【正文】 或“復(fù)位”等方式來(lái)消除，再通過(guò)正確的操作步驟和程序來(lái)繼續(xù)。要消除潛艇噪音，必須制造出先進(jìn)的螺旋槳，而這必須要有計(jì)算機(jī)控制的高精度機(jī)床才行?？烁癫c日本、挪威公司秘密謀劃1979年底，蘇聯(lián)克格勃經(jīng)過(guò)精心策劃與日本伊藤忠商社、東芝公司和挪威康士堡公司接上了頭。因?yàn)檫@些技術(shù)的應(yīng)用在海軍艦艇方面使北約和美國(guó)一下子失去了原有的優(yōu)勢(shì)，而這些設(shè)備和技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的軍艦和潛艇，后來(lái)也有相當(dāng)部分加入了直接面對(duì)日本的蘇聯(lián)紅旗太平洋艦隊(duì)。但蘇聯(lián)軍方后來(lái)臨時(shí)改變主意，只要求東芝公司安裝兩臺(tái)機(jī)械，剩下的兩部堅(jiān)持由他們自己的技術(shù)人員來(lái)處理。蘇聯(lián)軍方如獲至寶這四臺(tái)精密機(jī)床順利到達(dá)蘇聯(lián)并很快發(fā)揮作用。一直到1985年，東芝公司負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的熊古獨(dú)因被公司解雇，他向“巴統(tǒng)” 總部報(bào)告了這一事件，西方國(guó)家才展開對(duì)此事調(diào)查。在以后的幾個(gè)月里，美國(guó)朝野群情激憤，再三譴責(zé)日本，并對(duì)東芝公司進(jìn)行了制裁。甚至 1986年10 月，一艘美國(guó)核潛艇因?yàn)闆]有偵測(cè)到它正在追蹤的蘇聯(lián)潛艇的噪音而與蘇聯(lián)潛艇相撞。從機(jī)床的外觀、材質(zhì)、顏色和功能的方面進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。第三步：選擇可實(shí)現(xiàn)材料。圖41綠色外殼數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)方案二：（如圖42）數(shù)控機(jī)床在加工時(shí)，由于某種需要要對(duì)機(jī)床內(nèi)部進(jìn)行操作，這樣傳統(tǒng)的雙門結(jié)構(gòu)就很難實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在設(shè)計(jì)一款四門機(jī)床，能解決這一問題，據(jù)有許多優(yōu)點(diǎn)。圖 45 自動(dòng)警報(bào)式數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)方案六：（如圖46）這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)在于它的數(shù)控面板是能夠移動(dòng)的，它能根據(jù)人的需要在一定角度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)角度，方面人的使用，例外，色彩搭配也是他的優(yōu)點(diǎn)之一，突破傳統(tǒng)機(jī)床“ 黑白灰” 三種顏色的局限。經(jīng)過(guò)多次考慮與思量，最終確定方案一為初步設(shè)計(jì)實(shí)施方案。 控制系統(tǒng)(1)數(shù)據(jù)輸入裝置：將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置。 (4)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：接受來(lái)自 CNC的驅(qū)動(dòng)指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩 (功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。它將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為速度反饋信號(hào)，與指令速度電壓值相比較，從而實(shí)現(xiàn)速度的精確控制。機(jī)床主軸的工作運(yùn)動(dòng)通常是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不像進(jìn)給驅(qū)動(dòng)需要絲杠或其它直線運(yùn)動(dòng)裝置作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。②恒功率范圍要寬：主軸在全速范圍內(nèi)均能提供切削所需功率，并盡可能在全速范圍內(nèi)提供主軸電動(dòng)機(jī)的最大功率。數(shù)控機(jī)床加工精度的提高與主軸系統(tǒng)的精度密切相關(guān)。