可以說，此次培訓借助Delcam技術力量使相關專業(yè)教師能夠結合世界新型前沿制造技術， 掌握當前先進C A D /CAM高端制造工藝以及科研能力。DelcamPowerSHAPE是一套逆向/ 正向混合設計C A D系統，它集實體、曲面和三角形造型建模技術為一體，充分發(fā)揮三者混合設計的優(yōu)勢，同時采用直接建模技術，是概念設計、工業(yè)造型、和加工建模的理想工具。全中文Windows用戶界面，智能化光標技術，操作簡便。系統還提供了先進化的模具設計模塊和自動電極設計模塊。Delcam PowerSHAPE已廣泛用于汽車、航空航天、造船、電子電器、模具、醫(yī)療、包裝、玩具、制鞋、陶瓷、餐具及等行業(yè)。

篇4

關鍵詞：數控技術 機械制造 現狀 應用

中圖分類號：TD52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）05-0227-02

近年來，計算機的發(fā)展速度有目共睹，并在激烈的社會競爭中，帶動一系列行業(yè)的進步發(fā)展。機械制造行業(yè)是現代化工業(yè)的基礎，是我國重要的基礎性行業(yè)，在數控技術的影響之下，慢慢成熟完善的同時，也提升到了一個新的層次。漸漸地，制造業(yè)成為工業(yè)的象征，同時也依賴于數控技術的應用，促使我國工業(yè)現代化水平的提高以及綜合國力的上升，增強自主創(chuàng)新能力。

1 數控技術概述

1.1 數控技術的含義

數控技術（numerical control，簡稱NC）指的是在計算機技術的運用下，將傳統的機械加工技術集合起來，控制機械制造加工的過程。數控技術作為目前較為高新的科學技術，主要是對速度、角度與位置的控制，機械能量流向以及機械數量的把握。在實現制造自動化的過程中，自動化制度柔性的基礎也是現代集成系統所追求的重要部分。

1.2 數控技術的特點

數控技術能降低機械加工成本，實現高效率、自動化、大批量零件加工的同時，還能在一些加工應用當中促使單機組成加工自動生產線，提升機械加工的精度與效率。數控技術中機械加工應用的典型是數控機床，通過這種技術，能有效的降低勞動強度，同時方便過程的管理等。

數控技術在面對多品種小批量的生產有著很大的優(yōu)勢，以產品多樣性的發(fā)展與日新月異的更換速度，最大限度的提高了機械制造行業(yè)的靈活性；提升機械設備的同時，也盡可能的滿足現代市場的競爭需求。

2 數控技術的現狀及發(fā)展

2.1 數控技術的現狀

制造業(yè)的發(fā)展在提高人民生活水平的同時，緩解了就業(yè)壓力、保障了社會的穩(wěn)定，為國民經濟與社會發(fā)展奠定了物質基礎。盡管隨著經濟全球化的到來，我國已經逐漸成為世界機械制造業(yè)的中心，但是相較于發(fā)達國家，我國制造業(yè)存在著諸如制造工藝裝備陳舊、自動化生產技術落后、管理模式不規(guī)范、自主創(chuàng)新意識較為缺乏和先進技術短缺等問題。一些增值業(yè)務，如速度快、品質高、服務優(yōu)質、回饋及時等方面，也與國外有著較大的差距。

當下，美國、日本和德國等發(fā)達國家正處在黃金時期時，數控技術已初步成熟，在投放入制造行業(yè)所能制造的回饋這一點上，我國明顯處于劣勢地位。雖然經過1981年-1985年的引進國外技術，1986年-1990的吸收消化技術到1991-1995年我國的加強研發(fā)，使得數控技術有了質的飛躍，但這種因為接觸時間長短而造成的差距還是很難得到實質性解決。

因為，近年來我國在數控設備的進口數量上做了嚴格規(guī)定，對數控系統設備的研發(fā)、系統的完善作了重點投資，促進了數控技術的強化發(fā)展，以期在不久的未來，回饋能大于投入。

2.2 數控技術發(fā)展趨勢

數控技術在發(fā)展的這六十多年里，從最開始的封閉自我式發(fā)展到當前注重網絡化、柔性化發(fā)展的計算機數控系統，已經是一種巨大的突破。計算機數控技術的優(yōu)越性能，在不同的平臺上使用，都能讓操作與管理更簡便，性價比逐漸提高。

隨著經濟的發(fā)展、信息的全球化，智能化、網絡化、開發(fā)性的數控裝備已經成為了數控技術發(fā)展的新趨勢，機械制造逐漸開始追求加工的質量與效率的智能化，例如在加工過程中能自主適應控制模式，自動生成工藝參數等。

近幾年的國際著名機床博覽會上提出了一個新的亮點――網絡化。國內外一些著名的數控機床與數控系統制造公司也相繼推出了幾款與之相對應的新概念樣機，反映數控技術逐漸走向網絡化發(fā)展的同時，也在理念上創(chuàng)造了一種新的制造模式，建立了諸如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造等基礎單元。這種概念的產生，間接的指明數控機床加工技術在日后的發(fā)展方向。

傳統的數控系統，由于封閉性與數控應用軟件的產業(yè)化生產問題而阻礙了技術的發(fā)展，以至于許多國家漸漸開始重視開放性的數控技術。當前，對于開放性數控系統的研究核心在于――如何將客戶特殊的要求、應用與技術技巧集成到數控系統中，快速的形成具有鮮明個性的不同品質、不同檔次的產品。在未來數控技術的發(fā)展之路上，數控技術的開放性必將成為其技術發(fā)展的主要因素，且其體系結構、通信、配置和運行平臺的規(guī)范，數控系統功能庫以及軟件開發(fā)的工具等，也逐漸變?yōu)殚_放性數控技術的研究核心。

3 數控技術在機械制造中的應用

3.1 工業(yè)生產中的應用

在科學技術的探索越來越深入的當下，現代工業(yè)生產的難度越來越大，競爭力也日益激烈。在一些惡劣的生產環(huán)境與勞動環(huán)境下，工業(yè)生產機械設備的功效就顯得重要起來；因為工業(yè)機器手是由控制系統、驅動系統與執(zhí)行系統構成，主要是為了完成一些人工難以完成的任務，也在一定程度上保障了勞動人民的人身安全、改善了勞動環(huán)境、提高了工作效率。

數控技術在工業(yè)生產方面，主要是將計算機組成系統中的控制單元，在控制單元的指揮下，遵守寫入程序的驅動單元輸入指令，完成預先設定的操作過程時，檢測系統也在同步進行。如果發(fā)生錯誤或者產生故障，傳感器將會立即將消息傳輸到控制單元，再借由發(fā)出警報信號或者相應的措施來加以保護。

目前，工業(yè)生產在借助數控技術的情況下，完全自動化的功能終于得到了實現。

3.2 航空工業(yè)中的應用

由于航空事業(yè)的發(fā)展，世界有了緊密的聯系。我國的航空市場被許多國際航空巨頭所關注，主要是因為數控技術在航空業(yè)的運用，使我國航空市場具備了巨大的潛力，盡管我國航空工業(yè)與世界先進水平還存在一定差距，但因數控技術的不斷改善與完備，這種差距也在逐步縮小。

航空工業(yè)中運用較為廣泛的是剛度不強的合金，此類合金在加工過程中，很難使用傳統的加工模式來達到設計要求。并且，某些需要以薄筋或者薄壁等形式運用到工業(yè)中的材料，對切割工藝要求非常精細，傳統的加工模式幾乎不可能達到要求。

因此，在航空這個“高精尖”技術匯集的行業(yè)，以往單純的人工加工模式，在加工精度上無法滿足其苛刻要求。航空事業(yè)在數控技術的推動下，將朝著更加高端的層次邁進。

3.3 汽車工業(yè)中的應用

隨著交通運輸愈加便利與普遍，汽車行業(yè)的發(fā)展也突飛猛進，人們對汽車的需求不止在汽車數量上有所表現，同時還表現在對汽車速度、性能與環(huán)保等要求上。而數控技術的應用在一定程度上加快了汽車工業(yè)的發(fā)展，實現了關鍵、復雜零部件與汽車配件的快速制造。

