机械电子技术的未来发展趋势研究

机械电子技术的未来发展趋势研究
机械电子技术的未来发展趋势研究

机械电子技术的未来发展趋势研究

发表时间:2019-06-10T16:30:00.683Z 来源:《防护工程》2019年第5期作者:赖玉亭

[导读] 但是相关学者指出机械电子工程行业仍然存在许多的问题有待解决,仍需要国家投入更多的资源使它健康有序地步入正轨。

广东腾安机电安装工程有限公司 528311

摘要:机械电子作为一种新的生产力,是将电子技术引入到机械领域,使电子和机械能够有机的结合。既能降低劳动强度,又能减少成本投入,同时还能改进现有的生产技术水平,促使新科学技术的不断更新。目前机械电子技术在不断的研发新技术,挖掘新的生产潜能。本文将具体就机械电子技术的发展现状及未来趋势展开相关的探究。

关键词:机械电子技术;发展现状;发展趋势

一直以来机械电子技术等相关工程行业都在国民经济中占很大的比重,目前,随着各国之间的国际竞争越来越大,为了在各国之间取得绝对的优势,提高本国的综合国力,加大机械领域各方面的改造与革新成为各个大国首要重视的问题。不容置疑,机械电子技术对提高人们的生活水平改善生活质量,促进社会的发展具有极其重大的意义。但是相关学者指出机械电子工程行业仍然存在许多的问题有待解决,仍需要国家投入更多的资源使它健康有序地步入正轨。

1 机械电子技术的发展现状分析

当前,机械电子技术当前已经由简单机械生产转变到了集成化制造的阶段,并具备有计算机集成制造系统CIMS,基于这一系统实现对于信息流、物流的有效控制,打破了传统各部门间的壁垒接线,完成了对产品研发、生产与管理等多个方面的充分结合。此外,机械电子技术产品牵涉到多个完全不同的工业产业,每一行业或多或少都存在有一定机械电子技术的应用,而且在一些工业生产相对较为先进的国家,对于数控机床等设备已经被广泛性的应用到实际生产领域,实现了对于生产效率的大幅度提升。在机械电子技术中,精细加工技术发展迅速,极大的促进了大量高新技术的产生及快速化发展,为机械电子技术的发展带来了重要的技术性保障措施。而且在机械电子技术的实际应用过程中,现代激光技术得到了广泛性的应用,将之同机械电子技术予以充分结合,能够大规模拓宽机械电子技术的应用领域,为行业发展创造出新的可能性。

2 机械电子技术的现代化应用

2.1 在质量检测方面的应用

科技的快速发展促进了信息流的流动性加强,近些年,产生了许多具有高性能的新型材料,逐步代替传统的工业材料,因此,投入和关注的程度也越来越高。设备机械化必须紧跟现代工业生产的步伐。传统的依靠人工检测的技术已经无法达到科技所需要的高精度,因此最近几年发展起来的高精度设备是机械电子技术的体现。

2.2 在农业方面的应用

随着信息化时代的发展,农业的发展进程需要更近一步的实现现代化进程,才能支撑国民经济的发展。农业的现代化发展需要解决现有品质不高、效率低下、产量低等问题,与此密切相关的农业机械在其中起着举足轻重的作用。通过现代化机械电子信息技术的融入,能更快提升农业机械的效率,推进现代化农业的更快发展。比如将电子信息化技术应用于大型现代化农业机械设备,需要设备融入计算机控制终端,利用智能化的应用来实现自动化控制,同时通过计算机标准接口设计和网络通讯协议设定来提升机械设备的信息化和智能化水平。

