机械工业论文范文

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篇1

经过近50年的发展，机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元，占全国工业的21%；利润257亿元，税621亿元，分别占全国工业的15%；出口创汇363亿美元，占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。

近年来，机械工业企业自主开发创新能力有所增强，1997年科技人员总数达48万人，技术开发经费支出达85亿元，占全行业销售收入的0.62%，有57家大型企业建立了国家级技术中心，有9%的企业建立了专门技术开发机构，行业整体技术水平有了明显进步，主要表现在：为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高；产品结构正向合理化方向发展。

尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高，但与工业发达国家相比，仍存在着阶段性的差距。主要问题在于：

1．科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%，先进国家高达70%以上。

2．产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后，是制约机械产品水平的主要因素。

3．机械产品技术水平不高，达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%，达到80年代中期国际水平的占27%，其余产品均在80年代以前的水平线上。

从总体上看，机械工业技术开发能力和技术基础薄弱，发展后劲不足；技术来源主要依靠引进国外技术，对国外技术的依存度较高，对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上，没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。

（二）技术发展的总体目标

以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点，以发展和应用先进制造技术为手段，以高新技术和产品的产业化为突破口，以提高企业技术创新能力和竞争力为目标，提高企业技术创新水平。到2001年，提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平，5%达到国际先进水平，90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。

（三）技术发展的方向和重点

1．以数控机床为代表的基础机械

数控机床是先进制造业的基础机械，是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台，品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台（占机床总产值20%以上），但由于国产数控机床不能满足市场需求，在国内市场上的占有率逐年下降，每年仍需大量进口数控机床，进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台（价值12.46亿美元）。

目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是：

（1）产品成熟度差，可靠性不高

国外数控系统平均无故障时间（MTBF）在10000小时以上，国内自主开发的数控系统仅3000～5000小时；整机平均无故障工作时间国外达800小时以上，国内最好只有300小时。

（2）产品品种少，不能满足市场需求

国外数控机床品种已达到1500种，国内只有500多种,且性能水平低，高速、高效、高精度产品几乎没有。

（3）创新能力低，市场竞争力不强

生产数控机床的企业虽达百余家，但大多数都未能形成规模生产，企业效益差，创新能力低，制造成本高，产品市场竞争能力不强。

（4）数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全，大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。

近期我国在数控机床的发展方面，要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型，以普及型为主的策略，重点发展：

（1）经济适用、量大面广的产品

经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。

（2）高速、高效和专用、成套数控机床

高速、高效数控车床及加工中心；高效数控锻压成套装备，其中包括，可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等；大型精密模具数控成套装备，其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。

（3）数控机床专业化配套系统

新一代数控及伺服系统系列产品；数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品；数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品；数控机床高速配套零部件及辅件系列产品；其中包括，高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。

发展目标：

（1）扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产，使这些企业产品的市场占有率有明显提高，成为名牌产品；

（2）发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种，以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求；

（3）数控机床关键配套产品：数控系统，满足国内数控机床50%的配套需求；高速主轴及电主轴年产达千套；机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。

2．电力电子应用及自动化技术

电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术，是节能节材的最佳技术之一。目前，国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代，并向智能电力电子时展，我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%，新产品市场基本上被国外产品占领。

现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统，已成为世界范围自动化技术发展的热点，是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段，水平落后10～15年，因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额，但在高技术产品市场的占有率不到60%，新产品市场几乎全为国外产品占领。

因此，抓住当前时机在2～3年内以IGBT，现场总线智能仪表和自动测试系统为突破，攻克重点技术和产品，并实现产业化。这一领域重点发展：

（1）IGBT器件及其装置，大功率晶闸管及其装置

研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术，并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。

（2）现场总线智能仪表

研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。

（3）自动测仪系统和设备

开发总线式自动测试系统的基础产品，形成适度规模，同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统，做好示范和推广应用。

3.大型农业机械和施工机械

（1）农业机械

工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上，正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品，但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于：

1）产品水平不高，品种不全综合技术经济指标落后，可靠性差，寿命短。以拖拉机为例，MTBF值国外可以达到330小时以上，而我国仅100余小时。品种上：大型缺，小型杂，不成系列。

