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數(shù)控機床制造業(yè)將朝著6個方向發(fā)展

　　數(shù)控機床是機床制造業(yè)重要基礎(chǔ)裝備，因此它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。近年來我國機床制造業(yè)既面臨著制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到市場競爭的壓力。從技術(shù)層面上來講，加速推進數(shù)控技術(shù)將是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵。1797年，英國人莫茲利創(chuàng)制成的車床由絲杠傳動刀架，能實現(xiàn)機動進給和車削螺紋，這是機床結(jié)構(gòu)的一次重大變革。目前，世界先進制造技術(shù)不斷興起，超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計算機集成系統(tǒng)的不斷成熟，對數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求。當今數(shù)控機床正在朝著以下幾個方向發(fā)展。

1.可靠性

數(shù)控機床的可靠性一直是用戶關(guān)心的主要指標。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)模或超大規(guī)模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，來提高可靠性。通過硬件功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時采用硬件結(jié)構(gòu)機床本體的模塊化、標準化和通用化及系列化，使得既提高硬件生產(chǎn)批量，又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。還通過自動運行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進行故障診斷和報警。利用報警提示，及時排除故障；利用容錯技術(shù)，對重要部件采用“冗余”設(shè)計，以實現(xiàn)故障自恢復；利用各種測試、監(jiān)控技術(shù)，當生產(chǎn)超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時，自動進行相應(yīng)的保護。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展，當前又出現(xiàn)了CAD／CAPP／CAM集成的全自動編程方式，它與CAD／CAM系統(tǒng)編程的最1大區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與，直接從系統(tǒng)內(nèi)的CAPP數(shù)據(jù)庫獲得。

機械原理-概述

不同的機器往往由有限的幾種常用機構(gòu)組成，如內(nèi)燃機、壓縮機和沖床等的主體機構(gòu)都是曲柄滑塊機構(gòu)。這些機構(gòu)的運動不同于一般力學上的運動，它只與其幾何約束有關(guān)，而與其受力、構(gòu)件質(zhì)量和時間無關(guān)。1875年 ，德國的 F.勒洛把上述共性問題從一般力學中獨立出來，編著了《理論運動學》一書，創(chuàng)立了機構(gòu)學的基礎(chǔ)。書中提出的許多概念、觀點和研究方法至今仍在沿用。1841年，英國的R.威利斯發(fā)表《機構(gòu)學原理》。19世紀中葉以來，機械動力學也逐步形成。柔性制造技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)當中，相關(guān)裝置設(shè)備的連接可以通過應(yīng)用自動化物流系統(tǒng)的方式實現(xiàn)。進入20世紀，出現(xiàn)了把機構(gòu)學和機械動力學合在一起研究的機械原理。1934年，中國的劉仙洲所著《機械原理》一書出版。1969年，在波蘭成立了國際機構(gòu)和機器原理協(xié)會，簡稱IFTOMM。

機構(gòu)學的研究對象是機器中的各種常用機構(gòu)，如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、螺旋機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)（如棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)等）以及組合機構(gòu)等。它的研究內(nèi)容是機構(gòu)結(jié)構(gòu)的組成原理和運動確定性，以及機構(gòu)的運動分析和綜合。并聯(lián)機床作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當前機床技術(shù)的一個重要研究方向，受到了國際機床行業(yè)的高度重視，被認為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來在機床行業(yè)中最有意義的進步”和“21世紀新一代數(shù)控加工設(shè)備”。機構(gòu)學在研究機構(gòu)的運動時僅從幾何的觀點出發(fā)，而不考慮力對運動的影響。

機械動力學的研究對象是機器或機器的組合。研究內(nèi)容是確定機器在已知力作用下的真實運動規(guī)律及其調(diào)節(jié)、摩擦力和機械效率、慣性力的平衡等問題。

按機械原理的傳統(tǒng)研究方式，一般不考慮構(gòu)件接觸面間的間隙、構(gòu)件的彈性或溫差變形以及制造和裝配等所引起的誤差。這對低速運轉(zhuǎn)的機械一般是可行的。但隨著機械向高速方向發(fā)展，還必須研究由上述因素引起的運動變化。還通過自動運行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進行故障診斷和報警。因而從40年始，又提出了機構(gòu)精1確度問題。由于航天技術(shù)以及機械手和工業(yè)機器人的飛速發(fā)展，機構(gòu)精1確度問題已越來越引起人們的重視，并已成為機械原理的不可缺少的一個組成部分。