并联机床研究现状与展望

杨建新,郁鼎文,王立平,汪劲松

(清华大学精密仪器与机械学系,北京　100084)

摘要:并联机床作为机床技术和机器人技术相结合的产物,与传统结构机床相比具有很多的优点。简要介绍了目前国内外并联机床的发展现状和未来趋势,以及关键技术的研究进展,提出了发展并联机床需要解决的若干理论与技术问题,以及解决这些问题的可行途径。

关键词:并联机床;机构设计;运动学;数控技术;动力学

中图分类号:TH112 文献标识码:A 文章编号:1007-9483(2002)03-00010-03

Progress in the R esearch of Parallel Machine Tool

YAN G Jian-xin,YU Ding-wen,Wang Li-ping,Wang Jin-song

(Tsinghua University,Beijing,100084,China)

Abstract:As the result of synthesizing machine tools with robot technology,parallel machine tools have many advantages compared as the classical ones.This paper briefly introduces the future prospective of parallel machine tools,points out some key issues that should be tackled for design and manufacture.

K ey w ords:Parallel Machine Tools;Mechanism Design;K inematics;NC Technology;Dynamics

并联机床自20世纪90年代中期问世以来,不过数年时间,便以迅猛的速度向前发展[1]。并联机床实质上是机器人和机床技术相结合的产物,从1994年美国Ingersoll和G&L公司首次在IM TS上首次展出称为VARIX和Hexapods的并联机床后,到2001年汉诺威国际机床展览会(EMO′2001)上展出的各种构型的商品化并联机床已达到30余台。目前,国际学术界和工程界十分重视研究与开发并联机床,对这种新型数控装备的应用前景和市场潜力抱乐观的态度,纷纷投入大量的人力和物力竞相开发[2]。并联机床如此迅速发展,并受到众多科研单位与商家的高度重视,原因是这种机床具有高刚性、高速度、高加速度、高精度、高柔性、高灵活性、大推力以及重量轻等优点,从而使得并联机床具有广阔的发展和应用前景。

1　并联机床基础理论及关键技术

111　构型设计

构型设计是并联机床设计的首要环节,其目的是在给定所需自由度条件下,寻求含一个动平台的并联机构杆副配置、驱动方式和总体布局的各种可能组合。关于并联机构构型的研究一直是人们关注的热点。近几年众多学者提出了多种新机构构型,并对机构的类型和构建方法进行了系统的讨论,其中基于少自由度并联机构的并联机床逐渐受到人们的青睐[3]。

按末端执行器运动自由度的数目并联机构可以分为6自由度、5自由度、4自由度和3自由度并联机床。20世纪90年代中期出现的并联机床基本都是以Stewart平台为基础的,经过几年的研究人们发现以Stewart平台为基础的6自由度并联机床存在工作空间小和加工精度不易保证的缺点,机构的运动学、动力学设计较为复杂。因此,人们逐渐开始选择并设计一些新结构形式的少自由度机构来用于加工。基于少自由度并联机构的并联机床具有结构形式简单、作业空间大、运动学动力学设计简单、运动容易解耦、对机械元件的制造及控制精度较低等优点。在少自由度机构上附加转头并且结合工作台的运动,有可能实现刀具相对工件的5个或6个自由度的运动。最有代表性的基于少自由度并联机构的并联机床是瑞典Neos Robotics公司开发研制的Tricept系列。在基于少自由度的并联机床中,5自由度和4自由度机床一般都属于变结构或串并混联结构机床,在串并混联结构中一个支链内可以有多个驱动器。例如东北大学的5轴联动3杆虚轴数控机床。

按驱动副类型的不同,并联机床可以分为内副驱动、外副驱动和内外副混合驱动,其中定长杆作为支链的外副驱动或内外副混合驱动的结构形式越来越普遍。以Stewart 平台为原型的并联机床主要为内副驱动形式,内副驱动形式灵活,速度快,常用于机器人操作机中实现一般空间运动,然而在金属加工中,内副驱动表现出很差的静特性和动特性,容易产生热效应且不便于补偿。相反,外副驱动采用定长杆,在刚度和动态性能上要比内副驱动好得多,而且在很大程度上避免了热效应,降低了热补偿的难度,此外还具有作业空间大、机械结构简单、标准化强、工艺性较好、具有优势运动方向等优点。具有代表性的外副驱动机床是瑞士苏黎世联邦技术学院的的6滑块机床Hexaglide、韩国SEN2 A TE公司的串并联机床ECL IPSE等。

按支链中伺服驱动器的数目不同,并联机床可分为并

收稿日期:2002-03-03

基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2001AA421110);国家973资助项目(G1998030607)

作者简介:杨建新(1977-),男,山西阳泉人,清华大学博士研究生,主要研究领域为并联机床机构学与动力学。

012002年5月　机械设计与制造工程　第31卷　第3期

联、串并联和并串联(混联)3种类型。并联机床比较明显的缺点是工作空间小、姿态能力差以及运动特性和力特性的非线性关系,在机构构型设计中,采用混联机构是解决以上问题的有效途径,例如采用2自由度主轴头的G eodetic机床即为典型的混联结构。

总之,随着研究的深入,还会出现更多的并联机床构型。但应该指出的是,就像并联机构本身一样,每一种构型都有其自身的优缺点,都有其各自适合的应用领域,完全依靠机构学的设计理论企图寻找到一种能够适合所有应用领域的万能机床构型是不现实的。

112　运动学

并联机构位置的正、逆解析是并联机器人运动学的核心内容之一,是并联加工平台的工作空间数值算法、实时控制中虚实变换、在线精度补偿和动力学分析的理论基础。其中位置正解涉及已知关节变量求解刀具在笛卡尔空间的位置和姿态;逆解问题则涉及已知刀具位姿求解各关节变量[4]。并联机器人的位置逆解非常简单,具有一一对应的解析显示格式;但位置正解却极其复杂,不但涉及求解高次非线性方程,而且具有多种可能解答。

