数控机床的发展史篇1

汉川大型双龙门五轴联动数控铣床获金奖

CCMT2012境内展商招展工作结束,缺口达35%

斯凯孚(SKF)设立第二家大连轴承工厂

台达C2000成功服务上海地铁建设

GF阿奇夏米尔:数款精品DMP上诠释塑造之美

山特维克可乐满CoroPak11.2新产品简介

强强联合共建“精密测量联合实验室”

英威腾印度子公司成立

海别得发售Centricut系列易损件

海克斯康助力模具“智”造

西门子将在成都建立在华最大的数字化工厂

机床主轴部件的创新“机床产品创新与设计”专题(三)

EMO汉诺威2011展会见闻

洋为中用谋发展立足自主再创新

中国机床工具工业协会行业形势新闻会EMO上成功召开

中国机床工业的过去、现在与将来——庆祝《制造技术与机床》月刊创刊60周年

乔治·费歇尔在中国快速扩张常州新工厂开业

齐鲁之地多才多俊永华机械扬名海内——记山东永华机械有限公司二期项目投产仪式

汇聚知名巨头全面刷新历史记录——2011亚洲国际动力传动展、2011亚洲物流展新闻会

编者的话

国内外动态

开拓潜在市场规避汇率风险——2010年1-7月我国机床工具进出口分析与建议

我国汽车制造技术由大国向强国的转变

选拔高技能人才促进社会和谐发展——第四届全国数控技能大赛赛事情况通报会暨签约仪式在京举行

节能·环保·绿色·高效——我国内燃机行业的发展方向

长风破浪会有时直挂云帆济沧海——2010中国·沈阳国际机床产业峰会纪事

“轴”于心,“承”于物——专访日本精工株式会社执行董事、中国副总代表土井英树先生

面向服务的协同执行平台研究

神经网络在工程陶瓷电火花加工中的应用研究

基于NC代码的工具配置方法研究

基于网络的数控实验平台设计与实现

世界机床工业现状及今后发展

龙门式五面加工中心展品评述

基于表面张力的无模型数字铸造技术研究

基于DSP的DDA插补器设计与研究

基于模糊自适应控制的高速雕刻机改进

基于FLUENT的非淹没式纯水射流喷嘴内部流场仿真

基于XY平台的运动轨迹控制软件的开发和研究

基于边环属性邻接图方法的STEP模型特征识别

编者的话

国内外动态

从产品竞争到服务竞争——机床产业转型升级途径之一

自强不息攀登数控系统技术的顶峰

第三届北京市职工数控技能大赛火热进行中

第五届中国CAE工程分析技术年会在兰州成功举办

品质价格服务——哈斯产品赢得客户的秘诀

基于LabVIEW的电主轴径向回转误差测量技术

摆线齿轮极坐标径向测量技术的研究

基于三坐标测量机的凸轮测量技术研究

书讯

滚动直线导轨副摩擦力动态测量系统设计

双料检测系统在数控冲床自动上料系统中的应用

实现加工中心机床俯仰、偏摆、倾斜的自动测量

高速精密机床系统动力学的研究进展

提高DSP的AD转换器精度的研究与实现

MCX314AL在基于ARM9的石雕机中的应用

大型龙门铣床主轴滑枕结构有限元分析

数控机床的发展史篇2

关键词机电一体化；电机；控制

中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1671—7597（2013）022-015-2

1概述

1.1机电一体化简述

机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体的技术。随着现在计算机技术的快速发展和应用领域的普及，机电一体化技术已经由原来的单一技术逐步发展到自动控制技术、信息技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等相互交叉，形成了一个完整的体系。与原有的体系有所区别。尤其是计算机的使用更是使这一领域的发展得到了强有力的支撑。随着科技的不断的进步，社会经济的不断扩大，机电一体化已经深入到了各个行业之中，创造出了大量的社会财富。机电一体化的最基本的特征就是将计算机技术、电子信息技术、数字技术等技术有机的相结合在一起，通过这些技术的运用将生产的工作有效的分配到各个需要的工作岗位上，通过机电一体化的使用，提高了原来的工作效率，并且在生产过程中更是降低了能耗，提高了安全性，生产出的产品质量也有进一步的提升。

1.2机电一体化的发展历史

机电一体化的发展历史可以追溯到20世纪的60年代，发展过程可以概括为以下几个阶段。

1）原始阶段：电子技术的应用到机械装置中的生产中来，从电子技术的最初的发展就是建立在机械设备的技术改造上的，随着电子技术的不断发展，促进了两者的结合。

2）初级发展阶段；计算机的使用，使得机械的电子化控制进一步的得到了加强。计算机在电子控制方面的介入，为机电一体化控制提供了强有力的技术支持。

3）蓬勃发展阶段：由于科学技术的不断进步，各个科学领域都影响到了机电一体化的发展，例如，光纤技术、数码技术、智能技术等等应用，使机电一体化得到了充分的发展。以后也将有更多的新技术会应用到其中来。

1.3机电一体化的应用领域

经过近50年的发展，机电一体化取得的长足的进步，但是在应用的范围上还是主要应用在自动生产线和数控机床方面。机床从最早的手动车床发展到现在数控机床，无论在功能上、操作上、效率上都比原来的机床有了显著的提高，数控机床可以根据加工的产品的参数来进行精确的操作，数控机床的另一特点是通过电脑来进行控制的，在对相同的产品进行重复的加工的时候，工作人员只需要根据事先设计好的参数进行选择，剩下的就可以在由数控机床自己来进行加工了，一个人工作人员可以同时操作多台数控机床来进行生产。

2机电一体化中电机控制技术现况

我国的工业经历了一个从无到有的发展过程，发展到现阶段，比起最初的起步阶段已经有了很大的改变，但是某些的技术上与发达国家还存在一定的差距，其中最明显的就是电机的控制技术。电机控制技术是机电一体化过程中不可或缺的一个重要组成部分，在我国的工业发展中扮演了重要的角色，也是国家大力发展的一个目标，电机的运行在整个的工业设备生产中属于重中之重。电机的运用到生产中来，可以有效的降低工作成本，提高工作效率。