2.3 在工业上的应用

机械电子技术与计算机技术的有效结合对于机械手移动工件的控制过程具有重要作用。伴随着社会经济和世界一体化发展趋势,人们对于其自身的获得领域和范围也在不断增大,这就使得其对于社会生产和生活的各个领域的影响在不断扩大,各种各样的机器人产品也随之出现并得以广泛应用,这就使得很多以往的单一性的、重复性的机械活动也在不断得以释放(由这些机器人来进行操作)。以智能控制系统为例,它的实现主要是通过计算机及其技术得以实现的,即人工模拟有关机械电子工程内部的操作流程实施并进行全面控制使智能机器人可以像人类一样进行数量操作工作,还使得智能机器人具有了如同人类大脑一样的思维模式,从事有关数据信息收集和管理等工作等。智能控制系统结合人工智能就使得机械化大生产变为了现实,在实际的生产过程中,无论是数量上还是在质量上都会对机械生产产生巨大的影响,其生产模式得以最优化提升,安全生产性可以得以极大提升。总之,在工业上大量使用这些机器人可以大大提高生产的效率和产品的质量,对于原材料、人力和物力等也都是极大的节约,将那些重复性强、功能性多等的工作进行自动化编程和应用。机械电子工程与计算机及网络技术法结合使用就使得其在工业的各种应用对于人们的生活和生产具有了极大的积极作用。

3 机械电子技术的未来趋势

3.1 数字化

机械电子产品的数字化是随着微型控制技术的发展而随之出现的。特别是近些年来在计算机网络技术高速化发展的背后,计算机集成制造、虚拟设计等相关技术也使得数字化机械产品的设计与制造能力有了大幅度的提升。数字化机械电子技术产品的人机交互界面更加方便于人工操作,且维护起来十分简便。通过对数字化技术的应用还可协助远程操控功能得以更好的实现,并且来源于数字化技术基础上的机械电子产品所输出的信息内容也不再仅是完全一致的模拟信号,其目前已经可实现对所输出的信号进行处理,并将之转换为数字信号,并可促使人们在应用机械电子产品时操作起来更加简便。

3.2 智能化

机械电子技术在未来的发展会更加智能化,也就是赋予机电产品相应的“智慧”,让这些产品可以像人类一样思考、判断、决策等。如在 CNC 数控机床上增添一项功能――人机对话,并设置智能工艺数据库以及 I/O 接口,这样在投入使用后就会更加便捷,而且维护也更加方便。此外,“模糊控制”、“灰色理论”、“神经网络”等人工智能技术的不断改进和发展,也给机械电子技术的发展提供了更多有利条件。

3.3 模块化

促进机械生产的模块化,可以起到协调调度生产体系内各个单元、使其高效运转的重要作用,从而使得机械制造的现代化改革成为可

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

数控技术现状与发展

数控技术现状与发展 讲课目录提纲 华南理工大学机械与汽车工程学院 李伟光教授 2010年5月

目录

一数控技术概述 1.1数控技术与国民经济 1.2数控技术的起源 1.3研究数控技术的科技动力 1.4研究数控技术的社会环境 1.5数控技术的应用 1.6有关数控技术产业的国家政策 1.7国内外数控技术与设备行业情况介绍二数控设备的控制系统 2.1 数控系统概述 2.2 数控系统的组成、性能与体系结构2.2.1 数控系统性能的现状与发展趋势 2.2.2 数控系统功能的现状与发展趋势 2.2.3 数控系统体系结构的现状与发展趋势2.2.4 基于PC技术的智能开放式数控系统三数控技术发展与数控设备应用 3.1数控技术的发展与数控设备的应用 3.2应用数控设备的社会需求 3.3应用数控设备的工业环境 3.4应用数控设备的技术支持 3.5国内外应用数控技术的现状与差距 3.6数控机床领域的装置种类及技术发展

3.6.1 高速、高刚度大功率电主轴技术 3.6.2 多功能双摆角数控铣头技术 3.6.3 高刚度大扭矩双摆角数控铣头技术 3.6.4 车铣复合主轴头技术 3.6.5 高速、精密数控回转工作台 3.6.6 全数字交流伺服驱动装置 3.6.7 高速、精密、重载直线导轨精度保持性技术 3.6.8 高速、精密、重载滚珠丝杠精度保持性技术3.6.9 盘式结构大扭矩力矩电机及驱动装置 3.6.10 精密直线电机驱动装置及全闭环控制技术 3.6.11 复合加工技术 3.6.12 切削表面完整性技术 3.6.13 高速切削技术 3.6.14 高速、超高速磨削技术 3.6.15 五轴联动高速高精加工工艺技术 3.6.16 高精度刀具测量技术 3.6.17 刀具动平衡技术 3.6.18 柔性工装关键技术 四培养掌握数控技术与设备的人才 4.1国内外研究数控技术人才的基础与现状 4.1.1国外研究数控技术的现状与成果 4.1.2国内研究数控技术的机构与人才培养现状

