直接数字x射线摄影装置立柱结构毕业设计

'目录第一章前言11.1数字化X线摄影系统（DR）发展及技术现状11.2DR应用5第二章DR结构分析论证及相关参数72.1DR介绍与特点72.2DR系统组成72.3DR分类92.4工作原理及成像原理92.5DR的部分参数和指标10第三章主要结构及零部件的设计与选择163.1主要结构设计163.2结构组成及零件相关图解163.3主要部件设计273.4轴承计算304.1系统日常维护测试354.2维护与保养354.4消毒364.5其它36第五章技术经济分析375.1数字X线摄影装置产品所属行业概述375.2数字X线摄影装置市场供给与需求分析41第六章结论43参考文献44致谢45附录一中文译文1附录二外文原文8 直接数字X射线摄影装置立柱结构设计第一章前言1.1数字化X线摄影系统（DR）发展及技术现状直接数字化放射摄影（DigitalRadiography，简称DR），是上世纪九十年代发展起来的X线摄影新技术，具有更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点，成为数字X线摄影技术的主导方向，并得到世界各国的临床机构和影像学专家认可。近年来随着技术及设备的日益成熟，DR在世界范围内得以迅速推广和普及应用，逐渐成为医院的必备设备之一。临床界和工程界专家普遍认为，DR设备将成为高水平数字化影像设备的终极产品。DR主要由X-线发生器(球管)、探测器(影像板/采样器)、采集工作站(采像处理计算机/后处理工作站)、机械装置等四部分组成；DR之所以称为“直接数字化放射摄影”的实质就是不用中间介质直接拍出数字X-光像；其工作过程是：X线穿过人体(备查部位)投射到探测器上，然后探测器将Ｘ线影像信息直接转化为数字影像信息并同步传输到采集工作站上，最后利用工作站的医用专业软件进行图像的后处理。DR系统能够有效降低临床医生的劳动强度，提高劳动效率，加快患者流通速度；相对于普通的屏／胶系统来说，采用数字技术的DR，具有动态范围广、曝光宽容度宽的特点，因而允许摄影中的技术误差，即使在一些曝光条件难以掌握的部位，也能获得很好的图像；由于直接数字化的结果，拍摄的X光片信息量大大丰富，可以根据临床需要进行各种图像后处理，如各种图像滤波、窗宽窗位调节、放大漫游、图像拼接以及距离、面积、密度测量等丰富的功能，为影像诊断中的细节观察、前后对比、定量分析提供技术支持，改变了以往X光平片固定影像的局限性，提供了大量临床诊断信息；由于其大尺寸、多像素成像板的贡献，大大提高了X光胶片的清晰度及细节分辨率，成像综合水平远远超过普通X光平片；同时有助于实现普通X线摄影图像的数字化存储和远距离调阅、交流等方便应用。1.1.1DR技术分类依据探测器的构成材料和工作原理，DR主要分为三大技术：CCD、一线扫描、非晶体平板(非晶硒、非晶硅+碘化铯/非晶硅+氧化钆)。 (1)CCD:由于物理局限性，专家们普遍认为大面积平板采像CCD技术不胜任，而且CC设备在图像质量上较非晶硅/硒平板设备有一定差距，但是相对有价格优势；世界上还有几个厂家用此技术如Swissray。(2)一线扫描：也称一维线扫描技术，由俄罗斯科学院核物理研究所发明，也就是国内中兴航天在生产的DR；有受照剂量低、设备造价相对平板技术更低廉的优点，但也存在成像时间长（数秒）、空间分辨率低（刚推出时是1mm/lp）以及X线使用效率低的致命缺陷；成像质量较差而且病人会接受大量不必要的辐射。(3)非晶平板：非晶硒/非晶硅；主要由非晶硒层(a-Se)/非晶硅层(a-Si)加薄膜半导体阵列(TFT)构成。①a-Si(非晶硅平板探测器)--两步数字转换技术，X-光子先变成可见光然后用光电管探测而转化为数字信号。主流厂商包括飞利浦、西门子、GE等。因为涂层技术不同又分为非晶硅+碘化铯平板和非晶硅+氧化钆平板。②a-Se(非晶硒平板探测器)--一种所谓直接探测技术，X-光子在硒涂料层变成电信号被探测而直接转化为数字信号。目前世界上只有美国Hologic公司拥有此技术的核心，柯达，国内友通等厂家的DR就使用这种探测器。DR的技术进步是紧紧与影像板技术的发展相联系的。平板的技术发展体现在两个方面：尺寸的大小及动态反应时间。碘化铯/非晶硅型平板在这两方面都具有其他技术不可比拟的优势，是目前最成熟最主流的技术，目前世界上主要领先厂家都用这种技术。③碘化铯/非晶硅(CsI)+a-Si+TFT：X射线入射到CsI闪烁发光晶体层时，X射线光子能量转化为可见光子发射，可见光激发光电二极管产生电流，这电流就在光电二极管自身的电容上积分形成储存电荷；每个象素的储存电荷量和与之对应范围内的入射X射线光子能量与数量成正比；成像速度、影像质量、工作效率等综合水平教高。④氧化钆/非晶硅(Gd2O2S)+a-Si+TFT：工作过程与上相似，只是碘化铯被氧化钆取代；由于技术原因其原始图像为12Bit／4096灰阶，A/D转换为14Bit；工艺成本较低，但综合技术水平比碘化铯板差。⑤非晶硒a-Se+TFT：入射的X射线光子在硒层中产生电子空穴对，在外加偏压电场作用下，电子和空穴对向相反的方向移动形成电流，电流在薄膜晶体管中积分成为储存电荷；每一个晶体管的储存电荷量对应于入射的X射线光子的能量与数量；工艺成本较低，但对入射X线吸收不佳，成像速度及稳定性等综合技术水平较非晶硅平板差。 表1-1探测器探测器技术生产厂商代表厂家技术特点备注非晶硅+碘化铯（CsI+a-Si+TFT）法国Trixell(飞利浦/西门子/汤姆逊合资）飞利浦西门子特殊工艺的Csl柱状晶体结构闪烁体涂层；对X线吸收极好，有效减少可见光的闪射，像素尺寸小，分辨率高，成像速度快，影像质量极佳；综合技术水平很高，是世界公认最成熟最高端的DR平板技术。工艺复杂难以生成大面积平板，采用四块小板拼接成17″×17″大块平板，拼接处图像由软件弥补。美国GE(收购EG&G的工业板技术转医疗用)GE非柱状晶体结构普通Csl涂层，可见光的闪射现象较为严重，能量损失较为严重；工艺成本较低；但有效尺寸较小，像素尺寸为较大，刷新速度较慢，图象质量较差。其平板采用工业板技术；工作过程中发热量很大，需要专门的水冷装置。Varian公司万东、上医、长青、泛太Varian平板视野太小,应用范围很窄。很大局限性而且影像质量不佳非晶硅+氧化钆(Gd2O2S+a-Si+TFT)日本佳能美国瓦里安佳能东芝岛津利用増感屏硫氧化钆(Gd2O2S)材料来完成X射线光子至可见光的转换过程。成像快速、成本较低，但一般灰阶动态范围较低(12bit以下),与其它高阶14bit产品图像诊断质量相比较为不足；能量损失较Trixell严重。俗称“佳能板”；影像质量较差，无法真正满足医学诊断要求。 非晶硒美国Hologic(收购D.R.C公司DirectRay技术)新医科技Hologic柯达珠海友通沈阳东软北京东健非晶硒平板存在的缺陷包括温度适应性差以及成像速度慢。Hologic平板对温度等环境要求较为严格，容易被冻坏出现坏点（国内很多用户平板出现坏点）；成像时间长而且影像质量稳定性不够好。台湾新医科技在技术上取得一些进展，使其非晶硒探测板对温度环境敏感和成像速度慢的缺点有所改善，但其仍然无法保证稳定的影像质量，使用过程中平板损毁率仍然居高不下；其“床边型”平板能够满足小医院现有X线设备改造为DR的要求。不成熟技术；成像质量不稳定；最主要技术拥有者Hologic由于其硒涂料层技术不过关致使其平板经常出现问题，已经退出国际DR系统市场；新医公司重点转向生产便携式、低要求DR平板。一线扫描俄国科学院核物理研究中兴航天采用狭缝式线扫描技术和高灵敏度的线阵探测器。球管发出的平面扇形X射线束穿过人体到达探测器，得到一行信号数据，在扫描机构的帮助下，球管和探测器平行自上而下匀速移动，逐行扫描，将一行行的数据经过计算机处理、重建后就得到一幅平面数字图像。全称”多丝正比室一维线扫描技术”，存在的缺点是曝光时间过长，像素矩阵、空间分辨率等指标都不高。Fisher公司采用条状CCD结构的探测器技术，由将X光子转换为可见光的闪烁体和四片CCD构成，利用线扫描方式完成数据收集。 CCD(CsI/Gd2O2S+透镜/光导纤维+CCD/CMOS)加拿大IDC德国Imix俄国Electron瑞士swissway荷兰Nucletron韩国T.I.T.C韩国Raysis美国Phoxxo法国斯达福X射线先通过闪烁体或荧光体构成的可见光转换屏，将X射线光子变为可见光图像，而后通过透镜或光导纤维将可见光图像送至光学系统，由CCD采集转换为图像电信号。技术落后，影像质量差；无法与TFT板技术竞争，面临淘汰。CMOS(CsI/Gd2O2S+CMOS)CaresBuiltTradix受制于间接能量转换空间分辨率较差的缺点，虽利用大量低解像度CMOS探头组成大面积矩阵，尚无法有效与TFT平板优势竞争。技术非常落后，影像质量差；已经开始淘汰。目前，世界相关专家普遍认可成熟的非晶硅+碘化铯平板探测器技术；Trixell公司生产的平板探测器，因其稳定优秀的成像特质和良好的环境适应性成为DR设备的首选；由于采用世界最佳的平板探测器技术，辅以高质量球管和出色机械性能，加上功能强大的专业级后处理工作站，飞利浦/西门子成为世界公认的DR系统顶级品牌。1.2DR应用DR(DigitalRadiography)，即直接数字化X射线摄影系统，是由电子暗盒、扫描控制器、系统控制器、影像监示器等组成，是直接将X线光子通过电子暗盒转换为数字化图像，是一种广义上的直接数字化X线摄影。而狭义上的直接数字化摄影即（DirectDigitRadiography），通常指采用平板探测器的影像直接转换技术的数字放射摄影，是真正意义上的直接数字化X射线摄影系统。由于 数字化的图像质量与所含的影像信息量可与传统的X线成像相媲美。图像处理系统可调节对比。故能达到最佳的视觉效果；摄照条件的宽容范围较大；患者接受的X线量减少。图像信息可由磁盘或光盘储存，并进行传输，这些都是数字化图像的优点，故DR系统是一种新的X射线成像技术,它在不少方面优于传统的X射线成像技术,是今后的发展方向.如今在很多领域应用广泛，如数字化X射线的医疗应用，数字化图像对骨结构、关结软骨及软组织的显示优于传统的X线成像，还可行矿物盐含量的定量分析。数字化图像易于显示纵隔结构如血管和气管。对结节性病变的检出率高于传统的X线成像，但显示肺间质与肺泡病变则不及传统的X线图像。DR在观察肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于传统X线图像。用数字化图像行体层成像优于X线体层摄影。胃肠双对比造影在显示胃小区、微小病变和肠粘膜皱襞上，数字化图像优于传统的X线造影。直接数字化X射线摄影系统之广泛具有极好的发展前景。本人这次设计的是DR的立柱机构包括立柱的整体设计、传动系统总体结构设计、螺旋凸轮结构设计、弹簧设计及钢丝绳的设计计算。 第二章DR结构分析论证及相关参数2.1DR介绍与特点2.1.1DR介绍DR是计算机数字图像处理技术与X射线放射技术相结合而形成的一种先进的X线摄影技术它在原有的诊断X线机直接胶片成像的基础上，通过A/D转换和D/A转换，进行实时图像数字处理，进而使图像实现了数字化。它的出现打破了传统X线机的观念，实现了模拟X线图像向数字化X线图像的转变。2.1.2DR特点(1)DR由于采用数字技术，动态范围广很宽的曝光宽容度因而允许照相中的技术误差，即使在一些曝光条难以掌握的部位，也能获得很好的图像。(2)它最突出的优点是分辩率高，图像清晰、细腻，医生可根据需要进行诸如数字减影等多种图像后处理，以期获得理想的诊断效果。(3)该设备在透视状态下，可实时显示数字图像，医生再根据患者病症的状况进行数字摄影，然后通过一系列影像后处理如边缘增强、放大、黑白翻转、图像平滑等功能，可从中提取出丰富可靠的临床诊断信息，尤其对早期病灶的发现可提供良好的诊断条件。(4)数字化X线机形成的数字化图像比传统胶片成像所需的X射线计量要少，因而它能用较低的X线剂量得到高清晰的图像，同时也使病人减少了受X射线辐射的危害。(5)由于它改变了已往传统的胶片摄影方法，可使医院放射线科取消原来的图像管理方式和省去片库房，而可采用计算机无片化档案管理方法取而代之，可节省大量的资金和场地，极大地提高工作效率。此外，由于数字化X线图像的出现，结束了X线图像不能进入医院PACS系统的历史，为医院进行远程专家会诊和网上交流提供了极大的便利。另外，该设备还可进行多幅图像显示，进行图像比较，以利于医生准确判别、诊断。通过图像滚动回放功能，还可为医生回忆整个透视检查过程2.2DR系统组成DR由高压发生器、X线球管、限束器、探测器、立柱、横臂、治疗床、控制系统、图像处理系统等组成。 高压发生器产生高压，为X线球管供电；X线球管产生X射线；限束器约束X线照射范围；探测器将X射线转换为数字信号；横臂支撑球管和探测器；立柱支撑横臂；控制系统负责控制整个系统的运动；图像处理系统负责采集处理探测器输出的图像信息。　　图2-1DR结构简图表2-1DR结构分类编号12345678名称探测器立柱横臂限束器X线球管高压发生器治疗床图像采集处理系统 2.3DR分类根据结构不同，可分为悬吊式，立式U型臂式等；根据探测器不同，可分为平板DR和CCDDR。