数控系统的国内外发展及应用现状
数控技术大作业题目数控系统的国内外发展及应用现状
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提交日期2012年5月21日
摘要
数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。数控系统已经实现纳米插补与控制技术，并广泛地运用机器人、智能化加工技术和CAD/CAM技术，数控系统本身也从封闭转向开放式，并朝着高速、高精度化、网络化、环保化的方向发展。
关键词：数控系统开放式研究现状发展趋势
目录
一、国外数控系统现状 (4)
1.美国A- B 公司 (4)
2.日本FANUC公司 (5)
3.德国SIEMENS公司 (6)
二、国内数控系统现状 (7)
1.华中数控 (7)
2.广州数控 (9)
3.北京航天数控 (9)
三、国内外数控系统比较 (10)
四、结论 (10)
参考文献 (11)
数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。从1952 年美国麻省理工学院研制出第1 台实验性数控系统，到现在已走过了半个世纪。数控系统也由第一代电子管的硬联接数控发展到第五代MPCNC的软联接数控。
数控系统已经实现纳米插补与控制技术，并广泛地运用机器人、智能化加工技术和CAD/CAM技术，数控系统本身也从封闭转向开放式，并朝着高速、高精度化、网络化、环保化的方向发展。
一、国外数控系统现状
国外数控系统发展总体趋势如下：1.新一代数控系统向OG化和开放式体系结构方向发
展。2.驱动装置向交流、数字化方向发展。3.增强通信功能，向网络化发展。4.数控系统在控制性能上向智能化发展。
在国际市场，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。国外的主要数控系统制造商有西门子（Siemens）、发那克（FANUC）、三菱电机（Mitsubishi Electric）、海德汉（HEIDENHAIN）、博世力士乐（Bosch Rexroth）、日本大隈（Okuma）等。下面对几个主要系统进行功能介绍与应用分析。
1.美国A- B 公司
美国Allen-Bradley(简称A-B公司)，在首先推出CNC系统7300系统后，80年代又开发出8200，8400，8600系列。
其中A-B8600系列是适用于各种加工设备的柔性CNC系统，通过软硬件的不同配置可派生出四个类型和三种不同档次的产品。四种类型是8600T/车床，8600TC/车床和车削中心，8600MC/铣床和加工中心，8600CP通用型（可用于机器人等）；三种不同档次是8605,8610-10,8650-20。下面对8650-20进行详细介绍
●8600系统为多主式, 主从结构的多微处理器CNC装置，主系统微处理器有两种规格，即标准（CPU用8086/处理器用8087）和高速(CPU用80286/处理器用8028)的两种，轴控制的CPU为8086，高速数据通道n 模块用CPU为80186。
●系统的轴控制功能最多具有17个轴控制能力，即一个主轴控制，16个伺服轴控制，其中8个点到点的轴，8个插补轴，16个伺服轴中有10个轴可联动(其中8个插补轴，2个点到点轴)。
●带有直线和旋转运动及圆弧插补，可在任何平面上作圆弧插补，在轮廓加工中，可自动控制进给率，自动补偿反向误差，可进行软件行程限位、刀具补偿和刀具寿命管理等。
●反馈装置可以编码器、旋转变压器或同步感应器来实现反馈，具有所有模式的自动加减速控制。
●CRT有显示字符和图形的功能，根据定义可对存储装置的目录显示、零件程序及输人的原始偏置值显示、毛坯余量显示，不仅可以用图形显示程序，还可用图形显示输人、输出信号的状态。
●8600系列在较强的软、硬件支持下，具有多组程序处理能力，可并行执
行最多到5 组的零件程序。
●用ASSET高级语言扩属了零件程序，能将系统的变量、文件、键盘、显示及串行接口等系统信息引人到零件程序编制环境中。
●具有多种编程方法:
●蓝图(即零件图纸)直接编程；（b）几何工艺语言（GTL）编程；（c）参数化编程，是一种独特的强有力编程工具，可将任何加工顺序作为用户加工环来设计和编程，只给定变数的值即可编制出相似形状工件的程序。
●具有联接到厂级的宽带通信系统的能力，还带小型DNC接口，远程I/O 功能，高速数据通道。
●CNC系统配置的SIPROM（顺序程序）高级语言可很方便地实现梯形图编制，是一个自动编程器。
2.日本FANUC公司
日本FANUC公司是专门生产数控系统及设备的较有影响的厂家，其数控系统销售额占世界的50%，它研制开发了大量新产品并一直处于数控领域的重要位置。
FANUC在7 0 年代中后期生产的CNC装置主要有FSS ,FS7，FSZ，FS3，FS6，FS9 等，大多数是单微处理机和专用芯片(大规模集成电路)相结合的模块化结构，其中FS7CPU 为位片式微处理器构成，FSSCPU是单板机结构，FS6，FS3的CPU是8086，FS9是数控/仿形（NC/TC）联合控制。在轴控制能力上，从标准的三轴（X、Y、Z）过渡到多轴控制（如FS9 最多可控制15根轴）操作显示功能，由一般的键盘操作过渡到以功能软键操作及菜单驱动，开始有了图形显示功能及人机会话功能，这些数控系统都带有内装式PLC控制，大多数系统己配置了RS-232C标准的串行通信接口，完成数据输入/输出和传送，自诊断功能也逐步加强，从只有故障分类报警到能诊断出故障的内容等等。
在80年代FANUC生产和推出的CNC装置主要有F0、F10/11/12/15，
F00/100/110/120，FS15/150，F0 Mate等，这些都是典型现代数控系统，其中F0 Mate是F0派生产品，它与F0比较是一种功能简单、结构更紧凑的经济型系统，而F00/100/110/120/150系统是在F10/11/12/15系列的基础上，增加了MMC（Man Machine Controller一人机交互界面）是CNC、PMC （可编程机床控制器）、MMC 三位一体的CNC系统。
（1）FANUC系统0系列即F0系列是结构紧凑的可组成面板装配式的CNC 装置，当选择了FANUC的各种强电模块时，易于成为一种交钥匙系统。
（2）FANUC系统10/11/12系列的CNC系统有很多品种，可适用于各种机床，从规格上看,M型CNC型装置用于铣、镗床和加工中心，T型用于车床，TT型用于双刀架车床，F型是有对话功能的CNC装置。
（3）FANUC，FS15系列是较新的32 位CNC装置，已具有AI（人工智能）功能的CNC装置。其特点如下：
●FS15系列采用的是模块式，多主总线（FANUC BUS）结构，为一个多微处理器控制系统，所用主CPU是68020，还有一个子CPU （SUB CPU），此外在PMC、轴控制、图形控制、通信及自动编程等功能中也均有各自的CPU。
●FS15可构成最小至最大系统，可控制2-15根轴，还有PMC的轴控制功能，适用于大型机床、复合机床的多轴控制和多系统控制。
●因采用32位高速多主总线和32位微处理器，能实现很高的加工速度（设
定单位在0.0001mm时进给速度可达24m/min）及实现连续微小程序段的高速加工（当NC语句输人下3轴联动时，高速规格是4ms每程序段相当于15m/min 进给）。
●与上位计算机之间可实现数据信息的高速传送，有通信专用微处理器和RS422接口及远程缓冲功能。
●FS15带内装式PMC（型号为FANUC PMC-N）在系统和PMC之间设有很大的窗口供用户编制软件。
●FS15系列还增加了64位RISC精简指令微处理器，使加工速度提高4倍。
3.德国SIEMENS公司
德国SIEMENS (西门子)公司，也是世界上有名的数控生产家，自从70年代中和日本FANUC公司合作开发了典型的C尺公系统7以后，在70年代末期，还开发了SINUMERIK8和6系统，80年代又推出了SINUMERIK 3系统( 初期)、SINUMERIK 810和820系统(中期)及SINUMERIK 850和880系统(末期)等。
SIEMENS公司SINUMERIK CNC系统的这些产品，概括地说有以下这些特点：
主要采用了模块化结构, 模块均为印刷电路板。
在一种CNC系列中，选用的是标准硬件模块，并在一种硬件上配置了多种软件，使用户既可选择不同模块又可具有多种工艺类型来满足多种机床的需求。
