科技情报在高档数控电火花加工技术领域的应用

翟杨，刘建勇，郭妍

科技情报在高档数控电火花加工技术领域的应用

翟杨1，刘建勇2，郭妍2

（1.北京市科学技术情报研究所，北京 100048；2.北京市电加工研究所，北京 100191）

重点论述了科技情报在高档数控电火花加工技术研发领域应用的重要作用。通过搜集国内外高档数控电火花加工技术领域在课题研究方向、关键技术研究手段、研究成果市场化应用方面的科技情报，使科研攻关团队正确把握研究方向、成功攻克技术难题、准确定位科研成果的市场化应用方向。通过论述科技情报在高档数控电火花加工技术领域的应用，阐述了信息时代科技情报工作的重要地位和作用。

科技情报；电火花加工；技术创新

电火花放电加工是分别把工件和工具作为脉冲放电加工的两极，利用两极间脉冲火花放电产生的热能，熔化、蒸发和抛出工件材料，达到加工工件的目的。经过半个多世纪的研究和开发，电火花加工已成为一种重要的加工手段，在航空、航天、汽车、能源、医疗器械等领域获得了广泛的应用。近年来，随着现代科学技术尤其是微电子、自动控制和计算机技术的不断进步，电火花加工技术得到了飞速发展。

高档数控电火花加工技术是当前先进制造技术的一个重要分支，作为一种非接触仿形加工方法，在传统机械加工难以胜任的高熔点、高韧性、硬脆性材料加工及复杂曲面、异形面加工方面显示出独特的优势，已成为先进制造技术领域不可或缺的组成部分。尤其是进入20世纪90年代后，随着航空航天、能源、化工、船舶、信息网络、新材料和现代机械工业技术的发展，新型材料和新型结构的特殊零件不断涌现，对传统机械加工方法提出了越来越多的挑战，电火花加工技术的优势也愈发凸显。

高档电加工机床是集精密机械、加工状态检测、电源能量精准控制、适应控制、伺服控制和智能化控制等高端技术为一体的高技术产品。随着联动轴数的增多和加工精度要求的提高，多轴联动电火花加工技术的开发难度成几何级数增长，国际上只有少数发达国家掌握高端电火花加工装备研制的关键技术。虽然我国电火花加工技术得到了长足的发展，但与发达国家相比差距明显。目前，国内外高档电火花加工机床的市场还是被发达国家牢牢占据。由于高档电火花加工装备在国防军事领域发挥着不可替代的关键作用，对于真正的高端数控电火花加工技术，发达国家仍然对我国实行严格的技术封锁和禁运。因此，如何获取科技情报，对我国在该技术领域的突破起到了至关重要的作用。

对于高端电火花加工装备的研制来说，科技情报工作是科技工作的重要组成部分，它是获取全球先进电火花加工技术信息、科学技术知识和科研成果的一个重要途径。对于电火花加工行业来说，在大力发展本国高档电火花加工技术及其产品的同时，通过科技情报工作从国外大量引进先进技术，也是促进我国高档电火花加工技术科技发展与创新的一条重要途径。随着我国参与全球化竞争的深入，科技情报对技术创新的重要性日益凸显。本文将系统阐述科技情报工作在北京市科学技术研究院特种加工技术重点实验室（以下简称“实验室”）研发高档数控电火花加工技术各个阶段的应用情况，以说明科技情报工作在电加工技术领域的重要作用，进而为我国其他高新技术领域的创新提供一种可参考的途径。

1 科技情报的收集与分析

科技情报主要是指通过公开信息渠道获取的有关科学发展、技术创新、最新动态的有用知识。科技情报工作是运用先进的信息手段和定性与定量相结合的研究方法，如信息整序、文献计量、分析综合、专家调查等情报研究和预测方法，针对特定的科学技术和技术经济问题，以信息收集、归纳整理、分析研究、服务利用为基本过程，对掌握的信息进行科学的分析，并进一步提出具有总结性或认识性的情报，以向决策者、科研工作者提供增值的信息成果为特征的一项研究活动。

科技情报收集是情报机构和人员根据收集规划和情报需求，通过多种渠道，有计划、有目的地广泛收集和系统积累情报资料的活动。情报收集的渠道或途径一般包括以下几种：报刊和专业期刊、行业协会出版物、产业研究报告、政府各管理机构对外公开的文档、互联网站、网络数据库、会议访谈等。当前，随着时代的发展，通过搜索引擎、网络数据库、网站、数字化图书馆、网络出版物、网络讨论组等工具和方式，能快速地获取第一手资料。通过对收集到的科技信息进行抽取、筛选、知识分析、综合、知识浓缩、集成等手段，运用定性与定量相结合的综合集成方法，对科技信息进行加工分析，形成科技情报（图1）。通过科技情报的收集与分析，可为科技管理部门的宏观决策及时提供情报支持，为科学研究单位承担的科研项目提供情报调研服务、关键技术跟踪、研究科技发展态势等服务。