2.4工作原理及成像原理由于人体各组织的密度不同，对X射线的吸收程度不同，当X射线经过人体时密度大的组织对X射线吸收多，到达探测器的X射线就少，图像较白；密度小的组织对X射线吸收的少，到达探测器的X射线就多，图像较灰，这样X射线照射人体后会在探测器上形成具有一定灰度的图像，再由探测器将图像转为数字图像，传至计算机处理。2.4.1平板探测器成像原理成像过程：X线——可见光——电荷图像——数字图像(1)非晶硅平板探测器基本结构：①碘化铯闪烁体(X线——可见光的过程)　②非晶硅光电二极管阵列(可见光——电荷图像的过程)③行驱动电路。④图像信号读取电路。位于探测器顶层的碘化铯闪烁晶体将入射的X线转换为可见光，可见光激发碘化铯层下的非晶硅光电二极管阵列，使光电二极管产生电流，从而将可见光转换为电信号，在光电二极管自身的电容上形成储存电荷。每一像素电荷量的变化与入射X线的强弱成正比，同时该阵列还将空间上连续的X线图像转换为一定数量的行和列构成的总阵列图像。点阵的密度决定了图像的空间分辨率。在中央时序控制器的统一控制下，居于行方向的行驱动电路与居于列方向的读取电路将电荷信号逐行取出，转换为串行脉冲序列并量化为数字信号。获取的数字信号经通道接口电路传至图像处理器，从而形成X线数字图像。 图2-2DR医疗床2.4.2CCD探测器成像原理CCD是电荷耦合装置的简称，它是一种感光器件。CCD探测器基本结构：(1)碘化铯闪烁体(X线——可见光的过程)(2)反射镜(3)聚焦镜头碘化铯闪烁晶体将入射的X线转换为可见光，可见光经过反射镜反射到聚焦镜头，图像在CCD相机的CCD芯片上聚焦，形成数字图像，并由图像采集系统将图像采集到计算机中。2.5DR的部分参数和指标引进数字化X线摄影设备(DR)是放射科实现数字化的发展趋势，很多医院都在相继采购中。在选择DR时,往往会听到众多厂家的扬长避短的宣传，会接触到很多的参数和指标。我们应如何去认识和评定这些参数和指标，从这些参数和指标中分清哪些是重要的,哪些可忽略, 这可能对大家买到一台称心如意的X线摄影设备,提供一点帮助，而不至于被厂家的误导而走进误区：1：栅密度和栅比值是越大越好吗,本人接触到全国各地很多DR标书，其中发现一个奇怪问题:标书中要求栅密度和栅比值是越大越好,笔者认为:这可能是受个别厂家的宣传和误导,认为栅密度和栅比值是越大越好。其实大家都知道滤线栅有两种类型：一种是活动滤线栅；另一种是固定滤线栅。在表1中列出几个主要影像厂家栅密度和栅比值，但我们从中看到两个现象，第一各厂家栅密度和栅比值是不一样的，第二活动滤线栅的栅密度值约是固定滤线栅的1/2还要多。在确认各自的栅密度和栅比值的同时，一般遵从如下三点：第一是考虑成本，而确定是采用活动滤线栅还是固定滤线栅。第二要滤散乱射线理想值近似为零,保证噪声小、达到图像优质，第三在前两点基础上，曝光剂量还要尽可能小。栅密度和栅比值一旦确定，此栅密度和栅比值对该厂家来讲是最佳的。所以引出一最新的概念：栅密度最佳值和栅比最佳值。也就是说表1中的栅密度和栅比值对是最佳的。有的认为栅密度和栅比值是越大越好,滤散乱射线效果越好，但忽略了栅密度值越大同时把有用的射线信号也滤掉了这一事实，导致平板探测器接收的射线信号少，导致图像差，弥补办法加大曝光剂量。本人认为：在栅密度和栅比值最佳值的相互比较中，栅密度和栅比值最佳值应越小越好。2.5.1平板探测器(1)平板探测器分类平板探测器主要分非晶硅平板探测器和非晶硒平板探测器两种,后者由于本身技术问题已不被主要医学影像厂家使用,现在可以说非晶硅平板探测器已成为主流。非晶硅平板探测器分三种:一是TRiXELL非晶硅平板探测器;二是GE的EG&G非晶硅平板探测器;三是日本佳能的氧化钆/非晶硅平板探测器。在这要强调TRiXELL非晶硅平板探测器是PHILIPS、SIEMENS和法国THALES三家公司联合生产，而不是市场上流传的是PHILIPS、SIEMENS和THOMSON联合生产的，奇怪的是参股的PHILIPS和SIEMENS在其网站或宣传上也将TRiXELL非晶硅平板探测器说是PHILIPS、SIEMENS和THOMSON三家公司联合生产，真令人诧异。(2)TRiXELL非晶硅平板探测器最高象素矩阵是900万锐珂医疗（CarestreamHealth,Inc.）（原KODAK厂家）在其DR产品宣传材料中介绍其采用的平板探测器参数写有980万像素、象素矩阵：3121X 3121字样。笔者在锐珂医疗DR的DATASHEET中看到他们也是采用TRIXELL4600平板探测器，并写象素矩阵：3000X3000字样。但在锐珂DR彩页上写象素矩阵：3121X3121字样，这种不真实地宣传，不知是何意。(3)DQE光子的撲获效率在DR选择中，往往会听到某厂家大力宣传DQE值高低，甚至将其称之为是影像的金标准，这也太故弄玄虚。DQE理解为光子的撲获效率。其实DQE值高低与平板的材质有关,更主要与平板的象素点大小有关,与象素点的大小成正比，象素点愈大DQE值也就愈大。我理解DQE值高低只是影响曝光剂量大小因素之一。(4)能量减影“能量减影”是采用高千伏和低千伏曝光条件分别对同一部位进行曝光，得到低密度和高密度的影像。目前主要应用在胸部，以解决平片上肋骨对部分肺组织的遮挡这个缺陷。但在实际工作中，总不能来个病人就做“能量减影”，而是先拍一平片，根据病情需要再做“能量减影”。一般多是在平片上没发现病变，如在CT上确实有病变，为证实因肋骨遮挡原因，而采用回顾性思维去做“能量减影”，来证实病变与CT是否吻合。如做“能量减影”，我们是否忽视了病人所受到的曝光剂量、忘记了病人的经济负担增加。有些专家讲“数字化X线摄影设备(DR)就是一筛子，筛出有毛病的病人均去做CT或MR，来进一步做定性、定量、定位诊断”。所以严格讲能量减影不是没用但也不是非常有用。(5)整板和拼接板 整板好还是拼接板好，在选择DR时是经常遇到的问题。GE的EG&G非晶硅平板探测器（简称GE板）和日本佳能的氧化钆/非晶硅平板探测器（简称佳能板）是整板，而TRiXELL非晶硅平板探测器（简称TRiXELL板）是拼接板。整板的厂家在宣传把拼接板贬低的一无是处，把整板吹捧的非常高。在现实上中，你会发现除GE公司外，找不到第二个影像厂家使用GE板。日本佳能的板除日本的佳能和岛津外，SIEMENS的一款“会跑”的DR也用日本佳能板。拼接板的TRiXELL板除PHILIPS和SIEMENS使用外，锐珂医疗（原KODAK）公司由过去使用的非晶硒平板探测器现改为使用TRiXELL板、日本东芝由过去使用的是日本佳能板现日本东芝在其新推出的双板DRRADREX-I也改为使用TRiXELL板、意大利GMM、中国的迈瑞和安科也均用TRiXELL板。 虽然TRiXELL板是拼接板，但仍被世界各大主流厂家所采用。所以在选择DR时我们不要被整板、拼接板谁好谁坏去困扰。(6)平板探测器的灰阶深度和A/D灰阶深度的好坏关系到图像的密度分辨率，反映图像的层次感是否丰富，所以他是一非常重要的参数。GE的EG&G非晶硅平板探测器和TRiXELL非晶硅平板探测器的灰阶深度均是14BIT。而日本佳能板的灰阶深度是12BIT，其A/D是14BIT。有些使用日本佳能板的厂家有意将二者混淆在一起。在选购时要加小心。(7)硬盘的分类在选择DR时我们过多关注硬盘容量大小，很少关注厂家提供的硬盘是哪一类的。其实硬盘从接口上可分为IDE硬盘与SCSI硬盘。SCSI硬盘特点：①比IDE硬盘寿命长几倍；②CPU占有率非常低;③SCSI硬盘的带宽很宽,所以速度快、可靠性高；④可支持热插拔;⑤多用于适应大数据量、超长工作时间的工作环境，高速、稳定、安全的服务器。DR厂家中只有GE和PHILIPS使用SCSI硬盘，而其他厂家使用IDE硬盘（SCSI硬盘在价格上要比IDE硬盘贵）。在厂家送来的资料中如何一眼就能识别出这是SCSI硬盘还是IDE硬盘，这有一简单识别办法：IDE硬盘容量是整数20GB、40GB、80GB……。而SCSI硬盘容量不是整数36、73和147GB……。所以在选责DR时，即要考虑硬盘容量又要看硬盘的类型。(8)计算机系统在DR厂家中，除PHILIPS公司使用SUN工作站外，其他厂家均使用PC机。我们在IT网站上可查到在SUN工作站的价格远远高于PC机。在操作系统方面，多数厂家使用Windows操作系统，唯有GE使用LINUX操作系统，PHILIPS使用UNIX操作系统。对电脑稍有了解的人都明白，SUN工作站在性能上好于PC机，在操作系统上LINUX、UNIX的稳定性和高处理能力要优于比Windows操作系统。(9)硬盘能存储图像多少对此问题，我们除要知道硬盘容量外，还要了解各个厂家所使用的平板象素矩阵是多少。也就是说平板的象素矩阵决定着每幅图像所占硬盘空间的大小，例如PHILIPS、SIEMENS使用的平板象素矩阵是900万，其每幅图像所占硬盘空间是18M ，而GE使用的平板象素矩阵是400万，其每幅图像所占硬盘空间是8M。再用硬盘容量（扣出厂家的原始软件所占一定的硬盘容量）除每幅图像所占硬盘空间就得到硬盘能存储的图像。(10)浏览时间有的厂家宣传其浏览时间是3秒，有的厂家其浏览时间是5-6秒。其实浏览时间快慢除与计算机系统速度快慢有关，更主要与信息量（平板象素矩阵）大小有关，象素矩阵愈高，信息量愈大，浏览时间就愈慢。(11)管球热容量、管球焦点功率和管球散热率在选择DR时，我们多数人只关注管球热容量大小，很少有人去询问管球焦点功率和管球散热率。其实这三个参数是综合评估管球好坏的标准。对于管球热容量，大家不约而同都认为是越大越好，尤其是病人流通量大的医院特别希望管球热容量大一些，这是对的。但有两点我们很少去考虑：第一拍片时曝光剂量有多大，产生的热量有多大（曝光剂量大在阳极靶面上产生的热量也大）；第二管球散热率有多大；如果拍片时曝光剂量小，管球散热率又较大，用热容量小的管球又有何不可。反之拍片时曝光剂量大，管球散热率又不好，就是使用大热容量管球也可出现因管球过热而出现死机。所以我们应客观地、综合地评价管球热容量大小。选择标准：只要满足医院临床需求就行。管球焦点功率是一非常重要的参数，管球焦点功率越大意味着发射电子流能力越强。有的厂家管球热容量很大但管球焦点功率较小，所以此管球也不是最佳的。(12)什么是衡量DR的金标准我们多数人认为图像质量是第一的，图像质量好坏是衡量DR的金标准，其实这是不对的。DR是由X线高压发生器、X线球管、滤线器、平板探测器、图像后处理系统等组成。从木桶原理中得知：木桶的盛水量取决于组成木桶最短的那片木板。也就是说上述每个环节质量优劣，都会直接影响图像质量，影响曝光剂量大小。所以衡量DR的金标准是图像质量好，曝光剂量还要小，这才是衡量DR好坏的金标准。是考核整机性能好坏的标准。(13)曝光剂量大小 图像好，曝光剂量还小，这是医学影像厂家追求的目标，也是医学影像界中实现“绿色检查”的手段。目前国内外DR厂家约有二十余家，但有些厂家的DR使用的曝光剂量比其他厂家的DR要高30倍。耶鲁大学医疗中心做一统计：“女士做胸部X线照射检查，患乳腺癌的可能性与X线照射检查频率和射线剂量成正比”。“妇女怀孕期间若因疾病或其他原因进行过腹部X线照射，则其子女日后发生白血病的可能性要增高近10倍”。国外在给病人拍片时，多在病人的生殖部位放一防护铅裙，避免无故的受射线损伤。所以在选择DR时，曝光剂量大小应作为重要参数之一。尤其在考察DR时，不仅看图像好坏、工作流程、机械结构、了解售后服务等，还要将曝光剂量作为重点考察项目之一。 第三章主要结构及零部件的设计与选择3.1主要结构设计3.1.1立柱结构设计根据实际应用需要及厂家订购需求设计不同类型的立柱机构，包括尺寸大小及技术参数等的设计及选择。3.1.2螺旋凸轮设计根据立柱承受的总重量及外部载荷的需要，设计螺旋凸轮的刚度和强度以及它的校核型计算设计，再根据横臂的升降范围及弹簧的平衡范围来设计螺旋凸轮每一周每一度对应的半径大小，分阶段性度数画表统计想行的半径大小从而实际归纳出螺旋凸轮的形状规格大小。3.1.3弹簧设计根据外部载荷的大小及立柱的整体高度选择适合的系列弹簧，包括弹簧系数及相应的长度半径和一定的技术参数。3.1.4钢丝绳选择计算有整体总载荷的大小选取钢丝绳的规格，如钢丝绳的抗拉强度及扭转力系数等。3.1.5技术指标立柱承受的总重量约50千克；垂直运动范围：1110mm（横臂水平）；200mm（横臂垂直）。