具有与上位计算机通信的功能，易于进人柔性制造系统(FMS)。
都带有可编程控制器，一般是用SIMATIC S5系列，并用Steps编程语言。
有人机对话功能及多种语言显示（主要是欧洲语言）。
选择RS-232C串行通信口或20mA电流环作数据传递，有很强的扩展性。
此外，西门子公司这七个系列产品可归纳成以下四种类型的CNC装置，代表了西门子公司四个时期数控系统的发展水平。
（1）SINUMERIK 8适配各种机床，通常8ME/8M/8MC及Sprint 8M/Sprint 8ME/Sprint 8M-C用于铣、锉、钻及加工中心，而带Sprint系列又有蓝图编程功能的8MC/8MCE/8MCE-C用于大型镗铣床，8T/Sprint 8T用于车床。
（2）SINUMERIK 3亦有多种型号，用于控制各种机床（3T-车床，3M-铣床，3TT-双刀架4轴车床，3G-磨床，3N-冲剪机床），当3T系统借助于TRANSMIT （转换）功能，可使一般的CNC车床成为一个车削中心, 在一台机床上就能一次完成车、钻、锉、铣的切削。
（3）SINUMERIK 810/820是一种用于小型机床的数控系统，分别有M型(用于镗、铣床及加工中心，T型用于车床、G型用于磨床)等，此外810系列有810T/810TE、810M/810ME、810G/810GE等CNC装置。
（4）SINUMERIK 850/880是SINUMERIK推出的最新CNC产品，它适用于高自动化水平机床及FMS，这一系列包括850M、850T、880M、880T等型号规格。
SIEMENS公司的850/880系统，是多微处理机结构的典型，有如下特点：
●主CPU为80386多微处理器系统，由多种CPU （如数控中用CPU、通信用CPU、伺服用CPU及PLC用CPU等，这些CPU除通信CPU外，还均能扩至CPU 2~4）组成。
●这类系统有很强的通信功能，可进入FMS与CIMS的系统中进行通信。
●850/880系统在部分印刷电路板上，采用了先进的表面安装技术（如存储器模块）。
●尤其在多轴控制上（最多控制轴数20~30个，可实现16个工位联动控制），PLC及编程方面具有特色，在通信（适应FM S和CIMS 需要有通道结构，用了通信中央处理单元）方面有很强的数据管理、传递和处理能力，最后还有功能较强的PLC ，并可扩展到2~4个，既可满足各种机床与CNC之间大量的信息交换又显著地提高了信息传递速度。
二、国内数控系统现状
随着国际学术及产业界对开放式数控系统研究的日益推进，我国的相关研究也越来越受到重视。经过几十年的发展，我国机床行业也形成了具有一定生产规模和技术水平的产业体系，国产数控系统产业发展迅速，在质与量上都取得了飞跃。
国内数控系统基本占领了低端数控系统市场，在中高档数控系统的研发和应用上也取得了一定的成绩。其中，武汉华中数控股份有限公司、北京机电院高技术股份有限公司、北京航天数控系统有限公司和上海电气（集团）总公司等已成功开发了五轴联动的数控系统，分别应用于数控加工中心、数控龙门铣床和数控铣床。近期，武汉重型机床集团有限公司应用华中数控系统，成功开发了CKX5680 控七轴五联动车铣复合加工机床。国内主要数控系统生产基地有华中数控、航天数控、广州数控和上海开通数控等。
1.华中数控
华中“世纪星“数控系统在功能和配置方面远优于国外普及型数控系统。特别是在多轴（9轴）联动、三维图形显示、动态仿真、大容量程序内存、双向螺距补偿、汉字界面、网络功能、开放体系结构、TFT彩色薄形显示器等配置方面，已达到国外高档系统（如FANUC-18、SIMENSE-840）的水平。
众所周知，国外的高档数控系统价格非常昂贵，如意大利Fidia仿形数控系统价格为60~70万元人民币，英国的雷尼绍仿形测头价格高达28万元人民币，德国Walter的数控工具磨床，仅一种刀具的编程软件即需1万美元.而华中数控与菲地亚相同档次的仿形数控系统价格约仅为其1/3。此外，若进口五轴联动以上的数控系统，还受到西方政府的管制，要对最终用户和最终用途进行调查，限制其使用，若认为与军事工业有关，则不予批准。即使我国民用工业能购进口这类设备，其价格也非常昂贵，仅一套CNC单元价格高达20多万元人民币，而华中数控五轴CNC价格约为其1/4。
另外开放式、网络化已成为当今数控系统发展的主要趋势。华中“世纪星”系列数控系统包括世纪星HNC-18i、HNC-19i、HNC-21和HNC-22四个系列产品，均采用工业微机（IPC）作为硬件平台的开放式体系结构的创新技术路线，充分利用PC软、硬件的丰富资源，通过软件技术的创新，实现数控技术的突破。通过工业PC的先进技术和低成本保证数控系统的高性价比和可靠性。并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、联网通讯等技术、使数控系统可以伴随PC技术的发展而发展，从而长期保持技术上的优势。
“世纪星”系统功能主要特点如下：
1）编程语言采用国际通用的G代码编程，具有直线、圆弧、螺旋线插补功能，支持程序的旋转、缩放、镜像、刀具补偿、宏程序、子程序调用、多种坐标系设定等功能。支持MasterCAM、UG、ProE等CAD/CAM系统生成的数控加工程序。
2）支持公制/英制输入，绝对值/增量值编程，每分钟/每转进给和直径/半径编程功能。
3）提供多种固定循环和复合循环，车床内（外）径粗车复合循环支持凹槽加工功能。固定循环和复合循环的使用可以用一个程序段来完成一个加工循环，使编程大大简化。
4）车床支持倒角（直角、圆角）、螺纹切削，螺纹切削具有多头螺纹加工功能，并可加工变螺距螺纹。铣床既支持柔性攻丝也支持刚性攻丝，刚性攻丝的使用提高了加工效率, 保证螺纹精度。
5）支持恒线速度切削功能，根据刀尖的位置自动变化主轴速度，使切削线速度保持恒定，以满足工件加工的工艺要求，大大提高精加工面粗糙度，延长刀具的使用寿命。
6）具有小线段连续高速加工功能（G64）和准确定位功能（G61），加减速控制采用S曲线加减速。G64支持程序超前预处理，超前预读程序，将小线段按连续轨迹高速进给,根据拐角大小，自适应控制进给速度，保证拐点处的误差小于跟踪误差的允差设定，特别适合加工CAD/CAM生成的复杂模具加工程序。
7）8重子程序调用，宏程序支持逻辑运算符（AND、OR、NOT）、函数（SIN, COS, TAN, ATAN,ATAN2,ABS, INT, SQRT, EXP）、条件判别语句（IF, ELSE, ENDIF）和循环语句（WHILE, ENDW），可实现复杂的运算，功能强大。用户使用变量进行算术、逻辑和函数的混合运算，可编制各种复杂的零件加工程序，减少甚至免除繁琐计算，大大精简程序量。
8）支持单、双向螺距补偿和反向间隙补偿，螺距补偿数据最多可达256点。具有跟踪误差允差设定与报警功能，数控系统实时监控机床实际坐标，对机床的非正常运行状态进行报警。
9）具有断点保存与恢复功能，大零件程序加工可分时段加工，系统记忆上次中断加工时的状态，为用户提供极大的方便
10）三维图形实时显示刀具轨迹和零件形状，界面实时加工参数显示，包括坐标位置（机床、工件、相对）、跟踪误差、剩余进给、M、S、T和进给速度、倍率等，显示内容丰富。
11）空运行和图形化程序校验功能，方便加工代码的编制和检验。具有后台编程功能。
12）进给修调、快速修调和主轴转速修调三种控制功能，修调范围达到10－150％。
13）系统采用汉字用户界面，提供完善的在线帮助功能（程序代码和帮助图例），操作简便，易于掌握和使用。
14）支持自动换刀、刀具长度补偿和刀尖半径补偿。车床系统支持多种对刀方式（相对刀偏和绝对刀偏），刀补具有圆弧半径补偿，满足高精度加工的要求。
15）支持指定程序行加工、任意程序行加工和程序跳段功能，加工代码的控
制更加方便、灵活。
16）提供二次开发接口，可按用户要求定制控制系统的功能，适合专用机床控制系统的开发。
2.广州数控
广州数控生产的GSK983M系统是中高档数控系统产品，该系统最多可实现5轴4联动，可实现高速高精闭环加工，最高移动速度达24m/min精度达1μm。可实现12种固定循环，空间螺旋线插补，刀补C，螺补，用户宏A/B，比例缩放，坐标系旋转等等功能；内嵌式PMC，192/128个I/O点，5000步容量，梯图编程，大大方便和简化机床强电设计并可由户自行二次开发。可实现DNC加工，程序及参数传输功能，极大方便于加工程序备份保存和机床调整。图形显示，中/英文菜单，后台编辑；配备10.4英寸TFT液晶显示器。具有低价格、高性能、高可靠性，等等优点，较适合用于铣床和小型加工中心。其加工稳定性在国产系统中占有一定的优势，该系统已被国内绝大多数机床厂家认可。
