先進(jìn)制造工藝、方法、裝備

1、S-863先進(jìn)制造工藝、方法與配備主題CIMS系列講座.選題準(zhǔn)那么 對國民經(jīng)濟(jì)繼續(xù)開展的意義 對技術(shù)開展的意義 對產(chǎn)業(yè)開展的意義 實施的可行性領(lǐng)域規(guī)劃 先進(jìn)制造與自動化技術(shù)領(lǐng)域 圖 1 S-863先進(jìn)制造與自動化領(lǐng)域背景.S-863先進(jìn)制造工藝、方法與配備主題項 目 建 議引 言現(xiàn)狀與趨勢主題規(guī)劃目 標(biāo)立題原那么措 施經(jīng) 費預(yù)期效果.引 言 制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的根底，工藝與配備是制造 業(yè)的根底。工業(yè)興隆國家極為注重工藝與配備問題 美國的配備制造業(yè)也呈現(xiàn)衰退假設(shè)干年( 圖2 ，但幾年前，美國人就醒悟了，他們已把制造業(yè)、把工藝與配備視為與根底科學(xué)、國家平安、安康、社會福利美國歷來極為注重的領(lǐng)域一樣重

2、要。21世紀(jì)中配備制造應(yīng)是中國與興隆國家競爭的 主要領(lǐng)域之一。.Figure 1 - Decline of U.S. Machine Tool Industryfrom “Overview of Research and Technology Development of Machine Tool System in the United States( Jay Lee and Bruce Kramer ) Percent of world production 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 19923025201510 5 0Japan Ge

3、rmany U.S. ItalyU.S. isnumber 1U.S. isdistant 4th.美國人的認(rèn)識from “Unit Manufacturing Process我們指美國在相對消費率增長方面的衰退可以追溯至我們對制造領(lǐng)域中人力、研討及研討成果的轉(zhuǎn)化等方面的投入缺乏。沒有任何事情比改造制造才干對我們的生活水準(zhǔn)產(chǎn)生更大的長期影響。除非，我們作為一個國家，把制造視為與根底科學(xué)、安康、社會福利、國家平安等一樣重要，否那么我們不能獲得足夠的資源以提高我們的生活水準(zhǔn)。.美國人的認(rèn)識from “Unit Manufacturing Process一個國家假設(shè)不能消費好的東西，最終其公民會失去

4、很多就業(yè)時機(jī)，而且其公民會發(fā)現(xiàn)他們?nèi)蝿?wù)的質(zhì)量和生活程度水準(zhǔn)都會隨之下降。工藝配備工業(yè)在經(jīng)濟(jì)中扮演獨一無二的角色。它為經(jīng)濟(jì)中的一切其它制造業(yè)提供工具，即使勞動者的教育、運籌管理、交通、通訊等都使消費力增長，但歸根結(jié)底，好的工藝配備業(yè)的影響差不多一定超越一切這些要素的影響。 多項研討如National Research Council把工藝與配備置于工業(yè)研討最重要領(lǐng)域的前列。.引 言相對于興隆國家，我國的配備業(yè)在進(jìn)一步衰退， 我國的工藝程度在相對下降。中國可不能聽任配備制造業(yè)衰退假設(shè)干年。中國不能重蹈東南亞某些國家的覆轍。中國作為一個大國不能沒有本人的配備制造業(yè)，不能沒有良好的工藝程度。中國在工藝

5、與配備方面不能再貽誤時機(jī)。中國不能聽任興隆國家僅把一些勞動密集型的、易污染環(huán)境的制造業(yè)轉(zhuǎn)移到中國。.引 言中國是一個人口巨型國家。假設(shè)我們的配備制造業(yè)繼續(xù)下滑，非但影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活程度，而且由此而導(dǎo)致的大批失業(yè)將會成為嚴(yán)重的社會問題。我們要有所為有所不為，而工藝與配備恰恰是不能不為的領(lǐng)域。絕不是危言聳聽！.現(xiàn)狀與趨勢國外現(xiàn)狀宏觀方案技術(shù)與研討現(xiàn)狀美國研討現(xiàn)狀一瞥技術(shù)現(xiàn)狀舉例國內(nèi)現(xiàn)狀工藝與配備現(xiàn)狀 R&D現(xiàn)狀R&D趨勢與特點.宏觀方案NGM，由美國NSF、NIST、DOD、DOE組織，1995年開場，1997年完成。有100多人參與，包括工業(yè)界、學(xué)術(shù)界、政府機(jī)構(gòu)的專家人士。方案包含10個方

