地下升降式自動(dòng)化立體車庫設(shè)計(jì)【單層2車位】

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The underground elevating automation three-dimensional garage, is the full use plot underground space establishment new garage, its model for single-layer 2 berth. After the garage drops may reside in under completely the ground, the garage surface energy and peripheral merges into one organic whole completely. And each garage is the space-independent, the fluctuation freely, stops (takes) the vehicle to be extremely convenient, quick, is the full use underground space transformation or the constructing security, new, the convenient -like garage. This garage design novel, is unique, is ingenious, usable, may alleviate the plot garage greatly (position) the serious insufficient contradiction. This instruction booklet altogether divides five chapters, the emphatically design calculation steel wire and the block and tackle organization, carried the template, the elevating mechanism, move horizontally the warehousing organization as well as storehouse and so on the main system design calculation. Key words: carries jacking system moves horizontally organization目 錄摘 要IAbstract II第1章 緒論 1第2章 車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和零件選 22.1 鋼材的選用22.1.1庫上邊框鋼材的選擇 22.1.2庫架支撐鋼的選擇 22.1.3上下層支撐鋼的選擇 32.1.4升降臺輔助支鋼的選擇 32.1.5鏈輪支撐鋼的選擇 32.1.6鏈輪輔助支撐鋼的選擇 32.1.7滑輪支撐鋼的選擇 32.1.8滑輪輔助支撐鋼的選擇 42.1.9上下層支撐鋼橫向連接鋼的選擇42.1.10滑輪支撐鋼橫向連接鋼的選擇 42.1.11鏈輪支撐鋼橫向連接鋼的選擇 42.1.12載車板橫向邊緣鋼 52.2 載車板的結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì)算 5 2.3 升降系統(tǒng)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸確定72.3.1 升降臺結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 72.3.2 鋼絲繩的設(shè)計(jì)計(jì)算 82.3.3 鋼絲繩夾的選擇 112.3.4 滑輪及其組件的設(shè)計(jì)計(jì)算 122.3.5 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算和尺寸確定 172.3.6 升降鏈及鏈輪的選擇 212.3.7 升降用電動(dòng)機(jī)及變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算及型號選擇242.3.8 升降電動(dòng)傳動(dòng)鏈及連輪的連輪的設(shè)計(jì)計(jì)算252.4 橫移機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和各零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算以及選擇282.4.1 軌道和導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)計(jì)算292.4.2 