3.2结构组成及零件相关图解底座底板底座装饰盖前外壳（左右侧各一个）数量:2后外壳1个外罩固定件数量：6立柱装配适合50减速机的柱体 横梁支架数量：6导轨背板数量:3走线槽数量：2支撑架数量：2适合50减速机的柱体—加强筋适合50减速机的柱体用加强筋焊条加工件适合50减速机的柱体—加强筋焊条适合50减速机的柱体加强筋焊条用焊块凸台数量：2配重装配外罩上支撑架上罩立柱背面插座支撑装配立柱背面插座支撑架配重导轨用胶垫固定座外购防撞胶垫数量：2凸轮支架底座三角筋板筋板大立板小立板轴承座数量：2M5内六角圆柱头螺钉组件M5×25M5内六角圆柱头螺钉组件M5×25（ISO4762M5×8）M5弹簧垫圈（压平状态）M5平垫圈C级电机90减速器50张紧块数量：1 螺旋凸轮短隔套数量：1凸轮导套深沟球轴承数量：2减速机安装垫轴用弹簧垫圈数量：4空用弹簧垫圈数量：2键5×50M5内六角花形沉头螺钉M5×10数量：4圆弧压板M4内六角头螺钉（显示螺纹）M4×12数量：2M4内六角圆柱端紧定螺钉M4×12键5×18键8×36数量：4M6内六角头螺栓M6×20数量：2M6内六角头螺栓M6×35M6螺母M8六角圆柱头螺钉组件M8×40绳轮用螺母M8M8六角圆柱头螺钉（显示螺纹）M8弹簧垫圈（压平状态）M8平垫圈C级轴用弹簧挡圈配重装配线缆支撑板牵引件支撑板固定导套方管螺纹头连接头 调力螺杆M6六角头螺钉组件M6×16内六角圆柱头螺钉M6×16弹簧垫圈平垫圈牵引件M4内六角圆柱头螺钉组件M4×12数量：12M8内六角头螺钉组件M8×25数量：4M10螺栓M10×50组件M10弹簧垫圈（压平状态）M10平垫圈C级M10螺栓10×50M10I型六角螺母连接板滑轮装配轮座滑轮轴滑轮轴套滑轮轴用开口销5×22垫片数量：2M8内六角花形沉头螺钉（显示螺纹）堵头带头堵头平衡弹簧用六角头螺栓M10×75平衡弹簧用垫圈平衡弹簧用螺母M10绳轮装配绳轮座螺栓架15×32×9深沟球轴承数量：2绳轮用轴承套数量：2 绳轮用垫圈数量：2绳轮用螺母M8绳轮用六角圆柱头螺栓M8×55钢丝绳座螺栓M10×80M10你内六角圆柱螺钉M10×30M10平垫圈C级数量：5M10内六角圆柱头螺母M10×35M6内六角圆柱头螺钉M6×25M6内六角圆柱头螺钉组件M6×20弹簧垫圈平垫圈M8内六角圆柱螺钉组件M8×25M8弹簧垫圈M8平垫圈C级M5内六角头螺钉M5×20数量：15普通圆柱销6×24数量：6M5内六角头螺钉M5×10数量：5普通圆柱销6×14数量：2固定杆M10内六角头螺钉M10×30M10平垫圈C级M10六角螺母M4内六角圆柱头螺钉组件M4×10M4内六角圆柱头螺钉M4×10M4弹簧垫圈组件M6内六角花形沉头螺钉M6×25数量：6外购防撞胶垫数量：6限位挡板内六角圆柱头螺钉M6×16数量：16 短撞块数量：2长撞块数量：3M3十字槽沉头螺钉数量：10立柱外走线固定架组焊左数量：3M4十字槽盘头螺钉组件M4×12M4弹簧垫圈M4平垫圈C级（压平状态）图3-1侧板图3-2连接板 图3-3导轨图3-4背板图3-5垫块 图3-6适合50减速机的柱体—加强筋焊块图3-7螺栓架 图3-8凸轮与90减速机装配图3-9轴图3-10长隔套 图3-11链轮图3-12链轮图3-13滑轮 图3-14绳轮图3-15立柱用齿条图3-16立柱外走线固定架组焊右 3.3主要部件设计3.3.1平衡弹簧设计计算图3-17平衡弹簧技术要求：P=7M/mm；旋向：右旋，两端并紧并磨平；采用热卷成形，油淬后低温回火；选用普通圆柱螺旋弹簧冷卷拉伸弹簧型LⅦ端部结构形式：可调式(1)设计计算由高度H0=745mm展开长度H=15972mm有效圈数n=62弹簧材料截面直径12mm初拉力F=3-1设计计算3-2 3-3K=3-4d==123-53-6(2)验算弹簧的强度疲劳①疲劳强度计算校核时便变载荷循环特性r=和抗拉强度从图7.1-5（机械设计手册）中查取疲劳寿命来进行计算。有弹簧中经D=82-12=70mm实验载荷②压缩弹簧稳定性验算两端固定b≤5.33-7③拉伸弹簧钩环强度验算3-83-9 经计算符合要求3.3.2钢丝绳设计与选择根据需要选择：钢丝绳直径为18mm，光面钢丝，结构形式为6×19西鲁式，天然纤维芯，钢丝抗强度为1670N/，右交互捻，最小破断拉力为178.6kN,单位长度重量为119.4kg/100mm，标准GB/T8918-1996。选择计算为:公式中d-钢丝绳最最小直径（mm）-钢丝绳最大静拉力（N）C-选择系数（mm/）有表选择K=0.82（折减系数）（钢丝绳充满系数）按公式计算3.3.3螺旋凸轮结构设计螺旋圈数n=7平衡补给长度L=1110mm设计原理：由外部载荷的大小及横臂的垂直运动范围（平衡补给长度）和受力平衡及力矩平衡算出钢丝绳在凸轮上相应度数上的每凸轮半径表3-1螺旋凸轮设计数据度数凸轮半径35.035.536.036.537.037.538.038.539.039.540.040.541.041.542.042.543.043.544.0 ···44.5···94.595.095.596.096.597.097.598.03.4轴承计算由公式3-10式中，c-轴向载荷P-当量动载荷-寿命指数，球轴承，=3；滚子轴承，=10/3n-轴承转速，-温度系数-轴承预期计算寿命查机械设计书，=1.0查机械设计手册，=30000=3-11=6.43由于要满足上述条件，选用d=25mm,D=52mm型号为Z90505的带坐球轴承，座宽A=39mm3.4.1轴设计与校核(1)轴的设计轴用45号钢调制处理，有上图3—9基本尺寸所示知 左端部分d=16mm，右端部分d=17mm查机械设计手册得平键和键槽的剖面尺寸（GB1095-79)公称尺寸键槽宽度b=8键槽深度t=4图3-18轴的受力的作用点示意图图3-19轴所受应力示意图图3-20轴弯矩示意图M=FL=1570.47x150=235570.5(N/mm)3-12 查机械手册3-13式中W-弯矩d-轴直径，mmb-键槽宽度，mmt-键槽深度，mm3-14=2649.375-360.5334=2288.84162288.843-153.4.2轴的校核按疲劳强度的精确校核计算校核计算的实质在于确定轴在应变力情况下的安全程度，在初步或是近似计算的基础上，经过轴的结构设计后得出轴的实际尺寸，从而确定一个或是几个危险截面，按下式计算危险截面的系数，3-16式中，-只考虑弯曲作用时的安全系数-只考虑扭转作用时的安全系数[n]-疲劳强度的最小许用安全系数[n]=3-17式中，,,查机械设计手册 则=1.5=1.2=1.53-183-19式中，，-对称循环时，材料的弯曲与扭转疲劳强度，，-有效应力集中系数-表面质量系数，，-弯曲应力状态时的应力幅和平均应力，-扭转应力状态时的应力幅和平均应力，-绝对尺寸影响系数，-材料的弯曲与扭转应力循环的不对称性影响系数综上所述，=440，=260，，，则，，其中由查机械设计手册则3-20=4777.95 则由【7】知T=3-21所以又，，由上述公式及所查数据，则，则由，则所选的轴合格 第四章系统维护4.1系统日常维护测试为了保证本设备运行和性能的安全和可靠性，用户必须遵循本手册的说明和要求，操作者要定期对设备进行测试，测试内容包括：每天需对故障显示灯、损坏部件、标签和标识进行检查。每天进行系统是否有不正常的显示检查，确认显示面板有无闪烁或无显示。每月进行电缆及设备终端检查，机械系统链条和齿轮传动检查。本装置链条和齿轮等机械部件可能会因长期运转而出现磨损或损坏。每半年或改变与X射线单元有关部件后，检查高压发生器接地连接是否可靠，油箱是否漏油，器件否完好，检查X线球管定位装置是否牢固，CCD影像系统固定及线缆连接是否可靠。进行系统清洁及HV连接线的防老化处理。同时，本设备的操作者必须遵守意外事件的预防规则、医疗设备的相关法律以及其它关注这些措施的规则。安全检查：按照医疗设备法律法规的要求，安全检查包括操作性能和运行可靠性的检查，要求至少每两年进行一次。具体内容有包括：（1）目视检查设备完整性和外表损伤或缺陷，所有的相互连接的电线与连接器是否有损坏，以及污损、粘贴部件、磨损和破损等影响系统安全性的项目。（2）测试必要的控制、安全、显示和指示装置。（3）检测与设备安全性有关的输出参数。（4）检查电器安全性和内部电源的运行情况。（5）对于特定设备，按照工程实践普遍接受的标准进行的特殊测试。（6）检查所有的声音指示（喇叭、发声设备等）是否正常工作，检查设置的音量是否适合操作的环境。4.2维护与保养影响设备安全性的故障部件必须用正品备件进行修理，并记录结果。进行服务和修理时，必须将下列内容记录在医疗设备日志中，工作类型和范围； 必要时，工作区域或级别改变的详细情况；日期、操作人员、签字。4.3清洁不能使用除肥皂和水以外的清洁剂来清洁塑料表面。如果使用了其它清(如酒精含量高的清洁剂)可能会使表面变得暗淡无光或出现裂纹。不能使用任何腐蚀性、溶解性或磨料性的清洁剂或擦光剂。清洁过程中，请遵守下面的注意事项：开始清洁前，关闭本设备主电源。清洁时，确保水或其它液体不会流进本设备内部，以避免出现短路或部件腐蚀的现象。只能用湿布擦塑料或铝质部件(如床面板)的表面，然后再用干的毛织物擦干。只能用毛织物擦拭含铬的部件。4.4消毒用户在对该装置进行消毒时，消毒的方法必须符合法律法规以及消毒和辐射防护的相关要求。消毒前，关闭X线设备的主电源，必须用擦拭的方法对包括附件和连接电缆在内的所有本设备部件进行消毒。床面板消毒：必要时，可用酒精擦拭床面板表面，进行消毒。不推荐使用喷雾的方法进行消毒，因为可能会使消毒剂进入本设备内部。关闭本设备后，再用喷雾器进行房间消毒。在设备冷却后，用塑料布小心地将其遮盖。待消毒剂雾气消散后，取下塑料布，再擦拭以消毒。如果消毒剂含有易爆混合气体，必须在消毒剂完全挥发后才能再次打开X线设备的电源。4.5其它操作者在设备日常维护测试中发现设备元器件的的损坏或者设备在操作时出现异常时，要立即通知给维护人员，同时立即停止使用存在安全隐患的设备。继续使用存在安全隐患的设备可能发生危险。日常设备使用时注意的事项：（1）所有的显示区域（警告、状态灯、提示灯和参数显示等）。（2）所有的声音指示（ 喇叭、发声设备等）是否正常工作，设置的音量是否适合操作的环境。（3）所有的相互连接的电线与连接器连接正常无损坏。第五章技术经济分析目前，随着人们对DR的认识的不断深入、PACS的完善和其它基础设施的建设，DR大规模挺进放射科的时机已成熟。另外，因为使用常规X射线机存在的胶片、化学试剂显影、时间和效率低下等因素均不复存在，所以DR的运营成本低。总之，DR的市场潜力巨大，经济效益明显。DR具有更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点，成为数字X线摄影技术的主导方向，并得到世界各国的临床机构和影像学专家认可。近年来随着技术及设备的日益成熟，DR在世界范围内得以迅速推广和普及应用，逐渐成为医院的必备设备之一。临床界和工程界专家普遍认为，DR设备将成为高水平数字化影像设备的终极产品。DR的技术进步是紧紧与影像板技术的发展相联系的。平板的技术发展体现在两个方面：尺寸的大小及动态反应时间。碘化铯/非晶硅型平板在这两方面都具有其他技术不可比拟的优势，是目前最成熟最主流的技术，目前世界上主要领先厂家都用这种技术。Trixell公司生产的平板探测器，因其稳定优秀的成像特质和良好的环境适应性成为DR设备的首选；由于采用世界最佳的平板探测器技术，辅以高质量球管和出色机械性能，加上功能强大的专业级后处理工作站，飞利浦/西门子成为世界公认的DR系统顶级品牌。5.1数字X线摄影装置产品所属行业概述5.1.1行业总体概述　　 图5-12003-2009年行业企业数量发展状况　　图5-22003-2009年行业从业人员发展状况 　　　　　图5-32003-2009年行业固定资产发展状况　　　图5-42003-2009年行业销售收入发展状况 　　图5-52003-2009年行业利润总额发展状况5.1.2节产品所属行业总体评价(1)行业所处生命周期及成长性分析　　图5-6生产周期　(2)行业活力系数评价　　 图5-7行业活力系数分析5.2数字X线摄影装置市场供给与需求分析5.2.1生产区域结构分析图5-8生产区域结构分析5.2.2需求地域结构分析 图5-9需求地域结构分析5.2.3供需平衡分析图5-10需求平衡分析通过以上分析我们应该懂得设计过程中尽量结合实际情况，充分考虑DR的市场性、实用性和校核性等，这样使设计更结合实际情况，更具有实用价值，达到了毕业设计初步目的。 第六章结论通过本次毕业设计，完成了直接数字X射线摄装置结构的主要设计。根据一些参数和基本性能指标及时记得实用性的要求完成了立柱结构中的螺旋凸轮、平衡弹簧和钢丝绳设计计算和选择，还有其它零部件的的设计与选择。通过完成设计任务，本人还得出结论若想完成一个产品设计，只靠一、二门课程知识是不够的，它涉及到了四年来所学的很多课程的知识，特别是专业基础课和专业课知识；要想出色的完成一个产品，仅靠个人的思维是不够的，必须懂得勤学好问，多向周边的老师、同学学习，“勤学好问，温故而知新”，方能学到更多的东西，设计出更好的作品；积极设计，努力进取的同时，对发现的问题，要善于修正，勇于承认错误，多做少说，光靠嘴是解决不了问题的，很多东西光靠理论是成就不了的，不去实践就不能完全了解它内涵，要多看有关设计方面的书籍，拓宽自己的设计思路，学习别人在设计过程中使用的算法和积累的经验；在机构的设计过程中，一定要目的明确，一步一步的走，做到系统总体结构清晰，变量定义要统一，这一点我感受最深刻，也为之付出了不小的代价。总之学海无涯，我们只有不断的学习，不断的进步，才能在瞬息万变、人才济济的社会竞争中，立于不败之地。 参考文献[1]孙志礼.机械设计.第二版.