加工中心與其他高速數控機床組合在一起，其“高柔性”與“高效率”的有效結合，使越來越快的產品更新速度得到有效緩解，且這種不遜色于組合機床剛性自動線的制造效率能在顛覆傳統觀念的汽車生產經濟模式時，創(chuàng)造出多品種、中小批量的高性生產模式。

數控技術在應用其快速成形制造技術時，能輕易的實現復雜零部件的加工制造。另外，虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等，也被廣泛的運用在汽車制造工業(yè)中，加快了汽車工業(yè)的快速發(fā)展。

3.4 機械設備中的應用

基于現代化機械制造業(yè)的要求，擁有控制能力的機床設備在現代機電一體化產品中占據著重要地位。因此，在機床上運用數控技術，對機床的加工進行指揮與控制，即數控機床，也是發(fā)展機械制造業(yè)的有效途徑之一。

新一代的機電一體化產品是用代碼來控制的。它將控制單元存入刀具與工件之間的相對位置，刀具的選擇與主軸變速的工作代碼，發(fā)出控制指令時，機床手會控制機床的伺服系統，從而加工出我們所需求的零部件。其最大的特點就是，不需要傳統操作一樣對機床進行復雜的操作，只用將程序輸入就可以保證機械設備擁有足夠的可控力，而后制造出零部件。

數控技術的發(fā)展推動了機械設備的進一步蛻變，不斷提高自動控制與處理系統的能力，改進機床的結構，在精簡機械設備的體積及提高質量的同時，提高剛度與傳動精度，延長其壽命，促進機械制造業(yè)的完善、發(fā)展。

4 結語

由上述諸多信息可知，隨著我國經濟的迅猛發(fā)展，數控技術在機械制造中占據的地位越來越重要，只有我國在其領域自主創(chuàng)新，擁有完整的自主知識產權，才能為數控技術創(chuàng)造良好的發(fā)展空間，在各個領域充分發(fā)揮數控技術的作用。同時，數控裝備也在一定程度上表明一個國家工業(yè)現代化水平與綜合國力的強弱，在加強數控技術的時候，也應采取合理有效的競爭對策與之相搭配，不斷提升管理水平與服務質量，長期培養(yǎng)數控技術的專業(yè)人才，使我國的機械制造能夠得到廣泛應用，在國際化競爭中始終站在時代的前沿。

參考文獻

[1]叢高祥，陳麗，李凱等.淺談數控技術在機械加工中的應用與發(fā)展前景[J].價值工程，2011，30（3）.

[2]王秋鵬.試論機械制造中數控技術的應用[J].新技術新工藝，2013，（10）.

篇5

關鍵詞：組合機床 加工單元 柔性線 概念自控線 概念機床

1 引言

在我國1975年，中國第一機械工業(yè)部頒布了第一批組合機床通用部件標準。這意味著中國已經具有成熟的自主研發(fā)組合機床技術。組合機床的應用也已深入到很多行業(yè)，是當前機械制造業(yè)實現產品更新，進行技術改造，提高生產效率和高速發(fā)展必不可少的設備之一。

但新興技術正在使制造業(yè)的形態(tài)發(fā)生潛移默化的改變。高效、高精度也越來越平民化，原來的機床非常龐大，基本上都只存在于大型汽車制造商、研究機構以及相關國有企業(yè)中。但未來，新型組合機床可以做到和普通機床一樣深入小型企業(yè)中。怎樣能運用組合機床成型技術與高校生產率結合制造加工呢，柔性加工單元的出現已成為高效、高柔性機床的代名詞。

2 常用組合機床概述及配置形式

組合機床自動線按被加工零件的輸送方式，分直接輸送、間接輸送和懸掛式輸送三大類。組合機床自動線的配置型式，一方面是由被加工零件的尺寸和結構、生產率、車間面積、機床間最小距離、保證安全和操作方便以及車間工件及鐵屑運輸流向等因素所決定。另一方面，也和自動線制造單位的設備能力、通用部件的品種和規(guī)格以及刀具制造能力等有關。目前，直接輸送和間接輸送自動線使用較為普遍。

2.1 組合機床概述

組合機床（modular machine tool），是根據工件加工需要，以大量通用部件為基礎，配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。

通用部件是組成組合機床的基礎。用來實現基礎切削和進給運動的通用部件，如單軸工藝切削頭（即鏜削頭、鉆削頭、銑削頭等）、傳動裝置（驅動切削頭）、動力箱（驅動多軸箱）、進給滑臺（機械或液壓滑臺）等為動力部件。用以安裝動力部件的通用部件如側底座、立柱、立柱底座等為支承部件。配以按工件特定形狀和加工工藝設計的專用夾具，組成的半自動或自動專用機床。

組合機床未來的發(fā)展將更多的采用可調速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結構、縮短生產節(jié)拍；采用數字控制系統和主軸箱、夾具自動更換系統，以提高工藝可調性；以及納入柔性制造系統等。

2.2 組合機床單機配置型式

組合機床的按通用部件分大型和小型兩大類。大型通用部件是指電機功率為1.5～30千瓦的動力部件及其配套部件。小型通用部件是指電機功率在0.1～2.2千瓦的動力部件及其配套部件。

組合機床除分為大型和小型外，按配置型式又分為單工位和多工位機床兩大類。

（一）單工位組合機床配置型式：

1.臥式單面組合機床；

2.立式單工位組合機床；

3.臥式雙面組合機床；

4.復合式雙面組合機床；

5.臥式三面組合機床；

6.復合式三面組合機床；

7.臥式四面組合機床；

8.復合式四面組合機床。

（二）多工位組合機床配置型式：

1.固定式多工位夾具組合機床；

2.移動工作臺組合機床；

3.回轉工作臺組合機床；

4.回轉鼓輪組合機床；

5.自動線；

6.柔性線。

下面介紹現代常用組合機床自動線和柔性線配置型式：

2.3 組合機床自動線配置型式

組合機床自動線按被加工零件的輸送方式，分直接輸送、間接輸送和懸掛式輸送三大類。組 合機床自動線的配置型式，一方面是由被加工零件的尺寸和結構、生產率、車間面積、機床間最小距離、保證安全和操作方便及車間工件及鐵屑運輸流向等因素所決定。另一方面，也和自動線制造單位的設備能力、通用部件的品種和規(guī)格以及刀具制造能力等有關。目前，直接輸送和間接輸送自動線使用較為普遍。以下為組合機床自動線的配置型式。

（一）直接輸送

1.通過式直接輸送的組合機床自動線

2.非通過式直接輸送的組合機床自動線

3.抬起輸送帶的組合機床自動線

（二）間接輸送自動線

1.隨行夾具水平返回的自動線

2.隨行夾具垂直上方返回的自動線

3.隨行夾具垂直下方返回的自動線

4.隨行夾具復合式返回的自動線

5.封閉框形隨行夾具自動線

（三）懸掛輸送式自動線

自世界上第一臺組合機床于1908年在美國問世以來已有80年的歷史，30年代后組合機床在世界各國得到迅速發(fā)展，至今，它已成為現代制造工程中尤其是箱體零件加工所必不可少的關鍵重要設備之一。

3 現代組合機床的柔性化

組合機床的柔性化主要是通過采用數控技術來實現的。柔性自動線的重要組成部分是數控加工模塊。由數控加工模塊組成的柔性自動線，可通過應用和改變數控程序來實現自動換刀、自動更換多軸箱和改變加工行程 、工作循環(huán)、切削參數以及加工位置等，以適應變型品種的加工。柔性自動線用的數控加工模塊，按其數控坐標（軸）數主要有：單坐標（Z）、雙坐標（X-Z、Y-Z、 Z-U和Z-B等）和三坐標（X-Y-Z）加工模塊；按其主軸數，有單軸和多軸加工模塊，也有單軸和多軸復合加工模塊。

4 概念組合機床的自控化

組合機床自控線其最主要組成部分是以多臺加工單元通過自動輸送料裝置鏈接為一條完整的自控線。工控機（Industrial Personal Computer，IPC）即工業(yè)控制計算機，是一種采用總線結構，對生產過程及機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的工具總稱。工控機具有重要的計算機屬性和特征，如具有計算機CPU、硬盤、內存、外設及接口，并有操作系統、控制網絡和協議、計算能力、友好的人機界面。工控機是為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計算機。

5 結論

現代制造工程從各個角度對組合機床提出了愈來愈高的要求，而組合機床作為一門技術也在不斷吸取新技術的成果進行自身的完善和發(fā)展。組合機床的自動線技術發(fā)展到今天，已經步入成熟發(fā)展階段，自動線在柔性化、智能判斷分析處理等人機一體化自控方面的進步，將帶動世界工業(yè)生產體系進入新一輪的激烈競賽中。

參考文獻：

[1]大連組合機床研究所.組合機床設計（機械部分）.北京：機械工業(yè)出版.1975.