橫移電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算及型號選擇322.4.3 帶及帶輪的選擇342.4.4 聯(lián)軸器的選擇372.5 庫鋼架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)38第3章 車庫其它配備要求403.1 電控系統(tǒng)403.1.1 控制系統(tǒng)組成403.1.2 控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式413.1.3 控制系統(tǒng)的故障檢測413.2 安全設(shè)置413.3 照明 423.4 通風(fēng) 423.5 排水 423.6 消防 42第4章 經(jīng)濟(jì)可行性分析 444.1 市場需求 444.2 初步可行性研究 454.2.1投資機(jī)會調(diào)查統(tǒng)計(jì) 454.2.2經(jīng)濟(jì)成本核算 45第5章 專題論文 465.1 除雪工作裝置的概述 465.2 多段式可越障除雪工作裝置（改進(jìn)型除雪工作裝置）475.2.1 多段式可越障除雪工作裝置優(yōu)點(diǎn) 475.2.2 多段式可越障除雪工作裝置的結(jié)構(gòu)組成485.2.3 工作裝置的工作原理495.2.4 多段式樣可越障除雪工作裝置的使用要求495.3 其它形式的除雪工作裝置505.3.1 轉(zhuǎn)子式除雪裝置505.3.2 犁式除雪裝置505.3.3 多功能除雪裝置515.4 除雪工作裝置與車輛的匹配525.4.1 專用車525.4.2 兼用型牽引車輛53總 結(jié)55致 謝56參考文獻(xiàn)57附錄1 外文譯文58附錄2 外文原文6778第1章 緒論 本設(shè)計(jì)是為適應(yīng)現(xiàn)代化進(jìn)程和解決小區(qū)車庫（位）嚴(yán)重不足而設(shè)計(jì)研制的一種新型家庭用自動(dòng)化立體車庫。該車庫結(jié)構(gòu)主要由鋼絲繩及滑輪組機(jī)構(gòu)、載車板、升降機(jī)構(gòu)、橫移入庫機(jī)構(gòu)以及庫架等部分組成。其工作原理為：1車輛入庫：操作控制系統(tǒng)，升降臺載著載車板通過升降系統(tǒng)以4mm/min的速度提升到達(dá)與地面相平處停止，車輛通過車庫進(jìn)口端開進(jìn)，經(jīng)升降臺到達(dá)載車板定位處。車輛停好位后，司機(jī)從庫側(cè)面走出。操作控制系統(tǒng)，升降臺提升著載車板和車輛向地下以4mm/min的速度垂直下降。當(dāng)載車板的導(dǎo)輪與地下軌道相吻合時(shí)，升降系統(tǒng)停止運(yùn)作，此時(shí)車庫頂蓋（附帶與兩側(cè)升降臺上）蓋住庫頂且?guī)祉斉c地面相平。隨后通過電磁閥傳感橫移系統(tǒng)，載車板上的電機(jī)通過帶傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)導(dǎo)輪沿著導(dǎo)軌橫向移動(dòng)，而導(dǎo)輪與載車板是一體的，所以載車板載著車輛和導(dǎo)輪同步向左或向右移入庫中兩側(cè)中的一個(gè)庫中，通過傳感系統(tǒng)找正位置，橫移停止運(yùn)作。車輛入庫結(jié)束?？偣灿脮r(shí)一分中左右。2車輛出庫：操作控制系統(tǒng)，橫移機(jī)構(gòu)帶動(dòng)對應(yīng)的載車板及上面的車輛橫向從小車庫移出，沿軌道到達(dá)升降臺指正位置，升降系統(tǒng)運(yùn)作，升降臺載著載車板和車輛向上移動(dòng)，同時(shí)車庫蓋打開。當(dāng)升降臺上面與地面相平時(shí)，上升停止。司機(jī)從庫口的左右兩側(cè)進(jìn)到車內(nèi)，開走。隨后操作控制系統(tǒng)，車輛入庫，入庫過程同上。在不使用車庫的情況下，車庫頂蓋蓋住庫頂，從上面看去與地面相平，并且與附近路面和諧一致，既可以走人也可以通車輛。另外升降系統(tǒng)采用鋼絲繩傳動(dòng)，由鏈起升降平衡的作用。 第2章 車庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和零件選擇2.1 鋼材的選用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊2.1.1 車庫上邊框鋼材的選擇選擇冷彎等邊槽鋼（GB/T6728-2002）。通過查表3.1-158根據(jù)實(shí)際物理需求，選擇HBt=30020010。理論質(zhì)量為10.221kg/m.橫截面面積S=13.021,重心X。=1.517. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。 圖21矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)2.1.2 庫架支撐鋼的選擇 選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=30020010。