纳米技术发展史

纳米技术发展史 【摘要】纳米技术是21世纪科技发展的制高点,是新工业革命的主导技术,它将引起一场各个领域生产方式的变革,也将改变未来人们的生活方式和工作方式,使得我们有必要认识一下纳米技术的发展史。纳米技术的发展史是一个很长的过程,同时也是一个广泛应用的过程。 【关键词】发展纳米技术纳米材料 纳米技术基本概念 纳米技术是以纳米科学为基础,研究结构尺度在0.1~100nm范围内材料的性质及其应用,制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手 段。纳米技术以物理、化学的微观研究理论为 基础,以当代精密仪器和先进的分析技术为手 段,是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物 理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)相结合的产物。在纳米领域,各传统学科之间的界限变得模糊,各学科高度交叉和融合。 纳米技术包含下列四个主要方面: 1、纳米材料:当物质到纳米尺度以后,大约是在0.1—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。

过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于 自然界,只是以前没有认识到这个尺度 范围的性能。第一个真正认识到它的性 能并引用纳米概念的是日本科学家,他 们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,象铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。2、纳米动力学,主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。3、纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,dna的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,

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;

数控技术专业发展规划报告

数控技术专业“十三五”规划 一、发展环境 (一)主要成绩与经验 示范性建设结束以后,在学院的正确领导下,机电工程系数控技术专业按照学院的统一部署,狠抓课程建设和教学质量,在教学工作中取得一定成绩。 1.发挥长期积累优势,大幅提升课程建设水平 在人才培养方案的制订过程中,根据高职教育的特点,加大实践教学力度,使实践教学课时大于理论教学课时。 以技能竞赛零件为载体开展实训项目,创建河南省资源共享课,并在中央电化教学馆予以展示。 编著了2本河南省“十二五”规划教材。 2.借助河南省技能振兴工程,构建多轴加工实训室 在河南省技能振兴工程中,高级能人才培训基地项目,除了进行了各种技能培训,我们还新建了多轴加工实训室。其中包含5台DMG四轴加工中心,1台DMG五轴加工中心。 3.以学院技术创新团队项目为契机,大力开展创新教育 在原来兴趣小组的基础上,学院大力资助专业技术创新团队。数控技术专业获得学院大力支持,开展零件、部件等的创新设计,工艺及加工方法的创新。 4.在特色院校建设过程中,加大师资培训力度 目前本专业教师全部参加过国内、外各类师资培训,技能技术水平进一步提升。 5.借应用型本科的东风,开展本科教育

目前本专业与中原工学院合办一个本科班,教学运行良好。 (二)不足与存在问题 1.课程体系不利于职业能力的培养 在专业课程体系中,实践技能训练没有贯穿始终,只是作为一种课程类型存在于教学过程的某一阶段,专业理论教学与实践技能训练相对割裂,分别设置在不同地点、不同时间,由不同教师进行教学与指导,不利于职业技能的系统培养。 2.实践教学系统性、层次性不够 实践教学安排不成体系,不同岗位、不同技能的培养相对割裂,侧重于经验性技能,而缺乏对系统性、策略性技能的培养。培养高技能应用型人才,必须依靠有力而有效并贯穿于整个教育阶段的各种实践教学。对于每一专业按培养计划所确定的最终技术应用能力目标,并不是一蹴而就的,特别是应用性、实践性强的技能培养,需要进行不间断的训练。 3.过度夸大校外实训基地在学生技能训练中的作用 我们认为实践技能应该在企业进行学习和实践,因此,在设置课程体系时把第三学年甚至更长的时间放在企业进行顶岗实习,其实这种做法是不科学的。学校是以培养人才为目的,而企业是以创造经济效益为目的,如果把培养人才这一目标转嫁给企业,势必会造成企业的负担,或者使学生沦落为以重复性工作为主的操作工,达不到实践技能的培养目标。 二、面临的机遇和挑战 制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。打造具有国际竞争力的制造业,是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。市场和我国的国情要求,主动推进生产方式向小批量、多品种发展;另一