2）产品生产达到经济规模的少，重复生产、小规模生产，难以保证质量。

农机领域重点发展：

1）促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上；

2）联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5～0.7提高到0.9以上；

3）主要农产品加工机械（含烘干仓储机械）农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械；

4）节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。

农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上，主要产品的技术标准与国际标准接轨。

（2）施工机械

施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类，3100多个品种规格产品的生产能力，部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较，差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高，尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距；二是产品结构性短缺，成套服务能力差，远不能满足需要，如路面施工机械基本上还要靠进口；三是大部分企业生产规模小，制约着行业经济效益的进一步提高。

施工机械重点发展：

1）推土机、液压挖掘机、轮式装载机；

2）汽车起重机、大型叉车；

3）摊铺机、压路机；

4）无开挖式管道铺设机；

5）江河湖库清淤设备。

发展目标：

大型工程机械可靠性指标达到400小时，寿命指标达到10000小时。

4．轿车关键技术

我国汽车工业长期以卡车为主要产品，改革开放以后，轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。

我国汽车工业存在的主要问题：

（1）重复建设严重，造成无序竞争，难以集中形成实力，发挥规模效益。

（2）自主开发能力薄弱，大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造，包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前，国内对轿车产品尚不具备自主开发能力，机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。

近期轿车重点发展：

（1）经济型轿车

以轿车车身为突破口，利用技贸结合、与国外公司合作等方式，先抓车身联合研制，并建立经济型轿车的公用设计数据库，与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合，形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。

（2）轿车动力总成

消化吸收引进技术，与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发，在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术（EMS），并研究开发缸内直喷（GDI）技术，开发应用电控机械变速器（AMT）技术。

（3）轿车关键零部件

以机电一体化汽车电子部件为突破口，从引进技术、合资入手，在保证高起点、大批量、专业化生产的同时，要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用，重点是电控防抱死制动系统（ABS）、安全气囊（AirBag）、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器，并达到与整车同步或超前发展。

（4）高附加值专用汽车和客车

重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主；客车以低地板城市客车为主，要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。

5．环保装备

环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元，集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚，年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视，可持续发展战略的实施，市场需求不断增长，环保机械将成为机械工业新的经济增长点。

环保机械行业主要差距在于：

（1）产品结构不合理，品种少

初级产品所占比重较大，具有当代水平的机电一体化产品少，急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中，约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因，应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口，高浓度有机废水、难降解工业废水处理

技术及设备发展缓慢。

（2）产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年

相当多的产品没有行业或国家标准，产品规格型号、基本性能参数不统一，质量检测无依据。

（3）生产企业规模小、开发能力薄弱

规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%，并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。

近期环保机械重点发展：

（1）烟气脱硫设备

循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术（CFPBC、PFBC技术）、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备（IGCC技术）。

（2）城市污水处理成套设备

活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备，以日处理10～25万吨污水处理厂为目标，提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。

（3）城市固体垃圾处理和综合利用装备

城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备，以日处理100吨、300吨处理厂为目标，提供垃圾处理成套装备。

（4）环境监测仪器

便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。

主要目标：

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我国学者赖明勇、包群、阳小晓（2002）通过实证研究表明在影响我国外商直接投资的众多因素中，人力资本存量起到至关重要的作用，我国人力资本存量的丰裕度决定了对FDI的技术扩散效应的吸收程度。张斌盛、唐海燕（2006）选取留学回国率和外资就业率作为人力资本流量的指标，与传统的人力资本存量指标一起纳入模型进行回归和比较分析，结果表明，FDI和人力资本相结合与经济增长呈显著正相关，尤其是留学回国率以及外资就业率与FDI的结合，其正效应更为显著。