GSK983M采用当量技术进行位置闭环控制，使位置控制的准确可靠；用软件进行轮廓插补，专用硬件进行细插补，二级插补使的系统运行十分平稳。GSK983M配置的交流伺服电机，可采用高性能的脉冲编码器、旋转变压器或感应同步器作为检测元件，构成了闭环的CNC系统。
3.北京航天数控
北京航天数控系统有限公司最新推出的CASNUC 2100E系统是一个将PC104板嵌入到控制系统中的一体化的车、铣床闭环数控系统。该系统是将控制系统、显示面板、操作面板集于一体，结构紧凑，易于安装；彩色LCD显示，具有功能全面、性能可靠、连接简单、性价比高等优点。CAS-NUC 2100E数控系统适用于车床、铣床、钻床、磨床等4轴以下的机械设备控制。
系统特点：
①一体化CASNUC 2100e数控系统是一个将PCl04板嵌入到控制系统中的
一体化车/铣床数控系统，控制系统、显示面板、操作面板集于一体，结构紧凑，易于安装。
②高可靠性系统采用的PCl04板具有板载表贴内存、低功耗、不使用风扇等特点，将PCl04板嵌入到控制系统中减少了很多连接环节，系统可靠稳定，具有良好的电磁兼容、抗串扰能力设计。
③操作简单系统采用中文菜单，人性化界面；参数界面带有中文提示，中文报警提示，操作面板按键中文标识，使其操作更加简单、方便等。
(3)系统性能1)控制轴数：系统最多可控制4个轴(含主轴)。2)联动轴数：系统联动。轴数：2～4轴。3)主轴控制：可连接主轴伺服、变频器。4)显示部件：彩色LCD显示。5)键盘：微机兼容防水键盘(字母、数字)。6)手轮/手持盒：一个与手持器共用的手轮接口和8个输入点的手持盒(选件)。7)输入、输出控制：20路输入点、11路输出点(标准配置)。最大32路输入点、最大24路输出点(选件)。
8)存储器控制：14MB(标配)；最大可选配：256MB。9)通信：RS-232通信最高速度115 200 bit/s。10)DNC功能。11)小线段加工速度可达2m/min。
三、国内外数控系统比较
目前国内数控系统总体相对国外数控系统还有相当大的差距，在数控系统市场上有更明显的差距，国内数控系统多存在于中低端市场，高档数控系统完全被国外公司垄断。
国内数控系统现在渐渐向开放型数控系统发展，而国外系统由于其对国内的技术封锁加上目前几家大型传统数控公司并未推行开放式数控，由此，国内数控系统的优势将逐渐体现。
在当前市场的竞争中，国内数控系统在性能上并不落后很多，例如国内领先地位的华中数控系统，就其系统功能与SIMENSE和FANUC在中国广泛使用的系统相比毫不逊色，且在价格上国内有着一贯的优势，但是在系统的稳定性、可靠性上有一定的差距，这也是国内厂家不敢使用国内数控系统的主要原因。
在部分数控技术上，国内数控也有着一定的技术领先，例如华中数控系统的SDI算法在PC上实现了复杂曲面直接插补。而国外目前还只有三轴的类似研究，且需高速硬件支持。如苏黎世大学使用小型机和高速浮点阵列；日本铃木裕使用PC+15个Transputer 处理器；三菱公司认为需要2000个68020＋68881 。而华中I型已经实现了SDI算法，并成功地运用于3轴、4轴、5轴联动加工。所以，由机械部组织的专家鉴定会认为该技术“属国际首创”，“具有当前国际先进水平”。
随着今年国内数控系统在系统难点上的突破，国内数控系统越来越多地被人们认识认可，我们需要保持现有的动力，将现在数控系统发展环境的恶性循环转变为良性循环。
数控系统的发展不仅仅是数控系统厂家自行改进就能达到目的的，同时还需要对我国数控机床工业进行问题的寻找与解决。
以下是亟待加强或需要解决的共性问题：
1 深化数控机床基础理论研究；
2 提升数控机床自主研究开发和创新设计能力；
3 大力提高数控机床的可靠性；
4 掌握典型应用行业的加工工艺。
四、结论
从以上分析，我们看到了数控系统向OG化和开放式，交流、数字化，强化通信，网络化，控制性能智能化方向发展的趋势。
也从国内外的数控系统性能及应用对比中看到了国内外数控系统的优劣及当前国内数控市场的发展情况。
通过对比，我们看到了国内数控产业因改善的方向，特别是稳定性方面，必须赶上国外先进数控系统的脚步，这样才能以更优的价格占据我国的数控市场。
参考文献
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2015年国内外制造业发展趋势
国内外制造业发展趋势 中国工程物理研究院徐志磊尚林盛 ［摘要］阐述了制造业的重要性，分析了我国制造业的现状，并通过与国外先进制造业进行对比，提出了发展的总趋势和发展对策。 制造业是国家生产能力和国民经济的支柱，没有强大的制造业，一个国家无法实现经济快速、健康的发展；制造业是国家安全的重要保障，没有强大的制造业，一个国家的稳定和安全将受到威胁；制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重要基石，没有强大的制造业，实现现代化将失去坚实的基础。我国制造业每年直接创造国民生产总值的1／3，为国家财政提供1／3的收入，吸纳就业人员8000余万人。 我国制造业的现状 改革开放后，大量国外企业进入中国，我国制造业有了突飞猛进的发展，特别是近几年来，我国已经成为制造业大国，目前是世界第四大工业生产国，仅次于美国、日本、德国。2001年我国制造业的工业增加值相当于1998年美国的近1／3、日本的1／2，与德国的相近。纺织品及服装、家用电器、照相机等产品产量居世界第一位。我国正在由跨国公司的加工组装基地向制造基地转变，逐步成为世界工厂，而且在一些行业中，制造业已经拥有与世界同行竞争的实力。但我们与发达国家相比，制造业还有不小的差距，我们应有清醒的认识。在2001年世界500强中，我国企业仅有11家，但没有一家是制造业。技术含量高的“中国制造”产品航空制造技术第二产业产值只占到5%的世界份额，远远没有达到当年英美两国的水平。 当前我国制造业总体规模仅相当于美国的1／5、日本的1／4。制造业的人均劳动生产率远远落后于发达国家，仅为美国的1／25、日本的1／26、德国的1／20。 我国目前只在IT产业和制造方面有些优势，但核心技术还掌握在日本、韩国、新加坡等国家的企业手里。世界工厂是全球产业链的概念，是一个标志，不同的产业壁垒不一样，美国有世界工厂，例如飞机、尖端军工产品、高技术通讯设备，日本有众多的世界工厂。 我国的制造企业集中度低，大型骨干企业少，而且围绕大型骨干企业的中小型企业群体也未形成。技术创新能力十分薄弱，产业主体技术依靠外国，有自主知识产权的产品少，依附于国外组装比重大。 总体上看，我国的装备制造设备陈旧、落后，缺乏核心技术，大多数核心技术和产品依靠从国外引进，企业的经济效益低，销售收入利润仅为3.64%（1999年统计），劳动生产率为3.36万元／人?年。从上海汽车工业分析看，工业增加值的增长，主要依靠固定资产的大量投入，贡献率达100%，人工对工业增加值贡献为。技术进步的贡献，西方国家为80%，我国汽车工业为27.5%。
CNC加工中心-海德汉系统程式编程格式说明
10 BEGIN PGM MAXXTRON-TEST MM 紅字是程式名 11 BLK FORM Z X-60. Y-50. 工件大小 12 BLK FORM X60. Y50. 13 L Z0. R0F8000 M91 M31 回Z軸機械座標0mm位置 14 CYCL DEF 247 DATUM SETTING Q339=1座標系宣告 ; DATUM NUMBER 15 ; 16 CYCL DEF DATUM SHIFT 座標系偏移 17 CYCL DEF 18 CYCL DEF 19 CYCL DEF 20 ; 21 ; TOOL TYPE : BALLNOSED 刀具型式 22 ; TOOL ID : 1 刀號 23 ; TOOL DIA. 6. LENGTH 30. 刀直徑與刀長 24 ; 25 TOOL CALL 1 Z S12000 DL+ DR+ 呼叫1號刀轉速12000 26 ; Q1= 350 ; PLUNGE FEEDRATE 緩降進給 Q2= 3500 ; CUTTING FEEDRATE 切削進給 Q3= 5000 ; SKIM FEEDRATE 快速位移
