大功率船用柴油机是船舶的关键设备，然而此领域基本上长期由MAN B&W和Wartsila两大国外巨头垄断。虽然我国造船量约占世界市场份额的40％，但大功率船用柴油机有70%依赖国外进口。特别是受进口限制，我国海军舰艇的发动机必须国产化。如果发动机的功率达不到先进水平，舰艇速度就难以与敌舰抗衡，就会在局部战争中处于被动挨打的地位。　　活塞是对发动机性能有决定性影响的关键零件。大功率船用柴油机对活塞加工提出了更高的技术要求：活塞的缸径大大增加；活塞的变椭圆型面更加复杂、精度更高；活塞的环槽精度以及关键型面之间的位置精度大大提高。　　本文主要针对上述大功率船用柴油机活塞的车削加工技术问题进行研究，开发一种专用于大功率船用柴油机变椭圆活塞加工的数控车床。本项目综合SIEMENS840D数控技术、PLC技术、VB上位软件技术、DSP与CPLD等技术组成一套完整的综合性高性价比数控机床控制系统。讨论了如何设计以840D数控系统作为控制核心，采用高频响音圈式直线电机实现X2/a+Y2/b=1等变椭圆异形截面的加工，并采用并联横滑板安装8工位刀塔在一次装夹中完成活塞外圆型面、环槽及顶面的高精度加工。本设计开发了高精度、大刚度、高频响音圈式直线电机及功放用于大活塞变椭圆型面的加工，其中直线电机及驱动器系统的静刚度大于100N/μm，频响不低于450Hz(-3dB时)，最大加速度98m/s2，定位精度0.002mm，重复定位精度0.001mm，峰值推力不小于1000N；本设计还建立了变椭圆活塞型面数学模型，开发大活塞外圆曲面数据处理软件，能够处理一次椭圆X 2/a+Y2/b=1的活塞截面形式；另外，本设计还在数控系统中嵌入以DSP为核心的高实时性直线伺服控制单元，专门用于直线电机的跟随控制，通过在直线伺服卡中植入活塞外圆加工控制模块，直线电机轴的位置伺服周期小于10μs，并且数控系统通过PCI总线与直线伺服卡集成，在活塞加工过程中实现信息的交互。　　该项目为长沙一派数控有限公司申请的国家级重大专项。经过长达两年多的努力，该项目现已通过了陕西重型柴油机有限公司有关专家的验收，各项性能指标基本达到设计要求，实现了达φ500mm级活塞的国内非圆加工能力，为我国大功率船用柴油机领域的发展打下了一定的基础，在一定程度上突破了国外对我国相关行业的垄断和封锁，为我国的经济和国防建设做出了一定的贡献。