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

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

数控技术发展前景

数控技术发展前景 近年来,国内经济飞速发展,随之对于生产设备的要求也越来越高。特别是对国内机械制造业的技术改革,已经成为国内社会普遍关注的问题。下面,小编就为大家讲讲数控技术的发展前景,快来看看吧! 我国数控技术的发展现状数控技术在我国发展的时间较短,从上个世纪五十年代末开始发展至今,基本掌握了现代化的数控技术,建立了一批具有我国自身特色的数控研发和生产的基地,培育了大批专业的数控人才,数控技术产业初具规模。特别是近几年,我国加大了对数控技术的研发力度,在诸多方面取得突破性进展,如可以供应集成化和网络化的制造装备;五轴联动技术逐步成熟;进入了世界高速、高精度、精密数控机床的生产国的行列等等,并且拥有自主知识产权[2]。 虽然我国数控技术发展较快,在一些先进领域取得了长足的进步,但同时我们也应该看到,我国的数控技术水平与国际先进水平相比还存在一定的差距,在发展中还存在着一定的问题。首先,我国数控技术的基础薄弱,对于许多先进的数控信息化技术主要依赖于对国外技术的引进,自主研发和创新能力较弱,缺乏生产高精度、高效率的数控机床的能力,大多采取进口,信息化的应用程度和水平偏低;其次是数控产品的稳定性和可靠性较低,还不是很成熟,与国外的数控系统的平均无故障时间相比相差很远;最后,国内的数控技术缺乏创新能力,虽然拥有众多的数控机床的生产企业,但许多企业的规模有限,信息化技术的应用程度低,缺乏技术创新的能力,生产出来的产品缺乏市场竞争力。 数控技术未来的发展趋势(1)结构体系方面的发展趋势 数控机床的种类繁多但批量很小,为了适应其这一特点,在数控技术的结构体系方面的发展趋势是机床结构的模块化、数控功能的专门

数控技术的最新发展趋势

数控技术的最新发展趋势 数控技术是以数字化进行控制机床运作及加工过程的一种方法,由数控装置、进给装置、可编程控制器、主轴驱动器等部分组成。信息技术、计算机技术、传统控制技术的优化结构及有机结合,给数控技术发展现代化提供了新的契机和空间。数控技术的不断发展和应用领域的不断扩大,对关系国计民生的重要行业的发展起着越来越重要的作用。 一、数控技术的发展现状 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;在网络化基础上,CAD/CAM 与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。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,已不适应日益复杂的制造过程,因此,对数控技术实行变革势在必行。二、数控技术发展趋势 进入20 世纪90 年代以来, 由于计算机技术的飞速发展, 推动了数控机床技术更快的更新换代。 2.1 数控技术体系结构的发展 首先,体系结构的网络化。通过机床联网的形式,可以在任一台机床上对其它机床进行操作、编程、运行、设定,而且不同机床的画面可以同时显示在每台机床的屏幕上。因此,机床联网可以进行无人化操作和远程控制。其次,体系结构的集成化。采用高度集成化的RISC、CPU 芯片和大规模可编程集成电路EPLD、FPGA、CPLD 及专用集成电路ASIC芯片,可以提高软硬件运行速度和数控系统的集成度。而且应用FPD 平板显示技术,还可提高显示器的性能。 2.2 数控技术的性能发展方向 首先,工艺复合性及多轴化。数控机床的工艺复合化,是指工件在一台机床上经一次装夹后,通过旋转主轴头、自动换刀或转台等各种措施,完成多表面、多工序的复合加工。其次,性能的高速高精高效化。速度、精度及效率是机械制造技术的主要性能指标。采用RISC 芯片、高速CPU 芯片、带高分辨率绝对式检测元件以及多CPU 控制