沈阳:东北大学出版社,2000:46～60[2]大连理工大学画教研室.机械制图.沈阳:高等教育出版社,1999:36～38[3]巩云鹏.机械设计课程设计.第二版.沈阳:东北大学出版社,2000年12月:64～66[4]成大先.机械设计师手册.北京:化学工业出版社,2002:46～64[5]王文斌.机械设计手册.新版.北京:机械工业出版社,2008:69～76[6]Anatl.,assafz.,schmuelp.etal.seamlessImageStitchingintheGradientDomain[C].ECCV2006:11～14 致谢通过本次的毕业设计，我的设计能力有了很大的进步。此次设计把以前学的基础知识都综合起来了，而且也使我对以前在学习过程中不懂的、没有掌握的、没有涉及到的知识有了进一步的了解和巩固。通过本次设计让我真正的体会到了设计的意义，对我来说，它不仅仅是一次毕业设计，更是我在进入社会前的一次技能培训，我将终生受益。本次设计课题是直接数字X射线摄影装置立柱结构设计（螺旋凸轮和弹簧），他是只金额数字X射线身影装置中非常重要的一部分，DR在医疗有更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点，成为数字X线摄影技术的主导方向。近年来随着技术及设备的日益成熟，DR在世界范围内得以迅速推广和普及应用，逐渐成为医院的必备设备之一，有很好的发展前景。经过本次毕业设计，加强了我的理论知识与实践知识的联系，提高了实际动手能力，拓宽了自己的知识面，巩固了知识，培养了自己的创新能力。此次设计，得到了李丽老师的很大帮助，老师放弃了很多个人休息的时间来为我们指导、答疑，在此，对老师表示感谢。 附录一数控技术的发展趋势摘要:介绍当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各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，不仅采取重大措施来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。总之，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。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，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：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。    1 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（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。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。1．1高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。    在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。    从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。    在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。    在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。     1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展    采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。    当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。    在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。     1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势    21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。    为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。    网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。    1.4 重视新技术标准、规范的建立    1.4.1 关于数控系统设计开发规范    如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。   1.4.2 关于数控标准    数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是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。    STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。    目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。     2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计   我国数控技术起步于1958年，近50年的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的基础条件的限制，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，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、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。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。    纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。    a.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、产业化。    b.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。    c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。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，但我们也要清醒地认识到，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现状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，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。    a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。    b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，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；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。    c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。    分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。    a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。    b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。    c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。    d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。    3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考    3.1 战略考虑    我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。    我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。 3.2 发展策略    从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。    强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。    在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。    在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。参考文献：［1］中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20［2］梁训,王宣,周延佑.机床技术发展的新动向［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：21-28［3］中国机床工具工业协会 数控系统分会.CIMT2001巡礼［J］.世界制造技术与装备市场，2001(5)：13-17［4］杨学桐，李冬茹，何文立，等?距世纪数控机床技术发展战略研究［M］.北京：国家机械工业局，2000 附录二ThedevelopmenttrendofthenumericalcontroltechnologySummary:Haveintroducednumericalcontroltechnologyandthedevelopmenttrendoftheequipmentandthecurrentsituationsofthetechnicaldevelopmentofnumericalcontrolequipmentandindustrializationofourcountryofourtimesbriefly,havediscussedunderthenewenvironmentfurtherdeepenedinourcountry"saccessiontotheWTOandopeningtotheoutsideworldonthisbasis,developtechnologyofnumericalcontrolofourcountryandtheimportanceoftheinformation-basedlevelofmanufacturingindustryofourcountryandinternationalcompetitivenessequips,improves,andhasputforwardtechnologyofnumericalcontrolofourcountryandsomeviewsequippedofdevelopingfromtwoaspectsofstrategyandtactics.Theengineeringlevelofequipmentindustryandmodernizedintensityaredeterminingthelevelofthewholenationaleconomyandmodernizedintensity,numericalcontroltechnologyandequip,developnewdevelopingnewhigh-techindustryandmostadvancedindustryTocanmaketechnologyandbasicequipmentmost(nationaldefenseindustryindustries,suchasinformationtechnologyandtheirindustry,biotechnology,industry,aviation,spaceflight,etc.).Marxhaseversaid"thedifferencesofdifferenteconomictimes,donotlieinwhatisproduced,lieinhowproduce,withwhatmeansoflaborproduce".Manufacturingtechnologyandequippingthemostbasicmeansofproductionthatarethatthemankindproducedtheactivity,andnumericalcontroltechnologytoequipmostcentraltechnology.Nowadaysthemanufacturingindustryallaroundtheworldadoptsthetechnologyofnumericalcontrolextensively,inordertoimprovemanufacturingcapacityandlevel,improvetheadaptivecapacityandcompetitivepowertothechangeablemarketofthetrends.Inadditioneveryindustriallydevelopedcountryintheworldalsoclassifiesthetechnologyandnumericalcontrolequipmentofnumericalcontrolasthestrategicmaterialsofthecountry,notmerelytakethegreatmeasuretodevelopone"sownnumericalcontroltechnologyandindustry,andimplementblockadingandrestrictivepolicytoourcountryin"high-grade,precisionandadvanced"keytechnologyandequipmentofnumericalcontrol.Inaword,developtakingtechnologyofnumericalcontrolasthecoreadvancedmanufacturingtechnologybecomeworldalldevelopedcountry,accelerateeconomicdevelopmentalready inamorecost-effectivemanner,importantroutetoimprovethecomprehensivenationalstrengthandnationalposition.Numericalcontroltechnologytogoontechnologythatcontrolwithdigitalinformationtomechanicalmovementandworkingcourse,numericalcontrolequipmentwhetherrepresentedbytechnologyofnumericalcontrolnewtechnologymakeindustryandnewdevelopinginfiltrationelectromechanicsintegratedproductthatformofmanufacturingindustrytotradition,i.e.whatiscalleddigitizationequip,itstechnologicalrangecoversalotoffields:(1)Mechanicalmanufacturingtechnology;(2)Informationprocessing,processing,transmissiontechnology;(3)Automaticcontroltechnology;(4)Servodrivetechnology;(5)Transducertechnology;(6)Softwareengineering,etc..1DevelopmenttrendofanumericalcontroltechnologyTheapplicationofthetechnologyofnumericalcontrolhasnotonlybroughttherevolutionarychangetotraditionalmanufacturingindustry,makethemanufacturingindustrybecometheindustrializedsymbol,andwiththeconstantdevelopmentofthetechnologyofnumericalcontrolandenlargementofapplication,thedevelopmentofhesomeimportanttrades(IT,car,lightindustry,medicaltreatment,etc.)tothenationaleconomyandthepeople"slivelihoodplaysamoreandmoreimportantrole,becausethesetradenecessarydigitizationthatequippedhasalreadybeenthemaintrendofmoderndevelopment.Accordingtothetechnologyofnumericalcontrolandequipmentdevelopmenttrendintheworldatpresent,itsmainresearchfocushasthefollowingseveralrespect[1~4].Ahigh-speed,highfinishmachiningtechnologyandnewtrendequippedEfficiency,qualityaresubjectsoftheadvancedmanufacturingtechnology.Atahighspeed,highfinishmachiningtechnologycanraisetheefficiencygreatly,qualityandgradetoraiseproduct,shortenproductioncycleandimprovethecompetitivepowerofmarket.Japancarrytechnologicalresearchassociationclassifytheirasoneofthe5loudmodernmanufacturingtechnologiesfirstforthisreason,learn(CIRP)toconfirmitasthecentreinthe21stcenturytostudyoneofthedirectionsininternationalproductionengineering.Inthefieldofcarindustry,produce40secondwhenbeatsuchasproductionof300,000/vehicleperyear,andmanyvarietyprocessitiscarthatequiponeofthekeyproblemsthatmustbesolved;Inthefieldsofaviationandaerospaceindustry,itsprocessing"ssparepartsaremostlythethinwall andthinmuscle,rigidityverybad,materialaluminiumoraluminiumalloy,inhightocutpaceandcutstrengthveryunderthelittlesituationonly,couldprocessthesemuscles,walls.Adoptlarge-scalewholealuminiumalloyblankmethodof"payempty"makethewingrecently,large-scalepartssuchasthefuselage,etc.cometosubstitutealotofpartstoassemblethroughnumerousrivet,screwandotherconnectionways,maketheintensity,rigidityanddependabilityofthecomponentimproved.Alltheserequirementforprocessingandequippingandproposinghigh-speed,highandpreciseandhighflexibility.AccordingtoEMO2001exhibitionsituation,thehigh-speedmachiningcenterentersforthepacetocanreach80m/min,evenhigh,airtransportcompetentpacecanreach100m/minabout.Alotofcarfactoriesintheworldatpresent,includingShanghaiGeneralMotorsCorporationofourcountry,adopt,substituteandmakethelatheupwithhigh-speedmachiningcenterproductionlinepartthatmakeupalready.HyperMachlatheofCompany,CINCINNATIofU.S.A.,enter,givepacetobemostloudtoreach60m/min,itis100m/mintobefast,accelerationreach2g,therotationalspeedofthemainshafthasalreadyreached60000r/min.Processingathinwallofplaneparts,spend30minonly,andsamepartgeneralatahighspeedmillingmachineprocessandtake3h,processandneed8hwithordinarymillingmachine;ThepacesandaccelerationofmainshaftofdualmainshaftlathesofGermanyDMGCompanyreach12*separately!000r/mmand1g.Inmachiningaccuracy,inthepast10years,ordinaryprogressionhasaccusedofthemachiningaccuracyofthelathetoalreadyimprovefrom10μmto5μm,accurategradesofmachiningcenterfrom3-5μm,raiseto1-1.5μm,andultraprecisionmachiningaccuracybegin,entergettingnanometeralready.Inmachiningaccuracy,thepast10years,ordinaryprogressionaccuseofmachiningaccuracyoflatheraiseto5μm,from3-5μmaccurategradesofmachiningcenterfrom10μmalready,improveto1-1.5μm,andtheultraprecisionmachiningaccuracyhasalreadybeguntoenternanometer(0.01μm)ly.Independability,MTBFvalueoftheforeignnumericalcontroldevicehasalreadyreachedabove6000h,MTBFvalueoftheservosystemreachesabove30000h,demonstrateveryhighdependability.Forrealizeatahighspeed,highfinishmachining,relatedtoitfunctionpartifelectricmainshaft,straightlineelectricalmachinerygetfastdevelopment,theapplicationisfurtherexpanded.5axleslinkandprocessandcompoundandprocessthelathetodevelopfast