对于一个运动学问题,求出其解析表达是最理想的。当前处理运动学封闭解法一般采用各种不同的消元方法从一系列约束方程中消除未知变量,形成只含有单一变量的高阶多项式。这种方法的优点是能够求解出全部可能的解,输入误差对于输出误差的影响可进行量化处理,可以避免奇异性带来的求解困难;缺点是消元过程非常复杂,大多数方法都要产生8阶或更高阶的多项式。Raghavan[5]针对一般的Stewart平台将运动学正解问题归结为求解一个非线性多变量的多项式方程组,利用多项式延拓法证明一般Stewart平台在复数域具有40组解。总之,就目前的研究状况而言,一般的Stewart平台型机构还无法得到可以实际应用的运动解析表达。因此,人们在实际控制中大多采用数值解法,尽管数值解法比较简单,并且可用于任何类型的并联构型,但却无法保证一定能搜索到满意的解,计算时间通常无法预测。

为了更方便地求得正、逆解,许多学者提出了多种解决方案。Cheok、Merlet和Petrovic等学者使用了附加传感器的方法计算运动学的封闭解,使运动学正解大大简化。在实际应用中,瑞典N EOS开发的Tricept机床使用了角度和位置传感器使运动学正解极其容易,从而大大提高了机床加工精度。

113　作业空间和灵活度

工作空间分析涉及在已知操作机的尺度和关节变量范围条件下,评价末端效应器位姿的能力及精度和刚度;尺度综合则是在不发生铰干涉和支链干涉前提下,以实现给定位姿能力并确保机床具有良好的运动精度和刚度为目标,确定关节变量范围和结构参数。

工作空间分析方面,应用的方法大致可分为数值法和解析法。数值法的思路是,根据支链可变杆长、从动铰约束条件搜索工作边界点集。这类方法主要包括网格法、优化法和蒙特卡罗法,上述方法普遍存在适用性差、计算效率和求解精度低等缺点,无法直接揭示尺度参数对工作空间的影响规律。在解析法研究方面,最具代表性的当属G os2 selin[6]的几何法。黄田和汪劲松等人[7]应用单参数曲面族包络理论,将受杆长和铰链约束的工作空间边界问题归结为若干变心球面族的包络面求交问题。

尺度综合需要兼顾考虑末端效应器的位姿能力、运动精度、刚度及结构可实现性等多种因素。目前的方法可以分为基于各向同性条件(局部灵活度)的尺度综合,兼顾各向同性条件和动平台姿态能力的尺度综合,以及基于总体灵活度指标加权综合的尺度综合。R.Boudrear和C1M1G osselin将遗传算法用于2种平面3自由度的并联机构的尺度综合,在给定理想工作空间的前提下,利用遗传算法求出使得实际工作空间最接近理想工作空间的结构参数。

奇异位形、灵活度的分析是评价并联机床运动精度和静力学性能的基础。通常利用雅可比矩阵的奇异值进行奇异位形和灵活度的分析。对于并联操作机奇异位形的产生条件,G osselin和Angeles,Ma和Angeles对不同结构的并联操作机的奇异位形进行了分类。并联机构在灵活度分析方面,可以利用的指标是Y oshikawa针对串联操作机提出的可操作度、雅可比矩阵的最小正奇异值、雅克比矩阵的二条件数以及以上3个指标的综合。

114　精度保证

精度是目前并联机床发展最关键的问题之一,从一般的机床研究观点来看,提高精度的主要策略是精度分析、综合及补偿。精度综合是精度分析的逆变换过程。并联机床毕竟同传统机床在运动原理上存在巨大差异,仅仅依靠上述的研究是无法克服其全部误差的。

并联机床刀具在作业空间的不同位置、不同的姿态以及承受切削力的不同方向都会对零件的精度产生很大影响,而且在上面这些条件不同的情况下有不同的影响效果。在控制中合理选择刀具的位姿对加工精度是至关重要的。目前相关的文献主要局限在机器人的应用领域,如何实现并联机床的高速、高精度加工,尚需更深入的研究。F. Rehsteiner提出的通过零件的合理定位提高机床整体性能的思路是非常有价值的。另外,影响并联机床精度的另一个重要问题是控制中的非线性误差,消除是不可能的,如何降低此误差对轨迹精度的影响也是提高并联机床精度的一个关键问题。

关于并联机床和并联机器人的运动学标定,可以使用串联机构的标定方法,也可以直接对单个支链直接进行标定。W.Khalil和S.Besnard针对6自由度并联机床提出了一种快速标定方法。C.C.Iurascu和F.C.Park给出了一个运动学标定的统一框架,使运动学标定与坐标无关,提出了一种直接解决运动学标定这一非线性约束优化问题的算法。另外,利用冗余传感数据对机构进行自标定的方法在实践中得到了广泛的应用,G.Pritschow以瑞典N EOS公司的Tricept805并联机床为例,提出把增加角度和位置传感器作为一种提高精度的有效方法,这也是少自由度机床发展的一种趋势。可以看到,关于运动学标定的文献还是针对并联机器人的为多,如何应用并联机器人运动学标定的研究成果实现并联机床的运动学标定,还需要进一步研究。115　动力学分析和控制

目前国内外对并联机构动力学的研究主要集中在刚体动力学逆问题上,主要涉及给末端执行器的位置、速度和加速度反求伺服电机的驱动力,是并联机床动力分析、整机动

?综述? 杨建新　郁鼎文　王立平等　并联机床研究现状与展望

态设计、动力学尺度综合、控制器参数整定和伺服电机选配的理论基础。相应的多刚体动力学建模方法几乎采用了所有的力学原理,如牛顿-欧拉法、拉格朗日法、虚功原理等。目前的研究工作主要集中在3个方面:(1)构造形式简洁的动力学模型,以便实施动力学控制;(2)致力于动力学模型的完备性,在模型中考虑包括惯性力、离心力、科氏力、重力、摩擦和粘性阻力等动力学因素;(3)给定机械手末端执行器运动轨迹,以减小伺服电机驱动力为目标,优化并联机械手的结构和惯性参数[8]。Dasgupta和Mruthyunjaya[9]考虑了动力项(惯性力,离心力和科氏力)、重力和粘性阻尼力,利用牛顿-欧拉法进一步完善了Stewart并联机械手的动力学模型,提出了使用牛顿-欧拉法对并联机构进行刚体动力学分析的一般策略。

