计算机技术的应用及发展探究论文
摘要: 随着现代社会全球化、信息化发展的速度加快,计算机技术获得了更广阔的发展空间,被越来越多的应用在生活生产中的方方面面,计算机技术应用的普及为人们的生活行为方式带来了极大的便利。本文针对现阶段我国计算机技术的发展情况对未来趋势进行探讨。
关键词: 计算机技术;智能;应用
引言
计算机技术是计算机领域中所运用的技术方法和技术手段,计算机技术具有明显的综合特性,它与电子工程、机械工程、现代通信技术等紧密结合,因此发展很快。现在计算机技术已成为我国综合竞争力中重要的一部分,为我国的科学发展提供了充足动力。在此基础上本文对我国计算机技术的应用进行研究,希望能促进计算机技术的快速发展和在各个领域更广泛的应用。
1 计算机科学技术的发展进程
计算机的发展过程主要包括四个阶段,1946年美国制造出了世界上的第一台电子计算机,其中应用了18800个真空管,它的出现在一定程度上改变了人类的思维和生活方式,为计算机技术的进一步发展打下了坚实的基础。所以,第一代计算机不仅体积庞大,而且耗电量巨大。1954年由美国科学家崔迪克研制出来的第二代晶体管计算机尺寸小、重量轻、效率高、功耗低,很好的弥补了第一代计算机的缺点。70年代中小规模集成电路将第三代计算机体积进一步减小,可靠性及速度进一步提高。信息产业作为技术与知识密集型产业,为了适应现代化社会建设的需要,第四代计算机便应运而生。第四代计算机的出现促进了计算机的大量生产, 计算机被广泛的应用到公司企业和人们日常生活中[1]。
2 计算机科学技术的发展现状
2.1 普及性和发展性
计算机技术正逐渐成为社会发展的重要生产力,计算机技术已经融入了人类生活中的方方面面,如视频聊天、移动支付、网络约车等,充分体现出科学技术的迅速发展。计算机技术面向的用户群体从之前的军事和科研等转变为一个个的普通家庭。毋庸置疑,计算机技术将会成为人类生活学习的重要组成部分,对社会的发展产生巨大影响。
2.2 专业化和智能化
计算机技术正朝着专业化和智能化两个方向发展。随着科学技术的进步,计算机技术在越来越多的细分领域开花结果,逐渐变得专业化,比如神经网络、人工智能、面部识别、智能家居等领域[3]。与此同时,由于网络信息技术的发展,计算机的使用更加倾向于交流互动性,网络分布式系统逐渐替代了单机模式,大大提高了计算机技术的综合性。
2.3 微型化和人性化
随着计算机技术的逐渐普及,计算机技术在许多领域都取得了突破性的进展。计算机的更新速度变快了,人们对于计算机的便携性和计算机技术的先进性也提出了更高的要求,电脑越做越小,手机越做越薄,计算机技术还可以将更多的实用功能集成到手表之内。计算机技术可根据不同人群的需求,加以创新和改进,更多的体现出计算机技术的人性化和个性化。在计算机技术的'核心功能中增加人性化功能,需要设置更多独立且相互联系的组件,这不仅是计算机微型化和人性化的难度所在,也对微型传感器等计算机相关设备提出了新的要求。
3 计算机科学技术的发展展望
3.1 光计算机
与传统硅芯片计算机不同,光计算机用光信号代替电子进行信息处理和存储的新型计算机, 其在进行数据存储时主要利用的是光子和光运算,运算部分可直接对存储部分进行并行存取,运算速度极高、耗电极低[4]。光子计算机还具有很多优势,比如,不会受到电磁场的影响,信息传输中畸变和失真小,超大规模的信息存储容量及低能量消耗、低发热量等。光计算机在未来将广泛的应用于特殊领域,比如预测天气、监测气候等一些复杂而多变的过程等[5]。
3.2 化学、生物计算机
在运行机理上,化学计算机以化学制品中的微观碳分子作信息载体,来实现信息的传输与存储。生物计算机,也被称之为仿生计算机,主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子,并以此作为生物芯片来替代半导体硅片,利用有机化合物存储数据。生物计算机的基本原理是用生化反应来模拟计算机操作,生物计算机的优点在于其所依托的生物体本身的多样性和复杂多变的生理现象[6]。生物计算机的运算速度要比当今最新一代计算机快10万倍,它具有很强的抗电磁干扰能力,并且能彻底消除电路之间的干扰。能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一,且具有巨大的存储能力。这为生物计算机带来了很多优势,不仅表现在体积小功率高,而且存储和芯片也具有一定的可靠性[7]。
3.3 量子计算机
量子计算机的概念来源于对可逆计算机的研究,在可逆计算的模型中使用的能量很低。量子信息科学的核心目标是实现真正意义上的量子计算机和实现绝对安全的、可实用化的长程量子通信。量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置[8]。量子计算机与现有的电子计算机和正在研究的生物计算机、光计算机等的根本区别在于,其信息单元不是比特(bit),而是量子比特(qubit),即两个状态是0和1的相应量子态叠加,因此,单个量子CPU具有非常强大的数据平行处理能力,而且其运算能力随着量子处理器的增加呈现出指数倍的增强,所以量子计算机在数据处理的运算时间大幅度减小[9]。目前,很多专家学者也在不断的研究量子计算机,研究量子计算机的目的不是要用它取代现有的计算机,而是去解决一些经典计算机无法解决的问题。
3.4 神经网络计算机
人脑总体运行速度相当于每妙1000万亿次的电脑功能,可把生物大脑神经网络看做一个大规模并行处理的、紧密耦合的、能自行重组的计算网络。从大脑工作的模型中抽取计算机设计模型,用许多处理机模仿人脑的神经元机构,将信息存储在神经元之间的联络中,并采用大量的并行分布式网络就构成了神经网络计算机[10]。神经网络计算机的信息不是存在存储器中,而是存储在神经元之间的联络网中。若有节点断裂,电脑仍有重建资料的能力,它还具有联想记忆、视觉和声音识别能力。
4 结束语
总而言之,计算机技术在社会中有着广泛的应用范围,也在社会中发挥了高效的社会功能。现阶段,我国的计算机应用水平与国际应用水平还存在着一定的差距,相信随着我国科研人员对计算机技术的不断研究,计算机技术必将得到更加高速的发展。
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机械制造在一定程度上反映了一个国家的综合实力,我国是发展中国家,发展中科技进步、社会发展等方面都离不开机械制造。下文是我为大家整理的关于3000字机械类论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考!3000字机械类论文篇1 浅析机械制造业的成本管理 摘要:随着我国 经济的快速 发展,我国制造业得到了快速发展,建设事业的规模越来越大,在制造业企业中,成本 管理是整个 企业管理 的关键环节。随着市场经济的发展,我国制造业企业正积极引进先进的管理 方法 ,提高成本管理水平,但是,也面临着严峻的挑战。因此,对制造业成本管理进行研究具有十分重要的意义。 关键词: 机械制造业;成本管理;精细化 一、机械制造业成本管理存在的问题与挑战 机械制造业主要是通过对金属原材料物理形状的改变、组装。成为产品,使其增值。它主要包括机械加工、机床等加工、组装性行业。机械制造业涉及的工业领域主要有机械设备、汽车、造船、飞行器、机车、日用器具等等。 (一)机械制造业成本管理中存在的主要问题 1.生产 计划控制模式落后 尚未实施ERP的机械制造企业几乎100%采用台套计划的方式。即以产品最长生产周期作为构成产品各种物料的采购提前期和生产提前期。过分夸大的提前期是造成库存和在制品储备高,流动资金占用大的根本原因。生产计划与采购计划脱节,零件成套水平差,不能准时交货,或者用高储备来保交货期。距离现代管理方法物料需求计划MRP、准时生产JIT、供应商管库房VMI、同步生产相差甚远。 2.信息分散、不及时、不准确、不共享 制造业产、供、销、人、财、物是一个有机的整体,他们之间存在大量信息交换。然而人工管理信息分散、缺乏完善的基础数据,信息分散、不及时、不准确、不共享、大大影响管理决策的科学性。 3.缺乏标准化 制造业缺乏标准化、规范化、制度化、程式化的管理,管理的优劣因人而异。尽管很多企业通过ISO9001制定了一系列的程序文件,但执行的效果可因企业和管理者而异。最后是成本控制还停留在成本核算上。要求企业有先进的管理手段和信息化管理系统,但是许多企业还不具备这些条件,造成成本核算不及时、不准确,缺乏参考价值,更谈不上成本控制。 (二)机械制造业成本管理面临的挑战 中国机械制造业经过几十年的努力已经具有相当的规模,积累了大量的技术和 经验 。但是随着世界经济一体化的形成,由于中国潜在的巨大市场和丰富的劳动力资源,国外的技术、资金、产品大量涌入中国,中国企业面临前所未有的国内外激烈的竞争局面。 1.技术更新换代快 由于市场需求变化快以及外来威胁的影响,导致对技术更新的速度要求越来越快。原来传统的产品技术长期不变的情况已经不能被现在的机械行业市场所接受。 2.产品定制性强 今天的市场瞬息万变。需求多样化。按订单装配、制造、设计、生产。品种规格繁多,生产、采购异常复杂。从客户—销售—设计—生产—采购—财务—成本,需要一个完整的供应链管理,才能适应千变万化的市场和客户定制化的要求。才能提高企业的核心竞争力。 3.产品质量要求高 对于大型的机械加工工程,通常生产周期比较长,在生产过程中要时刻监控车间工序的质量。质量是企业的生命,保证产品质量是提高企业生存的最基本要求。 4.成本管理要求更精细化 成本管理涉及到产品的设计、物资采购、加工工艺、产品制造、 物流过程、装配过程、包装发运、售后服务等诸多环节。目前的成本控制仅仅停留在成本核算上,大量成本数据采集是人工归集的,数据准确性较差,使得成本计算不准确。因此。成本管理的应该更精细化。 二、加强机械制造业成本管理的 措施 机械制造业要想降低成本,提高经济效益,就必须深入分析企业成本管理中存在的问题,并且针对存在的问题提出解决对策,同时进一步研究降低成本的方法和途径。 (一)利用现代管理系统 建立联接厂内外的 计算机 网络通信系统,选择先进、成熟、适合企业管理需求的企业资源计划ERP、客户关系管理CRM、供应链管理SCM、商业智能BI、电子商务EC等 软件系统,通过管理咨询和业务流程重组,优化设计企业的 组织机构、管理模式、业务流程。 应用上述软件系统,实现企业管理的信息化。以克服目前企业管理中存在的问题,提高企业管理水平、管理效率和企业的竞争能力,这样可以极大的优化排产、降低库存、节约人力物力,从而降低制造成本。 (二)采用先进的生产计划控制方法 打破台套计划的方式,按各种物料的采购提前期和生产提前期编制物料需求计划。建立一个有效、灵活的由主生产计划、物料需求计划和车间作业计划的三级计划所组成的生产计划管理体系,最大限度的缩短产品生产周期、采购周期、准时交货,快速响应客户需求,最大限度的降低库存和成本,提高售后服务水平。有条件的企业推行准时生产JIT、供应商管库房VMI、同步生产等先进管理方法。 (三)加强材料采购管理 原材料的采购成本越低,对降低产品成本就越有利。从而能提高企业产品在市场上的竞争力。提高企业竞争的主动权。首先要建立材料采购的各项 规章制度 以及有关的文件规定,提高材料采购及相关人员的控制意识和素质。相关的规章制度主要包括物资、设备、工具、运输、行政、生产、财务、质检、理化等与材料采购和管理 工作有关的部门制定的规章制度。其次要建立材料采购的计划、采购、入库、仓储、 会计结算和处理等业务规程。 各部门应严格按规程办事,材料采购业务流程包括:生产计划部门编制材料采购计划;采购部门与供货单位确定材料采购价格;主管材料采购的领导对采购计划进行审核和批准;采购部门与供货部门签订供货 合同;运输部门将材运达企业;质检部门对购入材料进行质量检查;仓库管理部门对入库材料进行数量检查;会计部门按制度付款。再次,要建立订货和采购的控制制度。通过建立严格的采购制度、建立供应商档案和准入制度、建立价格档案和价格评价体系来加强订货的内部控制制度。 总之。成本竞争力是机械制造业核心竞争力的重 要表现,成本管理的内容涉及企业管理的方方面面。希望通过本文对机械制造成本的分析与研究能更好地为机械制造业的长期稳定发展做一些有益的贡献。 3000字机械类论文篇2 浅析高级技工学校机械专业教学 摘 要: 机械 教育 一直是我国技工教育中重要的组成部分,作为高级技工学校,机械教育一定要以市场为导向,在教学中贯彻落实服务社会的宗旨,为国家和社会培养出适应社会发展、生产的高素质人才。作者分析现阶段我国技工学校机械教育中存在的问题,并在教学中通过培养目标建设、教师队伍建设、教育手段和方法改革等完善高级技工学校的机械专业教育。 关键词: 高级技工 机械专业 教学方法 机械制造在一定程度上反映了一个国家的综合实力,我国是发展中国家,发展中科技进步、社会发展等方面都离不开机械制造。机械制造对我国的重要性不言而喻,因此,我国在不断提高机械制造水平和工艺的同时,必须不断培养出机械专业人才。尤其对现代社会来讲,对机械专业人才的需求更是不断增加。高级技工学校作为培养专业技术人才的学校,办好学校教学,为国家和社会培养出适合当今社会发展的专业人才,是我们义不容辞的责任。对于高级技工学校来讲,我们培养人才的目标是专业的应用型人才,这种教育不同于高等教育,高级技工学校更加适合订单式教育,为社会输送机械专业的各方面人才。 一、现阶段我国高级技工学校机械专业教学中存在的问题 1.传授的知识过于陈旧 随着时代不断进步,我国机械制造方面的工艺和技术水平不断提升,一些传统制造工艺已经渐渐被数控应用技术和其他高新技术所代替,我国市场更需要新型技能型应用人才。我国现阶段技工学校机械专业的教学内容都比较陈旧,一套教材往往沿用好几年,远远落后于机械发展水平和用人单位的需求。 