Adopt5axlelink,tothree-dimensionalcurvedsurfaceprocessingofpart,cancutwiththebestgeometircformofthecutter,notonlyhighlypolished,butalsoefficiencyisimprovedbyalargemargin.Itisgenerallyacknowledged,a5axlegearbedsofefficiencycanequal23axlegearbeds,usecubicnitrogenboronwaitultrahardmaterialmillingcuttergoonatahighspeedmilling,sharpening,quenchinghardsteelatthepart,5axlelink,processconstant3axlelink,process,giveplaytohighbenefit.Butgooverbecause5axleslinkthenumericalcontrolsystem,complicatedreasonofhostcomputerstructure,priceitslinknumericalcontroltobelatheseveraltimeshigherthan3axle,inadditionprogrammingtechnologicaldifficultyrelativelyheavy,haverestricted5axlegearbedsofdevelopment.Atpresentbecauseofelectricappearanceofmainshaft,make,realize5axlecompoundmainshafthairstructureprocessedtolinkgreatlysimplify,itmakedifficultyandcostreducebyalargemargin,numericalcontrolpricedisparityofsystemsshrink.Sopromotecompoundmainshaftheadtype5axlegearbedandcompounddevelopmenttoprocesslathe(processthelatheincluding5).AtEMO2001exhibition,newJapanese5ofworkermachineprocesslatheadoptcompoundmainshafthair,canrealize4processingandarbitraryprocessingofangleofverticalplane,make5processand5axlesareprocessedandcanberealizedatthesamelathe,canalsorealizetheinclinedplaneandpourtheprocessingoftheholeofawls.Company,DMGofGermany,exhibitDMUVoutionseriesmachiningcenter,canput,insert,down5processand5axeslinkandprocessinone,canbecontrolledbyCNCsystemorCAD/CAMcontrolsdirectlyorindirectly.intellectualizations,openstyle,thenetworkturnsintoforthecontemporarynumericalcontrolsystemdevelopmentmainlyhastensThe21stcenturynumericalcontrolequipmentswillbehascertainintellectualizedthesystem,theintellectualizedcontentincludinginnumericalcontrolsystemeachaspect:Inordertopursuetheprocessingefficiencyandtheprocessingqualityaspectintellectualization,likeprocessingprocessadaptivecontrol,craftparameterautomaticproduction;Inordertoenhancetheactuationperformanceandtheuseconnectionconvenientintellectualization,likethefeed-forwardcontrol,theelectricalmachineryparameterauto-adaptedoperation,theautomaticdiagnosisloadautomaticdesignationmodel,isautomaticentiregrades; Simplificationprogramming,simplificationoperationaspectintellectualization,likeintellectualizedautomaticprogramming,intellectualizedman-machinecontactsurfaceandsoon;Alsohastheintelligencetodiagnose,theintelligentmonitoringaspectcontent,theconveniencesystemdiagnosisandtheserviceandsoonInordertosolvethetraditionalnumericalcontrolsystemsealandthenumericalcontrolapplicationsoftwareindustryproductionexistencequestion.Atpresentmanycountriesconducttheresearchtotheopenstylenumericalcontrolsystem,likeUS"SNGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl),EuropeanEconomicCommunity"sOSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems),Japan"sOSEC(OpenSystemEnvironmentforController),China"sONC(OpenNumericalControlSystem)andsoon.Thenumericalcontrolsystemwillopenalreadybecomesthenumericalcontrolsystemroadofthefuture.Theso-calledopenstylenumericalcontrolsystemisthenumericalcontrolsystemdevelopmentmayintheunifiedmovementplatform,facetheenginebedfactoryandtheend-user,throughthechange,theincreaseorthetailorstructureobject(numericalcontrolfunction),formstheseriation,andmayconvenientlyintegratesuser"sspecialapplicationandthetechnicalknackinthecontrolsystem,thefastrealizationdifferentvariety,thedifferentscaleopenstylenumericalcontrolsystem,formshasthebrightindividualityfamousbrandgoods.Atpresenttheopenstylenumericalcontrolsystemsystemstructurestandard,thecorrespondencestandard,thedispositionstandard,themovementplatform,thenumericalcontrolsystemfunctionstorehouseaswellasthenumericalcontrolsystemfunctionsoftwaredevelopmentkitandsoonisthecurrentresearchcoreThenetworknumericalcontrolequipmentisanearlytwoyearinternationalfamousenginebedsexpositionsnewluminescentspot.Thenumericalcontrolequipmentnetworkenormouslywillsatisfytheproductionline,themanufacturesystem,themanufactureenterprisetotheinformationintegrationdemand,alsowillberealizesnewmanufacturepatternlikeagilemanufacture,hypothesizedenterprise,theglobalmanufacturefoundationunit.Thedomesticandforeignsomefamousnumericalcontrolsenginebedandthenumericalcontrolsystemmanufacturecompanyhasallpromotedtherelatednewconceptandtheprototypeinthenearlytwoyears,ifunfoldsinEMO2001,JapaneseShanQimaMazakthecompanydisplays"CyberProductionCenter"(intelligenceproductioncontrolcenter,iscalled CPC);JapanisOkumatheenginebedcompanytodisplay"ITplaza"(informationtechnologysquare,iscalledtheITsquare);GermanSimens(Siemens)thecompanydisplaysOpenManufacturingEnvironment(openingmanufactureenvironment,iscalledOME)andsoon,hadreflectedthenumericalcontrolenginebedprocessingthetendencywhichdevelopstothenetworkdirection1.4takesthenewtechnicalstandard,thestandardestablishment1.4.1aboutnumericalcontrolsystemdesigndevelopmentgaugeAsnotedpreviously,therearebettercommonability,flexibility,adaptability,expandingintheopennumericalcontrolsystem,countriessuchasU.S.A.,EuropeanCommunityandJapan,etc.implementthestrategicdevelopmentplanoneafteranother,carryonresearchandformulationofthesystematicnormofstructuralnumericalcontroloftheopensystem(OMAC,OSACA,OSEC),3ofworldheavyeconomycarryonthesamescienceplanandstandardizeformulationnearlyinashorttimemost,haveindicatedanewarrivalofperiodofchangeofthetechnologyofnumericalcontrol.OurcountrystartedresearchandformulationwhichstandardizedtheframeofONCnumericalcontrolsystemofChinatooin2000.1.4.2AboutthenumericalcontrolstandardThenumericalcontrolstandardisakindoftrendofinformation-baseddevelopmentofmanufacturingindustry.Numericalcontroltechnologyinformationexchangeof50yearborn,tobasedonISO6983standard,adoptG,Mcodedescribeshowprocesses,itsessentialcharacteristicfacestheprocessingcourse,obviously,hecan"tmeetdemandsofhigh-speeddevelopmentofthetechnologyofmodernnumericalcontrolmoreandmorealready.Forthisreason,studyingandmakingakindofnewCNCsystemstandardISO14649(STEP-NC)intheworld,itspurposeisofferingakindofneutralmechanismnotdependingontheconcretesystem,candescribetheunifieddatamodelinwholelifespanoftheproducts,thusrealizethewholemanufactureprocess,andeventhestandardizationofeachindustrialfieldproductinformation.TheappearanceofSTEP-NCmaybearevolutionofthetechnicalfieldofthenumericalcontrol,ondevelopmentandeventhewholemanufacturingindustryofthetechnologyofnumericalcontrol,willexertafar-reachinginfluence.Firstofall,STEP-NCputsforwardakindofbrand-newmanufactureidea,inthetraditionalmanufactureidea,NCprocessesthe