理論重量為72.7kg/m橫截面面積S=92.6.材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為3500mm,數(shù)量為4根。得質(zhì)量為。2.1.3 上下層支撐鋼的選擇選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=160808。理論重量為26.81kg/m橫截面面積S=33.64. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為3000mm,數(shù)量為4根。得質(zhì)量為2.1.4 升降臺輔助支撐鋼的選擇選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=100505。理論重量為10.484kg/m橫截面面積S=13.365. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為1000mm,數(shù)量為4根。得質(zhì)量為2.1.5 鏈輪支撐鋼的選擇選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=120506。理論重量為15.097kg/m橫截面面積S=19.232. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為500mm,數(shù)量為4根。得質(zhì)量為2.1.6 鏈輪輔助支撐鋼的選擇 選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=120506。理論重量為15.097kg/m橫截面面積S=19.232. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為750mm,數(shù)量為4根。得質(zhì)量為2.1.7 滑輪支撐鋼的選擇選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=120506。理論重量為15.097kg/m橫截面面積S=19.232. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為750mm,數(shù)量為4根。得質(zhì)量為。2.1.8 滑輪輔助支撐鋼的選擇 選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=60304。理論重量為4.826kg/m橫截面面積S=6.147. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為750mm,數(shù)量為4根。得質(zhì)量為2.1.9 上下層支撐鋼橫向連接鋼的選擇 選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=100505。理論重量為10.484kg/m橫截面面積S=13.365. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為1850mm,數(shù)量為2根。得質(zhì)量為。2.1.10 滑輪支撐鋼橫向連接鋼的選擇 選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=60304。理論重量為4.826kg/m橫截面面積S=6.147. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為1850mm,數(shù)量為2根。得質(zhì)量為。2.1.11 鏈輪支撐鋼橫向連接鋼的選擇選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=60304。理論重量為4.826kg/m橫截面面積S=6.147.材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼. 確定長度為1850mm,數(shù)量為2根。得質(zhì)量為. 圖22矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)2.1.12 載車板橫向邊緣鋼 選擇冷彎等邊槽鋼（GB/T6728-2002）。通過查表3.1-158根據(jù)實(shí)際物理需求，選擇HBt=100504.0。理論質(zhì)量為5.788kg/m.橫截面面積S=7.373, 重心X。=1.448. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼。確定長度為4700mm,數(shù)量為2根。得質(zhì)量為. .