很多高级技工的教材并没有自身特点,甚至很多学校的机械专业教材与普通高等教育大致相同,并没有体现自己职业教育的特点,教材中很多较难的公式计算、原理等技工学校学生根本不需要,导致教学中造成时间浪费,教学质量一直无法提高。 2.教师质量不高 机械专业是一门实践性很强的课程,在高级技工学校机械专业教育中,我们需要既有丰富的理论知识又有丰富的实践技能的“双师型”教师,尤其对实训课程来讲,没有丰富的一线工作经验将很难胜任实训教育。现阶段很多技工学校的机械专业教师都是大学 毕业 生直接分配到学校的,实训课程教师是由理论教师转型而来的。这样的教师队伍对学生的职业能力培养并没有多大益处,导致毕业生大多不能满足用人单位的需求。 3.实训设备的缺失 针对高级技工学校的教学目标来讲,我们的教育目的是为社会培养出一线应用型人才。学生除了有比较扎实的理论基础的同时,还要掌握较熟练的操作技能。现阶段很多高级技工学校的办学资金不足,学生的实际操作只能用一些企业淘汰的普通机床进行实际训练,还有很多学校是原厂办学,机械实训设备都是原有的陈机设备,现代教育需要的数控机床、数控加工等设备学校无力购置。 4.技校教育质量低下 一些学生家长希望孩子能上好的大学,高级技工学校成了成绩较差学生的无奈选择,导致高级技工学校的学生整体素质较差,导致高级技工学校管理和教学压力较大。长此以往,教师往往会对教学产生懈怠。一些教师对教学不用心,教学方式是陈旧的“满堂灌”、“填鸭式”,学生的学习兴趣不浓厚,无法应用现阶段先进教学手段,导致教育质量一直无法提高。 二、关于技工机械教育的几点建议 技工学校的教育要体现职业性教育特点,在今后机械教育中,笔者认为需要从以下方面做出改变: 1.教学内容的改革 在教学内容改革上,从建设教材和精简教学内容两方面入手。首先,高级技工学校教学适合的是订单式教育,即教育目的是培养出适合企业的人才,订单式教育要求教师从企业需求出发,教育内容要集中在学生进入企业后的需要选择,尽量让学生毕业后尽可能快地融入工作当中。除此之外,精简教材内容是十分必要的,机械专业是包含很多知识的学科,包括机械动力学、结构学、机械系统和平面制图等很多方面,学生需要掌握的内容过度会导致学生学习起来很困难。为了更好地让学生适应教学,教师必须改变以往灌输式教学,尽量精简教学内容,化繁为简,将教学内容整合成一个个知识系统。在此基础上,加强教学内容和教学大纲优化,加强与工程训练、测试技术、材料力学等相关课程的联系,教学中更注重内容的应用型,为应用型人才培养提供保障。 2.教学方式和教学手段的创新 以往机械专业教育中,教师完全占据主导地位,学生往往处于被动接受知识的地位,整个过程枯燥无味,这种教学既打击学生学习兴趣,又压抑学生创造性思维,针对教学现状,我们有必要改革教学手段和方法。教学中,教师可以多方面尝试,选择适合学生的教学方式,借此调动学生积极性。例如,采用现代多媒体技术进行课堂教学,机械专业中很多内容只通过黑板是不能让学生接受的,像机械设备的结构、工作特点等,学生通过黑板机床很难对设备有深层次理解,利用多媒体,教师将设备的立体图像展示到屏幕上,并用鼠标一点点剖析设备的各个结构,让学生对设备有直观印象。除此之外,通过影像还可以让学生了解走入社会后需要做的工作,需要接触的设备,借此激发学生学习兴趣。除此之外,教师还要利用实训教学和技能竞赛等多种方式提高学生的动手能力,通过实训教学,让学生将自己学到的理论知识应用到实践当中,完成理论实践一体化教学,增强学生实践技能;通过技能竞赛,以生产促进学生技能进步,提高学生的技能水平,为学生进入工作提供帮助。 3.加强教师队伍的建设和实训设备的投入 高级技工学校需要专业教师队伍支撑,在高级技工学校师资队伍建设当中,我们可以建立教师培训机制,通过让教师进入企业一线岗位提升专业课程教师的学历水平和技能水平,聘请企业优秀人才担任兼职教师,定期让一些专家来学校对教师进行指导,借此提高高级技校教师队伍的质量。此外,高级技工还要国家大力支持,学校要加大对实训设备的投入,大力购置先进数控机床、数字控制系统等,为学生实训提供保障。为此,学校可以开展校企合作、吸引投资等方式与用人单位建立联系,为学校提供帮助。 参考文献: [1]汪晓洲.技工学校机械教学法探析[J].时代教育,2013,10:61. 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数控技术专业毕业论文选题 1.复杂零件加工工艺设计及数控编制 2.新型数控车床的主传动系统的设计及控制 3.新型数控车床的进给传动系统的设计及控制 4.新型数控车床电气控制设计 5.数控车床故障诊断及排除的研究与应用 6.电火花线切割在模具产品加工中的实际应用 7.数控车床刀架装置的设计 8.数控机床调速系统的设计 9.基于数控机床的PLC技术的研究 10.数控技术专业实践环节的教学设计 【参考论文】范文 在我国,数控技术与装备的发展亦得到了高度重视,近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域,以PC平台为基础的国产数控系统,已经走在了世界前列。但是,我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题,特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时,如何有效解决这些问题,使我国数控领域沿着可持续发展的道路,从整体上全面迈入世界先进行列,使我们在国际竞争中有举足轻重的地位,将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 为完成此任务,首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此,本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。 1 总体战略 制定符合中国国情的总体发展战略,对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究,我们认为以科技创新为先导,以商品化为主干,以管理和营销为重点,以技术支持和服务为后盾,坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。 1.1 以科技创新为先导 中国数控技术和产业经过40多年的发展,从无到有,从引进消化到拥有自己独立的自主版权,取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展,可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式,按部就班地发展,真正创新的成分不多。这种局面在发展初期的起步阶段,是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪,这一常规途径就很难行通了。例如,在国外模拟伺服快过时时,我们开始搞模拟伺服,还没等我们占稳市场,技术上就已经落后了;在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时,我们就跟着搞这类所谓的数字伺服,但至今没形成大的市场规模;近来国外将数字式伺服发展到用网络(通过光缆等)与数控装置连接时,我们又跟着发展此类系统,前途仍不乐观。这种老是跟在别人后面走,按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统,在技术上难免要滞后,再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂,实行就地开发、就地生产和就地销售,使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势,因此要进一步扩大市场占有率,难度自然就很大了。 为改变这种现状,我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断,大力加强数控领域的科技创新,努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术,逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品,从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。这样,才不会被国外牵着鼻子,永远受别人的制约,才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场,打开国际市场,使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。 1.2 在商品化上狠下工夫 近几年我国数控产品虽然发展很快,但真正在市场上站住脚的却不多。就数控系统而言,国产货仍未真正被广大机床厂所接受,因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多,而装备新机床的却很少,机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。这当然不是说旧机床的数控化改造不重要,而是说明从商品的角度看,我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。 影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外,更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。以往,一些数控技术和产品的研究、开发部门,所追求的往往是一些体现技术水平的指标(如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等),而对影响实用性的一些指标和一些小问题却不太重视,在产品的稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花的精力相对较少。从而出现某些产品鉴定时的水平都很高,甚至也获各种大奖。但这些高指标、高性能的产品到用户哪儿却由于一些小问题而表现不尽人意,最后丧失了信誉,打不开市场。这说明,高指标、高性能的样机型的产品离用户真正需要的实用、可靠的商品是有相当大的距离的,将一个高指标、高性能的产品变为一个有市场的商品还需作出大量艰苦的努力。 另一方面,数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产,应用环境也不那么简单。数控产品是在生产环境中使用,面临的是五花八门的工艺问题。如果开发部门对这些问题掌握得不透,就难以将产品设计得很完善。而且数控产品的某些问题在开发、试用,甚至鉴定时都难以发现。这就造成,同样型号的数控机床在有的用户那儿运行得很好,而在别的用户那儿却表现欠佳。或者同样型号的数控机床用于加工某些零件工作得很好,但用于加工其他零件时却不尽人意。出现这种情况,有时是用户操作人员的水平问题,但有时就是数控产品本身潜在问题的暴露。为解决这一问题,国外一些公司设立了专门机构来测试考验自己的产品,如为考验新开发的数控系统,厂家自己设计和从生产实际中收集了大量零件程序,让数控系统运行各种各样的程序,一旦发现问题,即立即反馈给开发部门予以解决。经过这样的测试考验过程后,数控系统的潜在问题就大为减少。以往,我们的产品就很少进行这样严格的全面的自我测试考验。好些问题要等到用户去给我们挑出来。这样,即使一个小问题也将严重影响国产数控产品的声誉。 因此,我们应充分重视上述问题,在商品化上切实狠下工夫,将其作为数控产业的主干来抓,贯穿于技术研究、产品开发、试制、生产等的全过程中,从而将我们已有的技术水平较高的数控产品变成真正有市场的好商品。 1.3 将管理和营销作为产业发展重点 经过20来年市场风雨的冲击,国人已越来越认识到,技术固然重要,但在市场经济的环境下,要在激烈的全球竞争中获胜,管理和营销就显得更为重要。例如,我国台湾生产的数控机床不但占领了大陆市场的相当大的份额,而且还打进了美国市场。是台湾数控机床的技术和质量超过美国了吗?显然不是。那他们靠的是什么?重要的一条就是在企业管理和产品营销上下了工夫。而我们长期以来把主要精力放在开发技术和提高水平上,忽视了经营管理、市场开拓、产品营销等方面的工作,结果在新技术、新产品开发出来以后,在产品质量提高以后,企业仍然处于产品销售不畅的困境〔1〕。国内外的经验说明,数控产品的竞争力不仅取决于技术,更取决于经营管理能力和营销能力。 因此,从现在起我们应将管理和营销作为产业发展重点,真正摆脱计划经济时代所遗留下来的思维方式和工作习惯的束缚,建立适应市场的高效、灵敏的运行机制和有效的激励机制。通过这种机制,一方面切实加强企业管理,激发企业负责人和广大职工的负责精神、创造精神和献身精神,努力提高产品的竞争能力;另一方面充分调动企业内外、行业内外一切积极因素,大力加强市场开拓力度,奋力打通营销渠道。可以坚信,有过硬竞争力的产品,再加上北京开关厂那样的“找、挣、钻、抢”精神,我们就一定能在市场竞争中取得胜利。 1.4 大力加强技术支持和服务 数控系统和数控机床作为典型的高技术产品,对用户的技术支持和服务是相当重要的。以前国产数控产品丧失信誉的原因,除可靠性问题外,另一大问题就是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统,一旦出现问题却叫天天不应,叫地地不灵,以后谁还敢买我们的产品。