27 ; 28 CYCL DEF TOLERANCE 高速高精度宣告 29 CYCL DEF 公差 30 CYCL DEF :0 精修模式 31 L M3 主軸正轉 32 ; 33 TCH PROBE 583 TOOL SETTING LEN ~ 測刀程式 Q350=+3 ;MEASURING TYPE ~ Q361=+3 ;NUMBER OF MEASURINGS ~ Q362=+ ;SCATTER TOLERANCE ~ Q359=+0 ;ADD. LENGTH CORRECT 34 ; 35 ; TOOLPATH : 1 36 ; 開始加工 37 L FMAX 207033 L FMAX 結束加工 207034 M05 主軸停止 207035 L Z0. R0 F8000 M91 回Z軸機械座標0mm位置207037 L M30 207038 END PGM MAXXTRON-TEST MM
存储器的发展史
1.存储器设备发展之汞延迟线是基于汞在室温时是液体，同时又是导体，每比特数据用机械波的波峰（1）和波谷（0）表示。 机械波从汞柱的一端开始，一定厚度的熔融态金属汞通过一振动膜片沿着纵向从一端传到另一端，这样就得名“汞延迟线”。 在管的另一端，一传感器得到每一比特的信息，并反馈到起点。 设想是汞获取并延迟这些数据，这样它们便能存储了。 这个过程是机械和电子的奇妙结合。 缺点是由于环境条件的限制，这种存储器方式会受各种环境因素影响而不精确。 1950年，世界上第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC由冯.诺依曼博士领导设计。 它的主要特点是采用二进制，使用汞延迟线作存储器，指令和程序可存入计算机中。 1951年3月，由ENIAC的主要设计者莫克利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-I交付使用。 它不仅能作科学计算，而且能作数据处理。 2.存储器设备发展之磁带UNIVAC-I第一次采用磁带机作外存储器，首先用奇偶校验方法和双重运算线路来提高系统的可靠性，并最先进行了自动编程的试验。 磁带是所有存储器设备发展中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之 一。 它互换性好、易于保存，近年来，由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术，大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。
根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录（数据流）技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术。 根据读写磁带的工作原理，磁带机可以分为六种规格。 其中两种采用螺旋扫描读写方式的是面向工作组级的DAT（4mm）磁带机和面向部门级的8mm磁带机，另外四种则是选用数据流存储技术设计的设备，它们分别是采用单磁头读写方式、磁带宽度为1/4英寸、面向低端应用的Travan和DC系列，以及采用多磁头读写方式、磁带宽度均为1/2英寸、面向高端应用的DLT和IBM的3480/3490/3590系列等。 磁带库是基于磁带的备份系统，它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能，但同时具有更先进的技术特点。 它的存储容量可达到数百PB，可以实现连续备份、自动搜索磁带，也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计，整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。 磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。 在网络系统中，磁带库通过SAN（Storage Area Network，存储区域网络）系统可形成网络存储系统，为企业存储提供有力保障，很容易完成远程数据访问、数据存储备份或通过磁带镜像技术实现多磁带库备份，无疑是数据仓库、ERP等大型网络应用的良好存储设备。 3.存储器设备发展之磁鼓1953年，随着存储器设备发展，第一台磁鼓应用于IBM 701，它是作为内存储器使用的。 磁鼓是利用铝鼓筒表面涂覆的磁性材料来存储数据的。 鼓筒旋转速度很高，因此存取速度快。 它采用饱和磁记录，从固定式磁头发展到浮动式磁头，从采用磁胶发展到采用电镀的连续磁介质。 这些都为后来的磁盘存储器打下了基础。
数控系统的国内外发展及应用现状10616
金属零件的喷丸处理 数控技术大作业题目数控系统的国内外发展及应用现状 专业 学号 学生 指导教师 提交日期2012年5月21日 页脚内容I
金属零件的喷丸处理页脚内容II
摘要 数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。数控系统已经实现纳米插补与控制技术，并广泛地运用机器人、智能化加工技术和CAD/CAM技术，数控系统本身也从封闭转向开放式，并朝着高速、高精度化、网络化、环保化的方向发展。 关键词：数控系统开放式研究现状发展趋势 页脚内容3
目录 一、国外数控系统现状 (6) 1.美国A- B 公司 (6) 2.日本FANUC公司 (8) 3.德国SIEMENS公司 (9) 二、国内数控系统现状 (11) 1.华中数控 (12) 2.广州数控 (15) 3.北京航天数控 (16) 三、国内外数控系统比较 (17) 四、结论 (18) 参考文献 (18) 页脚内容4
数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。从1952 年美国麻省理工学院研制出第1 台实验性数控系统，到现在已走过了半个世纪。数控系统也由第一代电子管的硬联接数控发展到第五代MPCNC的软联接数控。 数控系统已经实现纳米插补与控制技术，并广泛地运用机器人、智能化加工 页脚内容5
技术和CAD/CAM技术，数控系统本身也从封闭转向开放式，并朝着高速、高精度化、网络化、环保化的方向发展。 一、国外数控系统现状 国外数控系统发展总体趋势如下：1.新一代数控系统向OG化和开放式体系结构方向发 展。2.驱动装置向交流、数字化方向发展。3.增强通信功能，向网络化发展。 4.数控系统在控制性能上向智能化发展。 在国际市场，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。国外的主要数控系统制造商有西门子（Siemens）、发那克（FANUC）、三菱电机（Mitsubishi Electric）、海德汉（HEIDENHAIN）、博世力士乐（Bosch Rexroth）、日本大隈（Okuma）等。下面对几个主要系统进行功能介绍与应用分析。 1.美国A- B 公司 美国Allen-Bradley(简称A-B公司)，在首先推出CNC系统7300系统后，80年代又开发出8200，8400，8600系列。 其中A-B8600系列是适用于各种加工设备的柔性CNC系统，通过软硬件的不同配置可派生出四个类型和三种不同档次的产品。四种类型是8600T/车床，8600TC/车床和车削中心，8600MC/铣床和加工中心，8600CP通用型（可用于机器人等）；三种不同档次是8605,8610-10,8650-20。下面对8650-20进行详细介绍8600系统为多主式, 主从结构的多微处理器CNC装置，主系统微处理器有两种规格，即标准（CPU用8086/处理器用8087）和高速(CPU用80286/处理器用8028)的两种，轴控制的CPU为8086，高速数据通道n 模块用CPU为80186。 页脚内容6
中国制造业的未来发展趋势
上海海事大学先进制造技术导论课程论文 学院：海洋科学与工程学院 专业：材料科学与工程
班级：材料132 姓名： 论文题目：中国制造业的未来发展趋势 指导老师： 二〇一六年五月 中国制造业的未来发展趋势 上海海事大学海洋科学与工程学院 摘要:本文从制造业在国民经济中占有重要地位的角度展开问题讨论，从中国制造业发展的现状分析、所遇到的瓶颈、未来发展趋势以及中国制造业在外部环境下发展的误区警示四个点进行主题的分析。特别提到了当今制造业提改革却过于概念化的问题，即中国制造业发展的误区警示。 关键词: 中国制造业发展趋势警示