6、面，特別強(qiáng)調(diào)下一代的制造工藝及配備Next-generation Manufacturing Processes and Equipment為十大關(guān)鍵技術(shù)之一，指出下一代制造工藝及配備應(yīng)該是用制造科學(xué)為知 識根底的可重組、規(guī)?？勺兓?及經(jīng)濟(jì)合理的制造工藝與配備。.宏觀方案Unit Manufacturing Process，由Research Committee National Research Council 組織，有15人參與，從1991年開場，1993年完成。德國制造2000方案日本的智能制造技術(shù)方案IMS韓國的高級先進(jìn)技術(shù)國家方案G-7方案.技術(shù)與研討現(xiàn)狀 美國研討現(xiàn)狀一瞥MTAMR

7、IMachine Tool Agile Manufacturing Research Institute是一個跨大學(xué)的從事工藝與配備的協(xié)作研討組織，主要目的在于促進(jìn)協(xié)作研討、技術(shù)集成、技術(shù)轉(zhuǎn)移、與工業(yè)界及政府的對話等。MTAMRI得到了美國NSF的有力支持。佛羅里達(dá)大學(xué)Tlusty 為首的 Machine Tool Research Center.NACMATT ( National Coalition for Machine Tool Technology ) 包括23個工業(yè)界成員、大學(xué)、國家實驗室等，是以University of Illinois at Urbana Champaign為

8、首，94年建立。Machining Research Program at University of Kentucky, led by Prof. Jawahir To become a leading research group, provide a strong scientific foundation for the generation and application of new knowledge in machining processes.技術(shù)與研討現(xiàn)狀 美國研討現(xiàn)狀一瞥.技術(shù)與研討現(xiàn)狀 美國研討現(xiàn)狀一瞥Center for Grinding Research & Dev

9、elopment ( University of Connecticut )加州伯克利大學(xué)MOSAICMachine Tool Open System Advanced Controllersensor feedbackcomputer-aided set-uptouch-trigger probeautomatic compensation.技術(shù)與研討現(xiàn)狀 美國研討現(xiàn)狀一瞥MIT實時監(jiān)控鑄造中凝固景象，J. H. Chun 用X射線CT系統(tǒng)產(chǎn)生二維image，其成像乃物體的密度映射。得到NSF資助后，使他們又獲得了工業(yè)界的資助高精度、磁懸浮定位系統(tǒng)軸承定位 軸向：15nm, 橫向：3nm自補(bǔ)

10、償線性靜壓軸承.技術(shù)與研討現(xiàn)狀 技術(shù)現(xiàn)狀舉例工 藝精細(xì)成型高速切削硬切削裝 備刀具機(jī)床控 制過程控制數(shù)控系統(tǒng).工 藝 精細(xì)成型日本等工業(yè)興隆國家采用溫精鍛技術(shù) 消費外形極為復(fù)雜且精度要求又高的轎車等速萬向節(jié)殼體及星形套等關(guān)鍵零件，有的部分直接到達(dá)最終尺寸精度及外表光潔度要求。.工 藝 高速切削機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)40,000r/min，最大輸出功率為45kW。進(jìn)給系統(tǒng)采用 滾珠絲杠： 快速進(jìn)給達(dá) 4060m/min 直線電機(jī)： 快速進(jìn)給達(dá) 76m/min美國Cincinnati, 美國Ingersoll，日本的牧野、意大利Rambaudi等公司之：規(guī)范主軸轉(zhuǎn)速配置可以到達(dá)800010000r/