因此,应将对用户的技术支持和服务当成重要的日常工作来抓,使我们在市场上向纵深挺进时,有一个强大后方。因此,为了取得数控产品市场竞争的全面胜利,必须建立以技术支持和服务为核心的强大后方。当然,为赢得主动,后方也须主动出击。目前,利用先进的信息技术手段(如网络和多媒体),将为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。 1.5 坚持可持续发展道路 可持续发展是下一世纪企业发展的重要战略,我国数控产业要有大的发展也必须坚持走可持续发展的道路。绿色是实现可持续发展的重要途径,其主要思想是清洁和节约。为此应大力加强绿色数控产品的开发,加速促进数控产品、数控产业以及整个制造业的绿色化,主要战略措施应考虑以下几方面:①有效减少产品制造及使用过程中的环境污染。如减少数控机床的铸件结构,消除铸造对环境的污染;将数控机床主轴的润滑以油气润滑、喷油润滑等取代油雾润滑,减少对生产环境的污染;在精密数控机床及其运行环境的温度控制中取消氟利昂制冷的恒温技术;以电传动代替机械传动,减少噪声污染。②大幅度降低资源消耗和能源消耗。如以软件代替硬件,从而减少硬件制造的资源和能源消耗及污染,并减少产品寿命结束后硬件装置的拆卸回收问题;以永磁驱动代替感应驱动,提高效率和功率因数,节约能源;以电传动代替机械传动,提高效率,减少能源消耗。③加强用数控技术改造传统机床。这既符合运用信息技术和自动化技术改造传统产业,使传统产业生产技术和装备现代化这一产业可持续发展的目标得以实现,又可取得巨大的经济效益。我国拥有普通机床数百万台,加强用数控技术改造传统机床将成为下世纪我国数控领域的重要发展方向。④大力发展绿色数控机床。绿色数控机床应是材料消耗少、能耗低、无污染,寿命长且便于拆卸回收的新型机床。例如,以并联结构代替串联结构就是开发绿色数控机床的一条途径,这是因为并联结构机床消耗的金属材料仅为常规串联结构机床的几分之一,其加工量也比常规机床大幅度减少,特别是消除了大型结构件的铸造,这将显著降低机床制造过程中的能源消耗和对环境的污染。此外,并联结构机床有利于采用电传动,效率高,可有效降低使用中的能源消耗。 国际标准化组织制定了ISO14000环境管理标准,全球环境问题“法律化”的趋势正在进一步发展,可持续发展将成为企业通向国际市场的通行证〔2〕。因此,我们的数控产品要在下一世纪走向国际市场,我们的企业就必须“从我做起,从现在做起”。 2 技术途径 2.1 发展具有中国特色的新一代PC数控系统 数控系统是各类数控装备的核心,因此通过科技创新首先发展具有中国特色的新型数控系统,将是推动数控产业化进程的有效技术途径。 实践证明,10年来我们所走的PC数控道路是完全正确的。PC机(包括工业PC)产量大、价格便宜,技术进步和性能提高很快,且可靠性高(工业PC主机的MTBF已达30年〔3〕)。因此,以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比,而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果,如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等。此外,以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步,当PC机升级换代时,数控系统也可相应升级换代,从而长期保持技术上的优势,在竞争中立于不败之地。 目前,PC数控系统的体系结构有2种主要形式:(1)专用数控加PC前端的复合式结构;(2)通用PC加位控卡的递阶式结构。另外还有一种正在发展的数字化分布式结构。其方案是将由DSP等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来,组成一完整的数控系统。这种系统虽然性能很好,但由于开发和生产成本太高,近期难以被国内广大用户所接受。我们认为,上述结构并不是符合中国国情的最好方案,适合中国国情的应是将所有数控功能全软件化的集成式结构,因为这种结构的硬件规模最小,不但有利于降低系统成本,而且更重要的是可以有效提高系统的可靠性。 几十年的经验表明,可靠性好坏是国产数控系统能否发展的关键。虽然影响数控系统可靠性的因素很多,但过大的硬件规模和较低的硬件制造工艺水平往往对可靠性造成最大的威胁。以往,国产数控系统在总体设计时由于种种原因的限制,不得不选用技术指标不太高的普通CPU,这样,为完成数控的复杂功能往往需要由多个CPU来组成系统,有时还需另加一些专用或通用硬件电路来实现数控系统的一些高实时性功能(如细插补、位置伺服控制等),从而造成系统硬件规模庞大。对于数控系统这种批量不大的产品,在国内现有工艺条件下,很难从硬件制造的角度保证系统的可靠性,因而使得国产数控系统在生产现场的表现不佳,对国产数控系统的形象和声誉造成严重影响,使得不少用户现在还心有余悸。 因此,我们在开发新型数控系统时,应优先选用新型高性能CPU(如高主频的Pentium II、Pentium III等)作为系统的运算和控制核心,并尽量用软件来实现数控的所有功能。这样,可大幅度减小系统硬件的规模。此外,还应在软件设计、电源设计、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计和施工等方面采用强抗扰高可靠性设计与制造技术,从而全面提高系统的可靠性。 由于一个新型高性能CPU可以代替数十个普通CPU(如80286、80386等),因此,在基于高性能CPU的PC平台上不仅可以完成数控系统的基本功能(如信息处理、刀补计算、插补计算、加减速控制等)和开关量控制功能(内装PLC),而且还可以完成伺服控制功能。这样,以前由DSP完成的数字化伺服控制功能(如位置控制、速度控制、矢量变换控制等)均可由PC中的CPU完成,从而实现内装式伺服控制,这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模,而且还大幅度缩小了伺服控制部分硬件规模。 这种具有内装PLC和内装伺服控制的全软件化集成式数控系统,其硬件规模将达到最小化,整个数控系统除一个PC平台外,剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。这既有效提高了系统可靠性,又消除了信息传递瓶颈,提高了系统性能,同时还可显著降低系统成本,使系统(包括电机)售价将可降至现有数控系统的一半左右。显然,这种高性能、高可靠性、低成本的新型数控系统将具有极强的竞争力,有望为开创中国数控的新局面作出贡献。 此外,集成化PC数控系统还有一大优点,就是容易实现开放式结构。这是因为,这种系统的硬件本身已经是完全开放的,构成开放式数控系统的工作完全在软件上,只要制定好标准和协议,从信息处理、轨迹插补、加减速控制、开关量控制到伺服控制都可以实现开放,从而可大大方便用户的使用。 2.2 推进数控功能部件的专业化生产 解决数控系统问题后,如何实现数控机床的模块化设计与制造便是我国机床制造企业快速响应市场需求,在竞争中获胜的另一关键。要实现数控机床的模块化设计制造,必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。因此,在今后的若干年内,我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。其要点如下: (1)新型永磁电主轴单元 电主轴已成为国际市场上最热门的数控机床功能部件。但目前这类产品几乎都为感应异步型,存在以下突出问题:①转子上存在绕组,有大电流流过,因此转子发热严重,直接影响主轴精度;②低速出力小且转矩脉动大,难以满足宽范围切削要求;③效率和功率因素低,不仅电机体积和重量大而且要求逆变器容量大、耗能多;④控制系统复杂、成本高。 因此,利用我国稀土永磁材料的优势,开发新型大功率、高效率、宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元,将可有效解决现有电主轴存在的问题,形成具有中国特色的新一代电主轴产品。由于永磁电主轴的机械结构和控制系统都较感应异步型电主轴简单,因此易于进行专业化大规模生产。当然,这还要攻克主轴支承(陶瓷轴承、流体动静压轴承、磁悬浮轴承)技术、高精度高速动平衡技术、高速驱动、检测与控制技术、高可靠性安全保证技术等关键技术。 (2)廉价的高性能伺服系统 目前,一套进给交流伺服系统(驱动器+电机)的价格一般都在万元以上,主轴伺服系统的价格高达数万元,已成为降低国产数控机床成本的一大障碍。因此,应配合新型集成化国产数控系统的发展,大力开发廉价的高性能内装式伺服系统。由于内装式伺服的硬件部分只有电机和功率接口,充分利用我国的永磁资源优势,通过专业化生产可以把电机的造价降下来,而采用智能化的IPM模块作为功率接口也很便宜,因此将内装式进给伺服的价格控制在数千元以内,将内装式主轴伺服的价格控制在2万元以内,将是完全可能的。 (3)直线交流伺服系统 直线交流伺服系统是下一世纪数控机床不可缺少的功能部件,目前我国还没有成熟产品,因此应加强研究、开发和推广应用。考虑到常规机床的防磁问题较难解决,而并联机床的防磁相对容易,因此可为常规结构机床开发感应异步型直线电机,为并联结构机床开发永磁同步型直线电机,从而扬长避短,构成符合实际应用要求的新型高速高精度进给系统。在此基础上,可进一步开发将驱动与支承合二为一的磁悬浮工作台。 (4)零传动数控转台与摆头 数控转台与摆头是多坐标数控机床的关键部件,传统的采用高精度蜗杆蜗轮等传动的转台与摆头不仅制造难度大、成本高,而且难以达到高速加工所需的速度和精度,因而必须另辟蹊径开发新型零传动(无机械传动链)数控转台和摆头,以促进我国高速高精度多坐标数控机床的发展。 (5)高速高精度检测装置 高速高精度是下世纪数控机床发展的主题,这不但需要高性能的控制和驱动,同时还需要高品质的检测环节,因此应在现有技术基础上,进一步开发0.1 μm以上精度的高速(60 m/min以上)线位移传感器和100万脉冲/r的角位移传感器,此类技术国外对我国是封锁的。 2.3 加速数控机床的全国产化,打好市场翻身仗 数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。在上述总体战略指导下,采取抓两头(低价位数控机床和高速高效数控机床)、带中间(普通数控机床)、促重型(重型关键装备)的方针,将是在国内市场上快速收复失地,在国际市场上稳步进军,最终打赢国产数控机床市场翻身仗的一种有效战术和策略。关于普通数控机床的发展已有许多文章作了专门论述,因此下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题作一讨论。 (1)大力发展低价位数控机床 低价位机床是功能满足用户要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一,也是国内众多用户渴求的产品,其市场前景相当广阔。然而,如果采用国外数控系统(包括伺服)按照传统思路来发展低价位机床,是很难将价格降至广大用户所能接受的水平的。因此,采用本文提出的新型集成化国产数控系统来发展高性能的低价位数控机床,将是一条最有希望成功的道路。只要有一定批量,由此构成的全国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内,三坐标数控铣床可控制在15万元左右,加工中心可控制在20万元左右。此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力的。 (2)加速开发高速高效数控机床 高速高效是数控机床发展的另一大潮流。发展高速高效数控机床的技术途径可有以下几条:①通过提高切削速度和进给速度,从而达到成倍提高生产效率,有效提高零件的表面加工质量和加工精度并解决常规加工难以解决的某些特殊材料(如铝钛合金、模具钢、淬硬钢)和特殊形状零件(如复杂薄壁零件)的高效加工问题。②通过工艺复合,减少工件的安装次数,有效缩短搬运和装夹时间。例如,将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心,可实现一次装卡完成零件的大部分(或全部)加工。③采用高速高精度圆周铣加工孔和以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新加工方法,大幅度减少换刀次数,提高加工效率。④为数控机床开发智能寻位加工功能,消除对精密夹具和人工找正的依赖,有效缩短单件小批加工的准备时间。 在我国现实条件下如果沿用传统思路是难以实现上述途径的,因此,必须立足国情,结合实际勇于创新,大胆探索新的道路。 考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案,一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中的摩擦阻力较大,使运动部件难以获得高的进给速度;另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大,使之难以获得高的加速度。此外,传统机床结构是一种串联开链结构,组成环节多、结构复杂,并且由于存在悬臂部件和环节间的联接间隙,不容易获得高的总体刚度,因此难以适应高速高效加工的特殊要求。