[2]李如松.柔性自動線.組合機床與自動化加工技術.1989年第五期.

篇6

關鍵詞:機電一體化 應用領域 發(fā)展方向

1、機電一體化概述

機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合,并綜合應用到實際中去的綜合技術。它是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別?！皺C電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,具有智能化的特征?，F代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化設備。

2、機電一體化技術的應用領域

2.1 數控機床

我國機床擁有量高居全球之首,2010年產值達1260億元人民幣,超過意大利排名世界第三。數控機床代表了一個國家機床生產的水平。目前,我國生產的數控機床約占國內市場份額的31%,其余從境外進口。時下我國中高端數控機床市場的絕大部分被境外產品占領,其中高端數控機床國內產品的市場占有率僅4%左右。經過多年發(fā)展,我國機床生產雖然取得了很大成績,但就技術水平和整體實力而言,在世界上僅處于第二梯隊的中前位置,美歐日排在第一梯隊。數控機床具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

2.2 自動機與自動生產線

在國民經濟生產和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產線及各種自動化設備,是當前機電一體化技術應用的又一具體體現。如:2000～80000瓶/h的啤酒自動生產線;18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產線;各種高速香煙生產線;各種印刷包裝生產線;郵政信函自動分撿處理生產線;易拉罐自動生產線;FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產線等等,這些自動機或生產線中廣泛應用了現代電子技術與傳感技術。如可編程序控制器,變頻調速器,人機界面控制裝置與光電控制系統等。

2.3 機器人

機器人是20世紀人類最偉大的發(fā)明之一。從某種意義上講,一個國家機器人技術水平的高低反映了這個國家綜合技術實力的高低。機器人已在工業(yè)領域得到了廣泛的應用,而且正以驚人的速度不斷向軍事、醫(yī)療、服務、娛樂等非工業(yè)領域擴展。毋庸質疑,21世紀機器人技術必將得到更大的發(fā)展,成為各國必爭的知識經濟至高點。

在計算機技術和人工智能科學發(fā)展的基礎上,產生了具有感知、思維和行動功能的智能機器人,是機構學、自動控制、計算機、人工智能、微電子學、光學、通訊技術、傳感技術、仿生學等多種學科和技術的綜合成果。智能機器人可獲取、處理和識別多種信息,自主地完成較為復雜的操作任務,比一般的工業(yè)機器人具有更大的靈活性、機動性和更廣泛的應用領域。智能機器人作為新一代生產和服務工具,在制造領域和非制造領域具有更廣泛、更重要的位置,如核工業(yè)、水下、空間、農業(yè)、工程機械（地上和地下）、建筑、醫(yī)用、救災、排險、軍事、服務、娛樂等方面,可代替人完成各種工作。同時,智能機器人作為自動化、信息化的裝置與設備,完全可以進入網絡世界,發(fā)揮更多、更大的作用,這對人類開辟新的產業(yè),提高生產水平與生活水平具有十分現實的意義。

2.4 汽車電子化產品

汽車上比較常用的一般有5種儀表和3種相應的傳感器,即電流表、機油壓力表、水溫表、燃油表、車速里程表等指示儀表和機油壓力傳感器、水溫傳感器和油量傳感器。

目前,電子化儀表已經取代機械式儀表。這是由于機械式儀表一旦出現故障將很難處理,而電子化儀表則不同。采用電子化儀表不僅可以改進駕駛員的目視性,還有助于汽車儀表的多樣化。

3、機電一體化技術的發(fā)展方向

3.1 光機電一體化

一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優(yōu)點能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源（動力）系統和信息處理系統。光機電一體化是機電產品發(fā)展的重要趨勢。

3.2 自律分配系統化（柔性化）

未來的機電一體化產品,控制和執(zhí)行系統有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發(fā)事件,被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的“自律性”,可根據不同的環(huán)境條件作出不同反應。其特點是,子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力,即柔性,又不會因某一子系統的故障而影響整個系統。

3.3 全息系統化（智能化）

今后的機電一體化產品“全息”特征將越來越明顯,智能化水平也越來越高。這主要得益于模糊技術、信息技術尤其是軟件及芯片技術的發(fā)展。除此之外,其系統的層次結構也由簡單的“從上到下”的形勢轉而變?yōu)閺碗s的、有較多冗余度的雙向聯系。

3.4 “生物--軟件”化

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定,但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物,即當控制系統（大腦）停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統（大腦）工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發(fā)現的一些生物體優(yōu)良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物—軟件”或“生物—系統”,而生物的特點是硬件（肌體）與軟件（大腦）一體,不可分割。由此看來,機電一體化產品雖然有向生物系統化發(fā)展的趨勢,但要達到這一目的還需要有一段漫長的道路去走。

3.5 微型機電化

目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當我們將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執(zhí)行機構、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發(fā)展方向。

4、結語

機電一體化是許多科學技術發(fā)展的結晶,是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。隨著科學技術的發(fā)展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。是21世紀機械工業(yè)的主角,在各方面均可帶來顯著的經濟效益和社會效益,具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]君蘭工作室.機電一體化,科學出版社（北京）,2009.

篇7

關鍵詞：機械制造技術基礎；精品課程建設；工程能力培養(yǎng)；教學改革

作者簡介：王（1966-），女，河南鄭州人，北京信息科技大學機電工程學院，教授；張懷存（1956-），男，陜西延安人，北京信息科技大學機電工程學院，副教授。（北京 100192）

基金項目：本文系北京信息科技大學市級精品課程建設項目、北京信息科技大學2010教學改革項目（項目編號：2010JG06）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）01-0087-03

一、“機械制造技術基礎”精品課程建設的背景

隨著高等教育改革的不斷深入和發(fā)展，課程作為高等學校培養(yǎng)計劃的基本組成單元，是實現高等學校教育目標的基本保證。課程體系、內容的合適與否影響著培養(yǎng)目標實現。教育部在2003 年正式啟動國家精品課程建設項目并在《教育部關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》中指出“國家精品課程是具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程”。[1]即精品課程應該具有體系的整體性、內容的先進性、資源的開放性和師生之間的互動性并具有強烈的示范作用。要求精品課程以多媒體信息技術為實現手段，基于互聯網，包括課程的歷史沿革、網上教學資源如大綱、電子教案、多媒體課件、教材和課堂錄像、教育理念、師資隊伍、教學方法手段與教學改革、學生和專家的評價考核等建設要素。[2]精品課程不單純是教學方法和教學模式的改革，更是一個包含教師、學生、教材、教學技術手段、教學制度等多種要素的系統工程。精品課程建設一般分為內容建設、隊伍建設、教學方法和手段建設、教材建設、實驗內容建設及機制建設等六個方面。[3]