(以上理論質(zhì)量都是按鋼的密度為7.85g/=)2.2 載車板的結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)手冊由于本設(shè)計(jì)存車容量為470018501450中型車，考慮力學(xué)性能，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸如圖2.3。 整體由冷彎空心型鋼、冷彎等邊槽鋼和鋼板焊接而成。 低部三橫梁鋼材選用矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=160808。理論重量為26.81kg/m橫截面面積S=33.64。材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼. 確定長度為1850mm,數(shù)量為3根。得質(zhì)量為.車板邊梁選擇冷彎等邊槽鋼（GB/T6728-2002）。通過查表3.1-158根據(jù)實(shí)際物理需求，選擇HBt=100504.0。理論質(zhì)量為5.788kg/m.橫截面面積S=7.373, 重心X。=1.448. 材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼. 確定長度為4700mm,數(shù)量為2根。得質(zhì)量為. .中部支撐剛選擇矩形冷彎空心型鋼結(jié)構(gòu)（GB/T6723-1986）。通過查表3.1-165，根據(jù)實(shí)際需求選擇尺寸HBt=100505。理論重量為10.484kg/m橫截面面積S=13.365.材料選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼確定長度為1690mm,數(shù)量為2根。得質(zhì)量為. 鋼板材料采用ZG06Cr13Ni14Mo.體積為質(zhì)量為= 23載車板結(jié)構(gòu)示意圖2.3 升降系統(tǒng)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸確定 本系統(tǒng)主要通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩通過滑輪提升或下放載車板。結(jié)構(gòu)主要由升降臺、鋼絲繩及滑輪組件、鏈和鏈輪組件、卷筒組件、電動(dòng)系統(tǒng)等組成。2.3.1 升降臺結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)通過查機(jī)械手冊3第28篇要求，對升降臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。其初步結(jié)構(gòu)主要由螺栓、矩形邊梁鋼、鏈連輪、滑輪、 鋼板 、連接板支撐鋼等組成 機(jī)構(gòu)如下 圖24升降臺結(jié)構(gòu)2.3.2 鋼絲繩的設(shè)計(jì)計(jì)算。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊21機(jī)構(gòu)工作類型的選擇由于本車庫為家庭用車庫，工作時(shí)間1t45000N所選鋼絲繩規(guī)格合格。通過表8.1-34選擇起重機(jī)型線接觸鋼絲繩型號鋼絲繩。2.3.3 鋼絲繩夾的選擇 圖26鋼絲繩夾根據(jù)表8.1-35選擇A=37.0 B=37 C=74 R=10.5 H=92螺母M16材料為KTH350-10(GB/T5976-1986)鋼絲繩夾的使用方法由表8.1-38查得每個(gè)接頭處的鋼絲繩夾最少為4個(gè)，其安裝結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖： 圖27鋼絲繩夾的安裝位置其中A=(67)d。=120140mm 取A=130mm。2.3.4 滑輪及其組件的設(shè)計(jì)計(jì)算1材料和結(jié)構(gòu)的選擇滑輪用來對鋼絲繩進(jìn)行導(dǎo)向和支撐，以改變繩索及其傳遞拉力的方向或平衡繩索分支的拉力。由于本設(shè)計(jì)的滑輪承受載荷中等，選擇材料為ZG230-450,制成實(shí)體滑輪。2滑輪主要尺寸的確定繩槽半徑R是根據(jù)鋼絲繩直徑d的最大允許偏差為確定的。鋼絲繩繞進(jìn)和繞出滑輪槽時(shí)偏斜的最大角度（即鋼絲繩中心線和與滑輪軸垂直的平面之間的角度）應(yīng)不大于。繩槽表面的精度為?；喌闹饕叽缤ㄟ^表8.1-63確定滑輪槽斷面尺寸 圖28滑輪基本尺寸（JB/T9005.11999）根據(jù)表8.1-64確定滑輪的直徑選擇D=400mm3滑輪形式的確定由于結(jié)構(gòu)好密封比較嚴(yán)密選擇A型結(jié)構(gòu)。 圖29滑輪基本尺寸通過查表8.1-65選擇滑輪軸承尺寸 由表8.166選擇輪轂尺寸 4滑輪強(qiáng)度的計(jì)算 圖210滑輪受力分析假定輪緣是多支點(diǎn)梁，繩索拉力F使輪緣產(chǎn)生彎曲繩拉力的合力(N) （23）式中 F繩索拉力，為7500N 繩索在滑輪上的包角的圓心角。