将构件视为弹性的动力学建模是并联机床动态性能分析和动态设计的理论基础。并联机床动力学系统具有机构-结构耦合、时变、非线性的特点,因此其弹性动力学建模与分析方法远比传统机床复杂。哈工大李兵等人采用有限元法将一种6自由度并联机床划分成空间板梁组合结构的弹性动力学模型,讨论了机床结构参数及刀头姿态的变化对振动基频的影响。天津大学赵兴玉[3]利用固定截面模态构造传动进给系统弹性动力学建模方法,借助自由界面模态综合法的思想,利用有限元法构造出整机弹性动力学模型。Hardage使用有限元方法和动力学解析方法建立了Hexel Tornodo2000的完整动力学系统解析模型,分析了并联机床动刚度特性与构型的依赖性。Fattah[10]用有限元将柔性支链离散化,把机构的刚体运动和弹性位移作为广义坐标提出了一种3自由度并联操作机的有限元模型,探讨了运动构件弹性对机械手末端精度的影响。

关于并联操作机的动力学研究还主要针对并联机器人,而金属切削机床动态特性的优劣主要是从机床结构抗振性和切削稳定性的角度出发来分析,而关于并联机床的结构抗振性和切削稳定性的研究很少,尚没有取得突破性的进展。并联机床的动力学研究水平离现有传统机床相差较远,这也成为制约并联机床发展的瓶颈问题之一,同时也是一项极富挑战性的工作。

116　数控技术

并联机床与传统机床在运动传递原理上具有本质区别,决定了并联机床数控系统的特殊性。从伺服控制的角度来看,开发并联机床所需的控制知识与开发传统3坐标或5坐标加工中心所需的没什么不同。他们之间最大区别体现在数控装置中。并联机床存在特殊的作业空间、奇异位形、灵活度和刚度等诸多方面的问题,对于这些问题的处理都体现在机床的CNC中,因此在并联机床的CNC中必然要包括传统CNC所不具备作业空间检验、奇异检验、刚度和灵活度验算等功能[11]。针对串联结构机床发展起来的传统数控体系及关键技术已经发展到很高水平,为并联机床数控系统的发展提供了很好的借鉴,同时也提出了更大的挑战。如何在继承这些先进思想和技术的同时,又能充分发挥自身特色,是并联机床数控系统发展道路上亟待解决的问题。

目前,并联机床的数控系统无一例外地继承了传统数控的标准和协议。几乎所有并联机床都使用了与传统数控机床一致的操作界面风格、数控代码格式、坐标定义和相关术语,并且具备同标准CAD接口的能力。数控系统均采用了开放式的体系结构,其中以基于工业PC为最多。这是因为数控系统的结构及诸多算法尚处于试验和探索阶段,采用开放式结构可以增添系统的模块化和可重构性,降低再次开发的难度。插补计算是数控系统的一项关键技术。由于保密性和正处于探索阶段的原因,关于这方面的研究论文比较少,总的说来,主要有3种方法,即虚轴空间插补、实轴空间插补、虚实空间两级插补策略。

117　关键零部件

传统数控机床达到如今的发展水平,一个很重要原因是已经具备了许多高质量、产品化的关键零部件,例如大功率高速主轴电机、高精度导轨、抗震性好的机床床身、高分辨率的伺服系统等。并联机床还是一个新生事物,这方面的研究尚在起步,制约了其整体性能的提高。并联机床的研究者和开发厂商已经意识到这个问题,在这一领域已开始进行探索性的研究,且取得了一定成果。

如何进行受热补偿是并联机床制造者面对的一个难题,也是制约机床精度的一个重要误差源。支链上的丝杠和球铰的快速运动产生大量的热,如何克服受热膨胀所产生的误差受到开发者的重视。Ingers oll和G&L公司采用了在中空的滚珠丝杠上安装激光反馈装置来解决这一问题。另外,In2 gers oll公司还利用平衡式的结构设计来克服这一问题。

从理论上讲,并联机床的支链仅承受拉压力,而没有扭转力矩。但实际情况要复杂得多,由于摩擦、制造误差的影响,支杆也会产生轴向变形,降低了精度和重复定位精度。

G eodetic和Hexel抛弃了伸缩式支杆结构,采用了中空的球形伺服电机和滚筒丝杠的结构,降低了扭矩对支链的作用。为了克服伺服驱动球铰和交叉铰链的静态摩擦,Hexel的机床使用陶瓷镀层和特殊润滑,摩擦系数由0.8下降到0.2。在这个数量级上,轴向力不会影响机床的精度。

随着并联机床研究和开发的不断深入,真正适合该类机床的关键零部件一定会逐步专业化和产品化;反过来,关键零部件的发展将推动并联机床走向实用化。

2　结　论

目前各国对并联机床的研究基本上都处于研究、试制和试用阶段。与国外相比,国内对并联机床研究、设计以及应用等方面的关键技术的研究有待于进一步加强,如对球铰的制造精度、运动精度的测量和控制、有效工作区的描述和所受的工作区的描述和所受的约束以及工作的可靠性问题的研究。此外,对并联机床的动力学分析及其对加工过程、加工精度以及控制策略的影响规律等方面的研究在国内外还仅处于起步阶段,许多富有挑战性的关键技术有待于研究和探索。由此可见,并联机床这一研究内容具有不可忽视的学术价值和工业应用前景。由于国内在这方面研究的投资强度和国际水平相比有相当大差距,因此必须有计划、有目标地结合我国的国情开展上述研究工作,以逐步缩短这一差距,尤其是在基础研究方面。

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(下转第14页)

3所示。图2,3中,ST 为起始位;SB 为控制位;A4～A1为

从属模块的地址;I4～I1为信息位;PB 为偶校验位;EB 为

停止位

。

图3　应答脉冲

从属模块在收到信号后,立即分析图2中I4～I0的含

义,若是系统要采集输入点信号,立即以图3的形式把输入点的0或1状态送到主模块;若是系统告知从属模块上的输出点去启动或关闭机床上的执行元件,这时从属模块就启动内部的放大器,然后驱动执行元件。