11、min可選20,000r/min以下的主軸單元已商品化.工 藝 高速切削美國Ingersoll的HVM800高速加工中心 采用了液體動、靜壓軸承，主軸轉(zhuǎn)速達(dá) 20,000r/min 在X、Y、Z軸上運用永磁式直線電機(jī)， 進(jìn)給最高速度到達(dá) 76.2m/min。瑞士Mikron的HSM700高速銑床 主軸轉(zhuǎn)速42,000r/min，快速進(jìn)給40m/min.工 藝 高速切削意大利Vigolzone的高速臥式加工中心 三軸采用直線電機(jī)，進(jìn)給速度三軸均達(dá)70m/min，加速度達(dá)1g。NCMT公司的BIG + PLUS spindle holdings system, 主軸轉(zhuǎn)速達(dá)40,000 rev/mi

12、n。IBAG公司高速主軸使粗銑比普通快5倍，最高速可達(dá)200,000 rpm。.工 藝 高速切削模具制造領(lǐng)域中，高速切削減少了加工工序，將切削速度提高5-10倍，并改善銑削復(fù)合外表的外表質(zhì)量。大的軸加速度確保軌跡精度，高速切削必需有相應(yīng)的進(jìn)給量。硬度在46-60HRC之間工件,以銑削代電火花加工。.工 藝 高速切削快速挪動幾年前缺乏10m/min,現(xiàn)已達(dá)40m/min。主軸速度10,00012,000 rpm已成為規(guī)范在高速和低速情況下都能傳送大的扭矩德國WZL/RWTH的Dyna-M型3軸銑床主軸轉(zhuǎn)速19,000r/min，電機(jī)15KW進(jìn)給速度90m/min，加速度1.5g.工 藝 硬切削硬

13、車削是把淬硬鋼HRC55的車削作為最終加工或精加工的加工方法。以車代磨，加工效率比磨削加工高34倍。硬車削中產(chǎn)生的大部分熱量被切屑帶走，從而使零件獲得良好的整體加工精度。硬車削設(shè)備投資少，適宜柔性消費需求。車床投資是磨床的1/31/2。硬切削不需特殊設(shè)備。.裝 備 刀具 SGS公司的高速銑削刀鍍層 Ti-Namite，線速度可達(dá)400m/min，加工硬度達(dá)HRC60，甚至可以在干切削條件下進(jìn)展切削。Horn GmbH 之Super mini boring tool insert, 可鏜2mm直徑孔。Stocdon 陶瓷刀片可在100200 m/min和0.50.7 mm/rev的條件下加工鎳基

14、合金，此種速度比通常硬質(zhì)合金快5倍，進(jìn)給量大2倍。.裝 備 刀具可轉(zhuǎn)位的涂層刀片鍍層為TiC, TiN, CrC, CrN, Al2O3, 提高了刀具的耐磨性和韌性，可提高刀具壽命610倍。美國肯納公司的KC990刀片日本三菱公司的UC6010刀片德國的HSK和美國的KM工具系統(tǒng)運用短錐空心刀柄，接觸剛性好，夾緊可靠，傳送轉(zhuǎn)矩大，反復(fù)定位精度高達(dá)0.001mm0.0025mm。.裝 備 刀具Sandvik Coromant 的U鉆鉆削的孔深達(dá)45倍孔徑，將鉆削消費率提高了300%。Coromant刀具的壽命大約300500零件/刃用可轉(zhuǎn)位刀片進(jìn)展高速鏜削，不僅縮短加工時間，并能獲得更好的工件質(zhì)

15、量。日本九州大學(xué)工程部智能機(jī)械工程系開發(fā)了激光引導(dǎo)式深孔加工方法用于深徑比：10002000的深孔高精度加工.裝 備 刀具德國維克高精度靜壓膨脹式刀具夾頭用于深孔鉆減少刀具磨損、換刀次數(shù)和廢品率刀具壽命延伸2倍聚晶立方氮化硼PCBN刀具用于先進(jìn)切削工藝研討PCBN刀具資料具有很高的硬度、耐磨性比硬質(zhì)合金和陶瓷更高、熱穩(wěn)定性、高溫硬度、低的摩擦系數(shù)等。.裝 備 刀具 PCBN刀具用于先進(jìn)切削工藝最適宜于鑄鐵、淬硬鋼等資料的高速切削加工，高速下刀具的壽命反而越高。用于硬態(tài)切削 以車代磨，對淬硬件55HRC以上 精加工,可提高加工柔性無須加切削液。 當(dāng)工件硬度高于40HRC后，刀具壽命 隨工件硬度添