為所以 輪緣最大彎矩（） （24）式中L兩輪輻間的輪緣弧長(mm) mm所以輪緣最大彎曲應(yīng)力（） （25）式中 W輪緣抗彎斷面摸數(shù)（） 許用彎曲應(yīng)力，應(yīng)該小于100 所以輻條內(nèi)壓應(yīng)力（）當(dāng)繩索拉力合力方向與輻條中心線重合時(shí)，輻條中產(chǎn)生的壓應(yīng)力最大 （26）式中 A輻條斷面面積（），取A=700 斷面折減系數(shù)，取0.1許用壓應(yīng)力為100所以滑輪滿足要求。5滑輪組件的設(shè)計(jì)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊3按ZB/T J80006.31987。選擇A型，如上面示意圖所示。帶有深溝球軸承和圓柱滾子軸承兩個(gè)形式的滾動(dòng)軸承（嚴(yán)密密封）有內(nèi)軸套的滑輪。 根據(jù)上面得到的滑輪的滑輪直徑和壁厚選擇 滾動(dòng)軸承分別選擇6216 和NF216. 圖211滑輪組件 為了減少摩擦與磨損，同時(shí)有起到冷卻、吸振、防銹，以及降低噪音。由于軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不大于4m/s選擇毛氈密封（從動(dòng)輪）和皮碗密封?；嗇S向的固定采用緊固螺母固定。2.3.5 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算和尺寸確定1 卷筒類型的選擇選擇周邊大齒輪式（JB/T9006.21999）。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是卷筒軸不受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩。一般為開式傳動(dòng)。選擇圖8.1-3A型結(jié)構(gòu)。2卷筒幾何尺寸的確定 選擇單層卷繞雙聯(lián)卷筒。通過表8.147對卷筒幾何尺寸進(jìn)行計(jì)算。卷筒上有螺旋槽部分長計(jì)算公式 （27）D卷筒名義直徑,通過表8.148選擇400mmd 鋼絲繩直徑,d=20最大起升高度，取2000mm a 滑輪組倍率，a=1.D0=D+d卷筒計(jì)算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑。Z1.5為固定鋼繩的安全圈系數(shù)，取1.6P 繩槽槽距，查表8.149，P=22。根據(jù)表8.150選取卷筒的部分尺寸，卷筒槽形選標(biāo)準(zhǔn)槽形即可。選擇基本尺寸D=400 D1=370 D2=360 D3=17 L1=70 L2=28所以 （28） 圖212卷筒基本尺寸由于卷筒選取A型單層雙聯(lián)卷筒結(jié)構(gòu)，卷筒長度計(jì)算公式 （29）L1 無繩槽卷筒端部尺寸（又結(jié)構(gòu)需要決定） L2 固定鋼繩所需長度 所以 3、卷筒的技術(shù)條件a、材料 HT200灰鑄鐵。鑄鐵件需經(jīng)時(shí)效處理一消除內(nèi)應(yīng)力鑄鋼件應(yīng)進(jìn)行退火處理b、表面質(zhì)量 卷筒不得有裂紋，成品卷筒的表面上不得有影響使用性能和有損外觀的顯著缺陷c、尺寸公差和表面粗糙度 同一卷筒上的螺旋槽的底經(jīng)差不得超過d、形位公差 卷筒上配合圓（D1）的圓度比t1、同軸度 t2、左右螺旋槽的徑向圓跳動(dòng)t3以及端面圓挑動(dòng)t4，不得大于GB/T1184中的下列值： （210）不低于8級； （211）4、鋼絲繩在卷筒上的固定 繩端在卷筒上的固定必須安全可靠。在這里采用壓板固定。 圖213 壓板式固定它的構(gòu)造簡單，檢查拆卸方便。 鋼絲繩的壓板按表8.154選取這種壓板使用于各種原股鋼絲繩的繩端的固定。 圖214壓班基本尺寸 A=65mmB=60 mmC=20 mmD=22 mmF=5.0 mmG=21.0 mmR=10.0 mmd=20 mm5卷筒最小直徑的計(jì)算計(jì)算公式Dmin=hd （212）Dmin 按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪和卷筒的最小直徑 h 與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)查表8.161h=18Dmin =1820=360鋼絲繩繞進(jìn)繞出滑輪槽時(shí)偏角的最大角不大于40 鋼絲繩繞進(jìn)繞出卷筒時(shí)鋼絲繩離螺旋槽兩側(cè)的角度不大于9.506.卷筒強(qiáng)度計(jì)算 卷筒的材料一般采用不低于HT200鑄鐵。 忽略卷筒自重力，卷筒在鋼絲繩最大拉力作用下，使卷筒產(chǎn)生壓、彎曲和扭應(yīng)力，其中壓應(yīng)力最大。由于L3D時(shí)只計(jì)算壓應(yīng)力。