【文章內(nèi)容簡介】 0r/min以上 ， 但輸出扭矩和輸出功率較小 ， 主要用于零件的光整加工 。 裝 備 — 機床 ? 功能部件 – 直線電機 （ line motor） 在機床上的應用 ? 直線電機與滾珠絲杠相比 ， 其 加速度 約為滾珠絲杠的 10～ 20倍 ， 速度 為滾珠絲杠的3～ 4倍 。 ? 德國西門子 （ IFNI） 的直線電機 最大進給速度可達 200m/min， 最大推力達 6600N，最大位移為 504mm。 ? 適用于高速銑床 、 曲軸車床 、 超精密車床 、磨床及激光加工機床等 。 控 制 — 過程控制 ? 美國 Setpoint公司之 IDCOMM ? AspenTech公司之 DMCplus ? 法國 Adersa 公司之 PFC控制器 ? 德國之 SOFT PLC軟件 控 制 — 數(shù)控系統(tǒng) ? 美國國家與企業(yè)共同 RD開放式 NC系統(tǒng) – 國家制造科學中心 （ NCMS） 和美國空軍聯(lián)合會提出了 NGC（ Next Generation Controller）計劃 ， 并撥款 1億美元組織進行開放式數(shù)控系統(tǒng)體系研究 ， 提出了 “ 開放式體系結(jié)構(gòu)標準 （ SOSAS） ” 。 – 1995年在 NGC的指導下 ， 轉(zhuǎn)入工業(yè)開發(fā)并由美國 GM、 Ford和 Chrysler三大公司進一步聯(lián)合進行 “ 開放式 、 模塊化體系結(jié)構(gòu)控制器（ OMAC） ” 計劃 ， 以開發(fā)具有開放式體系結(jié)構(gòu)的控制器 ， 以降低控制系統(tǒng)的投資成本和維護費用 。 控 制 — 數(shù)控系統(tǒng) ? 在歐洲 ， O S A C A （ O p e n S y s t e m A r c h i t e c t u r e f o r C o n t r o l s w i t h i n Automation System） 計劃 于 1992年啟動 ，其主要目標是制定一個獨立于控制開發(fā)商的開放式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范 ，以減少新產(chǎn)品的上市時間 ， 提高控制系統(tǒng)的柔性 ， 從而提高歐洲機床生產(chǎn)商和控制開發(fā)商在世界市場上的競爭能力 。 控 制 — 數(shù)控系統(tǒng) ? 日本開放式 NC系統(tǒng)的發(fā)展動向 – 以國際機器人工廠自動化技術(shù)中心 （ IROFA）為首開展研究工作 ， 成立開放式 CNC委員會 。 – 1995年 ， 由三菱等 14家公司聯(lián)合進行 OSEC（ Open System Environment for Controller）計劃 ， 旨在開發(fā)基于 PC平臺 ， 采用 PC+運動控制卡的方案 ， 開發(fā)具有高性能價格比的開放式新一代數(shù)控系統(tǒng) 。 日本將開放式數(shù)控技術(shù)稱之為 機械制造技術(shù)的第三次革命 。 控 制 — 數(shù)控系統(tǒng) ? Ford公司正在研制 Ford 2023系統(tǒng) – 實現(xiàn) 數(shù)據(jù)一元化 、 標準化 、 通用化 、 高效化 – 使系統(tǒng)成本降低 23％ ， 交貨期縮短 33％ ? FANUC公司和富士通公司于合作開發(fā) 個人計算機 NC系統(tǒng) ， 其特點是： ? 用戶改造自由度擴大 ? 個人計算機的硬件 、 軟件可以活用 ? 與過去 NC系統(tǒng)有連續(xù)性 、 互換性 ? 提高可靠性 國內(nèi)現(xiàn)狀 — 工藝與裝備現(xiàn)狀 ? 我國機床工具產(chǎn)品具有世界 80年代中期的水平 ， 少數(shù)達到國際 90年代初的水平 。 ? 1996年 進口額： （ 最高峰 ） 金屬切削機床： 1997年 進口額： （ 降低 %） 金屬切削機床： 數(shù)控機床： 國內(nèi)現(xiàn)狀 — 工藝與裝備現(xiàn)狀 ? 1997年 出口額： （ 增長 %） 金屬切削機床： 對比： ? 1996年全球機床的產(chǎn)值： 350億美元 ? 17個主要機床生產(chǎn)國出口總額： 216億美元 國內(nèi)現(xiàn)狀 — RD現(xiàn)狀 與國外 RD相比，國內(nèi)在工藝與裝備方面的 投入明顯不足 ，很多大學在這方面的研究基本沒落。