当然由于机床上的元器件很多,因此各元器件必须遵守通讯协议。本系统采用令牌总线网,如图4所示。总线上各站点组成一个逻辑环。每一个站点都有一个顺序的逻辑地址,而且每个站点都知道自己相邻站点的地址。逻辑环中的站点只有在取得环绕传递的令牌(TO KEN )后,才有权发送数据帧,数据发送完毕后,再将令牌传递给下一个序号的站点,这样继续下去,令牌在逻辑环上依次传递。稳定状态下的信息传送和TO KEN 传送是交替进行的,

任一时刻只有一个站点拥有令牌,所以令牌总线网不会发生冲突。

图4　令牌总线网

在ASI 系统中,图4中A ,B ,C ,D ,E 等分别对应不同的从属模块,其地址如前所述,例如A1/1。物理总线就是ASI 总线。

每次只有一个从属模块得到令牌。当某一从属模块有令牌时,首先依据地址翻译出该模块上有哪些点得到总线上的控制信号,然后启动相应输出放大电路,使其工作,这样就输出足够大的电流,驱动相应的执行元件,完成正确的控制。

当某一个从属模块有令牌时,如果此时与该从属模块上某些输入点相连的检查信号已经处于高电平状态,或正好由低电平变为高电平,则马上就编译成如图3所示的格式,把此信号送到PLC ,参与系统的控制,这样系统就有条

不紊地处理输入输出信号,完成系统的控制。

3　维护方法

a 1在维修时,如某一模块上信号不对,可按图5所示的

流程进行检查。

图5　维护流程图

b 1当系统中某一个从属模块损坏后,必须更换一个新的

从属模块,同时对新的模块进行编址,这有2种办法:(1)如

果有编址工具,可以直接在新的模块上按坏的模块地址编写

即可;(2)如果没有编址工具,可以直接把新模块替换上(因为模块出厂时所设的地址为0),然后在ASI 总线控制器上重新进行系统自动赋地址的操作,当系统检测到0地址的从属模块时,根据系统的记忆自动把坏的模块地址赋给地址为0的模块。值得注意的是,如果一次更换的模块有2个或2个以上,则采用第(2)种方法无效,这是因为系统每次只能辨别一块地址为0的模块,这时必须采用第(1)种方法。

c 1从属模块有多种型号,如4点输入型、4点输出型或4点输入+4点输出型等,但对维修人员可能只有一两种备件。一般情况下,可以用4点输入+4点输出型代替4点输入型或4点输出型,无须改变系统结构。

d 1由于大多数机床都有切削液循环系统,因而要注意对总线的防护。对床身上总线的两端要进行热塑封处理。如果处理不当,切削液就可能渗漏进去,从而导致系统无法正常工作。

(上接第12页)

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数控机床的现状与发展趋势综述

数控机床的现状与发展趋势摘要：从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控技术的应用,关键在于开发具有高速度、高精度、高稳定性的高新技术设备,在现有加工设备中,只有数控机床才有可能担当其重任。然而,要实现真正意义上的高速切削加工,数控机床还需向高速、高精度、柔性化、控制系统开放性、控制系统支撑软件和工厂生产数据管理方向迈进,才能适应现代制造业飞速发展的要求。关键：高速化 / 高精度化 / 复合化 / 智能化 / 开放化 / 网络化 / 多轴化 / 绿色化进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。一、数控机床的发展趋势机械加工装备对促进制造技术发展的紧密关系和以数字化为特征数控机床是柔性化制造系统和敏捷化制造系统的基础装备。其总的发展趋势是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工艺实用性和经济性。（一）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；

我国数控机床的发展趋势

我国数控机床的发展趋势我国数控系统的发展概况: 历史回顾:我国数控系统研究起步于1958年,50多年的发展历程大致分为三个阶段: 第一阶段(1958-1979),封闭式发展阶段,这一阶段研制了晶体管数控系统与集成电路数控系统。在这一阶段,由于国外技术封锁与我国的基本条件限制,数控系统发展较慢。第二阶段(1980-1989)就是国家“六五”“七五”期间以及“八五”前期,这一阶段通过引进技术,消化吸收,初步建立起国产化数控系统体系。第三阶段(1990-至今)主要就是实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控设备的产业化取得实质性进步,已奠定了数控技术发展的基础,初步形成数控系统研发基地建立具有批量生产能力的数控系统生产厂。我国数控系统发展现状: 第一数控化改造的基本完成,为节约成本,进一步发挥老式传统机床的功效与潜在价值,将大批传统老式机床改造为数控机床就是一种必然性与趋势。现在的工厂基本以实现数控化。老式机床基本淘汰,只有小部分用于但见生产,或者用于教学。第二高级数控技术的缺失,我国企业机械制造整体水平与发达国家相比还有很大的差距。数控技术就是先进制造技术的核心技术,它的整体水平标志着一个国家工业现代化的水平与综合国力的强弱,

具有超越其经济价值的战略物资地位。由于我国企业大部分数控机床与数控系统依赖进口,企业承受不了巨额购置费,且易受国外的控制,另外数控机床维修力量薄弱,进口的备件维修成本高,设备完好率低,大部分进口机床数控系统已经崩溃,有的甚至在进口后还没使用就已因为各方面原因不能使用等等。第三中高档数控系统的开发与生产取得明显进展,1)研制出了开放式数控系统体系结构与软硬件平台。2)研制出了高档交流伺服驱动系统与主轴交流伺服控制系统。3)开发了数控机床集群控制系统。数控系统的发展趋势: 1高速度高精度化,速度与精度就是数控系统的二个重要技术指标,它直接关系到加工效率与产品质量。对于数控系统,高速度化,首先就是要求计算机数控系统在读入加工指令数据后,可以高速度处理技术伺服电动机的位移量,并要求伺服电动机高速度作出反映。此外,要实现生产系统高速化,还必须谋求主轴转速,进给率,刀具交换,托盘交换等各种关键部件实现高速化。搞精度化,一般就是通过减少数控系统的控制误差与采用补偿技术来达到。与日本三菱数控系统的对比,所有三菱系列控制器都标准配备了RISC 64位CPU,具备目前世界上最高水准的硬件性能。(与M64相比,整体性能提高了1、5倍) 2 体系开放化,传统的数控系统就是一种封闭专用封闭式系统,各个厂家的产品之间以及与通用计算机之间不兼容,维修,升级困难。越来越难以满足市场对数控系统的要求,针对这种情况,人们提出了开