1997年國家教委工科處委托制圖與機械基礎兩課委員會組織全國重點工科高校就工程材料和機械制造基礎課程召開會議，對原金工系列課程改革的必要性和基本思路進行了探討，會議通過了《高等工科院校金工系列課程改革指南》。提出根據“以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為核心，以CAD/CAM為主線，拓寬基礎，重視實踐”的總體改革思路；重新規(guī)劃了機械制造系列課程的內容體系。按照其改革方案而設置的“機械制造技術基礎”課程是機械制造基礎系列課程中的一門主要專業(yè)基礎課程。1998年配合北京信息科技大學拓寬專業(yè)口徑和人才培養(yǎng)模式改革，進行專業(yè)改革，將原機械制造及其自動化、機械設計和機械電子等專業(yè)合并為機械設計制造及其自動化專業(yè)。為了適應擴寬機械類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的需要，將“機械制造工藝學”、“金屬切削原理與刀具”、“金屬切削機床”和“機床夾具設計”四門課程按照重基礎、少學時、新知識、寬面向的原則整合優(yōu)化合并為“機械制造技術基礎”。[4]“機械制造技術基礎”不僅是機械設計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎課程，也是工業(yè)工程、車輛工程等專業(yè)的專業(yè)基礎課程。目前北京信息科技大學機械設計制造及其自動化、工業(yè)工程、車輛工程等專業(yè)均設置該門課程。機械設計制造及其自動化專業(yè)計劃80學時、工業(yè)工程專業(yè)計劃72 學時，其中實驗8學時；車輛工程專業(yè)計劃40 學時，其中實驗6學時。

北京信息科技大學一直以來非常重視精品課程建設。為了適應當今社會對機械專業(yè)人才需求，實現機械設計制造及其自動化專業(yè)應用型人才專業(yè)核心能力的要求，[5]學生既要具有必備的理論基礎，又要具有快速適應工作崗位的工程能力。2006年“機械制造技術基礎”被列為北京信息科技大學重點建設課程、2007年被評為校精品建設課程。經過多年的建設和完善，2009年被評為北京市精品課程。在精品課程建設過程中進行了深入思考，特別注重教學內容的與時俱進；注重教學方法和教學模式的改革；構建了公益勞動、金工實習、課程內實驗、生產實習、綜合實驗周、課程設計、制造綜合能力學科競賽的基于工程的實踐教學體系，實現對學生工程能力的培養(yǎng)。

二、與時俱進優(yōu)化課程體系和教學內容，適應學科最新發(fā)展

“機械制造技術基礎”課程內容涉及知識面寬、知識點多、綜合性強，與實際工程結合緊密，圖多、層次多?？茖W技術的迅猛發(fā)展不斷促進制造技術的發(fā)展，新材料新技術不斷涌現。要實現與工業(yè)企業(yè)的無縫連接，教師需密切關注學科發(fā)展，與時俱進優(yōu)化課程體系和教學內容，協調傳統內容與先進性。

課程的內容圍繞產品的加工制造，以機械加工工藝為主線，以優(yōu)質、高效、低成本、節(jié)能減排為宗旨，將涉及到的機床設備、金屬切削原理與刀具、工藝裝備等有關內容有機結合起來，并根據這條主線的需求作為取舍的原則，強調以產品質量、生產率、經濟性、可持續(xù)發(fā)展為中心融入節(jié)約能源和綠色制造的理念。從培養(yǎng)學生的綜合工程素質出發(fā)，使學生熟悉和掌握基本理論和專業(yè)知識，具有能夠在理論上進行分析、在實踐上具有解決一般技術問題能力。補充新知識，增加現代工業(yè)領域采用的新刀具材料、新加工方法、數控機床的基本介紹、數控加工工藝的特點、計算機輔助工藝設計、綠色制造等內容，使教學內容能夠充分反映現代制造技術的發(fā)展。

目前，“機械制造技術基礎”教學內容多課時少，在教學內容的講授上既要加強基礎，又要拓寬知識面；既要保持經典，又要體現先進制造技術的發(fā)展；既要掌握基本理論，又要加強工程實踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在教學內容上以少、精、寬、新為原則，對教學內容進行必要的調整，如減少車床進給和螺紋加工運動傳動鏈的講授，而將這部分內容放在實驗課中，學生在現場對著實物進行感性觀察，學得更快、記得更牢。對于機械加工工藝擬定、加工精度部分等重點內容仍進行重點講解，但是更加注重對實際工程問題的分析和理解，強化學生在實際工程中應用所學知識解決問題的能力。

高水平教材的建設是課程建設的基本，本課程選用韓秋實和王主編《機械制造技術基礎（第3版）》作為教材。該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材和北京市精品教材立項，該教材還獲得中國機械工業(yè)科技進步三等獎。編寫出版與之配套的《機械制造技術基礎習題集》，分為學習指導和習題（包括填空題、選擇題、判斷題、簡答題、分析題、計算題和參考答案）。編寫《機械制造技術基礎實驗指導書》和實驗報告，用于實驗教學。編寫《綜合實驗周大綱》和《綜合實驗周指導書》用于指導學生完成綜合實驗周的學習。建設了“機械制造技術基礎”的課程教學網絡化平臺。制作了網絡課件、編寫了多媒體教案，網上提供教學大綱、教案、電子講義等資料，實現教學資源的共享。開設網上答疑和交流通道。學生利用網絡資源鞏固課本知識的同時，進一步拓寬知識面，增強理論學習的深入性，使課堂教學得到擴展。

三、以工程能力培養(yǎng)為中心，構建層次式的實踐教學體系，實現理論教學和創(chuàng)新實踐活動的有機融合

深入企業(yè)調研，分析整合和提煉典型生產流程所需的知識、技能、核心能力和態(tài)度，構建專業(yè)認知與實踐－金工實習－課程實驗教學－生產實習－課程設計-綜合實驗周－制造綜合能力-數控加工學科競賽“多元結合”的實踐教學體系。在實踐性教學體系構建的過程中，特別注重學生實踐能力的培養(yǎng)，努力實現從模擬型向實戰(zhàn)型轉變，由限制性向自主性轉變，由驗證性向綜合性轉變，由理論性向應用性轉變。注重讓學生建立起工程的系統概念，了解工藝設計、制造、檢驗等過程。從機械制造技術基礎—先進制造技術—數控編程—實際加工操作，注重層次化、從設計、仿真到實際零件加工的動手能力培養(yǎng)，體現漸進性教學方式。

金工實習使學生了解基本的機械制造知識和方法；生產實習使之了解機械產品加工與裝配工藝過程和工藝裝備，將所學理論知識與生產實際緊密聯系起來；課程實驗教學將科研成果引入教學，教師運用現代實驗手段開出綜合性、設計性實驗，讓學生親自動手，提高了學生實驗技能和實際動手能力；課程設計選自實際生產課題，要求學生獨立完成，同時注意發(fā)揮團隊作用。重點培養(yǎng)學生制訂零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力；綜合實驗課使學生受到一次接近實際的工程訓練，全面實踐和了解產品從設計、分析、制造、裝配的全過程，提高學生綜合分析能力、解決工程實際問題能力、協同工作能力和系統集成能力。制造綜合能力-數控加工學科競賽滿足學生進行創(chuàng)新的需求，進一步融合理論與實踐，使學生的工程能力得到進一步提升。

在課程建設過程中，本校進一步強化和加強生產實習組織、指導教師隊伍的建設，設立長春一汽生產實習基地，使生產實習取得實效。綜合實驗周通過學生對產品的設計建模，進行工藝設計、數控編程和在機床上加工出產品，使學生綜合運用知識解決問題的能力大大提高。

實驗指導教師在實驗中只講述實驗中的難點、應注意的事項，而實驗原理、儀器的工作原理和使用方法由學生自己在實驗預習中完成。另外，安排學生生產實習，使學生對機械制造工藝及設備有一個切身的感性認識，每年還鼓勵學生參加各種比賽和見習工程師考試，取得了較好的效果。

在專業(yè)課程設計中融入現代計算機工程軟件的應用，實現與先進制造技術和信息技術的融合。從計算機輔助設計進行產品的建模分析，然后基于計算機輔助制造軟件進行零件的數控編程，通過DNC系統將程序傳到數控機床上進行加工，得到零件。通過實驗為學生建立起制造系統的概念。專業(yè)課程設計過程中教師的指導和討論環(huán)節(jié)規(guī)范化，使學生的課程設計真正取得實效。