當然， 國內(nèi)少數(shù)高校院所 進行了一些關(guān)于工藝與裝備的有意義的研究，取得了一些成績，如清華大學的成型加工技術(shù)，國防科大、哈工大的超精密加工技術(shù)，華中理工大學的激光加工技術(shù) …... RD趨勢與特點 在 21世紀，工藝與裝備技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn) 在高精度、高效率、低成本、高柔性、智 能化和潔凈化等幾個方面。 RD趨勢與特點 ? 重視先進的基本制造工藝與特種工藝的研究 – 一些基本的工藝手段，如切削、鑄造、鍛造 、 焊接和熱處理等。 – 涉及工藝的材料和工具的特性、環(huán)境的影響 及它們之間相互作用機理 RD趨勢與特點 ? 用系統(tǒng)的觀點進行工藝及裝備的研究 – 工藝之間、工藝與裝備之間、材料特性與加工性能之間、工藝裝備之間的密切聯(lián)系。 – 開放式的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能集成到特定的制造環(huán)境。 ? 利用信息等新技術(shù)開展工藝及裝備研究 – 利用信息技術(shù)，計算機技術(shù) – 智能系統(tǒng)，新型 NC系統(tǒng) RD趨勢與特點 ? 重視使能技術(shù)的研究 – 研究材料加工特性的方法 – 建模與仿真技術(shù) – 傳感與測量、補償技術(shù) ? 適應相關(guān)技術(shù)的發(fā)展 – 工藝與裝備技術(shù)應適應某些相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，如一些新的或難加工材料（如陶瓷、鈦鋁合金等）的加工。 – 滿足 CIM、敏捷制造需要的裝備（如可重組制造裝備）。 主 題 布 局 ? 先進制造工藝和方法 ? 先進制造裝備 ? 工藝與裝備控制 先進制造工藝和方法 ? 先進基本制造工藝 – 先進基本制造工藝的機理 （如加工過程中材料微結(jié)構(gòu)的變化） – 精密、超精密加工的機理 – 高速加工機理 （如切削速度與切削溫度、切削力、切屑形成的關(guān)系，高速切削對刀具壽命的影響等） – 新型的工藝方法 （如新的成形方法、硬切削等） – 綠色工藝 （如無污染切削液和磨削液、干切削） – 工藝數(shù)據(jù)庫的建立 （數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容主要 包括加工質(zhì)量與工藝條件的對應關(guān)系） 先進制造工藝和方法 ? 特種加工工藝 – 高能束流加工原理， 其中重要的是激光加工和電加工工藝原理。 – 束流與材料的作用機理 – 激光加工 CAD/CAPP/CAM一體化技術(shù) – 束流加工的工藝質(zhì)量保證體系， 包括工藝參數(shù)優(yōu)化和束流加工（包括切割、焊接、表面處理）集成化測量控制技術(shù)等。 – 激光輔助加工工藝的機理 先進制造工藝和方法 ? 制造工藝的使能技術(shù) – 材料加工特性的研究方法 （包括實驗方法的研究、材料特性數(shù)據(jù)庫的建立） – 建模與仿真 – 加工過程的力學模型及可視化仿真 先進制造工藝和方法 ? 先進工裝 – 先進刀具和刀具材料的研究 （如硬質(zhì)合金涂層刀片、可轉(zhuǎn)位刀片、立方氮化硼（ CBN）、陶瓷刀具等） – 復雜刀具的刃磨方法及設(shè)備 – 適應柔性生產(chǎn)和敏捷制造的夾具系統(tǒng) – 切削參數(shù)與加工性能的關(guān)系 – 超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具 – 刀具監(jiān)控 （包括加工過程中刀具狀 態(tài)檢測及破損預測） 先進制造裝備 ? 常用的關(guān)鍵裝備 針對通用的關(guān)鍵自動化加工設(shè)備，某些支柱產(chǎn)業(yè)的 關(guān)鍵零件加工的自動化專用設(shè)備，和基于新工藝、 新方法的裝備（如快速原型系統(tǒng)、并聯(lián)機床等）。 – 系統(tǒng)總體設(shè)計和模塊化設(shè)計技術(shù) – 控制系統(tǒng)的標準化、可靠性與質(zhì)量保證 – 新型專用自動化設(shè)備的工藝原理、