16、加而添加。用于干切削用于自動化及難加工資料的加工.裝 備 機(jī)床高速降低非切削時間快速定位，quick chip-to-chip tool change，降低托盤交換時間 添加金屬除去率高速主軸，新刀具設(shè)計，coating 資料。如今，金屬除去率已比幾年前提高了210倍。柔性 法國Renault的超高速切削加工中心HSC易集成到自動化加工線中。.裝 備 機(jī)床Reliable, unattended machining , 高切削率coolant, flow and chop removal 機(jī)床檢測系統(tǒng)的精度、可靠性國外系統(tǒng)中多項選擇用雙頻激光干涉儀作為檢測元件提高機(jī)床效率的雷尼紹測頭序前、序中

17、、序后自動補(bǔ)償Powerful, and user friendly controls.裝 備 機(jī)床功能部件軸承與主軸單元瑞士Ibag制造的采用磁懸浮軸承的主軸單元，其主軸轉(zhuǎn)速可到20,00040,000r/min。德國KAPP公司采用的磁浮軸承砂輪主軸的轉(zhuǎn)速到達(dá)60,000r/min。氣浮軸承的主軸單元的主軸轉(zhuǎn)速最高可達(dá)150,000r/min以上，但輸出扭矩和輸出功率較小，主要用于零件的光整加工。.裝 備 機(jī)床功能部件直線電機(jī)line motor在機(jī)床上的運用直線電機(jī)與滾珠絲杠相比，其加速度約為滾珠絲杠的1020倍，速度為滾珠絲杠的34倍。德國西門子IFNI的直線電機(jī)最大進(jìn)給速度可達(dá)200

18、m/min，最大推力達(dá)6600N，最大位移為504mm。適用于高速銑床、曲軸車床、超精細(xì)車床、磨床及激光加工機(jī)床等。. 控 制 過程控制 美國Setpoint公司之IDCOM-MAspenTech公司之DMCplus法國Adersa 公司之PFC控制器德國之SOFT PLC軟件.控 制 數(shù)控系統(tǒng)美國國家與企業(yè)共同R&D開放式NC系統(tǒng)國家制造科學(xué)中心NCMS和美國空軍結(jié)合會提出了NGCNext Generation Controller方案，并撥款1億美圓組織進(jìn)展開放式數(shù)控系統(tǒng)體系研討，提出了“開放式體系構(gòu)造規(guī)范SOSAS。1995年在NGC的指點下，轉(zhuǎn)入工業(yè)開發(fā)并由美國GM、Ford和Chry

19、sler三大公司進(jìn)一步結(jié)合進(jìn)展“開放式、模塊化體系構(gòu)造控制器OMAC方案，以開發(fā)具有開放式體系構(gòu)造的控制器，以降低控制系統(tǒng)的投資本錢和維護(hù)費用。. 控 制 數(shù)控系統(tǒng)在歐洲，OSACAOpen System Architecture for Controls within Automation System方案于1992年啟動，其主要目的是制定一個獨立于控制開發(fā)商的開放式控制系統(tǒng)的體系構(gòu)造規(guī)范，以減少新產(chǎn)品的上市時間，提高控制系統(tǒng)的柔性，從而提高歐洲機(jī)床消費商和控制開發(fā)商在世界市場上的競爭才干。. 控 制 數(shù)控系統(tǒng)日本開放式NC系統(tǒng)的開展動向以國際機(jī)器人工廠自動化技術(shù)中心IROFA為首開展研討任