由于电机设备是机电一体化生产中的关键部件，机电设备的出现问题的地方，多数是在电机控制保护装置中，所以电机必须要有坚硬的电机保护外壳，同时还要有良好的绝缘性。随着机械的自动化的程度越来越高，很多需要工作人员操作的地方都由机械设备所取代，随着自动化程度的越来越高，生产的效率越来越高，但是时间长了，机械的工作和电机设备的长时间运转，都会造成磨损，由于长期处于高温、高压、电压不稳定、酸腐等恶劣环境下，很容易出现各种各样的问题，造成机电设备的老化，降低了机器的使用寿命。为了能够及时有效的了解机电设备的运行情况，这就需要我们的技术人员长时间的测试和试验，以便对机电设备做出合理的维护和检修。

3未来机电一体化电机控制发展和展望

从以上的情况中，我们不难看出阻碍机电一体化发展的问题所在。只有在机电设备这个重要环节上下工夫，才能解决问题，但这并不是一朝一夕可以解决的，需要大量的相关专业技术人员通过各种实验和测试加以解决，其中在涉及到控制部分的专业就有单片机、整流模块、输入、输出、数据转化、报警电路等多个相关的工程学科，就拿其中的单片机来讲，单片机的应用领域非常广阔，从我们生活中的遥控器中到天上的无人侦察的控制，都有单片机的身影，单片机为了满足机电一体化控制的需求，就需要专业的人员来对单片机进行数据编程，然后再将所编写的程序固定到单片机的芯片中去。其中的一个环节就需要涉及到很多的科学知识，将其中的各个技术环节都拆开来进行研究可见是一项相当浩大的工程。它需要经过多个领域的技术人员通力合作才能完成的。

在未来的机电一体化的发展过程中，必将涉及到更多的科学领域，这些科学领域的新技术，都为机电一体化控制提供重要的技术支撑，这些技术的使用，可以降低能源的消耗、资源的浪费、降低人们的成本、产品的成本并提高产品的质量，为社会创造大量的财富，还可以极大的提高人们的生活质量，增强国家的实力，为我国的发展尽一份力。

4结束语

将机械设备与电子设备有机的组合到一起，就是机电一体化控制。两者相互促进相辅相成，随着越来越多的新技术的使用，机电一体化控制的发展前途光明，随着社会的不断进步，对生活的要求人们也在不断的提高，这就对各种生活资料提出了更多需求，为了满足这些需求，必然会有越来越多的领域采用机电一体化控制技术来进行生产。现代社会是一个信息爆炸的时代，计算机、互联网、数字化技术、虚拟技术等等新技术的不断更新换代，必将对机电一体化控制技术产生更加深远的影响，在技术的提升同时，也必将会为机电一体化的发展带来更美好的前景。

参考文献

[1]程显敏.机电一体化的发展趋势[J].黑龙江交通科技，2011（08）.

数控机床的发展史篇3

论文摘要：本文针对我国数控机床，尤其是经济型数控机床服务的现状，提出了构建数控机床综合服务体系的意见，以期抛砖引玉。

我国数控机床在近十余年来已经取得了较大的发展和普及，尤其是经济型数控机床发展更快，在一些地区和行业初步形成了规模。然而，其服务与发展相比还不相称，明显滞后于发展。必须建立系统的综合服务体系，数控机床才能健康持续地发展。

数控机床是在普通机床的基础上发展起来的，不妨先看看普通机床的服务。由于普通机床的发展和使用历史已经悠久，很自然地形成了它的服务体系，而且已经是一个成熟的、有效的体系。正因为如此，人们习以为常，反而不觉得它的存在。如果归纳一下，这个体系至少有3个要素：

培训上岗普通机床的操作者和调试维修人员通常都拜过师傅，由师傅带教的。“师傅带徒弟”就是培训；“满师”就是考核合格，才有资格上岗。

人员专业化“机修工”是一个常见的职业工种，已经普及和渗透到企业、社会。对于普通机床的调试、维修、保养等均有这些专职人员司职。用户一般可以做到小修大修不出厂，有问题自我消化，很少再找生产厂的。

服务社会化其一是服务机构社会化，“机修厂”是遍布各地的常见单位，它提供各类机床的专业维修服务，且不受机床的生产厂家、型号规格的限制；其二是技术教育社会化，各级各类工科技术学校都设置机修专业，输送合格的通用人才。另外，“师傅带徒弟”的方式依然存在。

数控机床是典型的机电一体化产品，除普通机床作基础外，一般配备有数控系统、自动刀架、编码器，有的还有变频器、自动送料装置等，集中了机械、电子技术于一体。因而数控机床更加需要完善的、有效的、及时的服务。

然而，我国的数控机床从机床厂刚出来就有先天不足。这是因为我国的机床厂自身机械技术力量虽然较强，但是电子技术方面较弱，电子类技术人员普遍匮乏，而配套部分又恰恰最需要运用电子技术。机床厂对数控机床的服务从主观上和客观上都没有做好准备，更加谈不上服务体系。数控机床生产厂无法独立承担全面的技术服务，因而配套部分的服务依赖于配套厂就不足为奇了。这样，一方面把服务体系割裂开来，另一方面只要用户方面反映一点问题，机床厂就要拉上配套厂一帮人去，结果往往又是一点小问题，劳民伤财，配套厂是“有苦难言”。