面向工程實際，為學生營造現代工業(yè)背景的工程大環(huán)境。利用北京市的相關資源為學生提供實踐機會。與機床協會密切合作，每年組織學生參觀機床展覽會并進行討論和研討。邀請相關企業(yè)的技術工程師到校講座、聯系北汽福田、現代等現代化企業(yè)組織學生進行參觀，為學生創(chuàng)造機會接觸了解先進制造技術的最新發(fā)展動向和行業(yè)發(fā)展趨勢，增加對現代化企業(yè)實際的感性認識。學校購置了各種教學模型、高檔加工中心、數控車床、FMS系統、機床靜剛度測試儀、主軸動態(tài)特性測試試驗臺等實驗設備，設有專門的制造實驗室，為學生構建了實際的工程環(huán)境，使從未接觸過工程實際的學生建立應用的整體概念，突出實驗的演示性、設計性和綜合性，追求實驗手段的先進性。

為了適應應用型高級人才培養(yǎng)目標的實驗體系研究和實驗環(huán)節(jié)的建設，學校開設綜合性和設計性實驗，構建實驗平臺，編寫實驗指導書和任務書；編寫相關的課程設計指導書。開設綜合性和設計性實驗，初步設想設定加工某零件要求達到的精度目標，讓學生自主設計實驗項目和方案，并獨立完成實驗。利用綜合實驗周的時間開設計算機輔助工藝設計和先進制造技術實驗等。主要安排反映制造工程領域技術先進性和技術發(fā)展動向的實驗，包括數控機床加工操作、計算機輔助工藝設計、計算機輔助制造等實驗，使學生了解先進制造技術的研究發(fā)展和基本技術方法，建立現代制造工業(yè)先進技術的實際概念，完成先進技術設備實際操作的基礎訓練。

四、實施工程意識培養(yǎng)和實踐能力提高的基于項目的教學改革

1.以建構主義理論為指導，以工程應用為主線，研究基于項目的教學模式，注重工程能力的培養(yǎng)

針對目前普遍存在的教學與科研相脫節(jié)，課堂教學內容缺乏現實感，學生缺乏對先進制造技術的認識和專業(yè)學習積極性；課堂教學與企業(yè)的實踐操作彼此割裂，學生運用學科理論與方法解決工程實際問題的能力得不到培養(yǎng)和鍛煉；校園生活與工業(yè)實際彼此分離等問題，以建構主義理論為指導，在機械制造及其自動化專業(yè)方向實施基于項目的教學模式改革的實踐，整個過程貫穿學習—實踐—再學習—再實踐，以項目引領、任務驅動、教學做一體化課程教學模式設計和組織教學內容。

從“機械制造技術基礎”課程的第一節(jié)課，提出基于項目研究的學習。給每個同學發(fā)一份項目研究任務書，一個“機械制造技術基礎課程”項目研究活動一覽表。學生自愿組合，1～3人為一個小組，以小組為單位開展研究。隨著教學內容的開展，基于項目的要求，在教師的指導下，學生通過課堂學習、下課到圖書館查閱相關資料，遇到問題請教教師，循序漸進地完成項目的研究。學生成為學習主體，充分調動學生的主觀能動性，將教師的教學與學生的學習活動融為一體。學生以小組為單位通過解決實際問題而學習，通過討論與小組其他成員進行積極的良性互動，相互交流想法、相互鼓勵和溝通，培養(yǎng)了學生的團隊合作意識和工程能力。實行新的教學模式后，學生的學習積極性和主動性提高，解決工程實際問題的能力得到了鍛煉和提高。

2.課堂討論法

在課程講授過程中常注意提出一些思考問題啟發(fā)學生積極主動思考。結合課程的重點、難點，設計課堂討論題目，通過討論、質疑和總結提高學生學習的興趣和課堂活力，使學生對知識易于理解和掌握。對于習題中的錯誤，教師設計題目，供同學們討論。比如對于機械加工關鍵工序的工序尺寸的擬訂，如何判斷封閉環(huán)是關鍵，教師給出一個實例，給同學們討論，然后通過正確和不正確方法的比較，和同學們一起總結出“尺寸鏈很重要，基準轉換用得著；先看封閉環(huán)，再判增和減，極值和概率法幫計算；多尺寸計算，圖表法最有效” 等朗朗上口的口訣，便于學生記憶。注重結合生產實踐，講課過程中還經常結合科研項目中的問題與學生進行課堂討論得出解決方案。

3.案例教學法

本課程主講教師近年承擔國家高檔數控機床科技重大專項、國家和北京市自然基金、北京市科技計劃等多項科研項目，得到科研經費上千萬，獲得省部級科技獎勵7項。在高端數控裝備的研制和開發(fā)上取得多項科研成果。在教學過程中，將科研成果作為案例介紹給學生，從實際需求、方案的構思、方案的設計和實施方式，使學生較真實地接觸工程實際，將其中的科學規(guī)律與教學內容有機地結合起來，培養(yǎng)學生科學思考問題的工程能力。比如在講到提高生產效率的時候，將研制的復合機床作為實例，使學生深刻理解提高效率的各種不同途徑。在講到機床傳動鏈時，介紹傳動鏈的長短的優(yōu)點和不足。在介紹數控機床時，以研究的電主軸為例，提出電主軸概念的來源，在于縮短傳動鏈，揭示機械制造科學技術進步內在規(guī)律，開闊了學生的學術眼界。其次，鼓勵學生參與科研，積極拓展第二課堂，吸收學生參與教師科研項目，依托科研項目培養(yǎng)學生的綜合素質、實際解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

在“機械制造技術基礎”精品課程建設中，基于工程能力培養(yǎng)的精品課程的建設是一個長期的工作，需要不斷凝練課程特色、持續(xù)完善課程體系和優(yōu)化教學內容、在教學模式和教學方法的改革等方面不斷探索實踐改進，才能將“機械制造技術基礎”課程建設成真正意義上的精品課程。

參考文獻：

[1]教育部高教司.教育部關于啟動高等學校教學質量和教學改革工程精品課程建設工作的通知[EB/OL].．

[2]柳禮泉.論精品課程的特征[J].高等教育研究，2009，（3）.

[3]段遠源，楊蕾.以提高人才培養(yǎng)質量為核心 深入推進精品課程建設[J].中國高等教育，2008，（Z3）.

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關鍵詞:高職;UG;學科

Relationship on the CAD/CAM(UG) Course of the Higher Professional Education

SONG Qiao-lian

(Changzhou College of Information Technology, Changzhou 213164, China)

Abstract: The CAD/CAM(UG) is a practical course of mechanical profession. It contacts closely with other courses. We must understand exactly the relationship on the CAD/CAM(UG) course, carry out the lengthways contact between the CAD/CAM(UG) course and other professional couses or course projects. We should establish the teaching system of scientific and according with engineering practice. It is very important to learn other professional courses.

Key words: higher professional education; UG; subject

UG軟件是當今先進的、高度集成的面向制造業(yè)的CAD/CAE/CAM高端軟件之一。UG提供了一個基于過程的產品設計環(huán)境,可以快速解決產品從初始的概念設計,到產品設計、動態(tài)模擬與仿真、數字化制造等一系列問題,實現了數據的無縫集成。由于UG軟件強大的功能,使其廣泛應用于汽車、機械、飛機、造船等行業(yè)。

UG軟件主要由CAD、CAE、CAM等模塊組成。CAD模塊主要有建模子模塊、裝配子模塊、制圖子模塊等;CAE模塊主要有有限元分析子模塊、運動分析子模塊等,具有強大的工程分析能力;CAM模塊可以進行切削仿真、綜合仿真與檢查功能等。使用UG軟件可以提高設計效率,縮短設計周期,提高設計質量,將設計人員從繁瑣的工作解放出來,把精力投入到產品技術創(chuàng)新上。

CAD/CAM應用軟件(UG)課程是機械類專業(yè)教學中一門重要的實踐類課程,雖然單獨作為一門課程開設出來,但它和其他課程有著密切的關聯。在教學中應將UG的有關模塊與相關課程的教學和課程設計結合起來,起到輔助教學的作用,幫助學生理解和掌握專業(yè)知識。

1 與機械制圖課程的關聯

機械制圖課程是高職機械類專業(yè)的專業(yè)基礎課,學習目標是培養(yǎng)學生運用正投影法繪制和閱讀機械圖樣的能力。UG課程與機械制圖課程有著密切的關聯,如果學生不具備一定的讀圖能力,讀不懂零件圖,建模時就無從下手;反之,UG課程的學習有助于學生提高讀圖能力。