20、務(wù)，成立開放式CNC委員會。1995年，由三菱等14家公司結(jié)合進(jìn)展OSECOpen System Environment for Controller方案，旨在開發(fā)基于PC平臺，采用PC+運動控制卡的方案，開發(fā)具有高性能價錢比的開放式新一代數(shù)控系統(tǒng)。日本將開放式數(shù)控技術(shù)稱之為機(jī)械制造技術(shù)的第三次革命。. 控 制 數(shù)控系統(tǒng)Ford公司正在研制Ford 2000系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)一元化、規(guī)范化、通用化、高效化使系統(tǒng)本錢降低23，交貨期縮短33FANUC公司和富士通公司于協(xié)作開發(fā) 個人計算機(jī)NC系統(tǒng)，其特點是：用戶改造自在度擴(kuò)展個人計算機(jī)的硬件、軟件可以活用與過去NC系統(tǒng)有延續(xù)性、互換性提高可靠性.國內(nèi)現(xiàn)

21、狀 工藝與配備現(xiàn)狀我國機(jī)床工具產(chǎn)品具有世界80年代中期的程度，少數(shù)到達(dá)國際90年代初的程度。1996年 進(jìn)口額：35.52億美圓最頂峰 金屬切削機(jī)床：15.65億美圓 1997年 進(jìn)口額：22.43億美圓降低36.85% 金屬切削機(jī)床： 9.73億美圓 數(shù)控機(jī)床： 5.42億美圓.國內(nèi)現(xiàn)狀 工藝與配備現(xiàn)狀1997年 出口額： 5.48億美圓增長12.29% 金屬切削機(jī)床： 2.27億美圓對比： 1996年全球機(jī)床的產(chǎn)值： 350億美圓17個主要機(jī)床消費國出口總額： 216億美圓.國內(nèi)現(xiàn)狀 R&D現(xiàn)狀 與國外R&D相比，國內(nèi)在工藝與配備方面的投入明顯缺乏，很多大學(xué)在這方面的研討根本衰敗。當(dāng)然，國

22、內(nèi)少數(shù)高校院所進(jìn)展了一些關(guān)于工藝與配備的有意義的研討，獲得了一些成果，如清華大學(xué)的成型加工技術(shù)，國防科大、哈工大的超精細(xì)加工技術(shù)，華中理工大學(xué)的激光加工技術(shù).R&D趨勢與特點在21世紀(jì)，工藝與配備技術(shù)的開展將表達(dá)在高精度、高效率、低本錢、高柔性、智能化和干凈化等幾個方面。.R&D趨勢與特點注重先進(jìn)的根本制造工藝與特種工藝的研討 一些根本的工藝手段，如切削、鑄造、鍛造、 焊接和熱處置等。 涉及工藝的資料和工具的特性、環(huán)境的影響 及它們之間相互作用機(jī)理.R&D趨勢與特點用系統(tǒng)的觀念進(jìn)展工藝及配備的研討工藝之間、工藝與配備之間、資料特性與加工性能之間、工藝配備之間的親密聯(lián)絡(luò)。開放式的控制系統(tǒng)構(gòu)造，能

23、集成到特定的制造環(huán)境。利用信息等新技術(shù)開展工藝及配備研討利用信息技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)智能系統(tǒng)，新型NC系統(tǒng).R&D趨勢與特點注重使能技術(shù)的研討研討資料加工特性的方法建模與仿真技術(shù)傳感與丈量、補(bǔ)償技術(shù)順應(yīng)相關(guān)技術(shù)的開展工藝與配備技術(shù)應(yīng)順應(yīng)某些相關(guān)技術(shù)的開展，如一些新的或難加工資料如陶瓷、鈦鋁合金等的加工。滿足CIM、矯捷制造需求的配備如可重組制造配備。.主 題 布 局先進(jìn)制造工藝和方法先進(jìn)制造配備工藝與配備控制.先進(jìn)制造工藝和方法先進(jìn)根本制造工藝先進(jìn)根本制造工藝的機(jī)理如加工過程中資料微構(gòu)造的變化精細(xì)、超精細(xì)加工的機(jī)理高速加工機(jī)理如切削速度與切削溫度、切削力、切屑構(gòu)成的關(guān)系，高速切削對刀具壽命的影響等