因?yàn)槭菃螌泳砝@，壓應(yīng)力應(yīng)按下式計(jì)算 （213）查設(shè)計(jì)手冊1表3.16， （214） 卷筒合格2.3.6 升降鏈及鏈輪的選擇1鏈的類型選擇 本設(shè)計(jì)鏈起到平衡和傳動(dòng)的作用，因此通過表14.21根據(jù)實(shí)際需要選短節(jié)距精密滾子鏈（簡稱滾子鏈），其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)鉸接而成。銷軸和外鏈板、套筒和內(nèi)鏈板為靜配合；滾子空套在套筒上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以減少嚙合 時(shí)的摩擦和磨損，并可以緩和沖擊。2滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸根據(jù)實(shí)際需要選擇12A型鏈條，尺寸如圖215：圖215滾子鏈結(jié)構(gòu)尺寸 節(jié)距 P=19.05mm 滾子直徑 d1=11.91mm 內(nèi)節(jié)內(nèi)寬 b1=12.57mm 銷軸直徑 d2=5.96mm 套筒孔徑 d3=5.98mm 鏈條通道高度 h1=18.34mm 內(nèi)鏈板高度 h2=18.08mm 外鏈板高度 h3=15.62mm 過渡鏈尺寸 l1=7.9mm l2=9014mm c=0.1mm 排距 Pt=22.783.滾子鏈鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸（GB/T12341997） 圖216滾子鏈鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸查表14.23初選Z=18,已經(jīng)選擇鏈條的型號為12A型。通過查表14.22查得配用鏈條的節(jié)距P=19.05mm滾子鏈外徑 排距確定分度圓的直徑d: （215）齒頂圓直徑 : （216）由于121.60mmd115.14mm,選擇d=118mm齒跟直徑: （217）分度圓弦齒高 ：取=5mm最大齒跟距離 （218）齒側(cè)凸緣 ：選取=80mm4齒槽形狀的選取選擇三圓弧一直線齒形。5鏈輪材料的選擇和熱處理：由于本設(shè)計(jì)的鏈輪無劇烈沖擊振動(dòng)和要求耐磨損的主從動(dòng)鏈輪，所以根據(jù)表14.218選擇鏈輪的材料為45鋼。熱處理方法為：淬火 回火，齒面硬度要求4050HRC.2.3.7 升降用電動(dòng)機(jī)及變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算及型號選擇由于本車庫升降速度v=4m/min所以卷筒轉(zhuǎn)速為：. （219）機(jī)構(gòu)升降功率為： （220）由上面計(jì)算結(jié)果知道需要輸出轉(zhuǎn)速很低，根據(jù)機(jī)構(gòu)需要選擇擺線針輪減速器，其主要特點(diǎn)是傳動(dòng)比大，一級轉(zhuǎn)速時(shí)傳動(dòng)比在11-87，兩極轉(zhuǎn)速時(shí)傳動(dòng)比范圍在20128。由于在傳動(dòng)過程中為多齒齒合，所以對過載和沖擊有較強(qiáng)的承受能力，傳動(dòng)平穩(wěn)，可靠；由于采用了行星擺線傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，在功率相同條件下，其質(zhì)量是其它減速器的一半，由于擺線齒輪、針齒銷、軸銷和軸套都是由軸承鋼制造，工作中又的有滾動(dòng)摩擦，因此大大加強(qiáng)了個(gè)零件的機(jī)械性能并保證使用壽命，提高了傳動(dòng)效率。 由于升降轉(zhuǎn)速需3.18r/min ，輸出功率需要大于0.5KW，表15-2-119選擇二級直連型XWED8175B型，傳動(dòng)比377，輸入轉(zhuǎn)速1500r/min,輸出轉(zhuǎn)速4r/min，額定轉(zhuǎn)矩2750N.M,額定功率為1.5KW.其機(jī)構(gòu)尺寸如圖（JB/T298-1994）圖217二級直連型XWED8175B型電動(dòng)機(jī)2.3.8 升降電動(dòng)傳動(dòng)鏈及連輪的連輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于升降機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速要求3.18.所以連輪的傳動(dòng)比為i=由于選擇連輪的齒數(shù)要大于17。選擇小連輪的齒數(shù)30查表14.23.選擇鏈條的型號為12A型。通過查表14.22查得配用鏈條的節(jié)距P=19.05mm。滾子鏈外徑 排距大齒輪的齒數(shù)為 ，取38確定分度圓的直徑:小鏈輪直徑d 大鏈輪d=id=1.26182.24=230mm齒頂圓直徑 :大鏈輪：由于236.124mmda241.9mm,選擇da=240mm小鏈輪：由于188.364mmda194.14mm,選擇da=190mm齒跟直徑:大鏈輪：小鏈輪：分度圓弦齒高 ：大鏈輪：取=5mm小鏈輪：最大齒跟距離 大鏈輪：小鏈輪：齒側(cè)凸緣 ：大鏈輪：選取齒槽形狀的選取選擇三圓弧一直線齒形。