数控机床的用户，绝大部分属于机械加工业，客观上也有电子技术力量薄弱的问题，往往只会简单操作而缺乏配套部分的维修知识，出现一些故障就束手无策，甚至停机待修，影响生产。中、高挡数控机床的人员配备相对还好一点，普及的经济型数控机床的人员配备则不够理想，不少就是普通机床的操作人员，未经过严格培训考核就上机操作。大家都知道没有经过培训取得“汽车驾驶证”的人是严禁开汽车的。对于技术含量很高的数控机床（即便是经济型）怎么能允许未经培训考核就上岗操作呢？汽车有了故障，驾驶员大多能作前期诊断和处理，汽车修理厂也随处可见，修理十分方便。而数控机床有了故障，自己不能处理，还只能找生产厂或配套厂。说到底，还是人们对数控机床服务的认识没有到位，观念没有更新，服务体系没有构建起来。

尽管随着数控机床的发展，机床厂也在不断提高和完善自己的服务，提高自身素质，强调用户培训，服务状况有所改善。但是由于起点不高，认识不深，自身条件不足，还不能从根本上解决服务问题。

因此必须尽快构建与数控机床发展相适应的综合服务体系，才能加快数控机床的发展和普及。

根据我国数控机床发展的现状，参考其他比较成熟的服务体系，我国的数控机床的综合服务体系在下列要点上必须达成共识：

1必须由数控机床厂主动承担全面服务，即由机床厂承担包括机床、配套部分在内的全部服务，改变目前机床厂和各个配套厂分散服务的状况。因为

机床厂是产品的最终完成者，直接面对用户，承担全面服务是理所当然。

机床厂既然生产数控机床，对数控系统是属于必须掌握的核心技术，没有这个基础是很难参与竞争的；而其他配套件如刀架、传感器等技术对于熟悉数控技术的人来说是不难掌握的。机床厂不能长期依赖配套厂服务，否则无从提高自身素质和能力，增强竞争力。

控机床及其配套部分的技术已经比较成熟，质量稳定提高，用户反映的问题集中在调试和维修上，由机床厂指导用户使用和维修是最合适的。

数控机床使用中反映的问题是相互关联和影响的，初期很难判断问题在那个部分。如回转刀架动作失灵，就要检查刀架、数控系统、机床电器。如果分别由配套厂来检查和证明自己配套部分没有问题，或是发现问题解决了，各自的时间和费用已经浪费了。这种看似滑稽的情况，其实是经常发生的。

机床厂实行综合的全面服务，提高服务人员技术素质后，可以精简人员，提高效率。同时，减少配套单位的服务，也会得到相应的经济补偿，有利于降低成本。机床厂承担全面服务后，同样可以协调与配套单位的相互配合。

2要强调培训考核后上岗，建立针对不同层面的培训体系

机床厂自身要培养出一支掌握机电一体化技术的队伍，以适应生产、检验、服务工作。尤其要使服务人员能独立承担数控机床的调试及维修工作。

机床厂要强调对用户进行培训，要形成制度。培训考核合格后方可允许操作数控机床。培训要求是使用户能正确使用、规范操作、能处理常见故障。拥有数控机床较多的用户，应尽量培训出专职维修人员，能独立排除故障，做到修理基本不出厂门。

由机床行业与教育部门协调，继续并加强在各类大、中专学校、技工职业学校办好机电一体化专业，为社会输送和储备合格人才。不断补充和完善针对数控机床服务的内容。已经从事此项工作的，要给以再学习的机会和条件。

实践已经证明，谁抓住了培训谁就主动，谁就发展得快一点。数控系统生产厂家对培训的认识和行动要早些。而只有机床厂抓住了培训，才算是数控机床发展的关键！

3逐步在数控机床的用户集中地建立数控机床维修点

可以由机床厂自己建立，也可以发动社会力量建立。把分散的数控机床维修力量集中组织起来，使数控机床的维修专业化、社会化，做到就地解决数控机床的维修和另配件供应。

数控机床的发展史篇4

2006年11月10日，中国最大的机床制造商――沈阳机床集团在上海联合产权交易所协议挂牌，出售其49%的国有股份。鉴于沈阳机床集团所在的行业――装备制造业在国民经济中占据重要地位，以及外资在国内不断谋求的“斩首”行动，让事件成为继凯雷收购徐工、SEB集团并购苏泊尔风波之后的又一个热点话题。

改善“公司治理”结构似乎可以作为沈阳机床集团此举的主要理由。但是中西方理论和实证分析表明，改善公司治理结构，控制权市场并非首要武器，内部监督才是根本。因而此定论值得商榷。那么，该事件的背后到底隐藏着当事人的什么动机呢？

机遇和挑战

全球制造业向中国转移的进程让中国在2002年首次超过德国和美国，成为世界最大的机床消费国。此后得益于国内电力设备、采掘设备、航空航天设备、船舶、汽车及零部件、工程机械等行业产能的高速扩张，中国连续四年稳居全球机床消费第一大国的地位，尤其是对于数控机床的消费，更是日渐高涨。

1995～2005年间，中国数控机床产量年均复合增长率为23%，高于同期金属切削机床总产量8%的复合增长率。数控机床占金属切削机床总产量的比重从3.6%增至13.2%。截止2006年10月，中国数控机床产量已达到68354台，同比增长29.2%。占金属切削机床总产量的比重达到14.9%，比2005年同期提高了1.79%。伴随着产量的增长，数控机床业务的毛利率也基本处于上升态势。这一点，我们在沈阳机床集团的上市公司――沈阳机床股份有限公司（以下简称“沈阳机床”）的财报上可见一斑。

未来几年，数控机床行业的这种发展态势仍然会继续。首先，重型冶金机械、发电设备、航空航天、船舶、铁道以及国防军工等行业仍然是未来国内装备制造业的投资重点，这些行业将不会把扩大规模作为发展目标，而是着重于提高产品的质量和水平。这必然加大对高档数控机床产品的需求。其次，IT、生物工程等高技术产业需求纳米级亚微米级精密加工数控机床；工程机械、农业机械、造船、轨道交通等传统制造行业亟待产业升级，亦需要大量数控机床进行装备。第三，根据《数控机床产业发展专项规划》的目标，到2010年国产数控机床占国内市场需求的50%以上，国产数控机床采用国产功能部件超过60%以上，有自主知识产权的数控系统占数控机床总产量的75%以上。同时要求在国产数控机床总产量中，经济型数控机床约占50%，主要满足国内市场需求；普及型数控机床约占45%，取得国内市场竞争优势；高级数控机床约占5%，重在品种的大幅度扩展与充实。