procedurestoallconcentrateonsinglecomputer.Underthenewstandard,NCprocedurecanbedispersedonInternet,thisisexactlyadirectionofopen,networkeddevelopmentoftechnologyofnumericalcontrol.Secondly,STEP-NCnumericalcontrolsystemalsocanreduce,process(about75%)drawing,processprocedureworkout(about35%)timeandprocess(about50%)timegreatly.Atpresent,American-EuropeancountriespaymuchattentiontotheresearchofSTEP-NC,EuropeinitiatesIMSplan(1999.1.1-2001.12.3)ofSTEP-NC.20CAD/CAM/CAPP/CNCusers,manufacturersandacademicorganizationsfromEuropeandJapanparticipatedinthisplan.STEPToolsCompanyofU.S.A.isadeveloperofthedatainterchangesoftwareofmanufacturingindustryintheglobalrange,hehasalreadydevelopedandaccusedofthesupermodel(SuperModel)ofinformationexchangeofmachinetoolingbycounting,itsgoalistodescribeallprocessingcourseswiththeunifiednorm.SuchnewdatainterchangeformhasalreadybeenverifiedinallocatingtheSIEMENS,FIDIAandEuropeanOSACA-NCnumericalcontrolatpresent.1pairsofbasicestimationsoftechnologyandindustrydevelopmentofnumericalcontrolofourcountryThetechnologyofnumericalcontrolofourcountrystartedin1958,thedevelopmentcourseinthepast50yearscanroughlybedividedinto3stages:Thefirststageisfrom1958to1979,i.e.closeddevelopingstage.Inthisstages,technologyofforeigncountriesblockadeandbasicrestrictionoftermsofourcountry,thedevelopmentofthetechnologyofnumericalcontroliscomparativelyslow.During"SixthFive-YearPlanPeriod","theSeventhFive-YearPlanPeriod"ofthecountryinsecondstageandearlierstagein"theEighthFive-YearPlanPeriod",introducetechnology,digestandassimilate,thestageofestablishingthesystemofproductiondomesticizationarisesingtentatively.Atthisstage,becauseofreformandopening-upandnationalattention,andstudytheimprovementofthedevelopmentenvironmentandinternationalenvironment,research,developmentandallmakingconsiderableprogressinproductiondomesticizationoftheproductsofthetechnologyofnumericalcontrolofourcountry.Thethirdstageisthatonthelaterstagein"theEighthFive-YearPlanPeriod"ofthecountryandduringthe"NinthFive-YearPlanPeriod",implementtheresearchofindustrialization,entermarketcompetitionstage.Atthisstage, madesubstantiveprogressinindustrializationofthedomesticnumericalcontrolequipmentofourcountry.In"theNinthFive-YearPlan"latterstage,domesticnumericalcontroldomesticmarketshareoflathereach50%,mixdomesticnumericalcontrolsystem(popular)toupto10%.Reviewthedevelopmentcourseinthepast50yearsoftechnologyofnumericalcontrolofourcountry,especiallypassthebrainstormof4Five-YearPlans,allinallhasmadefollowingachievements.a.Haveestablishthefoundationofthetechnicaldevelopmentofnumericalcontrol,hasbasicallymasteredthetechnologyofmodernnumericalcontrol.Ourcountryknowfromnumericalcontrolsystem,servourge,numericalcontrolhostcomputer,specialplaneandtheirbasicoffittingsbasicallyalreadynow,amongthemmosttechnologyhavealreadypossessedthefoundationthatiscommercializedanddeveloped,sometechnologyhasalready,industrializationcommercialized.a.Haveformedtheindustrialbaseofnumericalcontroltentatively.Intacklingkeyproblemsthefoundationthattheachievementandsometechnologycommercialize,setupthesystematicfactoriesofnumericalcontrolwithproductioncapacityofbatchsuchasnumericalcontrolofCentralChina,spaceflightnumericalcontroletc..ElectricalmachineryplantofLanzhou,abatchofservosystemsandfirstmachinetoolplant,firstmachinetoolplantofJinanofservoelectricalmachineryfactoryandBeijing,etc.severalnumericalcontrolhostcomputerfactoriessuchasthenumericalcontrolinCentralChina.Thesefactorieshavebasicallyformedthenumericalcontrolindustrialbaseofourcountry.b.Havesetupresearchofanumericalcontrol,development,managerialtalent"sbasicteam.Thoughhasmadeconsiderableprogressinresearchanddevelopmentandindustrializationofthetechnologyofnumericalcontrol,butwewillrealizesoberly,theresearchanddevelopmentofthetechnologyofadvancednumericalcontrolofourcountry,thereisgreaterdisparitybetweencurrentsituationandcurrentdemandofourcountryofengineeringlevelespeciallyinindustrialization.Thoughveryfastfromlongitudinaldevelopmenttowatchourcountry,horizontaluntil(contrastwithforeigncountries),theengineeringlevelhasdisparity,thereisdisparitytooindevelopmentspeedinsomeaspects,i.e.thedisparityofengineeringlevelbetweensomehigh-grade,precisionandadvanced