为此,开发国产高速高效数控机床时,可采用工件固定,以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动、将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高,如果在传动与控制上处理得当,可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量,而且具有机械结构简单,零部件通用化、标准化程度高,制造成本低,易于经济化批量生产等显著优点。因此,沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。 (3)突破重型数控机床的设计制造技术 重型数控机床(特别是多坐标重型数控机床)是国民经济和国防生产中的重大关键设备,属于战略物资,真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的,因此,在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。发展重型数控机床必须有过硬的基础,我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验,加强基础技术和关键技术研究,充分发挥我国产学研相结合的优势,各部门通力合作、共同努力,争取在下世纪初取得突破性进展。 目前,在发展重型数控机床中除需加强基础理论研究外,还应加强其关键技术研究。例如,重型机床的控制就是需要加以特殊解决的关键问题。因重型机床加工的工件特别昂贵不允许报废,为了确保机床工作可靠,在数控系统中可采用双(或多)CPU冗余工作方案,以确保运算和控制的绝对正确,并在出现故障时自动诊断、自动修复或自动替补,确保加工不出问题。此外,在电源上可采取双蓄电池供电的全隔离供电方案,即一组电池在给系统供电时,可对另一组电池进行充电,电网与控制系统是完全隔离的。这就彻底消除了重型车间中电网电压波动厉害、干扰严重对数控系统造成的影响,从而有效保证系统的可靠性。又如,重型数控机床的驱动也是一大关键问题。当行程长度超过5 m,普通滚珠丝杆就难以胜任大负荷的传动,因此目前一般采用预加负载的双齿轮-齿条机构、静压蜗杆-蜗母条机构、四足(或双足)爬行进给机构等来实现长行程传动。但这些方案存在结构复杂、速度和加速度低、动态性能差、难以达到高精度、维护保养复杂等问题。为此可发展阵列式高效直线电机直接驱动技术和空间并联机构驱动技术,以新的途径来解决重型数控机床的高速、高精度驱动问题。除此之外,机床结构的优化设计、长行程精密检测、重力变形补偿、切削力变形补偿、热变形补偿等也是重型数控机床中必须解决的关键问题,必须予以充分重视。 3 结语 制定符合中国国情的总体发展战略,确立与国际接轨的发展道路,对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。本文在对数控技术和产业发展趋势的分析,对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上,对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨,提出了以科技创新为先导,以商品化为主干,以管理和营销为重点,以技术支持和服务为后盾,坚持可持续发展道路的总体发展战略。在此基础上,研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。 我们衷心希望,我国科技界、产业界和教育界通力合作,把握好知识经济给我们带来的难得机遇,迎接竞争全球化带来的严峻挑战,为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列,使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗! 作者简介 周凯男,1954年生。清华大学(北京市 100084)精密仪器与机械学系副教授、工学博士。主要从事数控技术、机电控制工程、制造科学与制造系统等方面的研究工作。取得科研成果15项。发表论文70余篇。 参考文献 1 杨皖苏,严鸿和.机械科学与技术,1997,26(4):1~6 2 陈玉祥.中国机械工程, 1998,9(5):1~4 3 周延佑.中国机械工程,1998,9(5): 5~24
数控机床的历史、 数控机床的历史、现状及其发展趋势前言在工程训练中心的两周实习, 经过对各项工种的体验, 我深深体会 到了科技的力量。在钳工和车工实习时,劳累三天,就只做出来那么 几件不是很合格的产品;可是在数控车间,一两个小时内,通过编程 可以轻松的做出很多高精度的产品。 这使我对数控机床产生了浓厚兴 趣,所以开始上网浏览关于数控机床的前世今生,增加我对数控机床 的了解。一、数控机床数控机床是数字控制机床 (Computer numerical control machine tools)的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系 统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序, 并将其 译码,从而使机床动作。过去的数控机床经历了一个由单一向多元转 换的一个过程,数控机床的快速发展是整个世界经济、科技发展的重 要体现。数控机床在现代工业中占据着不可替代的位置,与我们生活 的各个方面都有直接或间接的关系。 未来数控机床将会有一个前所未 有的发展, 世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究 和发展.二、数控机床的历史2.1 第一台数控机床的诞生 1948 年,美国帕森斯公司接受美国空军委托,研制飞机螺旋桨 叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样,精度要求高,一 般加工设备难以适应,于是提出计算机控制机床的设想。1949 年, 该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下, 开始数控机床 研究,并于 1952 年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的 三坐标数控铣床,不久即开始正式生产。 2.2 早期的发展历史 1965 年,出现了第三代的集成电路数控装置,不仅体积小,功 率消耗少,且可靠性提高,价格进一步下降,促进了数控机床品种和产量的发展。60 年代末,先后出现了由一台计算机直接控制多台机 床的直接数控系统(简称 DNC),又称群控系统;采用小型计算机控制 的计算机数控系统(简称 CNC),使数控装置进入了以小型计算机化为 特征的第四代。 1974 年,研制成功使用微处理器和半导体存贮器的 微型计算机数控装置(简称 MNC),这是第五代数控系统。第五代与第 三代相比, 数控装置的功能扩大了一倍, 而体积则缩小为原来的 1/20, 价格降低了 3/4,可靠性也得到极大的提高。80 年代初,随着计算机 软、硬件技术的发展,出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控 装置;数控装置愈趋小型化,可以直接安装在机床上;数控机床的自 动化程度进一步提高,具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功 能。三、数控机床的现状3.1 高速化 随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新 材料的应用,对数控机床加工的高速化要求越来越高。 (1)主轴转速:机床采用电主轴(内装式主轴电机),主轴最高转 速达 200000r/min; (2)进给率:在分辨率为 0.01μm 时,最大进给率达到 240m/min 且 可获得复杂型面的精确加工; (3)运算速度:微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方 向发展提供了保障, 开发出 CPU 已发展到 32 位以及 64 位的数控系统, 频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高,使得当 分辨率为 0.1μm、0.01μm 时仍能获得高达 24~240m/min 的进给速 度; (4)换刀速度:目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在 1s 左右,高的已达 0.5s。德国 Chiron 公司将刀库设计成篮子样式,以 主轴为轴心,刀具在圆周布置,其刀到刀的换刀时间仅 0.9s。 3.2 高精度化 数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度, 机床的 运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。(1)提高 CNC 系统控制精度:采用高速插补技术,以微小程序段实 现连续进给, CNC 控制单位精细化, 使 并采用高分辨率位置检测装置, 提高位置检测精度(日本已开发装有 106 脉冲/转的内藏位置检测器 的交流伺服电机,其位置检测精度可达到 0.01μm/脉冲),位置伺 服系统采用前馈控制与非线性控制等方法; (2)采用误差补偿技术:采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和 刀具误差补偿等技术,对设备的热变形误差和空间误差进行综合补 偿。 研究结果表明, 综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少 60%~ 80%; (3)采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度,并通过 仿真预测机床的加工精度,以保证机床的定位精度和重复定位精度, 使其性能长期稳定,能够在不同运行条件下完成多种加工任务,并保 证零件的加工质量。 3.3 功能复合化 复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成 品的多种要素加工。 根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型 两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车 削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等;工序复合型机床如多面 多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。 采用复合机床进行加 工,减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产 生的误差,提高了零件加工精度,缩短了产品制造周期,提高了生产 效率和制造商的市场反应能力, 相对于传统的工序分散的生产方法具 有明显的优势。 加工过程的复合化也导致了机床向模块化、 多轴化发展。 德国 Index 公司最新推出的车削加工中心是模块化结构, 该加工中心能够完成车 削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序,可完成复杂 零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高,大量的多轴联 动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。 在 2005 年中国国际机床展览会(CIMT2005)上,国内外制造商展 出了形式各异的多轴加工机床(包括双主轴、双刀架、9 轴控制等) 以及可实现 4~5 轴联动的五轴高速门式加工中心、五轴联动高速铣 削中心等。3.4 控制智能化 随着人工智能技术的发展,为了满足制造业生产柔性化、制造自 动化的发展需求,数控机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以 下几个方面: (1)加工过程自适应控制技术:通过监测加工过程中的切削力、主 轴和进给电机的功率、电流、电压等信息,利用传统的或现代的算法 进行识别,以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定 性状态,并根据这些状态实时调整加工参数(主轴转速、进给速度) 和加工指令,使设备处于最佳运行状态,以提高加工精度、降低加工 表面粗糙度并提高设备运行的安全性。 (2)加工参数的智能优化与选择:将工艺专家或技师的经验、零件 加工的一般与特殊规律,用现代智能方法,构造基于专家系统或基于 模型的“加工参数的智能优化与选择器”, 利用它获得优化的加工参 数,从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目 的。 (3)智能故障自诊断与自修复技术:根据已有的故障信息,应用现 代智能方法实现故障的快速准确定位。 (4)智能故障回放和故障仿真技术:能够完整记录系统的各种信息, 对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真, 用以确定错误引 起的原因,找出解决问题的办法,积累生产经验。 (5)智能化交流伺服驱动装置:能自动识别负载,并自动调整参数 的智能化伺服系统, 包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装 置。这种驱动装置能自动识别电机及负载的转动惯量,并自动对控制 系统参数进行优化和调整,使驱动系统获得最佳运行。 (6)智能 4M 数控系统:在制造过程中,加工、检测一体化是实现快 速制造、快速检测和快速响应的有效途径,将测量(Measurement)、 建模 (Modelling) 加工 、 (Manufacturing) 机器操作 、 (Manipulator) 四者(即 4M)融合在一个系统中,实现信息共享,促进测量、建模、 加工、装夹、操作的一体化。 3.5 体系开放化(1)向未来技术开放:由于软硬件接口都遵循公认的标准协议,只 需少量的重新设计和调整, 新一代的通用软硬件资源就可能被现有系 统所采纳、吸收和兼容,这就意味着系统的开发费用将大大降低而系 统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期; (2)向用户特殊要求开放:更新产品、扩充功能、提供硬软件产品 的各种组合以满足特殊应用要求; (3)数控标准的建立:国际上正在研究和制定一种新的 CNC 系统标 准 ISO14649 (STEP-NC) ,以提供一种不依赖于具体系统的中性机制, 能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型, 从而实现整个制造过 程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言,既方便 用户使用,又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。 3.6 驱动并联化 并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、 系统刚度 低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和 机动性不够等固有缺陷,在机床主轴(一般为动平台)与机座(一般 为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动,通过控制杆系中杆的长 度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动, 可实现多坐标联动数控 加工、装配和测量多种功能,更能满足复杂特种零件的加工,具有现 代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。 并联机床作为一种新型的加工设备, 已成为当前机床技术的一个重 要研究方向,受到了国际机床行业的高度重视,被认为是“自发明数 控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“21 世纪新一代数控 加工设备”。 极端化(大型化和微型化) 3.7 极端化(大型化和微型化) 国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要 大型且性能良好的数控机床的支撑。 而超精密加工技术和微纳米技术 是 21 世纪的战略技术,需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度 的新型制造工艺和装备,所以微型机床包括微切削加工(车、铣、磨) 机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在 逐渐增大。 3.8 信息交互网络化对于面临激烈竞争的企业来说,使数控机床具有双向、高速的联网 通讯功能,以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。 既可以实现网络资源共享,又能实现数控机床的远程监视、控制、培 训、教学、管理,还可实现数控装备的数字化服务(数控机床故障的 远程诊断、维护等)。例如,日本 Mazak 公司推出新一代的加工中心 配备了一个称为信息塔(e-Tower)的外部设备,包括计算机、手机、 机外和机内摄像头等,能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障 报警显示、在线帮助排除故障等功能,是独立的、自主管理的制造单 元。 3.9 新型功能部件 为了提高数控机床各方面的性能, 具有高精度和高可靠性的新型功 能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括: 高频电主轴:高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成,具有体积 小、转速高、可无级调速等一系列优点,在各种新型数控机床中已经 获得广泛的应用; 直线电动机: 近年来, 直线电动机的应用日益广泛, 虽然其价格高于传统的伺服系统, 但由于负载变化扰动、 热变形补偿、 隔磁和防护等关键技术的应用,机械传动结构得到简化,机床的动态 性能有了提高。如:西门子公司生产的 1FN1 系列三相交流永磁式同 步直线电动机已开始广泛应用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机 床以及动态性能和运动精度要求高的机床等; 德国 EX-CELL-O 公司的 XHC 卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机;电滚珠丝杆:电 滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成, 可以大大简化数控机床的 结构,具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。总结纵观数控机床的发展之路, 我们可以清晰的认识到数控的发展他 不仅代表着整个制造业的发展,也代表着整个社会的进步。中国是一 个制造业大国,主要依靠资源、劳动力、价格等方面的优势。而在产 品技术研发和自主创新方面与国外的差距还 是很大。 中国是数控产业 不能安于现状, 应抓住就会努力发展。 数控技术是制造业的核心基础, 是国家工业和国防工业现代化的重要手段,我们要加快发展,力争早 日实现由中国制造向中国创造的转变!参考文献: 参考文献: [1]中国机床工具工业协会 行业发展部.CIMT2001 巡礼[J].世界制 造技术与装备市场,2001(3):18-20. [2]梁训王宣 周延佑.机床技术发展的新动向[J].世界制造技术与 装备市场,2001(3):21-28. [3]《机械设计与制造工程》2001 年第 30 卷第 1 期 [4]王平.《机电新产品导报》 2005 年第 12 期
数控机床改造论文对数控机床的改造进行阐述,并对数控机床改造的特点和常用方法研究。
数控机床改造论文【1】
【摘要】数控机床的改造在机械加工行业中应用越来越广,近年来用户对数控机床的认知能力进一步提高,对此需求也进一步增加,机床数控化改造成为新的经济增长行业。
【关键词】数控;机床;数控化改造;特点和方法
1 机床数控化改造分析
一台旧设备使用到一定年头后,必然会故障频繁发生、维修困难、生产效率降低、加工精度不稳定、甚至完全停机。
对这样的设备是采取彻底报废、还是经过中大修数控改造?做出这种决定之前,首先要对现有设备的剩余使用价值作出评估。
例如一台加工中心,主要构成的机电部件有:①CNC系统及操作子系统;②伺服系统(包括电动机);③机床电气;④机械本体(床身、立柱、导轨和丝杠等);⑤刀库机械手系统;⑥自动工作台交换系统(APC)等。
每一个子系统根据实际情况,都可以作出相应剩余使用价值评估。
例如根据伺服系统的磨损程度,如果继续留用,应考虑整修后还有50%以上剩余价值;但考虑到新更换数控系统的匹配及追求好的伺服特性,即使旧的伺服系统没有完全损坏,或预计继续使用寿命不会太长,也可考虑彻底更换。
机械部件的剩余价值一般都占较高比例,多项工程实践表明,一台高质量机床的机械大件磨损是有限的。
例如改造过的70年代美国卧式加工中心,X方向行程1台为1.5m、1台为2.5m,导轨的直线度和扭曲都能调整到0.008mm/1000mm,导轨本身没有进一步修磨。
机械手刀库部件易损件集中在几个零件上(如手爪、插销等),即使重新更换花费也不多,因此机械部件都占有较高剩余价值。
2 数控机床改造的特点
2.1 投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60 % - 80 %的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。
一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/ 3 。
即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2 - 3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。
另外可以根据实际情况进行针对性的改造,交货期缩短。
2.2 机械性能稳定可靠 所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。
2.3 熟悉了解设备、便于操作维修 购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。
改造则不然,可以精确地计算出机床的加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。
改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。
2.4 可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。
充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。
因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。
3 提高数控机床改造精度的常见方法
数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,运动副之间的摩擦系数小、传动无间隙、功率大、便于操作和维修。
机床数控改造时应尽量达到上述要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的,常见的机床改造方法如下:
3.1 修复机床导轨精度
导轨的作用是导向与承载。
导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。
是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。
对不同形式导轨,大概修理方法如下:
3.1.1 使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。
应用于机床改造更为便利,效果显著。
3.1.2 铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的,刮研显点为18 ―25 点/ 平方厘米,同时,必须保证润滑的可靠性。
这样才能尽可能的减小摩擦,以及对位置控制精度的影响。
3.2 恢复主轴精度
主轴是主轴组的重要组成部分。
机床工作时,由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动,对加工质量和生产率,有重要影响。
所以,改造时必须修复主轴的精度。
对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查,以便确定修理方案。
但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。
调整后应进行温升实验,温升超过规定值,应减少预紧量。
当主轴轴承重新装配好后,用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。
3.3 修复或更换滚珠丝杠
丝杠传动直接关系到传动链精度,滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件。
基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠,但在改造时,一定要恢复其传动精度,或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠,只有这样才能保证改造后的定位精度,尤其是在半闭环系统中,丝杠不仅要起到传动作用,还要起到标尺的作用,编码器只是测量丝杠的转数,至于工作台实际行走的距离,相当于开环,只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。
3.4 利用精密仪器检测机床精度
可以结合具体的机床改造过程,利用先进的激光干涉仪测量系统,对机床的定位精度进行测量,并利用球杆仪快速检查机床精度,诊断误差来源,自动分析机床精度状态,检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等,根据检测结果,进行必要的分析,再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。
在调整机床参数时,尤其是伺服驱动参数,可根据球杆仪的检测结果,进行系统优化,使机床参数更合理,系统更稳定。
在改造完成后,利用激光干涉仪对定位精度进行测量,并根据情况进行适当的补偿,可以大大提高机床的定位精度和加工精度。