应该说，机床行业所面临的机遇是空前的，然而需求结构的变革加大了与机遇并存的挑战力度。在发展潜力巨大的数控机床领域，外资的优势地位至今无人能撼。整机和功能部件（外协功能部件占整机价值的50%以上）都大量依靠进口，特别是数控机床的核心部件数控系统。国产普及型、高级型数控机床所用数控系统的90%以上被外商占领。高级型领域则基本被日本法那克（FANUC,即“富士通自动数字控制”）和德国西门子占据。实际上这两家企业在国际市场上也处于绝对垄断地位。在下游行业对高速、高精、高柔性机床需求日益增长的趋势下，国内企业所受到的挑战可想而知。

规模不经济

数控机床要求的数控技术体系复杂庞大，尤其是核心部件――数控系统属于高科技型电子类行业（兼有软硬件研发内容），且技术升级速度快。因而数控机床行业具有研发密集型和资本密集型的特征。这要求制造商不仅要投入大量资本进行技术研究与开发，而且在生产上必须要实现规模化。否则就不能弥补庞大的固定成本，以取得成本优势。

为此进入21世纪后，国内主要大型企业开始进行外部扩张，通过整合国内外企业，以达到优化产业链、丰富产品线、实现规模经济和提升技术的目的。比如大连机床集团有限责任公司2002年收购了美国英格索尔生产系统公司和曲轴设备公司、2004年并购了龙门镗铣加工机床领域的德国兹默曼公司；沈阳机床集团2004年并购了制造大型数控立式车床、数控龙门铣床和数控落地镗铣床的的德国希斯公司（SchiessAG）、2005年收购了云南CY集团有限公司和交大昆机科技股份有限公司28%股权；上海明精机床公司并购了德国生产车床的沃伦贝格公司后，又并购了制造大型车床、加工中心、数控镗铣床的日本池贝公司等。

得益于行业增长和集团公司在产销上的规模化以及技术上的提升，上市公司――沈阳机床数控机床的销售收入在两年内，从2003年的6.6亿元增长至2005年的16.7亿元，而截止2006年9月底，数控机床的销售收入已经超过2005年全年。

但是，数控机床还不能取代普通机床成为集团乃至上市公司的主要支柱，且公司的整体市场份额在产品结构上并没有多大改观。因为在同期，竞争对手也在成长，特别是外资企业，为应对中国本土企业的崛起，他们一方面加快技术更新步伐和改善服务；另一方面对国内企业不能生产的产品，抬高价格，并附加许多限制，而对国内企业能够生产的数控系统，则采取大幅度降价措施。同时，他们积极布局生产线，向低端领域渗透，以达到蚕食低端领域市场份额的同时，阻止国内企业试图进入高端市场的目的。

同时，我们要看到，在沈阳机床主要由数控机床产品拉动的销售收入的增长下，公司整个业务的毛利率却呈逐年下降趋势。在沈阳机床集团收购德国希斯公司的2004年，迅速滑落至19.47%，2005年小幅回升后，在销售收入创历史新高的2006年9月底，毛利率再次降至18.79%，达到历史新低。这说明，沈阳集团公司在行业内的整合不但没有给上市公司带来正效应，反倒降低了上市公司的盈利能力。

一边是外资在高端的严密防守和在低端的强势进攻，另一边却是上市公司战斗力的逐步减弱。沈阳机床集团管理层怎不担忧？若想提高战斗力以应对外资的竞争，除了在技术和管理上双管齐下外，别无他法。而基于行业的技术密集型特性，在技术研究和开发上的投入又必然是重中之重。

资金紧张

沈阳机床集团的确是这样考虑的。目前，其已确立创新目标就是在2010年前，建成国内绝对领先、具有更强国际竞争力的世界级创新研发体系，以为集团“打造世界知名品牌，创建世界知名公司”这一长远目标做准备。但这一切都需要强大的、源源不断的资金作后盾。而资金却恰恰是目前集团乃至上市公司所紧缺的。

2002～2004年间，沈阳机床的长期资本净值显示为负值，长期利用银行短期借款投资固定资产和维持运营资金。同时，对外融资依存度从2003年的62.47%迅速扩大至2004年的76.14%，呈发散态势。企业处于严重的融资饥渴状态。即从2002到2004年，企业自身运营所需资金都成问题，更别说有多余的资金投在研发和技术革新上了。

情况的好转发生在2005年。该年度上市公司的长期资本净值由-1.25亿元变为3.95亿元，但固定比率（固定资产总额/所有者权益总额）依然超过100%，表明固定资产投资的一部分资金依赖于银行长期借款。同时，公司的营运资金需求突破10亿元，达到13.23亿元，而现金支付能力则是-9.28亿元。这意味着，上市公司的长期资本仍然不能满足企业生产经营的资金需求，缺口由银行短期借款填补。这种状况一直维持到2006年9月。

我们知道一家公司的长期资本净值决定了其投资固定资产或者长期事业的能力。自2005年以来，上市公司长期资本净值仅在3.94亿元～4.41亿元之间，这些资金尚不能满足生产经营所需，再别说拿出来做研发。当然这并不是说，就没有研发投入。据报道其控股公司――沈阳机床集团每年投入的研发费用大约接近1亿元。

这样看来，似乎上市公司目前的大股东，即沈阳机床集团的资金还是充裕的。事实真的如此吗？

从沈阳机床历年的报告中，我们可得知沈阳机床集团和上市公司沈阳机床的管理层实际上是一套班子。从沈阳机床集团的官方网站上，我们看到其下属单位包括了沈阳机床的四大生产性资产。这意味着，在沈阳机床的大股东沈阳市工业国有资产经营有限公司没有将其股份行政划转给沈阳机床集团之前，上市公司实际上由沈阳机床集团负责经营。集团在沈阳主要的营利性资产，中捷机床、第一机床厂和沈阳机床数控有限公司均在上市公司。