机床数控技术的现状及未来发展趋势

机床数控技术的现状及未来发展趋势 一、数控机床的简单介绍 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法,所谓机械加工,就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状,包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床,数控机床就是在普通机床上发展过来的,数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。当然,普通机床发展到数控机床不只是加装数控系统这么简单,例如:从铣床发展到加工中心,机床结构发生变化,最主要的是加了刀库,大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备,主要是指数控车床和加工中心。 1、数控机床的特点如下: (1)加工精度高,具有稳定的加工质量; (2)可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件; (3)加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的3~5倍); (4)机床自动化程度高,可以减轻劳动强度; (5)对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高。

2、数控机床的组成部分主机,他是数控机床的主题,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置,是数控机床的核心,包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置,他是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时,可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置,指数控机床的一些必要的配套部件,用以保证数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。编程及其他附属设备,可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。数控技术,简称“数控”。英文:NumericalControl(NC)。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。 二、国内外机床数控技术的现状 1、国内数控机床技术现状我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段,许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说,技术水平不高,质量不佳,所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整,经历了几年最困难的萧条时期,那时生产能力降到50%,库存超过4个月。

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

论数控技术发展趋势及我国数控产业发展方向

?29?2007.11 论数控技术发展趋势及我国数控产业发展方向 马林旭 (天津中德职业技术学院河北天津300191) 摘要:数控技术是当今先进制造技术和装备最核心的技术,使传统的制造业产生根本性的 变革。本文结合EMO2005届汉诺威国际机床展览会概况,从高速度、高精度、高效率、模块 化、智能化等几方面分析了当今世界数控技术发展的趋势,指出了我国制造业发展方向。 关键字:数控技术EMO2005发展趋势 中图分类号:TH166文献标识码:A文章编号:1007-8320(2007)11-0029-02 Ma Lin xu (TianJin Sino-Geman V ocational Technology Institute300191) Abstract:Computer Numerical Control(CNC)Technology is the core of manufacture and equipment industry nowadays.This technology has made the traditional manufacturing industry significant This paper will analyze the development trend of CNC from the aspect of high speed,high accuracy,high efficiency,modularization,and intelligence,with the investigation from overview of EMO2005international machine tool exhibi-tion. Key Words:Computer Numerical Control(CNC),EMO2005,Development Trend 数控技术是用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制 的一种自动化技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统 制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数 字化装备,其技术范围覆盖很多领域,包括机械制造技术;信息处理、 加工、传输技术;自动控制技术;伺服驱动技术;传感器技术;软件技 术等。 数控技术的应用不但给传统制造业代劳了革命性的变化,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(IT、汽车、轻工、医疗等)的 发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是 现代发展的大趋势。 1数控技术的发展趋势 提高生产率和降低生产成本是制造技术永恒的追求目标。制 造厂家之所以想方设法结合自身特长把一些新技术应用于自己的 产品和技术服务,也是为了这个目的,为了提高产品的竞争力。从 EMO2005届汉诺威国际机床展览会概况来看,展品处处都体现了 机电技术结合的新成果,推动制造技术快速发展。总体上看,中、大 型加工中心,龙门式结构比较普遍,落地镗铣加工中心也不少,它们 的主轴头都带有2个坐标(旋转和摆动),这样,实现4或5轴联动 或5面加工就方便多了。机床的结构布局虽然没有太多新变化,但 其性能却今非昔比,在高速、高效、高精、高可靠性和环保等诸方面 都有了明显进步,达到了一个新水平。具体地说,值得关注的发展 趋势和采取的技术措施如下: 1.1数控机床进一步普遍高速化 由于直线电机、力矩电机等直接驱动技术的发展,机床采用直 线电机和力矩电机驱动的更普遍了。滚珠丝杠等传统的传动件的 性能为适应高速加工的要求有了明显改善,驱动速度更快;运动部 件的结构轻型化,使机床的动态性能也大有提高;高速电主轴应用 增多;所有这些都促使机床的运行速度和加工速度大幅提高。中、 高档机床展品中,主轴转速在12000r/min以上,应用直线电机驱动, 快速移动60m/min以上的比较普遍。一些世界知名机床厂家的产 品都在高速加工这个档次上有了新进展,否则就谈不上竞争力。例 如日本MAZAK的机床快速移动一般都是60m/min以上。又如德 国DMG公司,也是较早在数控机床上应用直线电机驱动,先是一个 坐标用直线电机驱动,而从DMC75/105V Linear开始,三个坐标全 部用直线电机驱动,加速度达2g,快速移动90m/min,主轴转速 18000r/min,可任选至42000r/min。总之,数控机床的高速化是个普 遍现象。 1.2高精度、高可靠性等单项技术集成的机床和生产系统发 展迅速,加工精度明显提高 为了减少温度变化对加工精度的影响,许多企业都采取措施。 瑞士Studer公司的磨床早就采用人造花岗岩床身,既对温度变化不 敏感,又具有良好的吸振性能,使其磨床的高精度享誉全球;日本大 隈公司应用精确的热变形补偿技术,创新设计了箱形热对称并有效 热稳定的结构(TAS-C)和有效热稳定主轴(TAS-S),其高精度热变形 收稿日期:2007-09-24 作者简介:马林旭,天津中德职业技术学院,研究方向:机电一体化 湖南农机 HUNAN AGRICULTURAL MACHINERY