The Development Trend of Chinese Manufacturing I n d u s t r y College of Ocean Science and Engineering, Shanghai Maritime University XXXXXXXXX Abstract: The discussion was expanded from the basic view that manufacturing industry plays an essential role in the national economy. The subject was analyzed under the four subtitles, the current situation, the encountering bottlenecks, the development trends of Chinese manufacturing industry and the warnings of its evolution. Especially, the issue of conceptualizing reform in the Chinese manufacturing industry was mentioned. Keywords: Chinese manufacturing industry the development trend warning 引言 制造业是一国启动工业化、融入全球化、实现经济高速增长的主要产业。在工业化后期，制造业结构升级、制造业与生产性服务业融合发展是实现经济转型的重要方向。制造业是国民经济的物资基础和产业主体，是富民强国之本。制造业是发挥后发优势实现跨越式发展战略的中坚力量。制造业是科学技术的载体和实现创新的舞台。没有制造业，所谓科学技术的创新就无处体现。国民经济中制造业占着举足轻重的作用，机械制造业已拥有三百多年的悠久发展历史，是我国
国内外研究现状及发展趋势
国内外研究现状及发展趋势 世界银行2000年研究报告《中国：服务业发展和中国经济竞争力》的研究结果表明，在中国有4个服务性行业对于提高生产力和推动中国经济增长具有重要意义，它们是物流服务、商业服务、电子商务和电信。其中，物流服务占1997年服务业产出的42．4％，是比重最大的一类。进入21世纪，中国要实现对WTO缔约国全面开放服务业的承诺，物流服务作为在服务业中所占比例较大的服务门类，肯定会首先遭遇国际物流业的竞争。 物流的配送方式从手工下单、手工核查的方式慢慢转变成现今的物流平台电子信息化管理方式，从而节省了大量的人力，使得配送流程管理自动化、一体化。 当今出现一种智能运输系统，即是物流系统的一种，也是我国未来大力研究的方向。它是指采用信息处理、通信、控制、电子等先进技术，使人、车、路更加协调地结合在一起，减少交通事故、阻塞和污染，从而提高交通运输效率及生产率的综合系统。我国是从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作的，相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采
集自动化系统等为代表的一批成果。尽管如此，由于研究的分散以及研究水平所限，形成多数研究项目是针对交通运输的某一局部问题而进得的，缺乏一个综全性的、具有战略意义的研究项目恰恰是覆盖这些领域的一项综合性技术，也就是说可以通过智能运输系统将原来这些互不相干的项目有机的联系在一起，使公路交通系统的规划、建设、管理、运营等各方面工作在更高的层次上协调发展，使公路交通发挥出更大的效益。 1.国内物流产业发展迅速。国内物流产业正处在前所未有的高速增长阶段。2008年，全国社会物流总额达89.9万亿元，比2000年增长4.2倍，年均增长23%；物流业实现增加值2万亿元，比2000年增长1.9倍，年均增长14%。2008年，物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16. 5%，占GDP的比重为6. 6%。预计“十一五”期间，我国物流产业年均增速保持在15%以上，远远高于美国的10%和加拿大、西欧的9%。 2.物流专业化水平与服务效率不断提高。社会物流总费用与GDP 的比例体现了一个国家物流产业专业化水平和服务效率。我国社会物流总费用与GDP的比例在近年来呈现不断下降趋势，“十五”期间，社会物流总费用占GDP的比例，由2000年的19.4%下降到2006年的18. 3%；2007年这一比例则下降到18. 0%，标志着我国物流产业的专业化水平和服务效率不断提高。但同发达国家相比较，我国物流
国内外数控机床发展现状教学内容
国内外数控机床发展 现状
国内外数控机床发展现状分析 摘要：简述了国内数控机床近年来的发展。近年国内数控机床发展迅速，产量不断增加，但高端产品数量太少，无法与国外数控机床竞争。而国外数控机床，尤其是西门子和发那科则占据了绝大部分世界市场。我国数控机床产业还存在诸多问题有待解决。 关键词：数控机床、发展、现状 当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竟相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。如今国内数控机床发展迅速，年产量逐年攀升，但所产机床精度等方面达不到要求。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成一条无形战线，特别是随微电子、计算机技术的进步，数控机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。 虽然大力发展装备制造业已成为全社会的共识，但国内绝大多数重要机械制造装备的数字化控制系统却不是中国造。尤其是关系国家战略地位和体现国家综合国力水平的高档数控机床，它的“大脑”和“心脏”却要大部分从国外引进。专家呼吁，以数控机床为代表的“中国制造”不能没有创造，开发自主知识产权的数控系统迫在眉睫。 一、国内数控机床发展现状 1.1 国内数控机床近几年发展 我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术方面也取得了重大突破。据统计，目前我国可供市场的数控机床有1500种，几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。 近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。如国产XNZD2415型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。该构型为国际首创。基于RT一Linux开发的数控系统具有的实时性和可靠性，能在同一网络中与多台PLC相连接，可控制机床的五轴联动，实现人机对话。该机床的作业空间4.5mx1.6mx1.2m，A轴转角±1050,C轴连续转角0一4000，主轴转速(无级)最高 10000r/min，重复定位精度±0.01mm，可实现三维立体曲面如水轮机叶片，导叶的五轴联动高速切削加工。 超精密球的加面车床为陀螺仪工提供了基础设备，这类车床也可用于透镜模具、照相机塑料镜片、条型码阅读设备、激光加工机光路系统用聚焦反射镜等产品的加工。 高速五轴龙门铣床采用铣头内油雾润滑冷却、横梁预应力反变形控制等技术。这类铣
世界制造业发展的趋势
学习导航 通过学习本课程，你将能够： ●了解世界制造业的发展趋势； ●掌握标准化制造必做的四项工作； ●正确进行精益制造； ●了解管理型和改善型企业的区别。 世界制造业发展的趋势 一、野蛮制造 如图1所示，世界制造业经历了三个发展阶段：野蛮制造、标准化制造、精益制造。每个阶段都不是孤立存在的，而是依托于一项管理方式。 图1 生产制造的三大趋势 从无到有是自然界发展的客观规律，世界制造都是从野蛮制造开始的。 野蛮制造依托的管理方式是经验管理。经验管理如同师父带徒弟的方式，徒弟吸收知识多少完全依靠自身模仿能力的强弱，再加上师父在教徒弟时还喜欢留一手，让经验传承非常不完整。 经验管理建立在人为基础上，是不科学的管理方式，如果任其发展，企业很难有大的作为。因此，要想提高企业的管理水平，就要将野蛮制造向标准化制造和精益制造的方向发展。 二、标准化制造 1.标准化制造必做的四项工作