虽然沈阳机床集团未上市部分还有德国希斯公司（SchiessAG）、云南CY集团有限公司和交大昆机科技股份有限公司，但毕竟这些公司在集团掌控下的时间不长，短期内不会产生1+1的效应。因而集团与上市公司实则休戚与共。

实际上，沈阳机床集团资金并不宽裕，否则从1996年占用上市公司的非经营性资金也不至于到2006年9月底才分期还清。

数控机床一般由主机、数控系统（包括伺服及驱动系统）及相关配套件三部分组成。数控机床行业的持续发展除了要有技术先进、质量过硬的核心部件数控系统外，还需要有相应的配套件。配套件方面除了外购外，很多企业也自行投资生产线。比如沈阳机床集团旗下设有沈阳机床第一设备动力公司、沈阳机床中捷设备动力公司等配套生产企业。为满足日益增长的整机在质量和数量上的要求，类似配套建设还会持续下去。另外，随着数控机床向大型化、精密化方向发展，对资本投入、研发投入的要求将不断加大。这一切都需要资金来支撑。以沈阳机床集团目前发展态势，根本无以应对。

数控机床的发展史篇5

关键词：热处理；能量监控；信息采集及处理

1引言

作为淬火机床的重要组成部分，机床信息系统的研制和升级一直备受企业关注。我国的淬火机床信息系统起步较晚，自动化、智能化程度较低。随着国家经济的转型以及技术的不断进步，淬火机床的机电一体化升级、智能化是必然的发展趋势[1]。本文结合九江新华电子生产的多工位淬火机床，设计了一套实用的机床信息采集及处理系统。

2系统方案设计

根据合作方要求，我们设计的淬火机床信息采集及处理系统需要完成以下几项工作：实时热处理能量监控、设备故障及时处理、历史数据记录查询、数据导出等。本系统主要由两部分组成：一部分以高频采集板为主。气门在出厂之前需要进行淬火和回火处理。本采集板可以实时监控气门热处理过程中的高频能量变化，同时将其对应的电压电流等模拟量信息实时传输给PLC控制器参与下料分拣。本系统的另一部分即上图所示的工控机软件。淬火机床运行中的各种数据例如淬火温度、电压电流等数据都需要在工控机上位机上实时显示，并且生成曲线。所有重要的数据都会存入数据库，当需要调出时，可以选择时间段进行查询和导出，导出可选择EXCEL文档U盘导出。

3系统硬件电路设计

基于之前项目经验以及企业对能量监控的要求，我们以PADS2005绘图软件为蓝本，设计了一款采集板，采集板以ARM单片机LPC1768为核心，采集处理电路的信号以及和外界通讯。按照功能需求，我们设计了相应的电路，主要包括485通讯模块、模拟量输入模块、多路开关量采集模块、触摸屏显示模块、以及继电器和报警模块等。

电源部分我们将开关电源和线性电源结合使用，给主电路和独立电路供电。微控制器LPC1768是整个采集板的处理核心，其硬件电路主要由复位电路、系统时钟电路和看门狗电路组成。模拟量采集电路由两部分完成，一部分是以V2252芯片为核心的运放电路，主要放大的是采集电压和电流信号，另一部分是快速光耦6N137，它采集的是频率信号。本设计需求要采集多种开关量，主要有是否欠水、是否过温、过流等。采集的开关量比较多，为了保护采集板电路和抗干扰，在开关量输入和单片机之间我们采用光耦进行串联。我们选用的是光耦PC817。

4系统软件设计

系统软件设计主要是工控机上位机软件的设计与编程。本软件界面是使用C#软件VisualStudio2010编写设计，我们选用的工控机型号为研祥PPC-1261。由于本系统涉及到信息数据的采集、存储和管理，数据量大，种类多，因此我们选用了专业的MySQL数据库进行数据的存储和管理。

上位机主要由三个界面组成：第一个界面显示实时的热处理数据信息；第二个界面查询历史记录和显示历史曲线；第三个界面是一些功能设置以及EXCEL导出。界面设计完毕即进行C#编程，首先完成整个界面的初始化，之后创建目录，以便存储历史数据，同时还需设置系统时间，使得工控机时间与PLC时间同步。建好目录后就与MySQL数据库建立连接，检查是否已建立当天数据库和表。若已建立，则打开串口，接收数据，同时打开定时器，执行中断程序。否则需重新建库建表，重复上述过程。串口通讯成功后，数据就可传输到工控机上位机界面。

上位机编程主要涉及三个主要程序的编写：（1）串口通讯程序。串口通讯我们使用了C#工具栏的控件―SerialPort。我们选择事件serialPort_DataReceived加以调用，串口数据接收、处理等可以直接在该函数里进行编写。为了保证接收数据的准确性和完整性，我们采用了多种措施排除干扰，最后还对数据进行了校验[3]；（2）历史数据查询。历史记录查询是工控机软件的一大重要功能。软件设计时，我们对查询建立了索引，查询结果可以看到工件的热处理数据和时间、工位等具体信息。当工件分拣出现异常时，技术人员可以通过查询历史记录，通过比对数据分析，找出原因所在，及时排除故障；（3）数据导出。当需要导出数据至EXCEL进行查询和分析时，首先需要选择导出条件，主要是日期。然后选择导出，若数据库有需要导出的内容，软件会执行将数据导入EXCEL，导出到D盘相应目录，同时软件界面会提示导入成功。插入U盘，界面会显示相应盘符，然后点击相应文件和按钮，文件即被导出至U盘。

5数据分析

下图所示为导出至EXCEL的一段历史数据记录，记录共有十个属性，分别是时间、工位、温度信息、模拟量信息（电压电流频率）以及工件分拣信息（良品、废品和返修）。

从上图可发现有5条记录的分拣信息记录是返修，从后面的5个属性进行分析，发现这5条的记录的其他属性在正常范围内，但是回火温度属性数据都超出了200摄氏度，而我们设定的回火温度范围最大值不能超过200摄氏度，因此这五个工件被判定为返修，其他都是良品，分拣正确。

6总结

本文所设计的淬火机床信息采集及处理系统，实现了对淬火设备进行能量监控。同时还可进行历史记录查询和导出。另外我们还设计了远程客户端，实现了远程访问和监控。本系统已顺利通过了客户验收，现已投入市场。

参考文献：

[1]张军占，刘卜.浅谈机电一体化技术的应用及发展趋势[J].城市建设理论研究（电子版），2013，10（23）：15-17.