2我国机械工业吸收能力对FDI技术外溢的制约分析

（1）我国机械工业研发经费不足,技术基础薄弱，制约了对FDI技术外溢的吸收。国际上一般认为,研发经费支出占销售额的比重达2%时,企业才可能维持生存,而达到5%时才有竞争力。比较而言,我国机械工业行业许多内资企业还未达到2%的水平，与跨国公司存在巨大差距。研发投入是技术创新优势的来源,也会影响到外商投资企业与国内供应商之间建立关联而产生的技术外溢效应的大小。我国企业要想提高自身技术吸收能力，还需要进行较大的投资，这只有一些大型企业才能做到。而我国机械工业中尽管有些国有企业规模很大，但是，真正能够在国际上具有很强竞争力的企业还屈指可数。目前我国机械工业多数企业经营规模小，未能形成一批占有较大市场份额、具有国际竞争力的大企业和企业集团，也未能形成一大批专业化协作配套厂。而且生产的产品品种少，技术含量低，质量不稳定。如我国国产金属切削机床中，数控机床仅占2.8%，而日本1987年已达30%，德国1990年达54%。我国一些机械产品的质量标准总体上低于发达国家，国家标准与国际标准存在差距；高新技术产品、机械基础产品和重大技术装备成套供应能力不能满足市场需求，长期依赖进口；中低档机械产品出现结构性过剩，积压严重。由于我国机械工业中间产品生产企业的规模一般都较小，在所生产的中间产品的性能、质量稳定性和多样性等方面与跨国公司的要求相比存在着较大差距，导致跨国公司难以与之建立起后向联系。而且我国企业在技术及管理水平上与跨国公司的差距大，双方难以建立平等的合作伙伴关系，跨国公司觉得培植当地供应商的成本太高，从而选择国外进口中间产品。而跨国公司如果与我国企业之间的联系微弱，其中间产品来源于国外，产品在国际市场上销售，子公司的经济活动只是充当了一个组装中心的功能，那么就很难对我国经济产生技术溢出。

（2）我国机械工业人力资本水平低对FDI技术外溢吸收的制约。由中国机械工业联合会、中国机械冶金建材工会组成联合调查组于2005年的一项调查表明：目前我国机械行业高级技工所占比例小且年龄结构老化。据对87家机械行业国有大中型企业调查统计，生产工人中，高级技师和技师、高级工、中级工、初级工、无等级工分别占工人总数的2.26%、13.54%、31.77%、34.34%和18.09%。87家企业中，中级工、初级工、无等级工所占比例达84.2%。这与工业发达国家高级技工占40%的比例相差甚远。从调查情况看，高技能人才奇缺，后继无人严重。以调查的企业数据为例，高级技师仅占工人总数的0.26%，技师占2%。而且近70%的中级工、初级工（不含无等级工）只有中等以下文化程度，这种素质状况远不能适应高、新、精设备对操作工的需要。高级人才、技术人员的匮乏必然会影响到外资企业对我国机械工业的技术转移和扩散。跨国公司子公司需要在东道国雇佣熟练劳动力和高素质的管理人员，如果当地劳动力素质与跨国公司的要求存在着较大的差距，就会加大跨国公司的进入成本。因此，由于人力资本的限制，我国难以吸引资本技术密集型的跨国公司进入，同时也不能有效吸收跨国公司扩散的技术。（3）政策、体制不完善也影响到FDI对我国机械工业技术外溢的大小。这主要表现在以下几方面：第一，我国科技体制改革不到位。我国机械工业比较分散，开发能力建设上过多注重行业研究所研究能力的提高，每个产品都有归口研究所，产品开发主要依靠研究所，而没有重点把产品开发能力放在企业进行。同时，对于大量尚不具备建立开发中心能力的中、小企业，政府未能充分利用科研院所力量，为其提供技术支持，建立起技术开发支撑体系。在这种背景下，希望提高技术水平从而进入跨国公司全球分工体系的企业既得不到科技资源，也难觅技术支持和帮助，外资企业在国内市场遭遇不到有力的竞争。这样，技术外溢既缺乏有效的利益激励，也缺乏有力的竞争促进，技术外溢的步伐就会相应放慢。第二，通过FDI引进技术的管理体制上还不完善。未能很好地组织各设计、制造、施工、使用等单位和产、学、研各方面力量进行协同攻关，加之缺乏支持机械装备国产化的激励政策，致使许多引进项目消化吸收缓慢，国产化程度低，发挥作用有限。就已引进的技术看，从图纸资料的翻译、转移到投入批量生产，一般要用三年以上时间，大型复杂装备的消化周期还要拉长。第三，劳动力市场不完善。人员流动是产生FDI技术外溢的重要途径。在跨国公司的高薪诱导下，大批国有企业技术人员流向外资企业，却很少看到外资企业的管理人员与技术人员回流到国有企业。在人才流动方面，主要是在外资企业之间流动。人员流动带来技术溢出也包括跨国公司的管理和技术人员离开跨国公司后自己创业。这需要国内存在较为健全、完善的金融与资本市场，但从现在的情况看个人创业的困难较大，特别在融资渠道方面还不够通畅，贷款担保风险投资基金业的发展尚显不足。第四，知识产权保护制度不完善。知识产权保护不力，使得外资企业更加注重对技术的严格保密，也不能更有效地发挥我国机械工业企业在技术上自主创新的积极性。据机械工业联合会的统计，目前工业发达国家的新产品贡献率52%，我国仅为5.9%。具有自主知识产权核心技术的产品少，克隆产品较多。这样的结果除了自主创新能力削弱之外，还容易遭到侵权指控。即使出现了自行研制的技术，也很容易被指责为“剽窃”。中国不久前自行研制的“CM1海豚”磁悬浮列车还没有试运行，就被德国一些媒体和企业指责为“抄袭了德国磁悬浮技术”。

