1、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。
2、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。
3、 （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0.01m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0.1m、0.01m时仍能获得高达24240m/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
4、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CNC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0.01m/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
5、合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%80%； （3）采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真预测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加工质量。 2.3 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
6、以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，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。 加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展。德国Index公司最新推出的车削加工中心是模块化结构，该加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序，可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高，大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。 在2005年中国国际机床展览会（CIMT2005）上，国内外制造商展出了形式各异的多轴加工机床（包括双主轴、双刀架、9轴控制等）以及可实现45轴联动的五轴高速门式加工
7、中心、五轴联动高速铣削中心等。 2.4 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。具体体现在以下几个方面： （1）加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态，并根据这些状态实时调整加工参数（主轴转速、进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性； （2）加工参数的智能优化与选择：将工艺专家或技师的经验、零件加工的一般与特殊规律，
8、用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，利用它获得优化的加工参数，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目的； （3）智能故障自诊断与自修复技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法实现故障的快速准确定位； （4）智能故障回放和故障仿真技术：能够完整记录系统的各种信息，对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真，用以确定错误引起的原因，找出解决问题的办法，积累生产经验； （5）智能化交流伺服驱动装置：能自动识别负载，并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置。这种驱动装置能自动识别电机及负载的转动惯量，并自
9、动对控制系统参数进行优化和调整，使驱动系统获得最佳运行； （6）智能4M数控系统：在制造过程中，加工、检测一体化是实现快速制造、快速检测和快速响应的有效途径，将测量（Measurement）、建模（Modelling）、加工（Manufacturing）、机器操作（Manipulator）四者（即4M）融合在一个系统中，实现信息共享，促进测量、建模、加工、装夹、操作的一体化。 2.5 体系开放化 （1）向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断
10、改善并处于长生命周期； （2）向用户特殊要求开放：更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求； （3）数控标准的建立：国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP-NC），以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。 2.6 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
11、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，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，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。 并联机床作为一种新型的加工设备，已成为当前机床技术的一个重要研究方向，受到了国际机床行业的高度重视，被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。2.7 极端化（大型化和微型化） 国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世
12、纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。 2.8 信息交互网络化 对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理，还可实现数控装备的数字化服务（数控机床故障的远程诊断、维护等）。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔（e-Tower）的外部设备，包括计算机、手机、机外和机内摄像头等，
13、能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障报警显示、在线帮助排除故障等功能，是独立的、自主管理的制造单元。 2.9 新型功能部件 为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括： （1）高频电主轴：高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成，具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点，在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用； （2）直线电动机：近年来，直线电动机的应用日益广泛，虽然其价格高于传统的伺服系统，但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用，机械传动结构得到我国财务会计信息化理论研究的回顾与思考【摘要】 我国财务会
14、计子系统初步实现了与管理会计子系统、专业待写论纹发表抡文，扣扣 壹舞六陆贰零伍， 逃宝付定金，满意付全款，保原创，包发表，保通过，安全可靠。ERP其他各子系统的财务与业务一体化,促使人们对同源分流理论的进一步思考。而会计处理电子化、会计记录无纸化、会计方法自动化,在为我国会计准则的正确实施提供技术和流程保证的同时,也引发人们对日益增多的IT风险的担忧,进而对会计信息质量的重新审视,引发从理论层面上去探索财务会计基本程序与方法在信息化过程中的变化。本文在回顾我国财务会计信息化理论研究取得成果的基础上,对上述若干问题进行探讨。 【关键词】 财务会计;信息化理论;信息质量;基本程序;会计方法 财务会
15、计信息化的成功,无疑是我国会计与改革开放30年所绽开的一朵绚丽多彩的花朵。30年来,财会软件替代了手工操作,电子化会计数据与信息替代了纸质的证账表的记录,会计人员的主要精力从致力于会计核算逐渐转向为借助无纸化会计信息,为企业决策者实时地提供决策支持。30年成功实践的感性认识,也同时为财务会计信息化理论升华提供了坚实的基础。 一、财务会计信息化理论研究的基本内容 会计信息化理论是由会计信息化基础理论、会计信息化应用理论和会计信息化环境理论相互结合,所形成的一个有机的理论体系。其中,会计信息化基础理论是构成会计信息化理论的基本要素,包括会计信息化的目标、方法理论等;会计信息化应用理论是将会计信息化
16、基础理论应用于会计信息化实践、指导会计信息化实践的理论,包括会计信息系统的设计与应用、会计信息化管理体制理论等;而会计信息化环境理论,则是对会计信息化基础理论和会计信息化应用理论产生影响作用的外部条件的理论,包括信息、技术和组织等环境的影响。 作为会计信息化的基础和核心部分的财务会计信息化,立足于其会计反映与监控的基本职能,对其基础理论、应用理论和环境理论深入研究,不仅是会计信息化的当务之急,而且对会计理论创新研究有着重大意义。 研究我国财务会计信息化理论,首先必须根据财务会计信息化的发展分阶段加以进行。信息系统与组织内外部环境之间共生与互动的关系,决定了财务会计系统必须是一个活跃开放的系统。
17、而财务会计信息系统的优化与演化程度,直接反映出财务会计信息化发展水平。根据会计的业务流程再造和信息集成的程度,可将财务会计系统的发展阶段分为手工会计模式、计算机会计模式和网络会计模式三个阶段。而我国信息化财务会计系统至今经历了手工会计仿真模式与计算机会计模式两个阶段。30年来我国财务会计系统信息化的发展,不仅实现了该系统与管理会计系统的信息集成,同时也在很大程度上加快了企业资源规划系统内的财务与业务一体化进程。 本质上说,我国财务会计系统经历了上述两个阶段的发展,是一个价值法会计向价值法与事项法并进的演变过程。从上一世纪80年代开始,Sorter(1969)所提出事项法会计之所以在我国一直成为
18、经久不衰的热点问题,是因为信息技术所具有的强大数据处理功能让人们看到这一研究的应用前景。勿庸讳言,利用计算机系统采集的事项信息,不仅能够提高财务报告的增值性,而且也可同时满足企业决策者的信息需求,这种谋求信息资源集成,以便为信息用户提供多元信息的理想目标,使国内众多学者萌生了重构新型的会计信息系统之构想。杨周南(2003)提出的信息系统控制与审计模型(Information System,Control Auditing,ISCA),李端生等(2004)提出的“需求决定的会计报告”模式,王世定等(2004)提出的财务会计与管理会计融合的信息集成管理系统( Information Integrated and Management System,IIMS)模型等,重点构画了集财务会计与管理会计为一体的控制系统的理想框架。而在实践中,用友、金蝶、浪潮、新中大等软件厂商立足于组织、信息与流程集成所开发