高職學生缺乏工程實際經驗,空間想象能力差,在學習機械制圖課程時感到比較困難。運用UG軟件的建模模塊,使學生通過不同的視角動態(tài)地、直觀地觀察實體模型的內外結構,幫助學生理解形體與三視圖之間的對應關系。運用裝配模塊可以對裝配件進行虛擬裝配,通過添加約束條件,將零部件裝配在一起,有助于學生理解裝配件的工作原理、裝配結構和各零部件之間的裝配關系,幫助學生讀懂裝配圖。通過制圖模塊可以生成符合國家標準的機械圖樣,學生可以通過制圖預設置、注釋預設置等工具進行制圖環(huán)境設置,從而了解國家標準關于機械制圖的規(guī)定,并付儲于實踐,對機械制圖課程的學習起到促進作用。

借助于UG軟件的三維可視化建模環(huán)境,建立基于三維設計的機械制圖教學體系,為機械制圖這門傳統的課程注入了新的活力,也降低了學生學習機械制圖課程的難度,提高了學生的學習興趣,發(fā)揮UG軟件輔助教學的作用。

2 與機械設計基礎課程的關聯

機械設計基礎是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課,要求學生掌握基本的設計理論。傳統的教學體系以尺規(guī)繪圖為主,如課程設計環(huán)節(jié),要求學生尺規(guī)繪制減速箱的零件圖和裝配圖,學生要花費很大的精力在繪圖上,一旦結構尺寸變動,圖樣修改的工作量是很大的。如果學生運用UG軟件把減速箱的各個零件做成實體模型,再通過制圖模塊生成機械圖樣,就大大減輕了設計的工作量。而且UG軟件的基于特征的參數化建模功能,使零件結構尺寸的修改非常便捷,將學生從大量繁瑣的工作中解放出來,把主要精力放在設計方案的優(yōu)化、設計能力的提升、設計結構的創(chuàng)新上。

機械設計基礎課程在研究常用機構的運動分析和設計時,主要是利用計算公式計算,對于稍復雜的機構,計算的工作量很大。如果利用UG的運動分析功能,可以方便地對機構進行運動仿真,得出構件的位移、速度、加速度等運動特性,觀察機構的運動規(guī)律,分析機構的自由度等,直觀易學,提高了學生的學習積極性[1]。培養(yǎng)的學生具有較強的實踐動手能力、科技創(chuàng)新能力和分析問題的能力。

將UG課程與機械設計基礎課程相融合,改變了傳統的機械設計方式,變二維設計為三維可視化設計,更符合現代制造業(yè)的需求,也使機械設計基礎課程變得易學、易懂、有趣。

3 與數控加工技術課程的關聯

數控加工技術課程是機械制造專業(yè)的專業(yè)課程,要求學生掌握數控機床結構、數控系統與原理、數控編程、數控機床操作、數控刀具、數控加工工藝等內容。要將抽象、枯燥的理論知識以直觀、動態(tài)的畫面展現給學生,并指導學生進行實際項目數控模擬仿真,就必須借助于CAD/CAM應用軟件這個平臺,使學生學用結合,滿足教學需求。CAD/CAM應用軟件能仿真數控加工的過程,包括設定機床、選擇刀具、定義毛坯等,可以通過邊演示邊教學的方式,使抽象內容形象化,幫助學生理解加工過程,調動了學生的積極性,從而提高了教學質量。

對于較復雜的機械零件,學生根據二維零件圖難以想象三維形體,越復雜的零件編程的難度越大,出錯率越高。在UG軟件中,可以通過產品建模,進行加工工藝分析,生成數控加工指令代碼,模擬加工狀態(tài),顯示刀具路徑和模擬加工軌跡,便于及時發(fā)現加工中的問題進行修改,避免了手工編程的出錯率,提高了編程的可靠性[2]。學生自己動手將零件圖生成三維形體,再生成加工程序,進行動態(tài)仿真模擬,體驗創(chuàng)新的樂趣和艱辛,其成就感可想而知了。當然,虛擬加工仿真僅僅作為輔助教學手段,不能代替實際的數控加工實訓,學生還需要通過一定的實際數控加工編程的實訓來練習實際操作能力,如零件的裝夾、測量、加工參數的設定等。

4 與模具制造技術課程的關聯

隨著CAD/CAM軟件功能的日益強大,模具行業(yè)完全和CAD/CAM軟件融合起來。模具制造技術課程是一門理論與實際應用緊密結合的課程,必須借助于CAD/CAM軟件作為教學平臺,來完成一系列的教學活動。例如應用UG軟件的Mold Wizard模塊可以進行注塑模設計,優(yōu)化塑料制品的結構,降低材料的成本;優(yōu)化模具結構,得到最佳的澆口數量與位置,合理的流道系統與冷卻系統,并對型腔尺寸、澆口尺寸、流道尺寸和冷動系統進行優(yōu)化;還可以確定最佳的注射壓力、模具溫度、注射時間、保壓時間和冷卻時間,以注塑出最佳的塑料制品[3]。

借助于CAD/CAM軟件可以方便地設計出沖壓模、沖裁模、注塑模等,通過模具標準件庫還可以調入標準件,進行模具裝配,大大提高了設計的準確性,節(jié)省了設計時間和產品制造周期。通過CAM直接模擬加工過程,生成數控程序代碼,進行數控制加工,實現了無紙化制造。

將UG軟件引入到模具制造技術課程教學中,改善了教學環(huán)境,將理論教學和實踐教學有機地結合起來,把知識的傳授和能力的培養(yǎng)緊密地聯系起來,使其更貼近模具制造業(yè)現狀,使學生就業(yè)后很快就能勝任工作崗位的需求。

5 結束語

隨著CAD/CAM軟件的功能日益增強,在制造業(yè)應用越來越廣,相信它不僅為傳統的機械設計、機械制造領域,也為高職教育提出了新的挑戰(zhàn)。通過CAD/CAM軟件平臺輔助課堂教學,幫助學生理解和掌握機械各專業(yè)課程的內容,鍛煉學生解決實際問題的能力,調動學生學習的積極性,促進學生更好地掌握各專業(yè)知識,提高學生的認知能力、綜合運用知識的能力,為就業(yè)奠定扎實的基礎,提高了學生就業(yè)的競爭能力。

參考文獻:

[1] 焦麗麗.UG軟件用于機械專業(yè)課程的教學改革[J]. 裝備制造技術,2008(12):198-199.

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關鍵詞：鈑金加工；機械自動化；數控機床；自動化

工業(yè)技術革命的最大特點便是將先進的電子技術和計算機信息技術引進，并應用到了工業(yè)生產和加工中，實現了工業(yè)加工的機械化和自動化。這是工業(yè)技術的革命，同時也是人類歷史文明的一大進步。在鍛壓機械行業(yè)，利用現代化電子信息技術來促使鍛壓機械向機電儀一體化發(fā)展，并在此基礎上實現鍛壓生產輔助設備和裝置的智能化，使它們自動形成，并靈活組織成一條全程機械化和自動化的生產線，切實提高工業(yè)生產和加工制造效率，為小型加工企業(yè)的小批量生產提供和開辟一條新型的發(fā)展之路。

1 鈑金加工機械概念

我國的工業(yè)從建國初期開始發(fā)展，到改革開放后期，進入飛速發(fā)展的階段。機械設計開始向著自動化的高端技術發(fā)展。在國外的一些發(fā)達國家，機械自動化行業(yè)的產值占到工業(yè)產值的百分之三十以上，在現代的工業(yè)中，自動化的影響越來越廣，各個領域都開始向著自動化的方向發(fā)展。而在我國的鈑金行業(yè)，由于其加工的成本比較低，產出的產品具有體積小、重量輕、性能高等特性，在各個行業(yè)中被廣泛的應用。但是隨著現代的用戶對產品的要求越來越高，因此傳統工藝生產的產品已經不能滿足用戶的需求，而產業(yè)中的一些行業(yè)開始向鈑金加工的自動化方向靠攏。隨著鈑金行業(yè)自動化的企業(yè)越來越多，之間的競爭開始加劇，因此，鈑金行業(yè)的機械自動化開始向著更高的技藝發(fā)展。