标准化制造依托的管理方式是规范化管理（模式化管理），也被称为克隆机制，就是要建立一个相应的模式。 在规范化管理模式中，制造业的规范管理有四项工作要做： 员工职业化 中国企业员工的总体现状是素质偏低，喜欢我行我素。这样的员工是没有作为的，企业想要发展，必须打造职业化的员工。 工作标准化 做同样工作的员工，做到最后所使用的时间、做出产品的质量都应该是一样的。 流程再造流程 在企业中，再造流程需要精简部门和部门之间、人与人之间关系，因为流程太长会导致信息传达受阻。比如，正常流程下做一个产品需要4天，客户要求在1天之内完成，就需要企业再造流程来适应客户的需要，如四个部门压缩成一个机构。 组织重组 组织重组是规范化管理必须做的事情，也是提高中国制造业管理水平的必由之路。 2.充分发挥模式的力量 一家企业做到员工职业化、工作标准化、再造流程、组织重组以后，要想扩大规模，就需要收购其他企业，在这个过程中，标准化制造必不可少。在进行收购之前，企业要创立自己的特色和模式，在收购的同时做到统一。麦当劳和肯德基的总部都在美国，但能在全世界的连锁店保持着同样的品位和服务，依靠的就是模式的力量。 要点提示 世界制造的发展趋势： ①第一阶段：野蛮制造； ②第二阶段：标准化制造； ③第三阶段：精益制造。 三、精益制造 标准化制造的企业只能保本经营，制造业的目标是赚钱，所以要进行精益制造。找到标准之后，将工作流程中最重要的拿出来做就叫精益。 1.精益制造的前提 精益制造的前提是规范化管理。
存储器的发展史
1.存储器设备发展之汞延迟线 汞延迟线是基于汞在室温时是液体，同时又是导体，每比特数据用机械波的波峰（1）和波谷（0）表示。机械波从汞柱的一端开始，一定厚度的熔融态金属汞通过一振动膜片沿着纵向从一端传到另一端，这样就得名“汞延迟线”。在管的另一端，一传感器得到每一比特的信息，并反馈到起点。设想是汞获取并延迟这些数据，这样它们便能存储了。这个过程是机械和电子的奇妙结合。缺点是由于环境条件的限制，这种存储器方式会受各种环境因素影响而不精确。 1950年，世界上第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC由冯.诺依曼博士领导设计。它的主要特点是采用二进制，使用汞延迟线作存储器，指令和程序可存入计算机中。 1951年3月，由ENIAC的主要设计者莫克利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-I交付使用。它不仅能作科学计算，而且能作数据处理。 2.存储器设备发展之磁带 UNIVAC-I第一次采用磁带机作外存储器，首先用奇偶校验方法和双重运算线路来提高系统的可靠性，并最先进行了自动编程的试验。 磁带是所有存储器设备发展中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。它互换性好、易于保存，近年来，由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术，大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录（数据流）技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术。 根据读写磁带的工作原理，磁带机可以分为六种规格。其中两种采用螺旋扫描读写方式的是面向工作组级的DAT（4mm）磁带机和面向部门级的8mm磁带机，另外四种则是选用数据流存储技术设计的设备，它们分别是采用单磁头读写方式、磁带宽度为1/4英寸、面向低端应用的Travan和DC系列，以及采用多磁头读写方式、磁带宽度均为1/2英寸、面向高端应用的DLT和IBM的 3480/3490/3590系列等。 磁带库是基于磁带的备份系统，它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能，但同时具有更先进的技术特点。它的存储容量可达到数百PB，可以实现连续备份、自动搜索磁带，也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计，整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。 磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。在网络系统中，磁带库通过SAN（Storage Area Network，存储区域网络）系统可形成网络存储系统，为企业存储提供有力保障，很容易完成远程数据
数控系统的国内外发展及应用现状
数控技术课大作业 专业: 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：
数控系统的国内外发展及应用现状 目录 第1章序言 第2章数控系统的发展过程和趋势 2.１数控系统的发展过程 ２.2数控系统的发展趋势 第3章国外和国内数控系统功能介绍与应用分析 ３.1 国外数控系统功能介绍与应用分析 ３.1.1 西门子ＳIＮＵＭERIＫ 840D ３．1.２ＦANUC 数控系统６ ３.２国内数控系统功能介绍与应用分析 3.２.1 华中“世纪星”数控系统 ３.2.2 广州数控GSK２7全数字总线式高档数控系统 第４章国内外数控系统比较及差距分析 4.１国内外数控系统比较 4．1.1 西门子公司数控系统(ＳIEMENＳ)的产品特点 ４.1.２ FAＮＵＣ公司数控系统的产品特点 ４.2 我国数控系统与国外数控系统的差距 参考文献
第一章序言 数控即数字控制(Nｕｍeriｃal Conｔrol，ＮC)。数控技术是指用数字信号形成的控制程序对一台或多台机械设备进行控制的一门技术。 数控机床,简单的说，就是采用了数控技术的机床。即将机床的各种动作、工件的形状、尺寸以及机床的其他功能用一些数字代码表示,把这些数字代码通过信息载体输入给数控系统，数控系统经过译码、运算以及处理，发出相应的动作指令，自动地控制机床的刀具与工件的相对运动,从而加工出所需要的工件。 因此，数控机床就是一种具有数控系统的自动化机床。它是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。 第二章数控系统的发展过程和趋势 ２．1数控系统的发展过程 1946年诞生了世界上第一台电子计算机,这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。六年后，即在1９52年，计算机技术应用到了机床上。在美国诞生了第一台数控机床。从此,传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 1.数控(NC)阶段 (1952－1970年)早期计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据处理影响还不大,但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路＂搭"成一台机床专用计算机作为数控系统,被称为硬件连接数控，简称为数控(NC）。随着元器件的发展,这个阶段历经了三代,即1９５2年第一代——电子管;1959年第二代——晶体管；1965年第三代——小规模集成电路。 ２．计算机数控 (CＮC）阶段(1９70——现在)到1970年,通用小型计算机业已出现并成批生产。其运算速度比五、六十年代有了大幅度的提高,这比专门"搭"成的专用计算机成本低、可靠性高。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CＮC)阶段（把计算机前面应有的"通用"两个字省略了)。到1971年美国lintel公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件——运算器和控制器,采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处器，又可称中央处理单元(简称CPＵ)。到19７４年微处理器被应用于数控系统。由于微处理器是通用计算机的核心部件,故仍称为仿计算机数控。到了19９0年,PC机(个人计算机,国内习惯称微机)的性能已发展到很高的阶段,可满足作为数控系统核心部件的要求，而且ＰＣ机生产批量很大，价格便宜，可靠性高。数控系统从此进入了基于ＰC的阶段。总之,计算机数控阶段也经历了三代。即1９７0年第四代——小型计算机;19７4年第五代——微处理器和１990年第六代——基于ＰC的阶段(国外称为PＣ-BAＳED)。必须指出，数控系统近五十年来经历了两个阶段六代的发展，只是发展到了第五代以后,才从根本上解决了可靠性低,价格极为昂贵,应用很不方便等极为关键的问题。因此，即使在工业发达国家,数控机床大规模地得到应用和普及，是在七十年代未八十年代初以后的事情,也即数控技术经过近三十年