數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，可能由于持續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切。最后一級(jí)一般用斜齒輪傳動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。④具有位置控制能力：即進(jìn)給功能（C軸功能）和定向功能（準(zhǔn)停功能），以滿足加工中心自動(dòng)換刀、剛性攻絲、螺紋切削以及車削中心的某些加工工藝的需要。隨著刀具技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、加工工藝以及生產(chǎn)效率的不斷發(fā)展，以往傳統(tǒng)的主軸驅(qū)動(dòng)已不能滿足生產(chǎn)的需要。它們對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸在運(yùn)行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測(cè)量，將測(cè)量值反饋到CNC并與指令位移相比較直至坐標(biāo)軸到達(dá)指令位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精確控制。 (6)機(jī)床電器部分：包括所有的電動(dòng)機(jī)、電磁閥、制動(dòng)器、各種開關(guān)等。 (2)數(shù)控系統(tǒng)：是數(shù)控機(jī)床的中樞，它將接到的全部功能指令進(jìn)行解碼、運(yùn)算，然后有序地發(fā)出各種需要的運(yùn)動(dòng)指令和各種機(jī)床功能的控制指令，直至運(yùn)動(dòng)和功能結(jié)束。方案設(shè)計(jì)理念的確立非常的嚴(yán)謹(jǐn)，是通過(guò)市場(chǎng)分析調(diào)查而確定的，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)后，將會(huì)具有重大的實(shí)際價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。 圖47 多面零件加工數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì) 數(shù)控機(jī)床造型設(shè)計(jì)要保證零件的加工工藝要求，并具有一定的藝術(shù)美感。圖43 防護(hù)式數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)方案四：（如圖44）這個(gè)數(shù)控機(jī)床適用于加工過(guò)程中發(fā)熱量比較大的情況，后面的部分是它的獨(dú)立的散熱箱，能夠有效及時(shí)的將產(chǎn)生的熱量排除去，這樣能保護(hù)電機(jī)，提高機(jī)床的效率。造型設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的主要的一步，好的造型可以吸引消費(fèi)者，也能夠讓使用者產(chǎn)生愉悅感，符合現(xiàn)代審美觀點(diǎn)。第二步：選擇可實(shí)現(xiàn)技術(shù)。北約和美國(guó)在這件事情上結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)地栽了一個(gè)大跟頭，此后進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)敏感設(shè)備和技術(shù)出口的監(jiān)督和管制。這次事件的后果非常嚴(yán)重。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步調(diào)查，1987年初，美國(guó)人掌握了蘇聯(lián)從日本獲取精密機(jī)床的真憑實(shí)據(jù)。技術(shù)突飛猛進(jìn)終于招致懷疑。幾天后，體格強(qiáng)壯的蘇聯(lián)工人眼眶發(fā)黑，整個(gè)人幾乎都要累垮了。同時(shí)，還要訓(xùn)練蘇方的技術(shù)人員，直到他們能完全操作為止。東芝公司的報(bào)價(jià)是每部母機(jī)l0億日元(按當(dāng)時(shí)匯率，約為500 萬(wàn)美元)，蘇方他們要一次購(gòu)買4部母機(jī)，并超量購(gòu)買配件。）嚴(yán)格限制的產(chǎn)品，該委員會(huì)明文規(guī)定，具有三軸以上的數(shù)控機(jī)床屬戰(zhàn)略物資，禁止向蘇聯(lián)、東歐等共產(chǎn)主義國(guó)家出口。(1)東芝事件上世紀(jì)60年代末，蘇聯(lián)情報(bào)機(jī)關(guān)在美國(guó)海軍機(jī)要部門建立的間諜網(wǎng)不斷獲得美國(guó)核潛艇跟蹤蘇聯(lián)潛艇的情報(bào)。