数控机床的发展史篇6

前不久，为探索东北老工业基地重大装备制造业的振兴途径，国家发展改革委经济体制与管理研究所《国有资产运营体制研究》课题组赴东北先后考察了哈电集团、齐重数控装备有限公司（原齐齐哈尔第一机床厂，下文简称齐一）和齐齐哈尔二机床（集团）有限公司（下文简称齐二）、一重等企业，就东北重点骨干国企的改制以及重大装备制造业战略性重组等问题，进行了调研。

一、重大装备制造业的现状与问题须高度关注

（一）产业瓶颈

装备制造业重点骨干企业正处于极其矛盾的发展瓶颈之中。

1、不可或缺性和无可替代的现状

重大技术装备产品研制周期长、资金回笼慢，新经济和民营经济涉足不多，至今支撑主流市场的许多企业仍然是上世纪五十年代建厂的老国企，就区域而言它们更多集中于东北老工业基地。这些龙头国企是国家五十多年来积累的重工业根基、是工业核心能力的组织载体、是重大技术装备研发和创新的领军者、是占领市场主要份额并主导行业标准的行业脊梁。以齐二机床为例，近几年相继为航空航天工业、船舶工业、兵器工业、核工业以及国防军工提供了上百台大型机床装备，现已成为国内机床行业铣镗床生产数量最多、品种最全、市场占有率最大、性价比最优的排头兵企业，国内市场占有率达80%以上。2005年该企业创世界重型落地铣镗床产量之最。

2、绝地奋起的追赶和巨大差距的无奈

几轮国企改革后，这些老国企面对市场竞争仍具有顽强的生命力。专家指出，重型数控机床是当代制造业的主流装备，其性能水平、质量和拥有量及应用程度与领域是衡量一个国家装备制造业实力、综合国力的重要标志。就重型数控机床的行业现状而言，从2001年至今，齐一齐二等机床企业先后为国家战略工业提供了包括重型数控立卧车床系列、重型数控落地镗铣床系列在内的专机500余台。“十一五”期间，齐一、齐二力争使自身主导重型数控产品达到国际先进水平，打造具有国际竞争力的机床品牌。

但即便如此，与国际同行如德国西门子、美国GE、日本三菱重工等相比，无论是研发能力、管理经验，还是资金实力、产业环境我们还存在着明显的差距，中国装备工业整体水平尚在国际产业链分工的下端，企业规模和综合实力仍无法与相关的产业巨头相比。

3、产品市场高端失守和低端混战的局面

以数控机床为例，目前国内对各类数控机床，特别是高精、高速、高性能加工中心、数控车床、数控磨床、特种加工机床等需求强劲，因而大量进口。2005年中国机床产值约50亿美元，而进口额高达67亿美元，出口额为8亿美元，逆差59亿美元。从2002年起，中国机床进口额及消费额已连续4年居世界首位。机床行业的骨干企业与国际竞争者相比，主产品线普遍利薄、高端产品研发和精密制造能力较差,难有充足的资本金再投入研发和技改，被迫在低端市场与体制灵活的中小企业背水一战。

4、内受体制之困外遭“斩首”之扰

跨国公司看准了国企改制进入攻坚阶段的机会，战略性并购行业排头兵企业，媒体称之为“斩首行动”。装备工业排头兵企业出现被跨国公司并购的趋势，给产业生态和国防安全带来了巨大隐患，引起了国家最高层领导的关注，目前宏观管理部门正在积极制定法规和对策。而国有企业背负着计划经济体制遗留的历史包袱、九十年代因盲目上规模欠下的政策债、国企职工上千家庭数万人口的生计负担，使得它们近两年来深受内忧外患之苦。

（二）企业困境

东北的重大装备制造企业多，所有制结构调整步伐缓慢，投融资环境较差，有如下难点有待突破。

1、国企不良贷款问题严重

以辽宁省为例，截止2005年6月末，辽宁省银行业金融机构不良贷款余额1285.95亿元。其中：主要金融机构（4家国有独资商业银行、3家政策性银行、10家股份制商业银行和11家城市商业银行）五级分类口径不良贷款余额为1156.52亿元，不良贷款率16.35%，高于全国平均水平6.45个百分点。

国有企业与国有商业银行不良债权债务的成因十分复杂。在对沈阳重型机械集团和沈阳矿山机械集团进行的调研中发现，资产管理公司目前处置企业不良资产的手段比较单一，除了进行拍卖，几乎没有其他的办法对企业的不良资产进行重组整合。在拍卖中，由于缺乏有力的监管，一些投机分子利用非市场手段乘机以极低的价格获取企业的债权，进而逼债，对企业的正常生产经营活动造成了负面影响。

2、国企主辅分离及人员安置难

在主辅分离中，地方接收办社会职能移交经费补助存在很大缺口。按照国家分离政策，移交人员工资标准和离退休教师养老金低于当地人民政府规定同类人员标准的，按当地人民政府规定的标准执行，所需资金一并纳入补助基数。财政部在核定经费补助时，是按地方2003年的工资标准确定的，没有考虑2004年、2005年地方同类人员待遇标准增长因素，造成地方政府接收移交人员后，当年就形成支出缺口，给改制企业平添不稳定因素。