24、新型的工藝方法如新的成形方法、硬切削等綠色工藝如無污染切削液和磨削液、干切削工藝數(shù)據(jù)庫的建立數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容主要包括加工質(zhì)量與工藝條件的對應(yīng)關(guān)系.先進(jìn)制造工藝和方法特種加工工藝高能束流加工原理，其中重要的是激光加工和電加工工藝原理。束流與資料的作用機(jī)理激光加工CAD/CAPP/CAM一體化技術(shù)束流加工的工藝質(zhì)量保證體系，包括工藝參數(shù)優(yōu)化和束流加工包括切割、焊接、外表處置集成化丈量控制技術(shù)等。激光輔助加工工藝的機(jī)理.先進(jìn)制造工藝和方法制造工藝的使能技術(shù)資料加工特性的研討方法包括實驗方法的研討、資料特性數(shù)據(jù)庫的建立建模與仿真加工過程的力學(xué)模型及可視化仿真.先進(jìn)制造工藝和方法先進(jìn)工裝先進(jìn)刀具和刀具資料的

25、研討如硬質(zhì)合金涂層刀片、可轉(zhuǎn)位刀片、立方氮化硼CBN、陶瓷刀具等復(fù)雜刀具的刃磨方法及設(shè)備順應(yīng)柔性消費和矯捷制造的夾具系統(tǒng)切削參數(shù)與加工性能的關(guān)系超硬耐磨長壽命刀具資料和磨料磨具刀具監(jiān)控包括加工過程中刀具狀 態(tài)檢測及破損預(yù)測.先進(jìn)制造配備常用的關(guān)鍵配備針對通用的關(guān)鍵自動化加工設(shè)備，某些支柱產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵零件加工的自動化公用設(shè)備，和基于新工藝、新方法的配備如快速原型系統(tǒng)、并聯(lián)機(jī)床等。系統(tǒng)總體設(shè)計和模塊化設(shè)計技術(shù)控制系統(tǒng)的規(guī)范化、可靠性與質(zhì)量保證新型公用自動化設(shè)備的工藝原理、 控制方法及關(guān)鍵技術(shù).先進(jìn)制造配備特種加工配備包括激光加工、電加工EDM及其它高能束流加工配備柔性激光加工單元與系統(tǒng)的設(shè)計高能束流

26、加工設(shè)備及其功能部件的精度與性能的研討高能束流加工設(shè)備關(guān)鍵零部件的設(shè)計.先進(jìn)制造配備精細(xì)、超精細(xì)加工系統(tǒng)精細(xì)、超精細(xì)加工設(shè)備及其功能部件的精度與性能的研討超精細(xì)加工設(shè)備構(gòu)造穩(wěn)定性的研討 超精細(xì)機(jī)床運動精度的檢測和分析 加工精度在線檢測與多要素誤差補(bǔ)償技術(shù) 高精度長行程微位移安裝的研討， 如精細(xì)長絲杠超精細(xì)加工中防振技術(shù)的研討.先進(jìn)制造配備高速、超高速加工系統(tǒng)高速、超高速切削機(jī)理的研討如高速切削過程中切屑成形機(jī)理等高速加工設(shè)備及其功能部件的研討如大功率高速主軸單元、磁懸浮以及動靜壓氣浮、液壓高速主軸軸承等高速加工設(shè)備的進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的研討如高加減速直線進(jìn)給電機(jī)的研制與運用高速加工設(shè)備構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計高

27、速加工中心的換刀技術(shù).先進(jìn)制造配備可重組的消費設(shè)備及系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制建立矯捷消費單元或系統(tǒng)的動態(tài)重構(gòu)模塊化、可重組的自動化設(shè)備矯捷消費單元或系統(tǒng)內(nèi)作業(yè)調(diào)度矯捷消費單元或系統(tǒng)的物料傳輸手段模塊重組.先進(jìn)制造配備先進(jìn)功能部件技術(shù)主軸、導(dǎo)軌、位移機(jī)構(gòu)微位移機(jī)構(gòu)，線性位移機(jī)構(gòu)、任務(wù)臺及定位部件等關(guān)鍵單元的構(gòu)造設(shè)計及機(jī)電控制精細(xì)位移單元技術(shù)如利用力、熱、磁、機(jī)電耦合等原理的精細(xì)微位移機(jī)構(gòu)和線性位移單元精細(xì)角度傳感器技術(shù)如高精度CNC數(shù)控分度頭精細(xì)、超精細(xì)軸承的設(shè)計與運用研討.先進(jìn)制造配備制造配備使能技術(shù)機(jī)床動力學(xué)振動、噪聲、熱變形建模方法與仿真關(guān)鍵部件主軸、床身、任務(wù)臺的設(shè)計、分析方法及動態(tài)仿真?zhèn)?/p>