對(duì)于小的機(jī)床的一般加工程序的修改，至少需要一人修改，另一人復(fù)核，以免出錯(cuò)。對(duì)于新加工的工件,采用新程序,特別是大型數(shù)控機(jī)床加工重大型工件，價(jià)格昂貴。操作人員不應(yīng)隨意調(diào)正數(shù)控機(jī)床上的各種油壓表、氣壓表、潤(rùn)滑壓力表等的參數(shù)以及打開電箱私自動(dòng)作電氣裝置。在加工工件前須先對(duì)各座標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，復(fù)查程序，刀具及刀補(bǔ)。在加工中要密切注意機(jī)床的狀態(tài)。數(shù)控機(jī)床是集傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)、現(xiàn)代電子、液壓、氣壓等技術(shù)于一體的高精端設(shè)備，為了充分利用數(shù)控機(jī)床的高技術(shù)成果，必須對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行正確的操作和精心的養(yǎng)護(hù)，以保證設(shè)備的正常使用和運(yùn)行。由于在加工車間的空氣中一般都會(huì)散發(fā)著油霧、灰塵、金屬切削粉末，一旦落在數(shù)控系統(tǒng)的電路板或電子器件上，將會(huì)引起元器件絕緣下降，甚至導(dǎo)致短路損壞控制系統(tǒng)，因此，嚴(yán)禁打開數(shù)控柜門進(jìn)行散熱。（3）對(duì)于機(jī)床潤(rùn)滑、加工用冷卻液、傳動(dòng)絲杠（軸）、導(dǎo)軌、機(jī)械精度、液壓、氣壓等部件要充分保養(yǎng)維護(hù)?？筛鶕?jù)實(shí)際情況參照各類數(shù)控設(shè)備使用說(shuō)明書等，因地制宜地制定日常維護(hù)與保養(yǎng)制度。數(shù)控系統(tǒng)的日常維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)是個(gè)綜合性的內(nèi)容，它是以數(shù)控系統(tǒng)為核心，輔以機(jī)械、電器、液壓、氣壓等專業(yè)內(nèi)容。在巡視現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)操作不規(guī)范的情況應(yīng)及時(shí)制止與糾正，以確保培訓(xùn)工作的正常進(jìn)行。（2）應(yīng)針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，建立健全具有針對(duì)性的各項(xiàng)規(guī)章制度，制定出適合生產(chǎn)流程的操作使用規(guī)則和操作要求，從制度上嚴(yán)把使用關(guān)。 數(shù)控機(jī)床綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)、機(jī)床技術(shù)以及液壓氣壓等技術(shù)，是典型的機(jī)電一體化的現(xiàn)代化設(shè)備。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后,通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施, 完成多工序、多表面的復(fù)合加工。包含兩方面: 數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)功能覆蓋面大可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求。），達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平 [30]。第3章 產(chǎn)品文化和使用環(huán)境狀況分析20世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)了新的概念，用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制，推動(dòng)了機(jī)床自動(dòng)化的發(fā)展。（3）自動(dòng)方式：數(shù)控機(jī)床完成零件加工的主要工作方式。 6) HOW MUCH 功能有色彩搭配和諧，新型齒輪傳動(dòng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)鏈輪傳動(dòng)，減震設(shè)計(jì)，自動(dòng)加工，精度測(cè)量，減少噪音等功能。 (4) 對(duì)新型數(shù)控機(jī)床進(jìn)行 “5W2H”提問： 1) WHAT數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)新之處是從四個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新，分別是材料方面、顏色方面、造型方面、人機(jī)方面。如表23表23 數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析列表材料和結(jié)構(gòu) 可實(shí)現(xiàn)性 環(huán)保性 易用性 經(jīng)濟(jì)性 安全性有機(jī)玻璃 好 較好 好 一般 一般不銹鋼 較好 好 一般 較好 好合金鋼 一般 好 較好 一般 好鎳鎘合金 好 較好 好 一般 一般塑料 較好 較好 好 好 較好鑄鐵 一般 好 較好 一般 好鑄鋼 一般 較好 一般 好 較好軸承 好 較好 好 一般 一般刀具 較好 較好 好 好 較好加工軌道 一般 好 好 一般 較好防護(hù)罩 較好 較好 好 好 較好防護(hù)門 一般 較好 一般 好 較好維修門 好 較好 好 一般 一般彈簧 較好 較好 好 好 較好警示燈 好 較好 好 一般 一般散熱片 一般 較好 一般 好 較好電機(jī) 一般 較好 一般 好 較好支撐架 較好 較好 好 好 較好齒輪 好 較好 好 一般 一般軸 好 較好 好 一般 一般排屑裝置 好 較好 好 一般 一般變 速 箱 較好 較好 好 好 較好控制面板 一般 較好 一般 好 較好續(xù)表23數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)技術(shù)分析列表指標(biāo) 可實(shí)現(xiàn)性 環(huán)保性 易用性 經(jīng)濟(jì)性 安全性電 子 調(diào) 速 器 一般 較好 一般 好 較好內(nèi) 調(diào) 速 器 一般 較好 一般 好 較好機(jī) 械 復(fù) 合 調(diào) 速 一般 較好 一般 好 較好外 調(diào) 速 器 好 較好 好 一般 一般LED 較好 較好 好 好 較好熒 光 好 較好 好 一般 一般白 熾 燈 一般 較好 一般 好 較好LED顯 示 器 一般 較好 一般 好 較好警 報(bào) 播 放 器 一般 較好 一般 好 較好因 特 網(wǎng) 1 0 1迷 你 色 彩 好 較好 好 一般 一般橡 膠 較好 較好 好 好 較好彈 簧 好 較好 好 一般 一般減震裝置 一般 較好 一般 好 較好減噪音裝置 好 較好 好 一般 一般油漆 一般 較好 一般 好 較好通過(guò)對(duì)實(shí)現(xiàn)方式的易用性、實(shí)用性、成本、質(zhì)量、喜好程度、社會(huì)效益等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析，進(jìn)行方案比較法。能夠吸引消費(fèi)者，符合人們時(shí)尚的心理。數(shù)控機(jī)床防護(hù)是隔離防護(hù)安全裝置，因此在設(shè)計(jì)中要解決人機(jī)系統(tǒng)的安全問題，首先考慮的是人的安全。設(shè)計(jì)安全防護(hù)裝置時(shí)，首先要考慮人的因素，確保操作者的人身安全；②安全防護(hù)裝置必須安全可靠的原則。同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金屬鋁（屬于輕金屬）的43％ [24]。用釘子釘進(jìn)這種有機(jī)玻璃，即使釘子穿透了，有機(jī)玻璃上也不產(chǎn)生裂紋。％的紫外線，但有機(jī)玻璃卻能透過(guò)73％ [22]。表21數(shù)控機(jī)床尺寸表機(jī)床類型 長(zhǎng)度（mm) 高度（mm） 最大加工直徑（mm）立式 2100 2800 400臥式 3000 270 300 材料主要是有機(jī)玻璃，還有一些是不銹鋼等等。這樣是夠適應(yīng)更多的人群使用，有一定的變化范圍。（2）尺寸參數(shù)性數(shù)控機(jī)床，要根據(jù)人體工程學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作。（1）購(gòu)買理由：①用于機(jī)械加工②提高加工效率精度③加工出更復(fù)雜的產(chǎn)品（2）使用需求：①安全、環(huán)保②實(shí)用，美觀③造型吸引人④節(jié)約材料⑤使用方便（3）在整體調(diào)查中，國(guó)內(nèi)的數(shù)控機(jī)床實(shí)用性強(qiáng)但不注重造型顏色材質(zhì)等方面內(nèi)容，國(guó)外的數(shù)控機(jī)床注重技術(shù)和藝術(shù)的結(jié)合，造型美觀大方，如圖21所示： 圖21 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床 數(shù)控機(jī)床創(chuàng)新設(shè)計(jì)指標(biāo)分析（1）安全性 安全性包括數(shù)控機(jī)床本身的安全性和操作過(guò)程中的安全性。