3.5 减少传动环节的间隙
一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。
为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。
在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。
如果进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动,一定要注意,调整好反向间隙,否则,很可能直接影响机床性能。
另外,如果进给传动系统中有同步齿形带,也必须进行适当的调整或更换,尤其是在采用半闭环系统中,若此部分不在控制环内,将直接影响机床的定位精度。
4 结论
为了能够大幅度提高数控机床改造后的性能,升级为先进的高端机床,有时需要使用高性能和高可靠的新型功能部件。
但往往价格非常昂贵,使用时一定要根据实际情况,慎重选择。
本文对数控机床改造从实际情况分析入手,对数控机床改造特点和提高改造精度的常见方法进行了较全面的论述,对数控机床改造具有一定的指导意义。
数控机床刀架改造研究【2】
摘 要:随着机械制造发展,企业为了提高产品效益和质量,对普通机床数字化改造及普通数控机床升级改造愈来愈重视,因此数控机床改造有着广阔的市场和效益,刀架的改造就是其一。
关键词:电动刀架 数字化改造
一、数控机床刀架改造及方案
数控车床电动刀架是数控车床的重要功能部件,主要完成零件加工过程中的自动换刀。
使机床在一次装夹中完成多工序的加工,有效的减少刀具多次装夹带来的加工误差,刀架用于夹持切削用的刀具,其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
因此数控车床的刀架选择的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量,随着制造业的不断发展,对自动刀架的功能及性能要求也越来越高,原有的四工位刀架常常不能满足盘式零件加工要求。
本篇主要介绍如何用卧式六工位电动刀架取代立式四工位刀架,以提高数控机床使用性能。
图 1-1 所示为数控车床自动回转刀架机电系统,其中包括控制元件、动力源、传动装置、刀架体与检测装置。
PMC作为控制装置,通过程序控制电机的起停与正反转,电机作为动力源,通过传动装置控制上刀体的抬起、下降与转动,霍尔元件作为检测元件,检测上刀体是否到位,到位信号反馈给PMC,共同控制电机的运转。
下面从机械与电气两方面做一说明。
二、刀架选择及安装
1.刀架选择
数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主,分为立式和卧式两种。
立式刀架有四、六工位两种形式,主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋转,就近选刀,用于全功能数控车床。
另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
电动刀架是数控车床重要的传统结构,合理地选配电动刀架,并正确实施控制,能够有效的提高劳动生产率,缩短生产准备时间,消除人为误差,提高加工精度与加工精度的一致性等等。
另外,加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高:尤其是在加工几何形状较复杂的零件时,除了控制系统能提供相应的控制指令外,很重要的一点是数控车床需配备易于控制的自动回转刀架,以便一次装夹所需的各种刀具,灵活方便地完成各种几何形状的加工。
电动刀架已经形成了系列产品,国内许多厂家已有定型产品,如:立式四工位刀架、卧式六工位刀架、八工位刀架、十工位、十二工位刀架等,我们在改造时只需要根据产品加工的工艺要求,选用卧式六工位刀架,如下图(b)。
2.刀架安装
与原刀架高度及尺寸相近视,刀架电控系统与原刀架电控系统电平一致,机械参数可以参考同类机床进行类比,中心高不能过高,低了可以用垫板垫;安装尺寸也要合适,可以采用过渡件安装。
3.电气改造及调试
电气控制部分改造分两步,线路改造和刀架控制梯形图的编写。
3.1电气部分改造
电气部分,刀架电机主电路不变,原刀架四个刀位输入信号地址X2.1、X2.2、X2.3、X2.4中,前三个可作为六工位刀位信号使用,刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制,信号是BCD码,X2.4可作为刀架加紧信号输入,需增加X2.6、X2.5两个输入点作为刀位选通信号及刀架电机过载保护输入端,系统其它电气控制部分不再改动,下图为改装后的原理接线图。
3.2刀架结构及动作分析
经济型数控车床刀架式在普通车床六方位刀架的基础上发展的一种自动换刀装置,其功能和普通六方位刀架一样:有6个刀位,能夹持六把不同功能的刀具,方刀架回转60°时,刀架交换一个刀位,但方刀架回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制的。
下面就以六工位刀架为例来说明其结构与原理,如下图3.2所示。
3.3刀位信号
3.4自动刀架控制涉及到的I/O信号
PLC输入信号: X2.1~X2.3:1~6号刀到位信号输入;X2.4:热继电器信号输入;
X2.5:行程到达信号输入; X2.6:角度编码器位置选通信号输入;
X2.7:电源空开信号输入; PLC输出信号: Y2.4:刀架正转继电器控制输出;
Y2.5:刀架反转继电器控制输出。
电动机的正反转由接触器KM6、KM7控制,刀架的松开和锁紧靠微动行程开关SQ1进行检测,地址为X2.5。
刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制,信号是BCD码,分别是X2.1、X2.2、X2.3。
刀具位置选通脉冲信号为X2.6。
电动刀塔过载保护输入信号为X2.4。
选通信号X2.6为1时表示刀架已经旋转到某个刀位位置,这时的具体刀位号由X2.1、X2.2、X2.3来确定。
3.5电气设计要求
机床接收到换刀指令(程序的T码指令)后,刀架电动机正转进行松开并分度控制,分度过程中要有转位时间的检测,检测时间设定为10s,每次分度时间超过10s系统就发出分度故障报警。
刀架分度并到位后,通过电动机反转进行锁紧和定位控制,为了防止反转时间过长导致电动机过热,要求电动机反转控制时间不得超过0.7s。
电动机正反转控制过程中,还要求有正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制。
自动换刀指令执行后,要进行刀架锁紧到位信号的检测,只有检测到该信号,才能完成T代码功能。
自动换刀过程中,要求有电动机过载、短路及温度过高保护,并有相应的报警信息显示。
自动运行中,程序的T代码错误(T=0或T>7)时相应有报警信息显示。
3.6控制软件的设计
电动刀架控制系统软件执行过程为:换刀系统接收到换刀指令后,系统首先读取刀号存储单元中存储的当前刀位号码,并将该存储单元中的刀位号与换刀指令给出的刀位号比较,如果相同,则不需换刀,系统继续向下执行程序;如果当前刀位号码与换刀指令给出的刀位号不相同,则PMC的'Y2.4脚输出高电平控制刀架电机正转,并不断检测刀位到位信号。
当检测到刀位到位信号后,PMC的Y2.4脚输出低电平,停止刀架运转,同时在Y2.5脚输出高电平,电机反转,同时启动定时器(电机反转的时间必须严格控制,时间过短,刀架无法锁紧,时间过长,会导致电机过载而烧毁),延时时间一到, Y2.5脚输出低电平,电机停止旋转,完成换刀过程。
接下来就要完成FANUC系统PMC刀架控制梯形图的编制,根据刀架换刀流程及I/O分配地址,完成刀架控制梯形图的编写。
对一台特定的数控机床,只要能满足控制要求,对梯形图的结构、规模并没有硬性的规定,我们可以按思路和逻辑方案进行编程。
但理想的梯形图程序除能满足机床的控制要求外,还应具有最少的步数、最短的处理时间和易于理解的逻辑关系。
3.7调试
3.7.1顺序程序的输入、调试
3.7.2系统运行
机械选型安装和电气设计连接完成后,经过检查就可以通电试验,这些工作做完以后,车床刀架的升级改造工作就完成了。
数控机床改造的发展论文【3】
摘 要:近几年来,随着我国科技的快速发展,经济水平的不断提高,机械的科技水平也有了较大进步,其中数控机床改造也成为了人们较为关注的话题之一。
科学技术的进步同样也带动了数控机床的发展,使数控机床技术的运用有了改观。
文章对数控技术,数控机床进行了简单介绍,并对其改造情况进行了分析和总结,希望能够带来一定借鉴意义。
关键词:数控技术;数控机床;改造
最近几年来,我国的市场经济发展迅猛,进步之快令人欣喜,但随之而来的就是国内、国际市场竞争的白日化,其竞争激烈的程度不言而喻。
日趋激烈的市场竞争力带来的是中、小批量的生产越来越多,尤其在航空工业中占据的比例更大,甚至达到绝大部分,且零件外形趋于复杂,这也就要求零件的精度更高。
这些要求的日益严格,使得传统机床的工艺渐渐力不从心,无法满足现代化需求。
在这种情况下,柔性加工变得越发重要,而对数控机床的依赖也越来越大。
想要解决现有状况的方式通常有两种,一种是通过购买新的设备来替换老旧设备,从而决绝现有设备无法满足的缺陷,但这种方法所需的资金比较多,在资金紧张时很难实现。
另一种方法则是改造旧设备,从而获得数控加工能力,这种办法有效且节省开支,是目前较好的办法,这也使得数控机床改造成为了重要的研究课题之一。
1 数控技术与数控机床
数控技术在现代化生产中有着至关重要的作用,现代化生产离不开数控技术,它是生产自动化的核心技术,是实现生产自动化的关键所在。
现代化科学在如今的生产中运用广泛,想要实现生产的全自动化离不开优良的数控技术。
数控技术发展的好坏对现代化机械生产的作用不言而喻,甚至可以说其技术的好坏直接影响着一个国家装备制造业的水平,同时映射着众多领域的技术水平。
可见基础科学的发展离不开数控技术的进步。
数控机床是典型的机电一体化产品,其高效利用解决了很多方面的问题。
在现代化的工厂中离不开数控机床,对于比较复杂、精密、繁多的零件加工,数控机床有着较大作用,是生产的关键所在。
柔性、高效能是其特点,更是现代化机床技术发展的大方向。
在航空航天、农业生产以及开采矿产等方面,数控技术都起到重要作用,并带动了工业的发展。
从根本而言,数控机床就是利用计算技术,将信息代码用数字的形式表示出来,再通过输入到数控设备中,通过数控设备发出各种指挥信号,从而控制机床,将一些复杂繁多的问题按照严格要求得以解决。
2 数控机床改造的优势
数控机床的优势有很多,单从效率方面和合理化方面就可归纳出七点。
以下做详细介绍。
(1)数控加工的种类较多,小批量生产上有着重要作用,是其自动化的手段。
它的自动化程度较高,并且加工的速度也非常迅速,都是其主要优点。
(2)产品质量是生产最为关注的问题之一,保持稳定的质量和较高的水准是数控加工的优势。
因为数控加工都是按照提前计算好的数值进行操作和加工的,所以它能够准确地进行加工并且还可以保证质量的稳定统一。
(3)现代加工中对于一些外形复杂且需要精度的加工是工作的难点问题之一。
数控加工可以有效解决这一方面的困难,并且能够在加工上保证效率和速度。
(4)装配的质量和效率依然是加工中所关注的问题之一,数控加工的零件都能够较好地解决这一方面的问题,并提高了零件装配的互换性。
(5)生产管理也在其作用下有了较好的发展,由于其加工时间固定,工作稳定,所以管理上也较为便捷,并未计算机集成制造系统的使用起到良好效果。
(6)在人工操作上,其有效利用可以减少劳动力,并提高工作准确度,提高产品质量。
(7)与人工加工相比,其优势在于可以连续加工,使加工不间断,在减少人工的同时,又缩短了工期,提高了效率。
3 数控机床改造技术的发展趋势
近些年来数控机床有了较快的发展,其外形和功能上也有了显著提高。
具体来说,在上世纪五十年代的时候,诞生了第一台数控机床,这是美国研发的,主要元件是电子管,由于当时科技水平并不发达,所以其体积非常庞大,笨重。
在六十年代时,半导体晶体管有了较好的应用,数控系统也有了较大程度的进步,性能有了稳步提升,并且性价比有了明显提高。
七十年代的时候,机床的加工效率更为迅速,其使用效率更高,灵活性更强,数控机床有了质的飞跃,工作也逐渐完善起来。
到了八十年代,数控技术转型为计算机数字控制技术,这是一个崭新的时代,微处理得到了较为广泛的应用。
微处理的运算速度有了稳步温升,数控机床的发展也更为快速。
数控机床的不断发展,为工业带来了新的改观。
伴随着计算机数字控制时代的到来,数控技术越发完善,高精度、高效率、智能化是其发展的方向,其发展的速度更是令人欣喜。
主要表现特点从以下几方面来具体说明。
3.1 高精度化
高精度化是数控技术的特点之一。
在现代化工业飞速发展的今天,对加工的精度要求也越来越高。
从八十年代的定位精度到九十年代初的定位精度,可以从数字上看出精度的变化。
在精度不断提升的现在,受益最大的就是航天工业,其精度的变化有了较大提升,并且对航天工业的发展帮助非常大。
此外,在计算机技术迅猛发展下,其加工精度进步速度也越来越快,机床结构材料也有了一定改变。
3.2 高速度化
机床生产效率的提高也是其发展的具体表现之一,从机床主轴的转速上可以体现出来。
4000rpm到6000rpm是中等规格机加中心的最高转速,后发展到8000rpm到12000rpm。
其次,坐标轴移动速度的提升也是其效率提高的表现。
3.3 高柔性化
多样化、个性化是现代产品的特点,这也就要求机床要有更高的柔性加工。
如铣削加工中心可以铣削、钻孔、攻丝等。