世界制造业发展新趋势及几点启示
世界制造业发展新趋势及几点启示 世界制造业发展新趋势及几点启示 面对世界制造业发展趋势的重大变化，我国制造业发展机遇千载难逢，面临挑战前所 未有。本文在系统梳理世界制造业发展趋势基础上，提出对未来制造业发展的建议和对策，为塑造我国制造业新的竞争优势建言献策。 从生产手段看，数字化、智能化技术和装备将贯穿产品的全生命周期。随着信息技术 的发展以及信息化普及水平的提高，数字技术、网络技术和智能技术日益渗透融入到产品 研发、设计、制造的全过程，推动产品的生产过程产生了重大变革。一方面，研发设计技 术的数字化、智能化日益明显，缩短了设计环节和制造环节之间的时间消耗，极大地降低 了新产品进入市场的时间成本; 另一方面，机器人、自动化生产线等智能装备在生产中得 到广泛应用，“机器换人”已经成为企业提高生产效率、降低人力成本的重要手段。国际 机器人联合会数据显示，目前全球制造企业在生产过程中所使用的机器人总数已经超过百 万台。同时，云计算等新技术和新平台不断涌现，全球的产业链、创新链的运转更为高效，异地设计、就地生产的协同化生产模式已经为企业所广泛接受和采用。 从发展模式看，绿色化、服务化日渐成为制造业转型发展新趋势。生态环境与生产制 造的矛盾日益激化，推动了全球工业设计理念的革新和传统技术的改造升级，以实现资源 能源的高效利用和对生态环境破坏的最小化。欧美的“绿色供应链”、“低碳革命”、日 本的“零排放”等新的产品设计理念不断兴起，“绿色制造”等清洁生产过程日益普及， 节能环保产业、再制造产业等静脉产业链不断完善，都表明制造业的绿色化发展目标已经 成为制造业的共识。而低能耗、低污染的产品也逐步显示出其强大的市场竞争力。中怡康 数据显示，截至2019年11月，国内空调市场中，节能变频空调销售占比已经达到58.5%，同比上涨37%，显示出消费者对节能型产品的热情与日俱增。同时，服务化也已经成为引 领制造业产业升级和保持可持续发展的重要力量，是制造业走向高级化的重要标志之一， 制造业的生产将从提供传统产品制造向提供产品与服务整体解决方案转变，生产、制造与 研发、设计、售后的边界已经越来越模糊。根据麦肯锡的研究报告，美国制造业的从业人 员中，有34%是在从事服务类的工作，生产性服务业的投入占整个制造业产出的20%—25%。 从组织方式看，内部组织扁平化和资源配置全球化已成为制造业培育竞争优 势的新途径。在企业内部管理方面，传统的工业化思维以层级结构管理企业的内部运行，以串 联结构与上下游企业共同形成产业链条，强调管理组织等级分明，强调企业业务“大 而全”，难于适应市场和产品的多样化需求。而当前的互联网思维强调开放、协作与分享，要求减少企业管理的内部层级结构，在产业分工中注重专业化与精细化，企业的生产组织 更富有柔性和创造性。例如，海尔通过不断合并业务单元、削减边缘业务等方法来实现企 业运作的扁平化，将8万多员工变成2000多个自主经营体的“小海尔”模式，最小的自
存储器的文献综述
存储器芯片的使用现状及未来发展趋势 文献综述 班级：XXX 姓名：XXX
学号：XXX
一、选题背景 存储器广泛应用于计算机、消费电子、网络存储、物联网、国家安全等重要领域，是一种重要的、基础性的产品。当前，伴随着第五代移动通信、物联网和大数据的快速发展，存储器的需求量迅速增加，存储容量、存取速度、功耗、可靠性和使用寿命等指标要求也越来越高。世界各大企业在这方面出现“百家争鸣、百花齐放”的大好局面，涌现出多种新型存储器，并且工艺水平和性能都在不断提高，给消费者提供了更多的选择空间。 二、相关问题现状研究综述 我们一般会将存储器划分为，易失性存储器和非易失性存储器，这种划分是根据断电后数据是否丢失而决定的。现有技术中，整个存储器芯片行业主要有三种种产品：DRAM NAND FLASIHNOR FLASH DRA是易失性存储器的代表，NAND Flash和NORFLASI 是非易失性存储器的代表。尽管按照不同的分类特点，可形成存众多种类的储存芯片，但从该行业产业结构分析，上述三种存储器毫无疑问是全球重点厂商最为关注的产品领域。 NANtFLAS和DRAI都是硅基互补金属氧化物半导体器件，在摩尔定律和海量数据存储需求的推动下，不断向大容量、高密度、快速、低功耗、长寿命方向发展。但随着特征尺寸不断减小至接近原子级，传统平面型结构遇到无法跨越的性能障碍，存储器的性能和可靠性达到极限，而且新工艺节点开发成本迅速增加，进一步降低预期收益。 因此，存储器向两大方向转型发展：一是继续沿用硅基材料，用垂直堆叠替代特征尺寸微缩，从平面转向立体结构；二是使用新材料和新结构研制新兴传感器技术。前者的挑战是开发出可实现8层到32层甚至64层连续堆叠的材料和生产工艺，并保证每一层存储器性电性能的一致可控。后者的挑战是论证开发配套生产工艺，并保证新材料不会对既有生产线造成污染、产品性能优于现有存储器和可长期可靠使用等。 新材料、结构和物理效应方面研究的不断突破，使得其他新兴存储器技术也因此得到发展。新兴存储器以大容量、低功耗、高速读写、超长保存周期、数据安全等为发展目标，包括利用自发极化现象开发的铁电随机存储器（FRAM、利 用电致相变现象的相变存储器（PCM、利用磁电阻效应开发的磁性随机存储器 （MRA M利用电致电阻转变效应开发的电阻随机存储器（RRAM,以及赛道存储器、铁电晶体管随机存储器（FeTRA）导电桥梁随机存储器（CBRAM内容寻址存储器（CAM 等。 铁电随机存储器（FRAM：它包含由锆钛酸铅制成的铁电薄膜，其中心原子可在外加
国内外测试仪器发展现状及趋势
国内外测试仪器发展现状及趋势 科学是从测量开始的—这是19世纪著名科学家门捷列夫的名言。到了21世纪的今天，作为信息产业的三大关键技术之一，测试测量行业已经成为电子信息产业的基础和发展保障。 而测试仪器作为测试测量行业发展不可或缺的工具，在测试测量行业的发展中起到了巨大的作用。中国“十一五”期间，由于国家不断增加基础建设的投入力度，在旺盛市场需求的带动下，对仪器需求不断增加，同时测试仪器市场也正在快速发展。 全球测试仪器市场情况及分析 国内电子测量仪器行业在经过一段沉寂后，慢慢开始复苏。产品大幅增长主要有两个原因，一是市场的巨大需求，特别是通信、广播电视市场的巨大发展，引发了电子测量仪器市场的迅速增长，二是电子测量仪器行业近几年迅速向数字化、
智能化方向发展，推出了部分数字化产品，因而在若干个门类品种上取得了较快增长。从近期中国仪表行业发展的情况来看势头喜人的，与全国制造业一样，虽然遇到了不少困难但仍然保持了向上发展的态势。 尽管中国仪器市场正在快速的发展着，但与国外仪器生产企业比较仍然有很大的差距。中国主要科研单位、学校以及企业等单位中使用的高档、大型仪器设备几乎全部依赖进口。同时，国外公司还占有国内中档产品以及许多关键零部件市场60%以上的份额。世界测试仪器市场对中国的影响依然非常大。目前，在世界电子测量仪器市场上，竞争日趋激烈。以往，测试仪器生产厂商主要都将仪器产品的高性能作为竞争优势，厂商开发什么，用户买什么。而今则已变成厂商努力开发用户需要的仪器，并且把更便宜、更好、更快、更易使用的测试仪器作为奋斗目标。在信息化的推动下，全世界测试仪器市场将继续保持增长的势头。人们普遍认为，电子测量仪器市场的前景依然乐观。 国际仪器发展趋势和国内现状 一、国际趋势
与国内外数控系统的比较