numericalcontrolequipmenthasthetendencytoexpand.Watchfromworld,estimateroughlyasfollowsaboutthenumericalcontrolengineeringlevelofourcountryandindustrializationlevel.a.Ontheengineeringlevel,inprobablybackward10-1yearswiththeadvancedlevelinforeigncountries,itisbiggerinhigh-qualityprecisionandsophisticatedtechnology.b.Attheindustrializationlevel,themarketshareislow,thevarietycoveragerateislow,havenotformedthelarge-scaleproductionyet;Functionpartspecializedlevelofproductionandformacompletesetabilitytobelower;Appearancequalityisrelativelypoor;Dependabilityisnothigh,thecommercializedintensityisinsufficient;Notsettingupone"sownbrandeffectyetindomesticnumericalcontrolsystem,usershaveinsufficientconfidence.c.Attheabilityofsustainabledevelopment,tocompetitionnumericalcontrolresearchanddevelopmentoftechnology,engineeredabilityweaker;Numericalcontroltechnologicalapplicationexpandeffortstobebetter;Theresearch,formulationthatrelevantstandardsarenormallagsbehind.Itisanalyzedthatthemainreasonforhavingdisparitydescribedabovehasthefollowingseveralrespect.a.Realizetherespect.Knowtodomesticnumericalcontrolindustryprocessarduousness,complexityandlong-termcharacteristicinsufficiently;Onethatistomarketunstandard,foreignblockadeaddstrangle,system,etc.underestimatewhilebeingdifficult;Itisnotenoughtoanalyzetotechnologicalapplicationlevelandabilityofnumericalcontrolofourcountry.b.System.Paycloseattentiontonumericalcontrolindustrializationmanyintheissue,considernumericalcontrolindustrializationlittleintheissuesyntheticallyintermsofthesystematicone,industrychainintermsoftechnology;Setupintactrelatedsystem,completetraining,servicenetwork,etc.ofhighqualitysupportthesystem.c.Mechanism.Thebadmechanismcausesthebraindrain,restrainingtechnologyandtechnologicalroutefrominnovatingagain,productsinnovation,andhasrestrictedtheeffectiveimplementationofplanning,hasoftenplannedtheideal,implementthedifficulty.d.Technology.Enterprisesareindifferentinautonomousinnovationintechnology,key technologyisengineeredandindifferent.Lathestandardlagbehind,levelrelativelylow,numericalcontrolsystemnewstandardstudyenoughly.3strategicthinkinguntiltechnologyandindustrializationofnumericalcontrolofourcountrydevelop3.1StrategicconsiderationOurcountryofstrategicconsiderationmakesthebigcountry,shouldtryhardtoacceptthefrontinsteadofthebacktransformationintheworldindustryshifts,shouldmasterandmakekeytechnologyadvancedly,otherwiseinanewroundofinternationalindustrialstructureadjustment,ofourcountrymanufacturingindustrystepforward"theemptycore".Weregardresource,environment,marketascost,possibilitygottoexchange"assemblethecentre",butnotmasterthestatusofthemanufacturingcenterofkeytechnology,willsoinfluencethedevelopmentprocessofthemodernmanufacturingindustryofourcountryseriously.Weshouldstandintheheightofnationalsecuritystrategypayingattentiontothetechnologyofnumericalcontrolandindustry"squestion,atfirstseenfromsocialsafety,becausemanufacturingindustrywhetherourcountryobtainemploymentmostpopuloustrade,thedevelopmentofmanufacturingindustrynotonlycanimprovethepeople"slivingstandardbutalsocanrelievethepressureofemploymentofourcountry,ensurethestabilityofthesociety;Secondlyseenfromsecurityofnationaldefence,thewesterndevelopedcountryhasclassifiedallthehigh-grade,precisionandadvancednumericalcontrolproductsasthestrategicmaterialsofthecountry,realizeembargoandrestrictiontoourcountry,"Toshibaincident"and"CoxReport"isthebestillustration.3.2DevelopmenttacticsProceedfromtheanglesofthefundamentalrealitiesofthecountryofourcountry,regardthestrategicdemandofthecountryandmarketdemandofthenationaleconomyasthedirection,regardimprovingourcountryandmakingthecomprehensivecompetitivepowerofequippingindustryandindustrializationlevelasthegoal,usethesystematicmethod,beabletochoosethesupporttechnologythattheinitialourcountrymakesthekeytechnologyupgradedindevelopmentofequippingindustryandsupportsthedevelopmentofindustrializationin21stcenturyofleadingfactor,theabilitytosupplythenecessarytechnologyrealizesmakingthejumptypedevelopmentoftheequippingindustryasthe contentofresearchanddevelopment.Emphasizemarketdemandisadirection,taketerminalproductsofnumericalcontrolasthecore,withthecompletemachine(Suchasthenumericalcontrollathehavingalargecapacityandawiderange,millingmachine,highspeedhighprecisehigh-performancenumericalcontrollathe,modeldigitizedmachinery,keyindustrykeyequipment,etc.)drivenumericalcontroldevelopmentofindustry.SolvethenumericalcontrolsystemandrelevantfunctionspartespeciallyThedependabilityin(digitizedservosystemandelectricalmachinery,electricmainshaftsystemofhighspeedandnewattachmentthatequip,etc.)andproductionscalequestion.Therearenoproductswithouthighdependabilityofscale;Willnothavecheapandproductsrichinthecompetitivenesswithoutscale;Certainly,itisdifficultfinallytohavethedaytoholdupheadthatthereisnoChinesenumericalcontrolequipmentofscale.Inequippingresearchinganddevelopinghigh-grade,precisionandadvancedly,shouldemphasizetheproduction,learningandresearchandclosecombinationofenduser,regard"obtaining,using,selling"asthegoal,tacklekeyproblemsaccordingtothenationalwill,inordertosolvetheneedingbadlyofthecountry.Thetechnologyofnumericalcontrol,emphasizedinnovation,putemphasisonresearchinganddevelopingtechnologyandproductswithindependentintellectualpropertyrightbeforethecompetition,establishthefoundationforthenumericalcontrolindustryofourcountry,sustainabledevelopmentoftheequipmentmanufactureandeventhewholemanufacturingindustry.References:[1]ChinamachinetoolindustrialassociationDevelopmentdepartmentofthetrade.CIMT2001tour[J].Themanufacturingtechnologyintheworldandmarketofequipment,2001(3):18-20[2]Theroofbeamtrainsakingtodeclare,thedistributionishelped.Newtendency[J]ofthetechnicaldevelopmentofthelathe.Themanufacturingtechnologyintheworldandmarketofequipment,2001(3):21-28[3]ChinamachinetoolindustrialassociationSystematicbranchofnumericalcontrol.CIMT2001tour[J].Themanufacturingtechnologyintheworldandmarketofequipment,2001(5):13-17[4]YangXueTong,LiDongRu,HeWenLi,etc.Numericalcontrollathetechnical developmentstrategicresearch[M]fromnowtocentury.Beijing:StateBureauofMachineryIndustries,2000'