3.4 高自动化
自动化指的是在加工过程中主要依靠机器设备进行加工,人力加工会比较少。
高自动化不但能够减少人工的耗费,还可以提高工作效率和工作质量,与传统加工相比有着非常多的优势。
传统自动化往往是对大批量生产加工,而现在利用数控机床和机械加工中心,可以使大批量生产自动化,在多品种小批量的生产上也有所作为。
3.5 宜人的造型和灵活的操作
在数控机床效率不断提升的同时,造型的改变也是其重要的进步之一。
除了性能优异,使用安全之外,在造型上还要便捷、美观,适合人员操作。
这才是优秀的数控机床所应具备的。
简单灵活的操作也是数控机床所具备的特征,操作的灵活简单也可以加快其效率。
3.6 可靠性高
随着现代科学的发展,数控机床的可靠性也有了稳步提高,准确度和质量都有了一定程度上的进步。
机床的数控化从传统的切削机床逐渐转化向塑料加工机床、绘图机、气割机等加工设备方面转化。
其可靠性越来越高,应用也越来越广泛。
4 结束语
随着数控技术的不断发展,数控机床改造技术也在日益进步,其发展的前景也十分乐观。
在现代化科技高速发现的今天,相信我国的数控机床技术还会不断改进,日趋完善,为其工业发展带来新的发展前景。
参考文献
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1《计算机工程与设计》和《计算机应用与软件》核心,相对来讲比较好中。2、《计算机应用研究》国家一级期刊,核心,录用率60%, 通知得较快。3、《计算机工程》中文核心,最大优点是审稿快。有基金号和项目编号的文章录用概率高。4、《计算机工程与应用》核心,比较好中,审稿速度比较慢。5、《微型机与应用》,核心,审稿速度一般,无需审稿费和版面费,并不好中(大家都想免费的午餐,收录数量有限).6、《计算机仿真》科技论文统计源,非中文核心。好像有仿真结果,交钱就发,好中。7、非核心,好中的期刊《计算机安全》 无审稿费《计算机与现代化》 无审稿费《现代通信》 无需审稿费和版面费《网络安全技术与应用》 无审稿费,给钱就发《中国雷达》免审稿费,免版面费《西安通信学院学报》免审稿费,免版面费《重庆通信学院学报》免审稿费,版面费 200/篇EI检索:《软件学报》 《计算机学报》 《计算机研究与发展》 《计算机科学》《计算机工程》
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产品可靠性设计是指在产品的开发设计阶段将载荷、强度等有关设计量及其影响因素作为随机变量对待,应用可靠性数学理论与方法,使所设计的产品满足预期的可靠性要求。产品开发设计阶段的主要内容还包括预测设计对象的可靠度、找出并消除薄弱环节、不同设计方案之间的可靠性指标比较等,可分为定量分析与定性分析两个方面。定量分析是应用概率统计方法、布尔代数、马尔可夫过程理论、故障树分析等计算产品的失效概率。定性分析是通过故障模式、影响及致命度分析、事件树分析、故障树分析等对事故种类、原因、后果等进行罗列和分析。 三、 机械设计技术分析 机械设计是机械制造的前提和基础,对机械制造过程中的具体流程、操作以及问题解决都有一定的知道与规划,因此机械设计对机械制造而言非常重要。机械设计过程中设计到很多领域以及学科知识,随着社会发展,对设计技术层面的要求也越来越高,机械设计所应用到的层面也越来越广泛,下面将从机械设计的规划、方案、技术以及发展趋势等方面对机械设计的技术进行具体分析。 1、 初期规划设计分析 机械设计的初期规划设计流程和操作与计算机软件需求分析设计非常相似,都是在设计之前就要对机器性能以及具体设计要求进行充分的调查和分析,并整理数据得出相关重要结果和信息,这些信息包括所设计的机器应该具备哪些功能和特点,怎样确保制造流程更加便捷高效等等。机械设计的初期规划是机械设计的基础,是机械设计如何进行的引导和约束条件,也是机械制造工程的约束条件。 2、方案分析 在机械设计过程中,方案设计是在初期规划基础上对机械设计构想的具体实施,机械设计的方案设计是机械设计的关键,是机械设计成功与否的决定性因素,在方案设计过程中所要注意的问题也要多于机械设计其他环节,方案设计还要克服设计创想与设计实践之间的差距,避免设计方案的不可实施,确保机械制造安全有效。这就要求设计方案要同时考虑到机械制造的创新技术和机械自身性能及要求两个方面,二者相互渗透,缺一不可,这样才能确保机械设计的设计方案可实行、有创新。机械设计中的方案设计主要包括工作原理运用、机械结构认识、运动方式设计、零件设计与选取、制图以及检查等方面,这些因素构成了机械设计中方案设计的具体流程。 3、 技术设计分析 机械设计中的技术设计是整个设计过程中的灵魂,对于技术层面的要求最为严格,该流程主要是针对设计图纸的具体计算与核对。在技术设计过程中,设计师及相关人员还应将总设计图纸与设计草图进行认真比对并分析,避免出现严重错误,对每个设计环节以及设计部分都要进行严格审查,一旦出现错误或者漏洞,设计人员及工作人员要及时处理并做好校对工作。可以说技术设计环节是对整个设计过程的全面掌控,要求最高,审查也应该最为严格。 结语 :随着科技的不断进步与发展,机械设计对技术的要求越来越高,要想使设计的产品满足全球化经济市场的竞争与需求,必须将现代科学技术应用于机械设计的领域。相关的工程技术人员也应适应时代的需求,拓展设计思维,灵活运用现代设计技术,提高产品的市场竞争力。 参考文献: [1]董立立,赵益萍,梁林泉,朱煜,段广洪.机械优化设计理论方法研究综述[J].机床与液压,2010 [2]张冠军,陈立人.我国石油机械制造业热处理的现状与展望[J].金属热处理,2010, 机械学术论文篇二 机械设计与机械制造技术探讨 摘 要:随着我们国家社会主义经济在不断的发展,机械制造工程越来越多。而机械设计和机械制造是密不可分的,机械制造要以机械设计作为前提,在经过设计以后才能进行制造,同时,也能更好的保证制造的流畅性。良好的机械设计能够提高机械产品的性能,同时,对机器的质量以及可靠性有很大的影响。本文针对机械设计技术以及机械制造技术进行了分析。 关键词:机械设计;机械制造;技术探讨 中图分类号:TD402文献标识码: A 前言:在机械工程当中,机械设计是指机械设计人员按照机械原理对机器的结构、运动方式、能力以及力的传递方式进行设计,对不同的零部件进行组织构思。在进行设计时,可以对制造的需要进行满足,以此为依据来设计方案。 1、 机械设计与机械制造的背景 就在1969年美国的《机械设计概论》杂志主刊上已登载了机电一体化这一概念。随后,机电一体化进行了持续的拓展。英国机械制造工程师会所在1986年为现代化机械论述了这样的定义:现代化机械是“根据计算机讯息网络调控的,用以实现包含机械动力、运转和能量流动等动力学任务的机械或机电零部件互相联系的体系”。它和前面所提到的机电一体化是相同的,所以能说现代化机械自然是指机电一体化体系。20世纪80年代国际机械和单位理念联合协会进行了如下的定义:机电一体化是精密机械系统、电子调控和体系思想在机械设计和机械制造流程中的协作融合。所以又能说机电一体化根本上是在机械设计和机械制造与其自动化基础上的拓展。把以往的机械设计制造与现代的机械自动化实施了对比,显示出具有自动化的特性是现代化机械和以往的机械在性能上的根本区别。机械自动化在所有行业的运用和拓展,表现出机械自动化的优势和功效。就是功能多样化、高效率节奏、高度可信率、节约材料、节约资源,持续完善人们生产生活的多元化需要。 2、 机械设计的技术分析 2.1 机械设计的初期计划设计分析 机械设计要进行初期的计划设计,其在工作方面和计算机软件的设计需求析比较类似,在设计之前要对机器设计的要求进行调查和分析,在分析要求的过程中,对机器应该具备的功能也要进行掌握。以此作为机械设计的基础,然后在设计以及制造过程中要对相应的约束条件进行规定。 2.2 机械设计的设计方案分析 在机械设计中,方案设计是关键的部分,方案也是设计的灵魂,其决定着设计的成败。在设计阶段,会遇到很多的问题,主要要面对的问题就是实际和理论之间的矛盾。方案设计不仅仅要符合机器本身的性能,同时,在功能方面也要进 行满足。在方案设计方面,对检验人员对机器开发、认识以及创新方面都要进行重视。在设计阶段,主要的步骤可以简单概括为对工作原理进行定义、对机器结构进行确定、对机器运动方式进行设计、对零部件的选取与设计进行判断、对制图进行设计以及对初步设计进行调查。 2.3 机械设计的主要技术设计分析 机械设计中,对技术层面的要求最为严格,在这个阶段要对设计图纸进行校对,同时,要对图纸进行计算,对设计总图和部分草图要进行对比和核对分析。在机械设计方面对每个部分都要进行设计,设计时要进行非常严格的核对,不能出现疏漏的情况,同时,在校对方面也要保证质量。对要进行产品生产的机械,在设计时,要根据产品进行定型设计。 2.4 机械设计的技术发展趋势分析 2.4.1 针对现代机械产品的机械设计 现代机械产品对机械设计提出了更高的要求,因此,在进行机械设计时,在技术层面一定要不断的进行改善。机械产品设计要更加具有智能化特点,主要的方式就是利用现代化设计手段,在设计过程中应用设计软件和虚拟的设计技术,对产品设计进行虚拟化,同时,利用多媒体技术对产品的性能、结构进行模拟演示,以达到更好的设计效果。在机械设计方面要更加的系统化,机械设计 中包含着很多的部件,这些部件要有机的结合在一起才能形成整体的设计,同时,要具有一定的层次性,在经过系统设计以后才能实现机械产品的设计目标。最后是要具有模块化特点,这种理念在设计方面比较简单,但是,要保证机械设计功能实现模块组合,在产品方案设计过程中进行实现。机械产品设计要具有特性,要根据所生产的产品特性来进行机械设计,在这个过程中要利用计算机对产品进 行构建,同时,进行必要的推理,最终形成方案设计。 2.4.2 现代机械设计的未来发展与前景分析 机械产品在性能方面要更加的优良,因此,在进行机械设计过程中要以提高产品的性能为目标,其中机械产品的优良性主要体现在可靠性技术以及控制技术方面。机械设计要更加适合市场发展,在激烈的市场竞争中能够获得发展空间,产品在形成以后要能够在市场中进行拓展。同时,在经济环境不断变化的情况下,要不断开发新技术,这样能够在机械设计方面应用新技术。新技术要具备一定的竞争优势,主要体现在技术方面的创新,成本方面的降低,智能化设计等。应用新技术来提高机械设计的市场竞争能力,对企业未来在机械设计方面,节能环保理念也要进行体现,近年来,人们对环境保护越来越重视,在机械设计过程中,绿色设计成为了主要发展方向。机械设计产品以智能化和绿色化为基础,在对能源进行利用时,能够利用机械设计技术实现能源的利用最大化,对实现资源的循环利用更加有帮助。 3、机械制造的技术分析 3.1 机械制造技术的特点分析 机械制造技术要符合当代技术发展要求,在机械设计方面要更加具备当代的特点。传统的机械设计在应用过程中出现了越来越不能满足现代机械产品需求的情况,虽然其在制造技术方面在不断的更新,同时,使用的设备也在不断的更换,但是,在原有基础上要不断的更新技术,对技术进行利用,作为其发展的基础。 市场经济不断发展过程中,机械制造技术要做到能够适应经济的发展。工业发展过程中对各方面都提出了新的要求,近年来,工业发展速度非常快,而且在不断的融入新的技术体系。工业生产过程中对计算机技术以及信息技术进行了很好的融合,为了更好的提高生产效率,应该对机械制造技术进行革新。提高生产效率满足客户的需要,能够提高市场占有率。机械制造技术在技术范围上要进行扩大,同时,在生产加工方面要不断的发展。 3.2我国机械制造技术的现状以及发展方向分析 机械制造的管理。计算机管理制度对于机械制造业而言,是一种未来发展的方向。组织体制与生产模式的更新发展,营造出最新的 JIT、AM、LP 以及 CE 等管理理念。在我国,这种管理机制还是比较匮乏的,只有很少的机械制造企业进行这样的管理。因此,我国应该加强机械制造的管理机制。机械制造的设计。工业发达国家都会采用设计方法,并且不断更新设计数据。尤其是计算机辅助软件的应用-CAD 技术的应用,让更多企业开始了无图纸的机械制造。然而,在我国,则缺乏这种计算机软件技术,或者是这样的技术应用并不广泛。因此,在这一技术层面上,我国需要努力与发展。机械制造的工艺分析。机械制造以高精度、高精细加工作为其发展的趋势。最新的技术,如微型加工、纳米加工技术、激光加工技术、电磁加工技术等等。这些技术都属于高端的加工技术,在工业发达的国家,这些技术应用较为广泛。 4、结束语 综上所述,由于现代化机械自动化在设计和制造上具备多功能性、高品质、高可信率、低能源消耗的优势,因此机械设计与制造都是环绕机械自动化来施行的。机电一体化的拓展就是机械自动化的拓展。所有设计师必需清楚地意识到机械设计制造唯有朝机械自动化设计制造的前景拓展,才可能是机械工业拓展中独辟蹊径的出路。 参考文献: [1]张义臣. 现代机械设计与机械制造的相关技术分析[J]. 科技创业家,2014,08. [2]关晓铮. 机械设计与机械制造的技术探讨[J]. 企业技术开发,2014,08. [3]王晓晨. 浅析机械设计与机械制造技术[J]. 科技创新与应用,2014,23. [4]陈火文. 基于卓越计划的机械设计制造技术探讨[J]. 科技创新与应用,2014,25.看了"机械学术论文"的人还看: 1. 机械类论文格式范文 2. 关于机械方面的论文范文 3. 机械专业论文范文 4. 关于机械毕业论文精选 5. 机械类论文摘要范文
