【正文】 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 [ 5] 趙常德 工業(yè)用微型計(jì)算機(jī) [ 6] 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用。只有跟上發(fā)展 先進(jìn)制造技術(shù) 的世界潮流 , 將其放在戰(zhàn)略?xún)?yōu)先地位 , 并以足夠的力度予以實(shí)施 , 才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗 之地。從目前世 界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成。 現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù) 控技術(shù)，目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。數(shù)控的產(chǎn)生依賴(lài)于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。 數(shù)控技術(shù) （ Numerical Control（ NC） ） 數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng) “數(shù)控 ”。微進(jìn)給機(jī)構(gòu)在超精密加工領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，它一般被用作補(bǔ)償工具。所以，又出現(xiàn)了傳動(dòng)原理類(lèi)似齒輪齒條傳動(dòng)的摩擦傳動(dòng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)反向間 隙的傳動(dòng)，同時(shí)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，彈性變形因素較小。與軸承一樣，為了克服摩擦引起的爬行和反向間隙現(xiàn)象，出現(xiàn)了靜壓絲杠。由于空氣導(dǎo)軌的氣膜厚度大概只有 10 μm，在使用過(guò)程中防塵顯得很重要，若不保證潔凈的環(huán)境，導(dǎo)軌有可能因?yàn)榛覊m而受損傷，這種損傷常常是難 以修復(fù)的。國(guó)防科技大學(xué)利用二維微進(jìn)給裝置補(bǔ)償導(dǎo)軌直線度，取得了較好的效果，可補(bǔ)償?shù)? μm/300 mm 的精度水平。目前，空氣導(dǎo)軌的直線度可達(dá)（ ~） μm/250 mm，國(guó)內(nèi) 303所也可做到 μm/200 mm的水平。雖然它沒(méi)有液體靜壓導(dǎo)軌的剛性大，但氣浮導(dǎo)軌優(yōu)點(diǎn)也很明顯， 如無(wú)需進(jìn)行油溫控制，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。此外，還可以利用控制技術(shù)以補(bǔ)償?shù)男问絹?lái)減小或消除回轉(zhuǎn)誤差。另外，還要想辦法提高氣孔供氣的平穩(wěn)性。近年來(lái)磁懸浮軸承的發(fā)展非常迅速，有望在未來(lái)有所突破，但目前還達(dá)不到空氣靜壓軸承的精度。 超精密加工的關(guān)鍵技術(shù) 主軸 機(jī)床的主軸在加工過(guò)程中直接帶動(dòng)工件或刀具運(yùn)動(dòng)，故主軸的回轉(zhuǎn)精度直接影響到工件的加工精度。實(shí)現(xiàn)超精密切削加工的條件主要包括超精密加工機(jī)床、超精密切削刀具、超精密加工環(huán)境、超精密加工的工件材質(zhì)、超精密加工用夾具和超精密測(cè)控技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，超精密加工技術(shù)日趨成熟，已形成系列，它包括超精密切削、超精密磨削、超精密微細(xì)加工、超精密計(jì)量等，并向更高層次發(fā)展。根據(jù)目前技術(shù)水平及國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的看法，對(duì)中小型零件的加工形狀誤差△ 和表面粗糙度 Ra 的數(shù)量級(jí)可分為以下檔次。而且，超精密加工技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了機(jī)械、液壓、電子、半導(dǎo)體、光學(xué)、傳感器和測(cè)量技術(shù)以及材料科學(xué)的發(fā)展。 7 加工技術(shù) 超精密加工是在超精密機(jī)床設(shè)備上利用零件與刀具之間產(chǎn)生的具有嚴(yán)格約束的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)材料進(jìn)行微量切削，以獲得極高形狀精度和極低表面粗糙度的加工過(guò)程，其精度從微米到亞微米，乃至納米。在這種環(huán)境支持下 , 通過(guò)企業(yè)信息的快速流動(dòng) , 加速了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。 CIMS 建立了企業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理全方位的計(jì)算機(jī)集成制造環(huán)境 , 做到了企業(yè)信息流、物流、資金流的集成。 (6)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng) : 用以傳遞 CIMS 各分系統(tǒng)之間和分系統(tǒng)內(nèi)部的信息 ,實(shí)現(xiàn) CIMS 的數(shù)據(jù)傳遞和系統(tǒng)通信功能。 (4)計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量保障分系統(tǒng) (CAQ): 具有制訂質(zhì)量管理計(jì)劃、實(shí) 施質(zhì)量管理、處理質(zhì)量方面信息、支持質(zhì)量保證等功能。 (3)車(chē)間管理與自動(dòng)化應(yīng)用分系統(tǒng) (CAM): 也可以稱(chēng)為計(jì)算機(jī)輔助 制造分系統(tǒng) , 它包括各種不 同自動(dòng)化程度的制造設(shè)備和子系統(tǒng) , 用來(lái)實(shí)現(xiàn)信息流對(duì)物流的控制和完成物流的轉(zhuǎn)換。 (2)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用分系統(tǒng) (CADamp。它是工廠自動(dòng)化的發(fā)展方向 , 未來(lái)制造業(yè)工廠的模式 , 是當(dāng)代生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域的前沿學(xué) 科 , 也是集中多種高新技術(shù)為一體的現(xiàn)代化制造技術(shù)。它借助 于計(jì)算機(jī)的硬件、軟件技術(shù) , 綜合運(yùn)用現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)。 （ 10）面向國(guó)家安全和國(guó)家重大工程的制造科學(xué)與技術(shù) 主要包括針對(duì)未來(lái)國(guó)家將實(shí)施的重大工程（宇宙探索、航天、航空、海洋、能源、交通和國(guó)防裝備等）中的制造技術(shù)與科學(xué)問(wèn)題，提前進(jìn)行研究，以保證國(guó)家重大工程和國(guó)家安全有相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備。 （ 8）微系統(tǒng)與新一代電子制造科學(xué)與關(guān)鍵技術(shù) 主要包括微機(jī)械、微傳感、微光器件的制造機(jī)理與技術(shù)；納米級(jí)光學(xué)光刻與非光學(xué)光刻、淺溝槽刻蝕、銅互連等機(jī)理及技術(shù)；集成電路新型封裝 工藝原理與技術(shù)。 （ 6）納米制造科學(xué)與技術(shù) 包括納米材料制備及其性能測(cè)量；納米尺度加工、制造、測(cè)量和裝配；納電子制造和分子原子制造原理與技術(shù)。 （ 4）數(shù)字制造理論和數(shù)字制造裝備技術(shù) 包括產(chǎn)品制造過(guò)程的數(shù)字化模型及多領(lǐng)域物理作用規(guī)律；高速高效數(shù)字制造理論與技術(shù)，基于新原理、新工藝的新型數(shù)字化裝備；數(shù)字制造中多智能體協(xié)調(diào)和實(shí)時(shí)自律控制技術(shù)。 （ 1）機(jī)電產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法 包括全生命周期的產(chǎn)品數(shù)字化建模、仿真評(píng)估理論及設(shè)計(jì)規(guī)范；產(chǎn)品快速創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、規(guī)