本课题国内外研究现状分析

. Word资料●本课题国外研究现状分析教育科研立项课题如何申报与论证博白县教育局教研室朱汝洪发布时间： 2009 年 4 月 2 日19 时24 分一、课题申报的基本步骤第一步：阅读各级课题申报通知，明确通知的要求；第二步：学习研究课题管理方面的文件材料；第三步：学习研究《课题指南》，确定要申报的课题（可以直接选用《课题指南》中的课题，也可以自己确定课题）；第四步：组织课题组，认真阅读关于填表说明的文字，研究清楚课题《申请评审书》各个栏目的填写要求；第五步：根据《申请评审书》各栏目的要求分工查找材料和论证；第六步：填写《申请评审书》草表；第七步：研究确定后，填写《申请评审书》正式表（一律要求打印）；第八步：按要求复印份数；第九步：按要求签署意见、加盖公章；第十步：填写好《课题申报材料目录表》；第十一步：按时将《申请评审书》《课题申报材料目录表》和评审费送交县教研室科研组转送市教科所（也可以直接送市教科报，但必须报县教研室备案）。

二、教育科研课题的选题1、课题的选题方法。一是从上级颁发的课题指南中选定；二是结合学校的实际对课题指南中的课题作修改；三是完全从学校的实际出发确定课题。 2、课题的选题要依据的原则。一是符合法规和政策；二是切合当地和学校实际；三是适合教师的水平和能力；四是切中当前教改热点。 3、课题名称的规表述。 ①研究，如小学生学习兴趣培养的研究。 ②实践与研究，如高中学生探究性学习的实践与研究。 ③应用研究，如合作学习理论在初中语文教学中的应用研究。 ④实验与研究，如杜郎口模式的实验与研究。 ⑤探索与研究，如农村寄宿制小学学生管理的探索与研究。三、立项课题的论证例说（以2009 版市课题申报表的要求为准）1、课题论证的含义。课题论证，也叫论证与设计、设计与论证，是对所要申报的课题的选题依据、研究目标、研究容、研究重点、研究难点、研究思路、研究步骤、研究条件等进行的阐述与设计。 2、课题论证的包括的容。不同级别的课题申报表（课题申请、评审书）要求有所不同，但基本上包括两大方面的容：一是关于本研究课题的论证，二是关于对课题实施的论证。 3、课题论证例说。

二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势

二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势随着世界经济的飞速发展，能源的生产与供求矛盾越发突出，石油作为工业发展的命脉，由于其储量的有限性，使得人们对它的研究和关注程度远胜于其它能源。寻找有效而廉价的采油新技术一直是专家们不断探索的问题。针对目前世界上大部分油田采用注水开发面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题国外近年来大力开展了二氧化碳驱油提高采收率(EOR)技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求，还可以解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。该技术不仅适用于常规油藏，尤其对低渗、特低渗透油藏，可以明显提高原油采收率（一）二氧化碳驱油技术机理 1、降粘作用二氧化碳与原油有很好的互溶性，能显著降低原油粘度，可降低到原粘度的1/10左右。原油初始粘度越高，降低后的粘度差越大，粘度降低后原油流动能力增大，提高原油产量。 2、改善原油与水的流度比二氧化碳溶于原油和水，使其碳酸化。原油碳酸化后，其粘度随之降低，同时也降低了水的流度，改善了油与水流度比，扩大了波及体积。 3、膨胀作用二氧化碳注入油藏后，使原油体积大幅度膨胀，便可以增加地层的弹性能量，还有利于膨胀后的剩余油脱离地层水以及岩石表面的束缚，变成可动油，是驱油效率升高，提高原油采收率。 4、萃取和汽化原油中的轻烃在一定压力下，二氧化碳混合物能萃取和汽化原油中不同组分的轻质烃，降低原油相对密度，从而提高采收率。二氧化碳首先萃取和汽化原油中的轻质烃，随后较重质烃被汽化产出，最后达到稳定。 5、混相效应混相效应是指两种流体能相互溶解而不存在界面，消除了界面张力。二氧化碳与原油混合后，不仅能萃取和汽化原油中轻质烃，而且还能形成二氧化碳和轻质烃混合的油带。油带移动是最有效的驱油过程，可使采收率达到90%以上。 6、分子扩散作用多数情况下，二氧化碳是通过分子的缓慢扩散作用溶于原油。分子的扩散过程很

我国数控机床的现状与发展趋势

我国数控机床的现状与发展趋势摘要：数控机床是制造业发展的基础，可极大地提高制造业生产率。介绍了数控机床的组成，还就我国数控机床的发展和现状进行了详细说明；对我国数控机床的发展趋势进行了介绍，并对我国数控机床的发展提出了建议。关键词：数控机床；现状；发展趋势 0 引言数控（NC）是数字控制（Numerical Control）的简称，是20世纪中叶发展起来的一种用数字化信息进行自动控制的一种方法。装备了数控技术的机床，称为数控机床，也简称为NC机床。世界上第一台数控机床是由美国麻省理工学院于1952年首先研制出来的；日本于1958年研制出首台数控机床。我国数控机床的研制是从1958年起步的，由清华大学研制出了最早的样机。但是经过50多年的发展，2010年我国已经跃居世界第一大机床生产国。在2012年5月27日，在湖北省数控一代机械产品创新应用示范工程启动大会上，中国工程院院长周济强调：“全世界的机械工业正处于产品数字化发展时期，我们必须抓住这一契机，在10年内实现机械产品总体升级为‘数控一代’，使我国机械工业实现由‘大’到‘强’的转变。” 1 数控机床的组成数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，如图1所示。 1.1 控制介质控制介质是储存数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物，它记载着零件的加工程序，因此，控制介质就是指将零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。控制介质有多种形式，它随着数控装置类型的不同而不同，常用的有穿孔带、穿孔卡、磁带、磁盘等。随着数控技术的发展，穿孔带、穿孔卡趋于淘汰，而利用CAD/CAM软件在计算机编程，然后通过计算机与数控系统通信，将程序和数据直接传送给数控装置的方法应用越来越广泛。 1.2 数控装置数控装置是数控机床的核心，人们喻为“中枢系统”。现代数控机床都采用计算机数控装置，即CNC（Computer Numerical Control）。数控装置包括输入装置及中央处理器(CPU)和输出装置等构成数控装置能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。 1.3 伺服系统