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。2 智能机器人的总体设计2.1 智能机器人的多传感器系统机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。2.2 智能机器人控制系统机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。(2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。(3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。(4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务:(1)医疗监护通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。(2)远程诊断和会诊通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。3.1机器人视觉与视频信号的传输机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程:(1)图像获取。通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。(2)图像处理。图像到图像的变换,如特征提取。(3)图像理解。在处理的基础上给出环境描述。通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求:(1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。(2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时,可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像,采用的方法是进行合理的压缩和恢复以保证实时性。3.2机器人听觉与音频信号的传输机器人采集的音频信号也有2种作用:一是提供机器人听觉;二是借助于音频信号,家庭成员可以和医生进行沟通,医生可以了解家庭成员的健康状况和心态。音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径。机器人听觉是语音识别技术,医疗保健智能机器人带有各种声交互系统,能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护,还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照看病人等。声音的获取采用多个立体麦克风。由于声音的频率范围大约是300hz一3400hz,过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的,所以只用传送频率范围在1000hz-3000hz的声音,医生和家庭成员就可以进行正常的交流,从而可以降低传输音频信号所占用的带宽,再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求。智能机器人的听觉系统如图3所示。3.3各项生理信息的采集与传输传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集,各种连线容易使病人心情紧张,从而导致检测到的数据不准确。使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题,带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上,尽量使其不对人体正常活动产生干扰,再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理。在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备,各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器,探测器有2种工作方式:一是将数据交给智能机器人处理,提供本地结果;二是与internet连接(也可以通过gsm无线模块直接发回),通过将数据传输到远程医疗中心,达到医疗保健与远程监护的目的。视频和音频数据的传输也采用这种方式。智能机器人的数据传输系统如图4所示。4 蓝牙模块的应用4.1蓝牙技术概况蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波选用全球公用的2.4ghz(实际射频通道为f=2402 k×1mhz,k=0,1,2,…,78)ism频带,并采用跳频方式来扩展频带,跳频速率为1600跳/s。可得到79个1mhz带宽的信道。蓝牙设备采用gfsk调制技术,通信速率为1mbit/s,实际有效速率最高可达721kbit/s,通信距离为10m,发射功率为1mw;当发射功率为100mw时,通信距离可达100m,可以满足数字化家庭的需要。4.2蓝牙模块rokl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块。它的集成度高、功耗小(射频功率为1mw),支持所有的蓝牙协议,可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块,可提供高至hci(主机控制接口)层的功能。单个蓝牙模块的结构如图5所示。4.3主,从设备硬件组成蓝牙技术支持点到点ppp(point-t0-point pro-tocol)和点对多点的通信,用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]。每个微微网由1个主设备(master)和若干个从设备(slave)组成,从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作,mac地址用3位来表示,即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的,只不过在同一时刻只能激活8个,其中1个为主,7个为从)。从设备受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备,将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备。主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路。主设备是整个蓝牙的核心部分,要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部通信之间的数据交换功能,同时还负责对各个从设备的管理和控制。5 结束语随着社会的进步,经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的人需要家庭医疗保健服务。文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面,且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。
目前,人工智能集计算机学科、神经生物学、语言学等多种学科于一体,引起了众多学科的日益关注,已发展成为一门具有广泛应用的交叉学科。以下是我精心整理的浅谈人工智能发展的大学期末论文的相关资料,希望对你有帮助!
人工智能发展现状与未来发展
一、人工智能概述
人工智能自诞生几十年来, 在崎岖的道路上取得了可喜的进展。目前,人工智能集计算机学科、神经生物学、语言学等多种学科于一体,引起了众多学科的日益关注,已发展成为一门具有广泛应用的交叉学科。人工智能虽然取得了快速的发展,但像许多新兴学科一样,人工智能至今尚无统一的定义。人工智能的发展引起了学术界的关注,尽管学术界有各种不同的说法和定义,但就其本质而言,人工智能是研究、设计和应用智能系统,来模拟人类智能活动的新学科。人工智能的目的就是利用各种自动化机械或者智能机器,来模仿、延伸和扩展人类的智能思维,从而实现计算机网络管理的人性化。
二、人工智能的研究历史
(一)1956年-1970年
人工智能诞生于一次历史性的聚会。为使计算机变得更“聪明”,或者说是计算机具有智能,1965年夏季,在美国达特莫斯大学举行了一次为期两个月的夏季学术研讨会。10位来自美国神经学、心理学、数学、信息科学和计算机科学方面的杰出科学家,在一起共同学习和探讨了用机器模拟人类智能的有关问题,并提议正式采用了“人工智能AI”这一术语。从而,一个以研究如何用机器来模拟人类智能的新兴学科——人工智能诞生了。
(二)1971年-80年代末
在科学上,前进的道路从来就不是平坦的,成功和失败、顺利和挫折总会交织在一起。人工智能也是如此,自它诞生至发展一段时间后,就遇到了不少的问题。在这种困难的环境下,仍有一大批人工智能的学者潜心研究。他们在总结前一段研究工作经验、教训的同时,从费根鲍姆“以知识为中心”开展人工智能研究的观点中找到了新的出路。
(三)20世纪80年代至今
人工智能逐步向多技术、多方法的综合集成与多领域、多学科的综合发展。其他学科的学者陆续将本学科的理论与方法向人工智能渗透,从而导致人工智能出现研究多学科交叉的现象。各学科对人工智能的渗透反映了目前人工智能发展的一种趋势,其渗透的结果现在还不是很明显,还需要时间的考验。目前,人工智能技术正在向大型分布式多专家协同系统、大型分布式人工智能、广义知识表达、并行推理、综合知识库、多种专家系统开发工具、大型分布式人工智能开发环境和分布式环境下的多智能协同系统等方向发展。
三、人工智能应用领域
目前 , 人工智能在许多领域都得到了应用,其应用领域如下:
(一)在企业管理中的应用
刘玉然在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》中提到要把人工智能应用于企业管理中,认为要做的工作就是弄清楚人的智能和人工智能的关系,从企业的发展目标出发,深入了解人工智能的内涵,搭建人工智能的应用平台,研究并开发企业智能化软件,这样一来,人工智能就能在企业决策中起到关键的作用。
(二)在医学领域中的应用
人工智能在国外发展很快,在医学方面取得了很大的成就。国外最早将人工智能成功应用于医疗诊断的是MYCIN专家系统。美国及其他发达国家的科学家已成功研制出了用于人类血管治疗的微型机器人,此外,在不久的将来,就会制造出能够在毛细血管里自由活动的机器人。20世纪80年代初,我国已成功将人工智能应用于医学,且在这方面有了新的突破,例如许多高等院校和研究机构共同开发了基于人工智能的医学计算机专家系统,并成功地应用于临床。
(三)在矿业中的应用
第一个将人工智能专家系统应用于矿业的是美国的专家系统PROSPECTOR,该系统用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等等,为矿业的开采带来了方便。1980年以来,美国的矿业公司在人工智能上加大了投资,其中矿山局匹兹堡研究中心与其它单位合作开发了用于煤矿开发的专家系统。
(四)在技术研究中的应用
人工智能在技术研究中的应用,首先是应用于超声无损检测与无损评价领域。在超声无损检测与无损评价领域,目前主要广泛采用专家系统对超声损伤中缺陷的性质,大小和形状进行判断和归类。此应用节省了许多人力,另外这些技术的应用,使得无损检测的定位、定性和定量的可靠性有了大幅度提高,为无损评价奠定了良好的判定基础。
(五)在电子技术方面的应用
人工智能在电子技术领域的应用由来已久。随着网络的迅速发展,网络问题日益突出,网络技术的安全成了我们关心的重点。因此在传统技术的基础上进行网络安全技术的改进,,大力发展挖掘技术、免疫技术,及开发智能机器,人工智能技术在这方面为我们提供了可能性。
四、人工智能的发展现状
国外发展现状。目前,人工智能技术在发达国家发展很快。尤其是在美国,发展更为迅速。在人工智能技术领域十分活跃的IBM公司,在智能电脑方面有了新的突破,成功地生产了具有人脑千分之一智力的电脑,而且正在开发功能更为强大的超级电脑。据其内部消息透露,预计该超级电脑研制成后,其智力水平将大致与人脑相当。除了IBM公司外,其他公司也加紧了这方面的研究,估计在未来几年内其成果更为惊人。
国内发展现状。二十一世纪是信息化时代,作为现代信息技术的精髓,人工智能技术必然成为新世纪科学技术的前沿和焦点。在我国,很长一段时间,专家们都把研制具有人行为特征的类人性机器人作为奋斗目标。机器人的发展水平不仅与计算机科技水平相关,而且与一个国家工业的各方面的发展水平密切相关。中国科技大学在国家基金的支持下,经过十年攻关和钻研,于2000年,成功地研制出我国第一台类人性机器人。
五、未来发展
人工智能的研究一旦取得突破性进展,将会对信息时代产生重大影响,对人类文明产生重大影响。科学发展到今天,一方面是高度分化,学科在不断细分,新学科、新领域不断产生; 另一方面是学科的高度融合,更多地呈现交叉和综合的趋势,新兴学科和交叉学科不断涌现。大学科交叉的这种普遍趋势,在人工智能学科方面表现尤其突出。由脑科学、认知科学、人工智能等共同研究智能的本质和机理,形成交叉学科智能科学。学科交叉将催生更多的研究成果,对于人工智能学科整体而言,要有所突破,需要多个学科合作协同,在交叉学科研究中实现创新。
人工智能一直处于计算机技术的前沿,其研究的领域和方向在很大程度上将决定了计算机技术的发展方向。今天,已经有很多人工智能产品融入了我们的日常生活。将来,人工智能技术的发展将会给我们的学习、生活、工作带来更大的影响。
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