鈑金加工是近代才發(fā)展起來的一門工藝，簡單的說，就是對金屬的加工和處理，舉例說明，在生產實踐中，人們制作金屬器件時，對金屬器件進行的加工都屬于鈑金加工的范疇。在金屬產品成型前，鈑金加工是一道必不可少的工藝，只有通過鈑金加工，才能將器件的性能發(fā)揮出來。當然，在進行鈑金加工前，工作人員還要具備加工的一些幾何知識。

在鈑金加工中，加工的器件很多，在加工過程中要綜合考慮制作的器件以及原料的選擇。在選用的原料中，一般會用到的原料主要是一些金屬原料，如：冷軋鋼、熱軋鋼以及一些電鍍的金屬等，在鈑金加工中，一般的鈑金過程大致相同，但是有些也是有區(qū)別的，這就需要工作人員根據工作的經驗來合理的安排鈑金的順序。按照流程來講，鈑金加工不可缺少的幾步包括：對金屬原料進行下料處理，將金屬原料用沖床等機器對其進行下料；鈑金中的鉗工加工；沖床對機械元件的沖壓，使其成為特定的模型，在沖床的使用中要著重注意鈑金原材料的正確位置；還有就是鈑金中的壓鉚、折彎、焊接等一系列操作。

2 鈑金加工機械化對工業(yè)的意義

隨著我國的經濟快速發(fā)展，我國的工業(yè)都開始向著機械自動化發(fā)展，其中鈑金也開始向著這方面發(fā)展。鈑金機械自動化能大大的提高加工效率，為企業(yè)增加額外的利潤。在工業(yè)生產中應用最多的就是電子技術和計算機技術，還有就是工業(yè)上的機械化和自動化。這是工業(yè)革命最大的應用。在現代的工業(yè)中，鈑金加工的自動化更是將這一革命發(fā)展更遠。這使得前面的機械自動化形成了一條完整的生產線，實現了工業(yè)制造的全機械化，提高了工業(yè)生產的效率，為工業(yè)的更快發(fā)展提供了一條新型的、科學的、進步的可持續(xù)發(fā)展的快速之路。

3 鈑金自動化加工中的沖床自動化

鈑金加工最常用到的加工設備就是數控自動化的沖床，這套沖床系統使得工業(yè)生產的效率明顯提升，保證了生產產品的機械化和自動化。下面詳細的對這套鈑金加工中最主要的沖床進行探究和相關方面的論述。

3.1 數控自動化沖床的主體部分

在鈑金加工中，數控沖床是最主要的部分，也是鈑金加工的核心部位，這套核心的沖床采用的是三箱狀的框架，這樣的框架更加的穩(wěn)定和牢固，在鈑金工作中，保證了加工的元件在加工過程中元件的不偏離，這在一定程度上減少了鈑金加工的誤差率。這套數控自動化沖床的安裝很簡單，只要在地面上墊上專用的墊板，將墊板上的固定螺絲固定好數控沖床，就能是沖床安全的固定上。固定上沖床后，還要將沖床的二次保護裝置安裝好，這樣就能保證數控沖床在工作時準確度不會出現偏差。

在固定完沖床后，接下來就要對沖床的回轉頭進行調整?；剞D頭在鈑金行業(yè)的工人中有一個專業(yè)的名稱，叫做轉塔。一般的轉塔有兩種，22工位的轉塔和40工位的轉塔。所謂的工位，就是在工作中的沖床模具的套數，也就是說，22工位的轉塔就是在鈑金工作中能夠提供22套的原件模具。這就使得原來一個轉塔一個模具徹底改革，大大減少了換模具的次數，在一定程度上提高了鈑金工作的效率。

在原來的回轉頭中，是沒有換模系統的，這種自動的換模具的系統正是在鈑金加工開始向著自動化方向發(fā)展中逐漸發(fā)展起來的。具體自動換模的過程是，當一種模具沖壓完畢后，系統會自動根據之前電腦中的記錄和操作，對下一個操作中要用到的模具進行自動的判斷，并將這些信號通過電信號傳送到鈑金沖床設備中的控制系統中，控制系統根據接收的命令信號，自動的換模具，自動的對器件進行加工，大大降低了人工轉換的頻率。

3.2 CNC程控部分

CNC程控部分主要是指CNC程序軟件系統，在這里，文章以國外某公司獨立研發(fā)出的一套名為“WIEDMAN”威德曼程序軟件系統的運行為具體實例，對其軟件系統的程序編制作簡要介紹。

“WIEDMAN”威德曼程序軟件是由不同級別的軟件組成，從最簡單的“康巴斯TWO”到能自動排樣的“INTER―GREN”，各具不同特點并可逐級升級。該軟件主要由近30條語句組成。

另外，在程控部分，當程序編制完畢后可在屏幕上進行各點預演，以檢查程序是否正確，是否能正常沖制。有時會出現預演警報，最常見的為X、Y超程，即X、Y坐標在機床源程序限定參數中規(guī)定X、Y均在±2Omm范圍內，超出該范圍機床就會報警，自動停止沖制。

3.3 鈑金加工自動化中用到的系統軟件

在我國鈑金自動化加工中，用到的系統軟件主要是CNC軟件來控制沖床的工作，這套軟件由于操作簡單、準確度高，被我國的鈑金行業(yè)廣泛的應用。這套軟件不同于以往那些軟件，這套軟件是用一個個小軟件來綜合起來工作的，在其中的一個軟件發(fā)生故障后，其他的軟件還能保證沖床的其他功能的正常工作，在使用中，該軟件還能升級進行更新等。在該軟件中，最常用的術語也就幾十條，對于那些鈑金加工企業(yè)中的新手，操作起來只需要經過簡單的操作。因此，這款軟件對于那些文化程度低的員工來說意義重大。

3.4 專用的模具

在鈑金的自動化加工中，除了最重要的沖床，專用的模具也是不可缺少的。當然，這些模具也會根據不同的工位沖床有不同的類型和尺寸。在模具的安裝上，人工安裝只要第一步的基礎安裝，之后全是自動化的轉換，大大的節(jié)省了人力，在很大程度上提高了工作效率。這部分在鈑金加工的自動化發(fā)展中是一個很有發(fā)展?jié)摿Φ囊环矫妫谝院髸泻艽蟀l(fā)展的空間。

4 結束語

現代科學技術在快速的發(fā)展，鈑金行業(yè)都開始向著智能化、自動化、機械化方向發(fā)展，當然，科學技術是推進鈑金加工行業(yè)發(fā)展的動力。通過對數控自動化鈑金沖床技術的研究，對鈑金加工的主要部件進行了詳細的分析，讓我們對鈑金自動化加工技術有了更深的認識。相信我國在科學技術的推動中，鈑金加工的自動化水平會越來越高，我國的鈑金加工技術會越來越好。

參考文獻：

[1]陳玉蘭.鈑金加工機械化自動化淺析[J].鍛壓裝備與制造技術，2013，（01）.

篇10

一、引導和促成高端裝備制造巨頭進行壟斷性技術合作，形成頂級技術合作聯盟

技術是產業(yè)發(fā)展的靈魂，只有技術實現關鍵性突破，才能保證產業(yè)的領先發(fā)展。高端裝備制造的優(yōu)勢關鍵在于核心技術和關鍵技術的領先，而核心技術、關鍵技術往往是被少數壟斷企業(yè)所掌控。因此，要使高端裝備制造在國際上占領先機，就需要建立起頂級制造企業(yè)間的技術合作聯盟，增強其技術競爭實力。調查顯示，較之美國的技術壟斷合作，無論是在理念還是在行動上，我國高端裝備制造企業(yè)的技術合作聯盟明顯落后，特別是頂級企業(yè)的技術合作十分欠缺。

因此，有必要從航空裝備、衛(wèi)星及應用、軌道交通裝備、海洋工程裝備、智能裝備制造行業(yè)入手引導頂級制造企業(yè)進行技術性壟斷合作?？梢源俪芍袊娇展I(yè)集團與中國商用飛機有限責任公司在航空裝備制造方面組成壟斷性技術合作聯盟，促成中國航天科技集團與航天科工集團在衛(wèi)星及應用技術方面組成壟斷性技術合作聯盟，促成中國北車集團和中國南車集團在軌道交通裝備方面組成壟斷性技術合作聯盟，促成中國船舶工業(yè)集團、中國船舶重工集團、中遠船務集團及太平洋重工集團在海洋工程裝備制造技術方面組成壟斷性技術合作聯盟。