数控机床的发展趋势及国内发展现状.doc

数控机床的发展趋势及国内发展现状 1．引言从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。 2．数控机床的发展趋势 2.1 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。 2.2 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，使C NC控制单位精细化，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%；

数控机床与普通机床的结构图比较-国内外发展趋势与就业分析

数控机床与普通机床的结构图比较，国内外发展趋势与就业分析数控机床与普通机床结构图比较在传统的普通机床中，主运动一般采用多轴乘积式分级变速机构，系统构造复杂，传动链长，从而导致传动精度低且动态性能差。现代数控机床多采用直流或交流调速电机驱动主轴的转动，由电机加无级调速或者很少几级分级变速实现传动，分级变速采用3、4对变速齿轮或塔轮，这种传动方式的传动链断，不仅传动精度高而且实现自动控制比较容易。数控机床的进给运动都采用伺服系统，因而步进电机，滚珠丝杆、滚动导轨或滚动支承等功能元件的应用愈来愈普遍，使得进给箱与滑板箱的构造也得以简化。国内外发展趋势目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、并联驱动化、、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。 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。其中主要是主轴转速、进给率、运算速度、换刀速度提高 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。 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，提高了球体磨床零件加工精度，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。 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。主要包括加工过程自适应控制技术、加工参数的智能优化与选择、智能故障自诊断与自修复技术、智能故障回放和故障仿真技术、智能化交流伺服驱动装置、智能4M数控系统等。 5. 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，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。

重油加氢技术特点和发展趋势

113重油加氢技术特点和发展趋势卜蔚达（中国石油大学（北京）化学科学与工程学院，北京 102249）摘要：本文针对重油加氢技术的重要性和应用情况，从工艺和催化剂角度分别介绍了固定床、悬浮床、沸腾床、移动床加氢技术的特点和发展现状，通过对四个工艺优缺点的分析提出了重油加氢的研究方向和发展趋势。关键词：重油加氢；固定床；悬浮床；沸腾床引言随着原油的变重、变稠以及轻质油品的需求量不断增大，重油加工成为现代炼厂面临的主要问题。目前重油加工主要有延迟焦化、减粘裂化、重油催化裂化和重油加氢4个工艺过程[1]。延迟焦化和减粘裂化属于热加工过程，其特点是可以处理各种渣油，但是液体产物的质量差、焦炭产率高。重油催化裂化对原料的要求较高，无法处理劣质的渣油。重油加氢一方面可以处理高硫、高残炭、高金属的劣质渣油，另一方面可以提高液收率和液体产物的质量。同时可以和其它工艺进行组合，特别是重油加氢和催化裂化组合工艺。我国在重油加氢方面和国外存在着较大的差距，但是随着国内环保机制的日益严格化，对油品的质量提出了更高的要求，提高重油加氢技术显得尤为迫切。 1 重油加氢技术 1.1 固定床加氢技术固定床渣油加氢技术的应用最为广泛，工业化过程也最多。我国引进和自行设计开发的渣油固定床加氢工艺如下[2，3]： 1.1.1 VRDS工艺我国第一套渣油固定床加氢工艺，于20世纪90年代初由齐鲁石油化工公司从美国Chevoron公司引进。最初的设计以孤岛减压渣油为原料，以生产低硫燃料油为目的，后来发展成VRDS-RFCC组合工艺，即减压渣油经固定床加氢处理后给重油催化裂化提供原料。采用组合工艺后，其渣油能够全部转化，加工深度高，轻质油收率高。 1.1.2 ARDS工艺我国从UOP公司引进的中东含硫原油常压渣油加氢脱硫装置。对常压渣油进行加氢脱硫、脱氮、脱金属、脱残炭等使加氢后的重馏分可在催化裂化等装置中进一步轻质化。 1.1.3 S-RHT工艺茂名石油化工公司渣油固定床加氢脱硫装置是我国自行设计开发的固定床加氢处理技术，洛阳石油化工工程公司承担此项目的工程开发、工程设计，设计原料为中东含硫原油的减压渣油及部分减压蜡油混合料，主要产品为少量石脑油、柴油和大量的脱硫改质催化裂化进料。固定床重油加氢的优点是工艺成熟，产品收率高，精致深度高，脱硫率可以达到90%[4]以上，工艺和设备结构简单，易操作。缺点是无法及时更新催化剂，在处理高金属和高沥青质、高胶质含量的原料时，催化剂减活和结焦较快，床层也易被焦炭和金属有机物堵塞。只能加工金属<200μg/g，残炭<15%的渣油[4]，因此对原料的适应性较差。固定床反应器是非等温反应器，对于放热的加氢反应容易产生飞温现象。另外，固定床加氢工艺单程转化率低(20%-50%)[4]，需要有较大的重油催化裂化、柴油加氢精制装置进行配套，产品中柴汽比较低。1.2 悬浮床加氢技术我国悬浮床加氢工艺还处于研究和开发阶段，目前主要有两种工艺过程，即[1]。 1.2.1 FRIPP的悬浮床工艺该工艺采用空筒式反应器和高活性水溶性多金属分散催化剂、现场乳化分散、硫化剂直接加入到原料中，在加热过程中催化剂进行预硫化的方式操作，催化剂具有较强的抑焦功能，可实现长周期连续运转。催化剂水溶液被乳化分散在原料油中直接通过反应器，流程简单、操作方便，克服了早期的悬浮床工艺尾油中含有大量固体颗粒从而难以 2010年第3期2010年3月化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment

数控机床的现状与发展

数控机床现状及发展趋势分析数控机床的概念数控机床就是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。国产数控机床的发展现状一、国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历{HotTag}了30年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1,500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。

五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于2台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多，国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。二、国产数控机床存在的问题由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可*性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可*性还较差，数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前主要问题有：三、核心技术严重缺乏统计数据表明，数控机床的核心技术—数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国90%需要国外进口。如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅路机床集团，在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社，所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口，国内真正大而强的企业并不多。目前世界最大的3家厂商是：日

论数控技术的发展趋势

论数控技术的发展趋势【论文关键词】：数控技术; 趋势; 智能【论文摘要】：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。 1. 引言数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。 2. 国内外数控系统的发展概况随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 3. 数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面： 3.1 高精度、高速度的发展趋势

国内外研究现状和发展趋势

北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 1、由城市绿地到城市林业的发展城市绿地是城市中一种特殊的生态系统，它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境，为城市生物提供适宜的生境；另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。绿地(green space)一词，各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释，西方城市规划概念中一般不提城市绿地，而是开敞空间(Open Space)，我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念，包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同，但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性，即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观，是城市中保持自然景观，或使自然景观得到恢复的地域，是城市自然景观和人文景观的综合体现，是城市中最能体现生态性的生态空间，是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括：组织城市空间的功能、生态功能（改善生态环境的功能、生物多样性保护功能）、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。城市绿地发展和研究进程包括：城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程，认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动（1843～1887）、公园体系（1880～1890）、重塑城市（1898～1946）、战后大发展（1945～1970）、生物圈意识（1970年以后）等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程，其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念，绿带网络提供城区间的隔离、交通通道，并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则，对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年，英国议会通过了绿带法案（Green Belt Act）。1944年的大伦敦规划，环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年，又将该绿带宽度增加到6～10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年，莫斯科进行了第一个市政建设总体规划，规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”；1960年调整城市边界时，“森林公园带”进一步扩大为10～15公里宽，北部最宽处达28公里；1971年，莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式，将城市分隔为多中心结构。目前，德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩，其树种主要为乡土树种，基本上是高大的落叶乔木（栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等）[4]。在绿化城

数控机床的现状和发展趋势

我国数控机床的现状和发展数控机床是数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。因而了解和提升数控机床对我国的制造业的发展至关重要。一.国内外数控机床的发展（1）我国数控机床的发展我国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。建国初期在1958—1979年间为第一阶段，第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。改革开放，从1979年至今为第二阶段。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国家(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、多轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。（2）国外数控技术的发展数控机床的起源 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。1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）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，于1957年正式投入使用。标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控机床的兴起 1952年美国麻省理工学院和吉丁斯·路易斯公司首先联合研制出世界上第一台数控升降台铣床，随后德国、日本、苏联等国于1956年分别研制出本国的第一台数控机床。60年代初，美国、日本、德国、英国相继进入商品化试生产，由于当时数控系统处于电子管、晶体管、和集成电路初期，设备体积大、线路复杂、价格昂贵、可靠性差，数控机床大多是控制简单的数控钻床，数控技术没有普及推广，数控机床技术发展整体进展缓慢。 70年代，出现了大规模集成电路和小型计算机，特别是微处理器的研制成功，实现了数控系统体积小、运算速度快、可靠性提高、价格下降，使数控系统

数控技术的发展趋势

数控技术的发展趋势日期: 2009-11-27 6:13:15 浏览: 327 来源: 学海网收集整理作者: 未知数控技术是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。我国数控技术起步于1958 年，在近50 年发展历程大致可分为3 个阶段：第一阶段从1958 年到1979 年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段由于改革开放、国家的重视、研究开发环境和国际环境的改善，我国的数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段，在此阶段我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。 1.取得的成绩纵观我国数控技术近50 年的发展历程，特别是经过四个五年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩： ——奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术：我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化和产业化。——初步形成了数控产业基地在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂、兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。 ——建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。 2.存在的差距虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但也要清醒的认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的技术水平差距有扩大趋势。与国外水平相比时，我国数控技术水平和产业化水平大致估计如下： 1)技术水平比国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大； 2)产业化水平市场占有率低，品种覆盖面小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对较差；可靠性不高，商品化程

浅析数控机床的发展进程及趋势模版

浅析数控机床的发展进程及趋势模版 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

网络教育学院本科生毕业大作业题目：浅析数控机床的发展进程及趋势学习中心：层次：专科起点本科专业：机械设计制造及其自动化年级：年季学号：学生：指导教师：完成日期：年月日

内容摘要本文以数控机床为研究对象，首先阐述了数控机床的发展历程，尤其对其进给伺服系统和机械传动系统的发展过程进行了详细描述，接下来对我国数控机床的发展现状与发展趋势进行了介绍，并分析了其存在的问题，最后提出了针对我国数控机床的发展策略。关键词：数控机床；进给伺服系统；机床加工程序目录

前言自20世纪末开始，我国制造业就开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步，机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素，既是生产力要素，又是重要商品。机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。近年来, 我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强, 无论在精度、速度、性能, 还是智能化方面都取得了相当的成绩[1]。在国际贸易中, 很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的主要机电出口产品。因此，对数控机床技术的发展历程进行总结分析，将有助于推进我国数控机床技术实现跨越式发展的目标。