(4) 改善外觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)抗震性，即便在高速與運(yùn)轉(zhuǎn)下仍然能保持平穩(wěn)，減少震動(dòng)。特別是可以針對(duì)不同人群，通過(guò)顏色、材料、組合方式來(lái)制作出不同以往的新型設(shè)計(jì)。他的編程和輸入系統(tǒng)必須設(shè)定好，不能隨意改動(dòng)，而且發(fā)生錯(cuò)誤是能夠立即停止加工，阻止錯(cuò)誤繼續(xù)發(fā)生。(16) 數(shù)控機(jī)床對(duì)環(huán)境的要求低排放，低污染，節(jié)約能源等等。 (10) 數(shù)控機(jī)床使用過(guò)程中存在的問題操作者必須按照數(shù)控機(jī)床使用說(shuō)明才操作機(jī)床，而且定期為機(jī)床檢查和維修，潤(rùn)滑和除塵等操作。(8) 數(shù) 控 機(jī) 床 的系統(tǒng)組成加工平臺(tái)、操作面板、維修系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、輔助部分。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床一般顏色都比較單一，不太符合現(xiàn)代人的審美觀點(diǎn)，所以，現(xiàn)代機(jī)床的顏色急需改變，來(lái)適應(yīng)現(xiàn)代人的審美觀點(diǎn)?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床不僅追求能夠滿足使用功能要求，而且更加注重美觀材質(zhì)和人機(jī)方面的要求。 本機(jī)床設(shè)計(jì)的目的，意義，主要思想本機(jī)床設(shè)計(jì)的主要目的是設(shè)計(jì)出造型更加美觀，使用更加人機(jī)，價(jià)格更加合理，更加節(jié)能環(huán)保的數(shù)控機(jī)床，方便更好地為人服務(wù)。 直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)是高速高精數(shù)控機(jī)床的理想驅(qū)動(dòng)模式，受到機(jī)床廠家的重視，技術(shù)發(fā)展迅速。直線電機(jī)可以是短初級(jí)長(zhǎng)次級(jí)，也可以是長(zhǎng)初級(jí)短次級(jí)。（2）DDR可將精度提高 50倍，具備更高的伺服性能和更大的帶寬，不需要慣量“匹配” ；（ 3）DDR既沒有需要張緊和調(diào)節(jié)的皮帶，也沒有會(huì)發(fā)生泄漏并需要潤(rùn)滑的齒輪，所以幾乎不需要維護(hù)；（4）DDR的精度和重復(fù)性不會(huì)像機(jī)械分度器那樣隨時(shí)間而下降；（5）DDR不存在會(huì)斷裂的機(jī)械傳輸部件；（6）運(yùn)行噪音可降低高達(dá)20db。（2）直接驅(qū)動(dòng)技術(shù) 直接驅(qū)動(dòng)就是將直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)（DDR）或直接驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)（DDL）直接耦合或連接到從動(dòng)負(fù)載上，從而實(shí)現(xiàn)與負(fù)載的剛性耦合。最新變頻器采用先進(jìn)的晶體管技術(shù)可實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)變速。另外，為了減少主軸軸承的發(fā)熱，還必須對(duì)主軸軸承進(jìn)行合理的潤(rùn)滑 [14]。當(dāng)承受載荷后，主軸空間位置會(huì)產(chǎn)生微小變化，控制裝置根據(jù)位置傳感器檢測(cè)出的主軸位置變化值改變相應(yīng)磁極的吸力（或斥力）值，使主軸迅速恢復(fù)到原來(lái)的位置，從而保證主軸始終繞其慣性軸作高速回轉(zhuǎn)，因此其高速性能好、精度高，但由于價(jià)格昂貴，至今沒有得到廣泛應(yīng)用 [13]。德國(guó)GMN公司和瑞士STEPTEC公司用于加工中心和銑床的電主軸全部采用了陶瓷球軸承。圖11 市場(chǎng)前景分析 根據(jù)11的圖表顯示影響機(jī)床市場(chǎng)占有率的因素用價(jià)格，材質(zhì)，色彩，創(chuàng)新性等等，為了設(shè)計(jì)出更好的機(jī)床我們應(yīng)該重以上幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)和完善 [12]。 隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自