还有人员安置特别是离退休老干部安置问题。也是国企面临的一大难题。

3、国企融资模式单一，自有资金严重不足

由于金融资源配置规模、结构与市场需求偏离，国企的外源融资主要依赖于银行贷款的间接融资，而缺少直接融资的方式与渠道。东北相当一批装备工业重点骨干企业没有在资本市场直接融资的渠道和手段，企业每年用于研发投入的资金少得可以在总投入中忽略不计，这就直接影响了企业的竞争能力和未来的发展潜力。齐二的主要生产设备还是上世纪80年代以前制造的，甚至上世纪30年代的设备仍在服役。企业现有金切机床800多台，数控率不到20％，平均役龄25年，远高于国内同行业的18―20年。

4、法人治理结构不规范，引资改制难

现有体制下，企业法人治理结构多不规范，企业董事会、经理层责权不清。

重大装备制造业的老国企迫切需要通过改制剥离社会负担和不良资产，通过并购重组提升产品赢利能力。为此它们不仅需要巨额改制成本，而且需要通过资本的市场化运作获得充足的资金流用于高端产品的研发与产业化。由此可见，振兴东北老工业基地重大装备制造业的关键突破口是寻找出路和资金来解决这些龙头国企的改制和重组问题。

二、改制模式的探索和思路的审视

（一）引入民营资本改制途径

无论是重大装备工业行业内还是行业外的民营企业，虽然其在体制、资金等方面具备一定的优势，但在产品、技术、人才、市场、管理以及自身建设等方面，相对较弱，难以满足作为行业排头兵的国企改制的需要。

国内重型机床的排头兵企业齐一机床、齐二机床的企业改制，也曾与一些民营企业进行过接触和洽谈。例如浙江天马集团曾计划以5亿元收购齐一机床，香港日东科技公司也曾提出2亿元收购齐二机床。其收购的出发点带有很强的投机色彩，他们并不擅长重型机床制造业的日常经营管理，也不充分具备重型机床企业发展所需要的资金、技术、管理和市场优势；风险防范意识淡薄、存在杆杠融资、盲目扩张的倾向，并且其自身发展还存在很多潜在的危机；由于没有足够的实力，也不愿意一次性解决职工安置问题和历史包袱，因此选择民营企业作为战略投资方，对于重型机床这样的装备工业企业不是最优选择。

（二）引入外资改制途径

通常的外资选择有两种形式，一是引入产业型投资者，二是引入财务型投资者。

对于引入产业型投资者，从国际机床业来看，并不现实。近几年，国际机床行业正处于萧条低潮期，德国、美国的一些著名公司都因财务困境而纷纷出售股权甚至企业。而中国的机床企业如沈阳机床、大连机床、秦川机床等抓住机遇，完成了一轮跨国并购，这是机床行业比较特殊的一个情况。而装备制造业其他行业的情况却大为不同，去年底，当沈阳市希望就沈鼓等一批排头兵企业的国有股权出售，以引资改制时，相关跨国公司德国西门子、美国GE等，对在同一产品领域最为强劲的中国对手沈鼓反应积极，必欲得之而后快。跨国公司购并重组，是为了其自身的利益诉求和市场垄断的目的。他们将我企业在其全球战略下进行整合，对具有优势的产品和业务进行重组、分割、甚至是出售，同时大幅裁员，国内重大装备工业龙头企业的核心部分、关键技术和高附加值就会被跨国公司掌控。随着其对中国市场的逐步控制，将使得国家对重大装备制造业一些重要企业失去控制。

财务型投资者较之产业型投资者不够专业。由于对资产与资源的分类整合上的擅长和专注，一方面，他们可能会与企业日常的生产管理产生冲突。另一方面，也不能有效地向企业输出产品、技术、市场等要素使企业不断发展。最关键的是，财务型投资者对股权的持有方式是阶段性的，更加着重于获得股权收益和资本价差，在此过程中，存在提前退出的可能和风险，被并购企业将不得不面临新的重组形势，甚至陷入同行业跨国竞争对手并购的威胁之中。财务型投资者对大型机床企业阶段性持股，将影响国家对这部分具有较强核心能力的排头兵企业的控制力。

（三）MBO改制途径

通过MBO的方式，企业管理层（或职工）利用杠杆收购取得控股权，从而实现国有重型机床企业改制重组，这种做法目前也行不通。由于重型机床企业资金密集，规模庞大，管理层和职工的资金实力有限，不可能实现对企业的控股，同时，以管理层和职工有限的抗风险能力也无法承担大型国企改制的巨大风险。从现实情况来看，由于MBO受主客观条件的限制，其实际应用的效果并不理想，容易造成国有资产流失，也不符合国家现有政策。而且实施MBO，这些重型机床企业也没有能力和条件来处理和解决历史遗留的大量问题。

（四）同行业国企之间互相兼并

在齐一、齐二的改制过程中，曾经考虑让上海电器、沈阳机床参与收购，以完成改制。诚然，无论上海电器还是沈阳机床，都拥有在资金和规模上的并购实力，但同行业的国企兼并，旧的体制弊端依然存在，不但国企引资改制的目标可能无法达到，还会给兼并企业造成新的拖累；而且这些企业分属各地方掌管，如果没有跨区域的组织平台，难免陷入各种利益诉求的博弈，面临复杂的协调，具有相当的操作难度。

（五）对改制路径选择的反思

反思十多年来国企改制的路径选择，有如下误区：

一是考虑解决过去的问题多，考虑未来发展少。对国企改制重视解决历史遗留问题和政策性负担，有些地方甚至抱有甩包袱的动机，却少有考虑国企作为装备工业重点骨干企业未来的自主发展壮大的战略问题。