数控技术的发展及国内外现状

数控技术的发展及国内外现状 数控技术的发展及国内外现状 摘要:数控技术(Numerical Contrl)是一种采用计算机对生产过程中各种控制信息进行数字化运算、处理,并通过高性能的驱动单元对机械执行构件进行自动化控制的高新技术。本文对数控技术的发展经行了研究,并比较对比了国内外数控技术的发展现状,对国内数控未来的发展提出了建议。 关键词:数控技术;发展;国内外现状 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光、电技术于一体的现代制造业的基础技术。它具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控技术是制造自动化的基础,是现代制造装备的灵魂核心,是国家工业和国防工业现代化的重要手段,关系到国家战略地位,体现国家综合国力水平,其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。 1.数控技术的发展概述 1948年,美国帕森斯公司接受美国空军委托,研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。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,于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年,该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究,并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床,当时的数控装置采用电子管元件。1959年,数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板,出现带自动换刀装置的数控机床,称为加工中心( MC Machining Center),使数控装置进入了第二代。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

纳米科技的发展及未来的发展方向

纳米科技的发展及未来的发展方向 论文 理学院 08光信息科学与技术 张箐 0836017

纳米科技的发展及未来的发展方向 一:纳米科技的起源: 纳米是长度度量单位,一纳米为十亿分之一米。纳米科技这一初始概念是已故美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主费恩曼(R.Feynman)于1959年在美国加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。费恩曼指出:如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置,则将会有许多激动人心的新发现。他还强调:人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。费恩曼憧憬说:试想,如果有一天,人们可以按自己的意志来安排一个个原子,将会产生怎样的奇怪现象。 与所有的天才假想一样,费恩曼的科学思想起初并未被接受。然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。继费恩曼之后,许多科学家又尽情发挥想像力,从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。 纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。1980年代初,宾尼希(C.Binnig)和罗雷尔(H.Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器--扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy,STM)。STM 不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界,同时也为操纵原子、分子提供了有力工具,从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。 与此同时,纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年,纳米技术获得了重大突破。美国IBM公司阿尔马登研究中心(Almaden Research Center)的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置,组成了“IBM”三个字母,这三个字母加起来不到3纳米长。 1990年7月,第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微

数控技术发展趋势论文职称论文范文

数控技术发展趋势论文 一、国内外数控系统发展概况 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;在网络化基础上,CAD/CAM与 数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。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,已不 适应日益复杂的制造过程,因此,对数控技术实行变革势在必行。 二、数控技术发展趋势 (一)性能发展方向 (1)高速高精高效化。速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于 采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测 元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化。包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。(3)工艺复合性和多轴化。以减少工序、辅助时间为主要目的的一种复合加工,正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。数控技

数控技术的现状和发展趋势

目录 摘要 (1) 1绪论 (1) 2数控技术国外现状 (1) 2.1开放结构的发展 (1) 2.2伺服系统 (1) 2.3 CNC系统联网 (1) 2.4功能不断发展扩大 (1) 3数控技术发展趋势 (1) 3.1性能发展方向 (1) 3.2功能发展方向 (1) 3.3体系结构发展方向 (1) 3.4智能化新一代PCNC数控系 (1) 3.5新一代数控技术关键问题 (1) 结语 (1) 参考文献 (1) 致 (1)