智能制造裝備是先進制造技術、信息技術和智能技術在裝備產品上的集成和融合，體現了制造業(yè)的智能化、數字化和網絡化的發(fā)展要求，主要產品是智能儀器儀表與控制系統、關鍵基礎零部件及通用部件、高檔數控機床與基礎制造裝備、智能專用裝備等。政府部門或行業(yè)協會可依據產品性質從同類企業(yè)中遴選頂級企業(yè)促成其進行技術性研發(fā)合作，組成壟斷性技術聯盟，實行生產和技術優(yōu)勢的互補。

國家發(fā)展改革委和國務院國資委可統籌國家頂級高端裝備制造企業(yè)的技術力量，集中進行行業(yè)的共性技術攻關，突破技術瓶頸，在推進原始創(chuàng)新的同時，利用國內外已有的先進成果進行引進消化吸收再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新。國家可考慮設立“國家高端裝備制造技術獎勵制度”，按行業(yè)組織實施“國家高端裝備制造重點工程”，突出制造企業(yè)與研發(fā)機構的主體地位，支持制造行業(yè)領軍企業(yè)參與國家裝備制造科技計劃和重點工程項目，引導頂級企業(yè)培育和創(chuàng)立具有國際影響力的自主品牌，幫助企業(yè)構建起支撐產品設計創(chuàng)新的研發(fā)平臺。

二、引導和促成高端裝備制造巨頭建立研發(fā)設計平臺，建立國家高端裝備制造服務體系

政府部門應支持多學科的優(yōu)化研究，引導制造業(yè)巨頭與相關高校建立關鍵技術或核心技術的合作研發(fā)平臺?？梢源俪芍袊娇展I(yè)集團、中國商用飛機有限責任公司與清華大學、北京航空航天大學、中國科學院建立航空裝備制造研發(fā)合作；促成中國航天科技集團公司與航天科工集團公司與東北大學、哈爾濱工業(yè)大學、北京航空航天大學建立衛(wèi)星及應用的研發(fā)合作；促成中國北車集團和中國南車集團與西南交通大學、同濟大學、南京理工大學建立軌道交通研發(fā)合作；促成中國船舶工業(yè)集團、中國船舶重工集團與大連理工大學、上海交通大學、哈爾濱工程大學建立海洋工程裝備制造研發(fā)合作；還可以促成華中數控、智云股份、天馬股份、南通科技、華東數控與清華大學、中科院自動化研究所等科研機構進行智能制造的研發(fā)合作。更進一步，可規(guī)劃建設智能裝備產業(yè)園區(qū)，啟動智能裝備重、特大項目建設，瞄準世界500強的生產技術，推動智能裝備產業(yè)向縱深發(fā)展；要全力推進大型智能工程機械、高效農業(yè)機械、智能印刷機械、自動化紡織機械、環(huán)保機械、煤炭機械、冶金機械等各類專用智能裝備的制造，實現各種制造過程自動化、智能化，帶動整體智能裝備水平的提升。

現階段，我國高端裝備制造的環(huán)境支撐服務、培訓服務、推廣服務、評價服務、公共服務等還很薄弱，特別是全國范圍的制造業(yè)服務體系尚未建立，且沒有引起政府相關部門和企業(yè)的足夠重視，這將成為嚴重影響高端裝備制造發(fā)展的桎梏。要使高端裝備制造在國際上占領先機，有必要整合和發(fā)展專業(yè)化的制造技術支持服務機構，組建專門為高端裝備制造服務的信息化工程服務機構和軟件服務機構，建立國家數字化高端裝備制造服務體系。

制造業(yè)行業(yè)協會可利用網絡、視頻等先進信息技術，整合計算資源、軟件資源和數據資源，依托高端裝備制造巨頭建立起全國范圍的面向復雜產品和尖端技術的“國家高端裝備制造研發(fā)設計平臺”；國內頂級制造集團企業(yè)要進行技術信息資源的整合，建立研發(fā)設計服務平臺，為集團內部各下屬企業(yè)提供技術能力、軟件應用和數據開發(fā)服務。

可由政府投資，聯合國內頂級科研機構和制造領軍企業(yè)，建立“國家高端裝備制造服務系統”，通過整合、聯結制造企業(yè)和科研機構研發(fā)平臺，建立起區(qū)域性乃至全國性的研發(fā)、資源共享服務平臺，實現政府、企業(yè)、科研機構的共同合作，達到“政企學”的聯合攻關。同時，可以聯合國內某一類高校建立高端裝備制造協作網，如由清華大學、中國科學院大學、北京航空航天大學聯合建立航空衛(wèi)星協作聯盟，由北京交通大學、西安交通大學、西南交通大學聯合建立軌道制造協作聯盟，共享與高端裝備制造和相應創(chuàng)新項目有關的信息和試驗數據，引導這些大學與企業(yè)、政府機構合作，編制關鍵技術聯合攻關路線圖，共同攻克開發(fā)新產品過程中的共性技術難關，實現對高端裝備制造產品開發(fā)、生產、銷售、使用等全生命周期的相關資源的整合，構筑起標準、規(guī)范、可共享的高端裝備制造服務體系。

三、把高端裝備自主制造業(yè)的規(guī)劃與設計提升至國家戰(zhàn)略，加快建成高端裝備制造標準化體系

實施知識產權保護，將高端裝備自主制造提升至國家戰(zhàn)略的高度，加強高端裝備制造行業(yè)的標準體系建設，確立和強化我國在國際裝備制造標準領域的影響力和話語權。

目前，我國高端裝備制造行業(yè)，特別是一些新興高端制造缺乏統一規(guī)范的行業(yè)技術標準、市場準入標準和示范推廣標準，一些重大技術試驗數據缺乏標準處理范式，特別是新產品的研發(fā)過程涉及到多個學科、多個單位或部門，數據如何進行交換，如何進行描述和表現，迫切需要進行標準化處理。有些大型的綜合試驗，設備來自不同的廠家，數據出自不同的研究機構，事涉多個系統，怎樣把信息融合在一起，實現數據的集成和互相交流，完成跨單位的協同，達到數據在各系統間的交換，也對數據的標準化管理提出了要求。另外，由于不同的試驗、不同的企業(yè)具有不同格式的數據，要保證試驗數據的可持續(xù)性，保證試驗數據的展示和分析，開發(fā)通用的分析軟件和數據挖掘工具，也需要進行標準化管理。除此之外，現在國際制造行業(yè)發(fā)展了很多應用于試驗的中間件，要使試驗中間件成為通用件，以保證其適用于不同的系統、不同的企業(yè)和不同的環(huán)節(jié)，也需要標準和規(guī)范作為支撐?？梢?，標準化也是一個新技術應用和推廣的具體需求。

綜上所述，有必要把高端裝備自主制造提升至國家戰(zhàn)略，建立國家層面的“高端裝備制造標準化數據庫”，進行生產數據、試驗數據的標準化管理，達到數據存取的標準化，數據交換格式的規(guī)范化，實現不同廠家的TDM（試驗數據管理）系統數據能相互調用，一個集團里不同研究單元的數據可以無障礙、無縫地便利提取。要從戰(zhàn)略的高度，不斷累積國家裝備制造業(yè)生產和試驗標準化數據，不斷推進低層級TDM系統的建設，進而達到對國家層面TDM系統的豐富和完善。

要在國家戰(zhàn)略層面建設國家高端裝備制造標準化體系，統一和規(guī)范高端裝備制造的生產和技術參數，擴大裝備產品的應用性和適用性，推動制造企業(yè)全生命周期的信息集成服務。要通過標準化體系的建設，推動企業(yè)技術中心，國家級制造工業(yè)實驗室、工程研究中心和工業(yè)園區(qū)的建設，推動高端裝備制造模式向智能化、網絡化、服務化方向發(fā)展，促使“云制造”概念的落地。