1 数控机床的发展进程自上世纪50年代以来，世界数控机床主要经历了数控NC（Numerical Control）和计算机数控CNC（Computer Numerical Control）2个阶段[2]。数控NC阶段主要经历了以下3代：第1代数控系统，始于50年代初年，系统全部采用电子管元件，逻辑运算与控制采用硬件电路完成。第2代数控系统，始于50年代末，以晶体管元件和印刷电路板广泛应用于数控系统为标志。第3代数控系统，始于60年代中期，由于小规模集成电路的出现，使其体积变小、功耗降低，可靠性提高，推动了数控系统的进一步发展。计算机数控CNC阶段也经历了3代：第4代数控系统，始于70年代，当首个采用小型计算机的CNC装置芝加哥展览会上露面时，标志着CNC技术的问世。第5代数控系统，70年代后期，中、大规模集成电路技术所取得成就，促使价格低廉、体积更小、集成度更高、工作可靠的微处理器芯片的产生，并逐步应用于数控系统。第6代数控系统，始于90年代初，受通用微机技术飞速发展的影响，数控系统正朝着以个人计算机(PC)为基础，向着开放化、智能化、网络化等方面进一步发展。数控机床通常由控制系统、进给伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。其中进给伺服系统作为数控机床的重要功能部件，其性能是决定数控机床加工性能的极其重要的技术指标。因此提高进给伺服系统的动态特性与静态特性的品质是人们始终追求的目标。接下来主要介绍一下进给伺服系统和机械传动系统的发展历程。进给伺服系统机械传动系统本部分介绍机械传动系统相关内容，包括机械机构实体包含哪几部分，每部分的作用等。1000字符左右，写好后，本段加黄底色颜色的文字请删去。

国内外研究现状

1国内外研究现状 1.1国内交通应急信息化现状 2006年8月，交通运输部颁发了《公路水路交通信息化“十一五”发展规划》，提到信息化的主要目标为““十一五”公路水路交通信息化主要任务可归纳为：建设两级数据中心、三大综合信息平台、三大应用系统，完善两大门户网站、三个保障体系和一个通信信息基础网络。以数据库建设为基础，以信息资源共享为目的，建设部、省厅（局、委）两级数据中心；以业务数据为核心，整合业务系统，构建部省两级公路、水路和综合类管理三大综合信息平台，从而形成交通电子政务平台的核心内容；以三大信息平台建设为基础，开发和推广交通运行综合分析、公路水路交通应急处理和公路水路公众出行信息服务三大应用系统；建设和完善各级交通主管部门的内外网两大门户网站，作为信息平台和应用系统的前端展示；构建和连通覆盖区域的交通通信信息基础网络，为交通信息的传输、交换与共享提供支撑；构筑交通信息化建设运营、安全保证及标准规范三个保障体系，确保交通信息化建设目标的顺利实现。” 1.1.1公路应急目前我国公路应急信息化发展较迅速，在一些人口众多的大城市都建立了比较成熟的交通应急指挥中心。举例如下： (1)北京市交通应急指挥中心。为实现对意外事件的快速反应和高效处置，北京市完善了交通民警警务装备，建设了交通应急指挥硬、

软件系统。在系统综合管理平台下，以宽带、高速数字通信网络为基础，以交通地理信息系统为依托，集成了交通指挥调度信息系统、“122”接处警系统、综合信息查询系统、警车定位系统等。发现交通意外或接到“122”报警后，指挥中心利用警车卫星定位系统、无线指挥通信系统等技术手段，将距离事发地点最近的警车直接调度到达现场，处警时间缩短至平均3分钟每起，使得交通管理处置能力显著增强。目前，系统平均每天接到群众交通报警、交通咨询7000余起，发布各种指挥调度指令700多次。通过快速处置，因交通意外造成的交通堵塞减少了25%。同时，在指挥调度中心设立了交通广播直播室，建设了户外信息显示屏、停车诱导系统，并利用电台、电视台、寻呼台等多种媒体，有效诱导交通流，均衡交通流量，为交通参与者出行提供方便。目前，已有340余处路口、人行横道信号灯实现了计算机集中控制，二环路内交通信号已全部实现计算机自动优化区域协调控制，路网运行能力提高15%以上，基本保障了全市道路交通的正常运行，取得了良好的经济效益和社会效益。 (2)山东省交通应急指挥中心。山东省依托易华录公司按照”金盾工程”的技术标准和功能要求，应用最新的现代通信、多媒体网络、计算机、自动化控制等理论与新技术，以现有网络和信息系统为基础，以山东省GIS地理信息系统为支撑，以有线通信系统为纽带建立了山东省交警总队应急指挥中心。中心将山东省公安交通管理信息系统、警务工作站系统、各地市视频监控系统、GPS警车定位系统、指挥调度系统等有机地组成一个整体，充分发挥指挥中心技术系统的整体效能，建立具有数据采集、整合、处理调度、反馈等功能的交通指挥运行机制，实现科学、高效的现代化交通管理。主要建设内容如下:

含油污泥的处理现状及展望

含油污泥的处理现状和展望摘要含油污泥会对环境造成二次污染，必须进行无害化处理和资源化利用。针对含油污泥处理现状，分析了国内外处理含油污泥方法上存在的问题，综述了国内外含油污泥的处理技术现状、及含油污泥处理技术的研究进展。资源化利用将成为含油污泥处理技术的发展趋势。关键词：含油污泥；资源化；除油；综述 Abstract: Oily sludge may do harm to the production and the environment and must be treated harmlessly and be utilized comprehensively.n view of the present situation of oily sludge treatment, the problems existing in oily sludge treatment at home and abroad are analyzed.This article summarized the present situation about domestic and foreign oily sludge treatment, and forecast the development direction about technology of oily sludge treatment. Resources utilization of oily sludge will be the dominant technique for oily sludge treatment in the future. Key Words: oily sludge、comprehensive utilization、oil removal、detoxification 1含油污泥的危害和来源含油污泥是石油生产的伴随品,是石油生产的主要污染源之一,也是影响油田及周边环境质量的一大难题。含油污泥中大量的有机物和丰富的氮、磷、硫等营养物质,不加稳定处理的污泥任意排入水体,污泥中的有机物和氨氮将大量消耗水体中的氧,导致水体水质恶化,严重影响水生物的生存,营养物质又会使水体富营养化,在沿海海域造成赤潮和绿潮。除此,不同成分的含油污泥对环境和人类造成的危害是不同的。 1.1含油污泥的危害油田含油污泥的组成成份极其复杂,是一种极其稳定的悬浮乳状液体系,含有大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体、固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等,还包括生产过程中投加的大量凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理剂[1]。并因其体积庞大,排放后不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。我国现已对含油污泥的排放加强了重视[2],目前明确规定,肆意排放未经处理的含油污泥将处以1 000元/ m3·d 的罚款。这样虽然限制了部分污染物的排放,但仍然不能从根本上解决问题。所以含油污泥