二是在国有以外想办法多，在国有以内想办法少。在国企引资改制过程中，几乎所有的路径都指向民营资本、外资或MBO，认为非此则不能解决国企体制上的弊端，完成市场化改造。

三是重视区域利益的保护，忽视行业战略的诉求。由于装备工业绝大多数企业已经下放地方，行业的战略管理者事实上缺位，大中型国企的引资改制和并购重组均缺少具有国家战略意志的关照与设计，惟以地方利益为尺度。

经过数轮的企业改革之后，以上误区所造成的弊端已显现：一批骨干企业经改制后并未实现轻装上阵、做强做大的愿景，不但包袱甩给了地方政府或国有银行，而且企业也七零八落，元气大伤。一些行业排头兵企业被外资并购，国企多年积累的技术能力和品牌为国际竞争对手一朝轻取。装备工业各行业的生态平衡遭到了破坏，行业的发展战略设计、排头兵企业的扶持、国家对重点企业及敏感行业的战略性指导与控制，均处于自然放任状态。

三、积极推动对重大装备制造业的战略性重组投资

（一）齐一齐二的改制与战略性重组

从2005年下半年至今，以东北重型数控机床行业的排头兵企业齐一、齐二为改制和重组目标，齐齐哈尔市正在开展一项具有示范意义的改革尝试。

两企业历经一年多努力，先后被国务院批准享受政策性破产。在具体操作上借用了国开行的“黑龙江省老工业基地振兴政策性贷款”信用渠道。按照两企业重组方案的整体设计，此次国开行通过省平台黑龙江省投资公司提供给齐一齐二用于改制的软贷款金额共为9亿元（两企业各4.5亿元）。首先，通过货币置换形式解决退休职工和下岗职工的转制并清偿了拖欠工资，然后按照平等自愿原则、通过职工投资入股形式解决了在职职工身份置换。待改制完成后，两个新企业集团将一起出资组建中国重型数控机床集团，到时用于解决转制成本的债务将由大集团承接，原贷款作为投资留给“齐二重装”和“齐重数控”，并转为股权。通过此种方式最终可以实现重型数控机床集团对两企业的国有控股，到时国开行只保留债权人身份。

（二）“重大装备制造业战略性重组投资思路”的开创性

战略性谋划。齐齐哈尔两机床集团实现转制并组建重型数控机床集团，该“思路”拟将数控机床、电工电器、重型机械和通用机械四个行业分别组建四个集团公司或股份有限公司作为融资平台，在国开行的金融支持和监管下，利用软贷款对旗下大型企业进行资产重组。“思路”明确了作为改革突破口的企业必须是国有控股的大型骨干企业，是各自行业的排头兵、是所在区域的工业支柱。力图探索一条全新的国企改革路径，旨在对产业发展和区域振兴进行全面长远的战略性谋划。

市场化运作。“思路”设计了一整套比较切合重工业老国企实际的操作流程：支付改制成本、卸掉历史包袱，然后按照市场机制整合精华资产，通过资本运作实现跨区域的强强联合。可见，政策目标相当明确，就是提升重大装备制造业的国际竞争实力，进而切实保障经济安全和国防安全。同时战略性重组投资的方式一开始就力求按照市场经济原则、打造规范的企业法人治理结构，进而保障企业的独立投融资能力和良好的运作控制，不再依靠任何行政性手段。

持续的资本支持。“思路”的最大亮点在于能够为改制后龙头企业的战略重组提供持续的资本支持。重大装备制造业的骨干国企经过几轮改革，已经具有了在产品市场生存和竞争的经验和能力，但是仍然缺乏在资本市场上竞争和生存的意识和能力。如何利用开发性金融的政策功能教会企业靠资本市场和产品市场“两条腿走路”，这是决定改制后的企业集团能否保值增值、超常规发展的关键所在。从以上这些方面看来，“战略重组投资”无论对东北老工业基地振兴、重大装备制造业振兴、国企改革等政策议题的解决都具有相当大的开创性。

四、建立对装备工业政策性投资平台的建议

（一）设立政策性投资平台的紧迫性

一是国开行的成本风险。如果当前国开行在以齐一齐二为基础组建中国数控重型机床集团的试点遇到的操作困难不能及时解决，将来四大行业重组思路的全面铺开还会遇到同样的难题，实际操作就会变得不可把控，开行不但要面临很大的风险，而且运作重组的成本将会提高，难度也会增大。

二是目前装备工业国有排头兵企业改制进入倒计时，行业应对跨国公司并购尚未有十分有效的办法。如果不能及时应对，到今年底一批重要骨干企业如沈鼓、陕鼓、沈重等，将会在地方引资改制的格局中不可逆地各自走路。

三是在国家选择自主创新发展道路的大背景中，振兴装备工业作为国家意志，保持对敏感行业的重点企业的国有控股权，在国家掌控主要命脉的前提下，获得超常规发展，具有非常重要的意义。

（二）设立政策性投资平台的操作性

国开行属于国家政策性银行，不以盈利为目的，其主要目标是通过开发性金融功能手段来确保国家政策意图的实现。国开行的各项财务指标优秀，应该并且能够对装备制造业重组进行资金支持，并成为国家对基础工业战略性谋划的重要力量。

齐一齐二的重组模式为我们提供了很好的借鉴。一是打破属地管理的区域行政性藩篱，直接运用市场操作的手段收购企业股权，然后进行集团的重组运作，彻底解决政企不分的体制弊端。

二是保证国企职工的切身利益，一揽子解决历史遗留问题和政策性负担。对于目前各方均感十分棘手的企业不良债务问题，亦可由国开行直接从资产管理公司收购其掌握，不但可简洁实现对国有股权的接管，还可以缓解资产管理公司逼债造成企业不稳定的压力。

三是通过重组国有股权资产，打造新的市场化的国家队。不但能够加强产品研发和市场开拓，还能使集团形成以市场机制为导向的资本运作实力，解决传统企业难以用产品和资本市场两条腿走路的问题。