图1 科技情报的收集与分析

2 科研方向的确立

科研方向是某个实验机构存在、建设、发展和团队培养的根基所在，任何一个实验机构都有自己的科研方向。本实验室在成立之初，通过科技情报分析工作，系统分析了国内外特种加工领域的发展现状及趋势，尤其是研判分析了美国、德国、瑞士、日本等发达国家在高端特种加工技术领域的最新研究成果、市场应用情况及其对未来发展状况的研判，最终确定了将高档数控电火花加工技术作为自己的重点研究方向，并形成了科研方向框图（图2）。

图2 实验室科研方向框图

3 科技情报对电火花加工技术创新的推动作用

3.1 科技情报推动重大专项的立项

通过系统研判当今国内外电火花加工技术的最新科技情报，本实验室的科研攻关团队确定了五轴以上联动电火花加工技术、微细电火花加工技术是高档电火花加工技术的关键技术。在此基础上进行了长时间的技术储备，并最终申请到了2009年国家科技重大专项高档数控机床与基础制造装备“特种材料复杂型面加工的五轴联动精密数控电火花成形机床”项目、2011年国家科技重大专项高档数控机床与基础制造装备“四工位电火花喷孔专用机床研究”项目和2014年国家科技重大专项高档数控机床与基础制造装备“航天复杂零部件超精密微细电火花加工装备与技术”项目。

3.2 科技情报推动创新方法的应用

好的研发手段能使技术创新达到事半功倍的效果。特别是作为技术密集型产业的高档数控电火花加工技术，通过科技情报掌握先进的研究方法和手段，对于解决技术难题十分重要。通过科技情报分析工作，本实验室的科研团队已系统掌握和应用了TRIZ、头脑风暴、系统化、六西格玛、问题发现等创新方法。如科研攻关团队在研制七轴精密微细电火花加工机床过程中，应用头脑风暴创新技法，给出了七轴精密微细电火花加工机床结构方案，其流程见图3；应用TRIZ创新方法中的分割发明原理，将机床划分为模块化结构（图4），进行模块化设计，大大提高了研制开发效率，降低了研发成本。

图3 头脑风暴应用流程图

图4 七轴精密微细电火花加工机床模块化结构

3.3 科技情报推动理论研究的应用

在科研开发过程中，理论研究是完成科研任务的重要保证。对科研任务来说，最适用的研究方法、理论计算是攻克技术难关的利器。根据科技情报显示，CAE仿真分析技术、CAD建模技术、多体系统理论、数理统计分析、材料力学、理论力学、插补算法、流体力学、传热学、控制系统相关理论等在机床设计中得到了广泛应用，并取得了很好的效果。如：根据科技情报分析可知，多体系统理论曾用于普通机加工机床的精度建模与分析。本实验室的科研攻关团队结合电火花加工的技术特点，将该理论用于了七轴精密微细电火花加工机床的研制。图5是建立的七轴精密微细电火花加工机床运动系统拓扑结构。式（1）是建立的电极实际加工成形点与理想电极加工成形点的综合空间位置误差计算公式。

图5 七轴精密微细电火花加工机床运动系统拓扑结构

3.4 科技情报推动科研成果的市场化应用

据科技情报显示，航天领域中的运载火箭发动机“心脏”的涡轮盘目前已采用带叶冠整体涡轮盘（图6）；能源领域的燃气轮机已采用整体闭式叶轮（图7）。这些关键零件的特点是材料特殊、型面复杂、加工精度要求高。目前，高档电火花加工技术是完成此类零件加工的最佳装备。以国内外电火花加工技术的应用情况和其他高新技术产业发展现状及趋势分析为基础，本实验室顺利完成了高档五轴联动电火花加工技术在相关航天企业和燃气轮机制造企业中的应用。

图6 带叶冠整体涡轮盘

图7 整体闭式叶轮

4 结语

科技情报工作在研究方向的确立过程、科研攻关的过程、研究成果的市场化应用过程中都起到了不可忽视的重要作用。未来几年，国内外必将涌现更多、更新的电火花加工技术和理论；随着电子、材料和计算机等技术的不断发展，也将助推高档电火花加工技术的更新换代。如果没有系统的科技情报搜集和分析工作，一般的科研团队很难跟上高新技术的发展速度。为了能准确把握行业发展方向、引领国内电火花加工技术的发展，科技情报搜集和分析工作必不可少。

Application of Science and Technology Information in the Field of High-grade NC EDM Technology

Zhai Yang1，Liu Jianyong2，Guo Yan2
（1.Beijing Institute of Science and Technology Information，Beijing 100048，China；2.Beijing Institute of Electro-machining，Beijing 100191，China）

This paper focuses on the important role of science and technology information in the field of research and development of high-end CNC EDM technology.By collecting information of research directions，research means and applications at home and abroad，the research team found right directions，cracked technical problems and positioning the market application directions accurately. This paper expounds the important position and role of scientific and technological information work in information era by discusses the application of Information in the field of high-end CNC EDM technology.

science and technology information；EDM；technology innovation

TG661

A

1009－279X（2014）05－0057-03

2014-06-10

翟杨，女，1984年生，助理研究员。