數(shù)控機(jī)床制造業(yè)將朝著6個(gè)方向發(fā)展

　　數(shù)控機(jī)床是機(jī)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(lái)我國(guó)機(jī)床制造業(yè)既面臨著制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力。從技術(shù)層面上來(lái)講，加速推進(jìn)數(shù)控技術(shù)將是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。1797年，英國(guó)人莫茲利創(chuàng)制成的車(chē)床由絲杠傳動(dòng)刀架，能實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給和車(chē)削螺紋，這是機(jī)床結(jié)構(gòu)的一次重大變革。目前，世界先進(jìn)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(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的不斷成熟，對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。

1.可靠性

數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶(hù)關(guān)心的主要指標(biāo)。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專(zhuān)用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，來(lái)提高可靠性。通過(guò)硬件功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時(shí)采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)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(guò)自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)診斷、在線(xiàn)診斷、離線(xiàn)診斷等多種診斷程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。利用報(bào)警提示，及時(shí)排除故障；利用容錯(cuò)技術(shù)，對(duì)重要部件采用“冗余”設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)；利用各種測(cè)試、監(jiān)控技術(shù)，當(dāng)生產(chǎn)超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前又出現(xiàn)了CAD／CAPP／CAM集成的全自動(dòng)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(kù)獲得。

機(jī)械原理-概述

不同的機(jī)器往往由有限的幾種常用機(jī)構(gòu)組成，如內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)和沖床等的主體機(jī)構(gòu)都是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不同于一般力學(xué)上的運(yùn)動(dòng)，它只與其幾何約束有關(guān)，而與其受力、構(gòu)件質(zhì)量和時(shí)間無(wú)關(guān)。1875年 ，德國(guó)的 F.勒洛把上述共性問(wèn)題從一般力學(xué)中獨(dú)立出來(lái)，編著了《理論運(yùn)動(dòng)學(xué)》一書(shū)，創(chuàng)立了機(jī)構(gòu)學(xué)的基礎(chǔ)。書(shū)中提出的許多概念、觀點(diǎn)和研究方法至今仍在沿用。1841年，英國(guó)的R.威利斯發(fā)表《機(jī)構(gòu)學(xué)原理》。19世紀(jì)中葉以來(lái)，機(jī)械動(dòng)力學(xué)也逐步形成。柔性制造技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中，相關(guān)裝置設(shè)備的連接可以通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)化物流系統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)。進(jìn)入20世紀(jì)，出現(xiàn)了把機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)合在一起研究的機(jī)械原理。1934年，中國(guó)的劉仙洲所著《機(jī)械原理》一書(shū)出版。1969年，在波蘭成立了國(guó)際機(jī)構(gòu)和機(jī)器原理協(xié)會(huì)，簡(jiǎn)稱(chēng)IFTOMM。

機(jī)構(gòu)學(xué)的研究對(duì)象是機(jī)器中的各種常用機(jī)構(gòu)，如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等）以及組合機(jī)構(gòu)等。它的研究?jī)?nèi)容是機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的組成原理和運(yùn)動(dòng)確定性，以及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和綜合。并聯(lián)機(jī)床作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機(jī)床技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，受到了國(guó)際機(jī)床行業(yè)的高度重視，被認(rèn)為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來(lái)在機(jī)床行業(yè)中最有意義的進(jìn)步”和“21世紀(jì)新一代數(shù)控加工設(shè)備”。機(jī)構(gòu)學(xué)在研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)時(shí)僅從幾何的觀點(diǎn)出發(fā)，而不考慮力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。

機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象是機(jī)器或機(jī)器的組合。研究?jī)?nèi)容是確定機(jī)器在已知力作用下的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其調(diào)節(jié)、摩擦力和機(jī)械效率、慣性力的平衡等問(wèn)題。

按機(jī)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(duì)低速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械一般是可行的。但隨著機(jī)械向高速方向發(fā)展，還必須研究由上述因素引起的運(yùn)動(dòng)變化。還通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)診斷、在線(xiàn)診斷、離線(xiàn)診斷等多種診斷程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。因而從40年始，又提出了機(jī)構(gòu)精1確度問(wèn)題。由于航天技術(shù)以及機(jī)械手和工業(yè)機(jī)器人的飛速發(fā)展，機(jī)構(gòu)精1確度問(wèn)題已越來(lái)越引起人們的重視，并已成為機(jī)械原理的不可缺少的一個(gè)組成部分。