28、感技術(shù)和在線控制技術(shù).工藝與配備控制新型NC系統(tǒng)開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系構(gòu)造的研討如分層的系統(tǒng)平臺，模塊化構(gòu)造功能單元，協(xié)調(diào)任務(wù)控制器等開放式CNC系統(tǒng)設(shè)計包括功能強(qiáng)大的操作界面、規(guī)范通訊方法和規(guī)范的數(shù)字驅(qū)動接口等，實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、加工和管理的信息集成加工過程數(shù)控 加工過程信息的搜集、處置與加工過程控制等智能化數(shù)控技術(shù).工藝與配備控制加工智能控制加工環(huán)境的感知與記憶方法和實現(xiàn)技術(shù)如對刀、位移、速度、溫度、振動等動態(tài)感知加工行為的決策和控制方法和實現(xiàn)技術(shù)包括加工行為規(guī)范和控制方式的制定加工異態(tài)的診斷與修復(fù)方法和實現(xiàn)技術(shù)主要為異態(tài)景象和原因的定位和修復(fù)方式加工系統(tǒng)的自組織與自學(xué)習(xí)才干如對環(huán)

29、境和形狀變化的自順應(yīng)才干.工藝與配備控制加工過程傳感及補(bǔ)償控制方法與單元加工誤差的在線丈量預(yù)測控制模型運動誤差、力變形誤差、熱變形誤差的綜合補(bǔ)償技術(shù)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的研制補(bǔ)償控制單元與機(jī)床控制單元的接口技術(shù).工藝與配備控制流程工業(yè)自動化控制基于先進(jìn)控制技術(shù)的自動化控制設(shè)備基于現(xiàn)場總線的全分布式控制系統(tǒng)缺點診斷與平安維護(hù)技術(shù)自動化設(shè)備控制系統(tǒng)仿真技術(shù).工藝與配備控制自動化設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計建模與優(yōu)化技術(shù)開發(fā)通用工業(yè)過程控制系統(tǒng)大型輔助設(shè)計軟件大型工業(yè)過程規(guī)范模塊化描畫方法計算機(jī)輔助模型化工具計算機(jī)輔助動態(tài)控制算法設(shè)計工具計算機(jī)輔助靜態(tài)優(yōu)化算法設(shè)計工具工藝流程動態(tài)仿真工具建立專家系統(tǒng)工具、知識庫.目 標(biāo)戰(zhàn)略

30、目的立足高起點，尋覓相關(guān)新技術(shù)的結(jié)合點和突破口，帶動我國制造工藝及配備技術(shù)的開展，使我國部分制造工藝和配備的才干在21世紀(jì)頭十年末期能到達(dá)國際先進(jìn)程度。.目 標(biāo)主要義務(wù)研制開發(fā)出國內(nèi)急需的、代表21世紀(jì)初國際先進(jìn)程度的先進(jìn)的根本制造工藝、特種加工工藝、工藝及配備的使能技術(shù)、高性能自動化制造設(shè)備、具有開放構(gòu)造的新型智能數(shù)控系統(tǒng)、有一定順應(yīng)范圍的在線丈量與控制單元、高精度的先進(jìn)功能部件以及能帶動制造業(yè)跨躍開展的新一代自動化控制設(shè)備。.立題原那么本主題的一切工程都必需在設(shè)計開發(fā)過程中運用863方案成果及其它已有的成熟的相關(guān)技術(shù)，尤其是產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)技術(shù)。一切工程必需有明確的企業(yè)需求，而且產(chǎn)品工程必需同

