机床产品外观设计的新动向

在一般人眼中,机床的核心价值是其加工能力,外观设计只是机床行业模仿消费品制造行业的作风,在机床设计工作结束以前对设计方案进行的局部修饰。然而,回顾工业设计的历史,机床其实是最早应用产品外观设计的行业之一,机床企业讲究产品外观的原因,除了对美的追求以外,更重要的是在市场形势出现变化时,提高自身产品在同类产品之间的竞争力。最近两年,世界机床产品市场开始了新一轮以外观设计为主题的竞争,这种变化的出现和近年机床市场形势转变有莫大的关系。

机床的生态设计

制造业的盈利不能以破坏生态为代价。一件产品从制造、使用到废弃的整个生命周期都必须与生态保持和谐,这已经成为全世界的共识。

机电一体化产品的工业设计

《张曙·卫汉华专栏》专栏今天与大家见面了。本栏目由同济大学现代制造技术研究所张曙和香港理工大学工业中心卫汉华撰写,每期的内容是相对独立的,但主题围绕机电一体化产品的工业设计、概念设计和逆向设计,从不同的视角与读者讨论机电产品的创新。

机床设计与人的因素

机床是现代制造系统的重要组成部分,随着信息技术的融入,机床操作员的体力劳动逐步减少,智力劳动增多。与此同时,随着社会普遍对职业健康的重视,加上机床操作员日趋知识化、专业化,人们对机床的操作舒适度要求大为提高,不单要求操作安全、省力,也要方便、清洁、明亮、安静。过去机床设计只考虑操控面板高度,工作台深度等基本尺寸的做法,已不能满足今天操作员的要求。

机床回转进给机构的创新

近年来,借助三维CAD建模和有限元分析优化的紧密配合,可以精确设计出复杂而高效的各种机械产品,但与此同时,产品零件的结构和形状也日趋复杂,例如多个自由曲面、多个非正交基准、薄壁厚等,使得加工难度也越来越大。传统数控机床的笛卡尔坐标进给运动配合球头铣刀,虽然能够加工简单的自由曲面。

从CIMT2009看机床设计趋势

展览鸟瞰在金融风暴笼罩,制造企业固定投资收缩的背景下,今年的CIMT2009中国国际机床展览会首次移师北京新中国国际展览中心举行,会场面积比过去增加40%。令人欣慰的是,现场气氛热烈。

自适应技术与聪明机床

机床产品的机电一体化,是指在机床的主运动、进给运动等机械系统中结合电子和信息技术,从而对机械系统的功能带来延伸和培增效果。本栏过去集中介绍了数控机床在主轴、直线进给运动、回转进给运动等方面的技术创新,这些创新主要是建基于现有机床机电一体化系统,以已有的传感器为信息源。

从机床运动学看创新轨迹

串联和并联运动学常规的数控加工方式,是将刀具相对工件的空间加工运动轨迹,按笛卡儿坐标分解为沿3个坐标轴线的移动矢量(X、Y、Z)和绕轴线的旋转矢量(A、B、C),再将分解结果编译为控制程序,通过机床驱动部件的运动。

机床主轴部件的创新

主轴部件是机床的心脏,是保证机床工作精度的关键部件。与驱动装置一样,数控机床的主轴部件也是经历了一个不断创新、从沿袭传统机床设计到专业化设计的发展过程。

机床结构配置的创新

结构配置是机床创新的关键数控机床是典型的机电一体化产品,它的特点是在床身、立柱等基础结构件上配置运动部件,在数控程序的控制下使工件与刀具产生相对运动而进行加工。基础结构件是承载运动部件的主体,其配置决定了机床的布局特征。

机床直线驱动装置的创新

丝杠螺母机构是最古老的机械传动副之一,其主要功能是将手轮或电机的旋转运动转换成直线运动。相比齿轮齿条等其它相同用途的传动副,丝杠螺母传动副具有驱动力矩放大和自锁特性,因此自从机床出现以来,就广泛用于驱动机床的各种移动部件,以实现刀具或工件的进给运动。