数控技术的现状和发展趋势 CNC technology, the status quo and development trends 摘要 本文简要介绍了当今世界数控技术发展的趋势及国外数控技术发展的现状,在此基础上本文从性能、功能和体系结构三个方面介绍了数控技术的发展方向。阐述肯定了当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能并提出了实现文中所述发展方向的关键技术。 关键词:数控,发展趋势,功能,性能,开放性。 Abstract: This paper mainly introduces the current d evelopment ambition of numerical control technology a nd the developing .ON the basis of this the paper introduce the development direction from the aspect s of capacity, function and structure. PCNC is the key technology to achieve this, because PCNC adapt s to the complex producing procedure and is a new generation of intelligence. Key words:NC, trends, features, performance, openness

纳米技术与未来生活

纳米技术与未来生活 “正像七十年代微电子技术引发了信息革命一样,纳米科学技术将成 为下世纪信息时代的核心。” ——IBM的首席科学家Amotro ●纳米技术的起源与发展 1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后甚至可以根据人类的意愿,逐个排列原子或分子,制造超晶态产品,这是关于纳米技术最早的梦想。 七十年代,科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想,1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术(Nano-technology)一词描述精密机械加工。1982年,科学家发明观察纳米结构的重要工具--扫描隧道显微镜(STM),揭示了一个可直接探测的原子、分子世界,对当时称为“介观物理”(Mesoscopic Physics)的研究和发展产生了积极的促进作用。并且,只有在介观体系中才显得那么重要的表面和界面问题也开始发展成为科学。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。 ●纳米与纳米技术 所谓纳米,它仅仅是一个长度单位,一个纳米相当于十亿分之一米,是人类毛发直径的一万分之一,是可见光最短波长的四百分之一。如果做一个纳米的小球,把它放在一个乒乓球上,就好像把乒乓球放在地球上。纳米一个比微观尺度(原子大小为0.1纳米)大,又比宏观尺度(光学显微镜分辨极限的微米尺度)小的世界。这个世界里的研究工作是从基础物理学对这个尺度上的结构(纳米结构——Nano-structure)所表现出的奇异特性开始的。如果考察电子通过纳米圆环所组成电路,它的行为将不遵守欧姆定律,而表现出彼此之间的关联性(AB效应)。在这个尺度上的物质,表面原子或分子占了相当大的比例,已经无法区分它们是长程有序(晶态)、短程有序(液态),还是完全无序(气态)了,而成为物质的一种新的状态——纳米态。并且,人们很早就注意到这种纳米态的性质不主要取决于其体内的原子或分子,而是主要取决于表面或界面上分子排列的状态。由于它们具有量子力学上的强关联性而表现出完全不同于宏观和微观世界的介观性质,这就是纳米材料。 而通常讲的纳米科技就是对待这样一个数量级的微观世界的科学技术。其精髓是从对原子分子的精确控制出发,构建具有全新分子、全新排列形式的人造结构。也就是说,纳米技术希望能够操纵一个一个原子、一个一个分子,并用这种办法来做成一些材料和器件。1959年,加州理工学院的一位教授就提出了这样一种设想:做一种万能制造机,一面放上各样的分子、原子,另一面想出来什么东西,就通过原子的组排,轻松实现。而从原理上讲,利用纳米技术,是有可能的。可见纳米技术的神奇了。 作为纳米技术,本身它并不神秘,实际上从微米技术到纳米技术,应该说啊是科学发展的一个自然的结果。我们现在生活在微米时代。在微米时代,我们用计算机,录像机、电视,都是微米技术的结晶。比如奔腾芯片已经做到了0.17-0.18个微米,相当于几百个纳米。也就是说,从尺度上来讲,微米技术已经逐渐进入到纳米尺度。所以从某种意义上讲,从诶米科技到纳米科技是科学发展的必然结果。 然而,纳米技术不仅仅是微米技术的简单延伸,实际上纳米技术是建立在人们对纳米世

相关文档
最新文档