2011年7月，中国机床工具工业协会执行副理事长王黎明日前指出：中国95%的高档机床数控系统仍依赖进口，国内高档系统的自给率不到5%，其中日本成为主要的进口国，约占1/3。在国际市场上，中、高档数控系统主要由以日本发那科公司、德国西门子公司为代表的少数企业所垄断，其中发那科占一半左右。在国内市场上，主要规模生产企业有20多家，以华中数控、广州数控、大连大森、北京凯恩帝、南京华兴等5家企业为代表。质量稳定性(可靠性)国内外存较大的差距 目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统，同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而日本FANUC系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。 一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。 数控系统到目前为止共发展了六代，第一代是电子管数控系统，第二代是晶体管数控系统，第三代是集成电路数控系统，第四代是小型计算机数控系统，第五代是微型计算机数控系统，第六代是PC数控系统。 PC数控系统目前是最先进的结构体系，PC数控系统的发展，形成了PC嵌入NC的“NC+PC”结构和NC嵌入PC的“PC+NC”结构两大主要流派。后者又正在演变成PC+I/O的“软件化”结构。 在NC+PC系统方面，起主导作用的是一些老的数控系统生产大厂。因为他们在数控系统方面有着深厚的基础，为使所掌握的技术优势与新的PC化潮流相融合，因此走出了一条以传统数控平台为基础（完成实时控制任务），以流行PC为前端（完成非实时任务）的PC数控系统发展道路，并在商品化方面取得了显著成绩。NC+PC系统的典型代表有日本FANUC 公司的18i、16i系统、德国西门子公司的840D系统、法国NUM公司的1060系统、美国AB公司的9/360系统等。 在PC+NC系统方面，主导公司是一些后起之秀。由于他们没有历史包袱，因此彻底摆脱了传统NC的约束，直接站在PC平台基础上，通过增扩NC控制板卡（如基于DSP的运动控制卡等）来发展PC数控系统。典型代表有美国DELTA TAU公司用PMAC多轴运动控制卡构造的PMAC-NC系统、日本MAZAK公司用三菱公司的MELDASMAGIC 64构造的MAZA TROL 640系统、中国华中数控系列产品、航天数控系列产品、广州数控部分产品、南京四开公司产品等。 从目前的情况看，新推出的PC数控系统已越来越多地采用PC+NC结构，NC+PC结构的发展已呈下降趋势。 随着PC技术水平和数控软件设计水平的提高，PC+NC结构正逐渐发展成PC+I/O的软件化结构和PC+实时网络的分布式结构。典型代表有美国MDSI公司的OPEN CNC、德国POWER AUTOMA TION公司的PA8000 NT、大连光洋公司、陕西华拓科技公司等系列产品。 常用的数控系统有发那科、西门子、三菱、广数、华中等数控系统。 发那科（FANUC）系统 FANUC系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装、各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。FANUC系统设计了比较健全的自我保护电路。FANUC系统性能稳定，操作界面友好，系统各系列总体结构非常的类似，具有基本统一的操作界面。FANUC系统可以在较为宽泛的环境中使用，对于电压、温度等外界条件的要求不是特别高，因此适应性很强。 西门子（SINUMERIK）数控系统 SINUMERIK 不仅意味着一系列数控产品，其力度在于生产一种适于各种控制领域不同控制需求的数控系统，其构成只需很少的部件。它具有高度的模块化、开放性以及规范化的结构，适于操作、编程和监控。 三菱（MITSUBISHI）数控系统
海德汉系统优点
当前，机床行业正向高速和高精方向发展，同时，零件高的表面质量也是广大用户追求的目标，尤其在航空、航天、船舶以及模具加工等领域。另一方面，数控机床也朝人性化方向发展，不断追求易操作性。这就对数控系统提出了很高要求，比如系统的运行速度、多轴/五轴功能、高速高精以及高表面质量特性、好的可维护性以及好的人机操作界面等。下文结合海德汉iTNC530控制系统对这一些典型的特性进行简要地介绍。图1为海德汉提供的全套数字系统iTNC 530。 图1 海德汗iTNC530控制系统 1 数控系统的高速、高精和高表面质量特性 1.1好的硬件设计理念 硬件设计的好坏决定控制系统能否适合于高速、高精以及高表面质量加工。iTNC 530采用全新的微处理器结构，具有非常强大的计算能力。控制器本身包含了主机单元（MC）和控制单元（CC）两个部分： 1.1.1主机单元（MC） 采用了奔腾IIII-800芯片、133MHz总线频率，并带有各类数据通讯接口（Ethernet/RS232 /RS422/USB等），这是进行所有计算、屏幕显示和数据通讯的的保证。海德汉的控制系统所有的实时任务均在自己开发的实时操作系统（HEROS）下完成，而且海德汉也可提供带双处理器的主计算机，它既可以保证系统的实时计算和稳定性能，同时又能满足用户对Windo ws应用程序的需求。 1.1.2控制单元（CC） 最新的设计中集成了控制系统的所有伺服控制回路（位置环/速度环/电流环），所有的伺服计算都在DSP（数字信号处理器）中完成。测量元件的反馈均集成在CC上，包含位置反馈和速度反馈。其优势在于：保证伺服计算快速和实时要求，减小各伺服回路周期，减少各个回路间的通讯延迟，可在位置回路实现高增益，实现高速和高表面质量加工，并可很好地控制直接驱动（直线电机和力矩电机）。 1.1.3好的伺服控制和高速控制能力 针对复杂的曲面，如果要实现高速、高精和高表面质量加工，在具备好的硬件基础上控制系统软件也必须具有好的伺服性能以及高速性能。 在强大硬件的支持下，iTNC 530采用了全数字化技术，在其控制软件中运用了最新的技术及其独特的算法才使得它成为用于高速铣削加工的最佳选择。iTNC 530能保持系统平衡，实现短的程序段处理时间（0.5ms）和短的各控制回路周期以及各类插补（直线/圆弧/螺旋线/样条），其独特的Jerk（加加速）控制技术可防止机床震动，其程序预读功能（256段）和轮廓上的优化控制技术能让机床既能保持高速运行，又能保持轮廓精度和表面质量。iTN C 530可实现高速主轴控制，目前海德汉提供的主轴转速可达40000转/分。同时，iTNC 53 0可实现各种误差补偿，包括线性和非线性轴误差、反向间隙、圆周运动的方向尖角、热膨胀及粘滞摩擦。 1.2 加加速控制（突变控制）及过滤器 1.2.1 加加速控制（Jerk）
存储器的未来发展状况(精)
存储器未来发展状况 如果有一种半导体领域被视为商品,那就是存储器。当然,它是容纳最多列吋的区域。 DRAM 芯片的当前需求量最高,其平均售价的涨落通常作为整个半导体行业的主导。 市场和制造商 在商业方面,半导体市场目前每年收入大约可达 3000 亿美元, 存储器芯片对此做出了重大贡献,但是它每年的占有率极不稳定。制造商立足市场的成本很高,利润越来越微薄,只能在旺季才能赚取利润, 或许,除非您恰好是市场领导者。在过去十年间,该行业的主要供应商数量(占据了 5% 以上的市场占有率明显减少,或者说我们已看到存储器供应商已在大势整合。这种情况首先出现在 DRAM 行业,在过去几年间,非易失存储器 (NVM 的领先制造商群体(多半为闪存供应商中已改组。 过程、体系结构和互连 在技术方面,存储器芯片开发的主要挑战在于与微处理器提高的性能保持同步并提供快速且和较低功耗的存储器。存储器制造商的压力越来越大,以改进体系架构并移至更小的工艺节点,虽然存储器一直在硅工艺开发的驱动者。领先 DRAM 制造商现在以 30nm 的规格节点开始生产,一些供应商更供应 25nm 的规格工程样本。在 NAND 闪存中,闪存存储器最常见的类型用于固态驱动器、 USB 闪存驱动器和多媒体存储卡中的数据存储,领先的制造商现在开始生产 64 位存储器,采用 20 到 30nm 的过程技术。 随着 3D 存储器技术日益重要,还需要创新型存储器架构和结构:在技术过程阶段, DRAM 存储器单元采用 3D 结构设计,在硅压模阶段,使用 TSV (硅片直通孔互连进行 DRAM 压模堆叠,以满足高密度需求。 3D NAND 闪存存储器(带垂直门结构具有长寿命和高可靠性,前景很好,明年左右即可实现。