31、時有企業(yè)的支持。在產(chǎn)品轉(zhuǎn)入小批量試消費時，以現(xiàn)代管理技術(shù)為指點。一切設(shè)備的控制、通訊應(yīng)充分思索集成的需求。.立題原那么技術(shù)內(nèi)容規(guī)劃尋覓突破口，堅持有所不為才干有所為的原那么。選擇需求量大的產(chǎn)品，對一些國內(nèi)市場大而進(jìn)口多的產(chǎn)品應(yīng)優(yōu)先思索立項。優(yōu)先思索對國家支柱產(chǎn)業(yè)起艱苦影響的配備。優(yōu)先選擇根底相對好一些的工程予以資助。.立題原那么技術(shù)內(nèi)容規(guī)劃留意行業(yè)的分布，防止工程過分集中在一、兩個行業(yè)，但以一、兩個行業(yè)為主。創(chuàng)新為主，跟蹤為輔。專題每個工程應(yīng)力求有所創(chuàng)新，趕超國際先進(jìn)程度；對一些尖端前沿工程，可以跟蹤國外先進(jìn)技術(shù)，力求縮短差距。.措 施遵照S-863的總體指點思想 跨躍開展，開辟創(chuàng)新，系統(tǒng)集成

32、，示范帶動本主題重點為產(chǎn)品開發(fā)及示范運用本主題的實施途徑： 市場牽引，一致布置，在技術(shù)研討、運用開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化三個方面循序推進(jìn)。.措 施 技術(shù)研討 一些通用的、影響面廣的高性能工藝與設(shè)備 影響國防、航空、航天等前沿領(lǐng)域的關(guān)鍵工藝與設(shè)備如超精細(xì)加工設(shè)備 關(guān)鍵的共性技術(shù)，如NC系統(tǒng)、精細(xì)主軸部件、位移部件等 運用開發(fā) 到達(dá)目的產(chǎn)品程度，能很快轉(zhuǎn)入小批量消費。.措 施 產(chǎn)業(yè)化明確的市場需求企業(yè)為主要投資，S-863輔以資助留意批量消費條件下的質(zhì)量保證 注重使能技術(shù)研討 對今后制造工藝及配備的研討將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 建立假設(shè)干工程中心及產(chǎn)、學(xué)、研基地 對于某些技術(shù)(如RPM、超精細(xì)機(jī)床設(shè)備等)可思索建立

33、假設(shè)干工程中心及產(chǎn)、學(xué)、研基地。.經(jīng) 費經(jīng)費投入估算前提和設(shè)定條件 S863方案國家投入總量的估算值低限 按1995年價錢：315億元 按9%11%GNP平均指數(shù): 相當(dāng)于2001年530590億元 每個研討工程的平均支持強(qiáng)度不低于 3000萬元按現(xiàn)行比價，每個研討工程平均支持強(qiáng)為 360萬美圓，低于韓國G-7方案的650萬美圓/項 和歐洲尤里卡方案的2500萬美圓/項 .經(jīng) 費 R&D投入經(jīng)費:成果轉(zhuǎn)化投入經(jīng)費:產(chǎn)業(yè)化投入經(jīng)費= 1 : 10 : 100如采用矯捷制造原那么，充分利用社會存量資金，產(chǎn)業(yè)化投入資金還可大大緊縮 成果轉(zhuǎn)化啟動經(jīng)費 = 3億元/項 0.15 = 4500萬元/項 每項示范工程國家平均投入5億元.經(jīng) 費 領(lǐng)域工程執(zhí)行監(jiān)控目的成果獲得率： 40% 相當(dāng)于中等興隆國家程度的下限成果轉(zhuǎn)化率： 50% 相當(dāng)于中等興隆國家程度的下限產(chǎn)業(yè)化勝利率： 80% 相當(dāng)于中等興隆國家程度的下限最終勝利概率： 0.80.9 (屬國際同類方案平均答應(yīng)值0.750.95中值.經(jīng)費投入估算 成