3提高技术吸收能力促进FDI技术外溢效应的对策

首先，加强机械工业人才队伍的建设。结合行业和企业的发展实际，积极支持和指导企业对各类人才队伍的建设工作，特别是要充分利用现有资源，加强对各工种岗位技能工人的培养，通过继续教育、技术比武、职业培训、技能鉴定等多种方式，加快提高技能工人队伍的整体素质。此外还应建立有效的激励机制，充分发挥技术人才的创造性与积极性。确实落实国家有关技术入股、技术参与分配的政策，鼓励有真才实学的技术人才开发新技术、新产品，或应用高新技术提高传统机械产品的技术水平。

其次，努力推进技术创新和“产学研”相结合，建立和完善以企业为主体的社会技术创新机制。我国机械工业企业要充分利用已掌握的自主知识产权，加强与国内外科研单位和企业合作，充分利用并整合国际国内先进技术，扩大市场占有份额。按照市场经济规律，利用产业集群的载体，以企业为主体，以高校和工业研究院等科研院所为依托，促进产学研紧密结合，加快对机械行业亟待解决的科技问题、重点项目的研究和重点产品的技术升级、以及产品前沿性的研究和攻关，形成三者互相合作、合理分配和利用资源、研发成果共享的创新局面。这样不但会使创新能力增强，而且还可以加快新技术的扩散，可以使机械工业生产力总体水平在较短时期内迅速提高。

再次，增加我国企业研发投入。要解决研发资金不足的问题，首先应转换企业经营机制,使企业在市场竞争中不断提高自身实力。只有实力提高了,才有更多的资金投入到研发活动中。同时,政府也应有辅助投资并且给予相应的鼓励政策。在有关机械工业的科技计划中，增加创新技术研发的比重以及重大技术机械装备国产化专项基金的预算。在原行业技术发展基金的基础上，可重组成立国家产业技术基金，重点用于支持共性、基础性、关键性和竞争技术的研发。另外，要健全、完善金融市场,为国内企业提供良好的融资渠道。尤其是要大力发展科技信贷业务,扩大金融机构对企业的科技投入。

摘要：东道国企业的技术吸收能力是影响FDI技术外溢的重要因素，主要分析我国机械工业在人力资本、技术基础等方面的技术吸收能力对FDI技术外溢的制约情况，提出增强技术吸收能力、促进我国机械工业FDI技术外溢的对策建议。

关键词：FDI；技术吸收能力；技术外溢；机械工业

参考文献

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一、引言

信息时代的高新技术流向传统产业，引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业，在这场新技术革命冲击下，产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变，微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合，促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。

随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展，各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。

在机电一体化技术迅速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到前所未有的大发展，国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术（FullClosedACServo）、直线电机驱动技术（LinearMotorDriving）、可编程序计算机控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和运动控制卡（MotionControllingBoard）等几项具有代表性的新技术。

二、全闭环交流伺服驱动技术

在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，交流伺服系统的应用越来越广泛，其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流，而且调试、使用十分简单，因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统，并充分发挥DSP的高速运算能力，自动完成整个伺服系统的增益调节，甚至可以跟踪负载变化，实时调节系统增益；有的驱动器还具有快速傅立叶变换（FFT）的功能，测算出设备的机械共振点，并通过陷波滤波方式消除机械共振。

一般情况下，这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式，即伺服电机上的编码器反馈既作速度环，也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度，应在最终的运动部分安装高精度的检测元件（如：光栅尺、光电编码器等），即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是：伺服系统只接受速度指令，完成速度环的控制，位置环的控制由上位控制器来完成（大多数全闭环的机床数控系统就是这样）。这样大大增加了上位控制器的难度，也限制了伺服系统的推广。目前，国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统，使得高精度自动化设备的实现更为容易。

该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷，伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等)，作为位置环，而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙（如齿轮间隙、丝杠间隙等），补偿机械传动件的制造误差（如丝杠螺距误差等），实现真正的全闭环位置控制功能，获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成，无需增加上位控制器的负担，因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中，开始采用这种伺服系统。

三、直线电机驱动技术

直线电机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。

在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式，带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。

1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。

2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。

3.动刚度高由于"直接驱动"，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。

4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进个速度（要求达60～100M/min或更高）当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达2～10g（g=9.8m/s2），而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。

6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。

7.效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高。

直线传动电机的发展也越来越快，在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品，其中美国科尔摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动；德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。

四、可编程计算机控制器技术

自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器（ProgrammingLogical Controller，PLC）问世以来，PLC控制技术已走过了30年的发展历程，尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器（PCC）就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。

与传统的PLC相比较，PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来，满足了实时控制的要求。当然，这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。

基于这样的操作系统，PCC的应用程序由多任务模块构成，给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等，分别编制出控制程序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后，可一同下载至PCC的CPU中，在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同实现项目的控制要求。

PCC在工业控制中强大的功能优势，体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS（分布式工业控制系统）技术互相融合的发展潮流，虽然这还是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。

五、运动控制卡

运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制单元。它的出现主要是因为：（1）为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；（2）在各种工业设备（如包装机械、印刷机械等）、国防装备（如跟踪定位系统等）、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；（3）PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；控制卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

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包括建立机械工程数据库；开发动态分析和动强度设计技术；CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术；并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。

2、机械产品可靠性技术

重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。

3、热加工清洁生产技术

包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术；高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术；切割及焊接清洁生产技术；可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术；电镀、涂装等表面处理清洁技术。

4、精密成形技术

重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型（芯）等精密铸造技术；精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术；冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。

5、表面功能覆层技术

包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备；重大工程装备表面功能覆层制备技术；高能束表面覆层制备及应用技术；新型复合表面处理技术；表面功能材料及涂层技术。

6、数控技术

重点开发开放式体系结构的新一代数控系统；车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。

7、工业过程自动化技术

研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术；工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。

8、工业机器人系统技术

开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。

9、机械制造柔性自动化基础技术

研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术，开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。

10、面向中小企业的综合自动化技术

开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统；以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术；管理信息系统；产品设计与制造自动化系统；单元技术间的集成技术；质量控制技术。

11、传感器技术

研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。

12、自动测试技术

开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统，VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统；GPIB总线结构的环保自动测试系统；RS485串行总线结构的气象自动观测系统；大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。

13、电力电子技术

研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术，以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。

14、精密、超精密加工技术

以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点，开发超精加工技术及应用工程，带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件，如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。

15、高能束加工技术

开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术；激光加工机配套设备及元件；多维激光加工机及机器人；激光焊接工艺；大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。

16、高性能机械工程材料生产及应用技术

开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术；电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术；汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。

17、系统管理技术

重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术；资源管理信息库；并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。

18、重大工程成套装备制造技术

重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。

19、环境保护工程装备相关技术

重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术；电子辐射照氨法处理工艺；厌氧生物法处理模块化技术；柴油机电控燃油喷射技术。

20、节能节材技术

研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术；发电设备燃气－－蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术；余热余压利用技术；高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。二、产业化技术

1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术

造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用，效果显著，在机床行业有重要推广价值。

2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件

适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包，包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位，效益良好，适宜在机床行业推广。

3、树脂砂铸造成套技术

包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。

4、钢水净化技术

适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业，适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。

5、典型精密锻造件生产线成套技术

根据企业提供的典型件和生产纲领，提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。

6、先进模具选材、设计、制造成套技术

包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。

7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术

包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果，已在3家企业示范，适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。

8、激光焊接及切割加工装备成套技术

包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义，经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。

9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统

包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理，轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。

10、可控气氛真空热处理成套技术

包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。

11、先进刀具、工具系统

用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用，对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。

12、自泳涂料涂装生产线成套技术

自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料，与现用的电泳涂装工艺相比，具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。

13、车间物流自动化、立体库及关键技术

车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理，经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。

14、可编程序控制系统成套工程技术

包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件，适用于机械、汽车制造业的控制系统，经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点，经济效益显著。

15、普及型和经济型机床数控成套系统

包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统，适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。

16、超声波涡流在线自动探伤设备

将超声波探伤和涡流探伤技术相结合，组成成套机组，可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸，可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测，试用效果好。

17、企业计算机辅助管理系统CAPMS