鏈輪材料的選擇和熱處理：由于本設(shè)計(jì)的鏈輪無劇烈沖擊振動(dòng)和要求耐磨損的主從動(dòng)鏈輪，所以根據(jù)表14.218選擇鏈輪的材料為45鋼。熱處理方法為：淬火 回火，齒面硬度要求4050HRC.2.4 橫移機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和各零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算以及選擇 橫移機(jī)構(gòu)主要原理是：通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪載著載車板沿軌道橫向移動(dòng)。主要包括電動(dòng)機(jī)、減速器、導(dǎo)輪組件、軌道、鋼架等組成。 圖2182.4.1 軌道和導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1選擇導(dǎo)輪的形式由于要求載車板在橫移過程中平穩(wěn)，要求導(dǎo)輪承載能力好，所以選擇雙輪緣導(dǎo)輪2導(dǎo)輪的尺寸設(shè)計(jì) 圖219導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)尺寸3車輪踏面形式的選擇選擇圓柱踏面。4雙輪緣車輪踏面形狀和尺寸與軌道的匹配合格。 圖220導(dǎo)輪和軌道組件配合尺寸5導(dǎo)輪材料的選擇：選擇鍛造45鋼（GB/T699）6導(dǎo)輪的熱處理：熱處理以后應(yīng)該滿足：踏面與輪緣內(nèi)側(cè)面硬度HB300380淬硬層260HB處深度大于等于15mm。7導(dǎo)輪精度的要求導(dǎo)輪踏面直徑尺寸偏差應(yīng)不低于GB/T1801-1802中規(guī)定的。軸孔的尺寸偏差應(yīng)該不低于H7.導(dǎo)輪踏面和基準(zhǔn)面（其上加工出深1.5mm的溝槽作標(biāo)記）相對于孔軸的徑向及端面圓跳動(dòng)應(yīng)該不低于GB/T1184中規(guī)定的8級。8導(dǎo)輪組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖221導(dǎo)軌組件 導(dǎo)輪組件結(jié)構(gòu)如圖221，主要由鍵、導(dǎo)輪、軸套、螺母、密封圈、深溝球軸承、軸承端蓋、螺栓等幾部分組成。其中軸和導(dǎo)輪之間使用平鍵連接，軸承兩端使用緊固螺母固定。采用毛氈墊圈密封（脂） 9導(dǎo)軌的尺寸設(shè)計(jì)由于所設(shè)計(jì)載重導(dǎo)軌符合中小型起重機(jī)的車輪。常采用輕型鐵路導(dǎo)軌，其尺寸結(jié)構(gòu)圖如圖222。 圖222軌道基本尺寸2.4.2 橫移電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算及型號選擇由于車庫移車設(shè)備要求送車平穩(wěn)準(zhǔn)確，另外本設(shè)計(jì)場地較小，所以要求橫移速度不高。所以就要求電機(jī)減速比大，體積小，質(zhì)量小，噪音低等性能。其機(jī)構(gòu)尺寸如圖223 圖223根據(jù)以上要求查表223選擇型號為YCJ的齒輪減速電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)與齒輪輪減速器耦合而成一體的減速裝置，其額定電壓、額定頻率、額定電流、工作方式、防護(hù)等級、使用條件和電動(dòng)機(jī)機(jī)座型號均與Y系列電動(dòng)機(jī)相應(yīng)規(guī)格一致由表19-35和表19-39：電機(jī)系列名稱型號標(biāo)準(zhǔn)編號機(jī)坐號與功率圍外 殼 防 護(hù) 形 式冷卻方式安裝方式場使用特點(diǎn)和合齒輪減速電動(dòng)機(jī)YCJ配套電機(jī)（0.5515）減速器：輸出轉(zhuǎn)矩為93400Nm輸出轉(zhuǎn)速為15600r/minIP44IC0141IMB3符合自動(dòng)化立體車庫的設(shè)計(jì)需要基本參數(shù)如下：機(jī)型極數(shù)電動(dòng)機(jī)功率/KW電壓/V電流/A輸入轉(zhuǎn)速/(r/min)輸出轉(zhuǎn)速/(r/min)YCJ90S40.553801.414208所以橫移速度為 本電動(dòng)機(jī)安裝與載車板下面與載車板連為一體。2.4.3 帶及帶輪的選擇（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）1.確定設(shè)計(jì)功率 （221） 功率計(jì)算公式為 （222）式中：為設(shè)計(jì)功率，單位為Kw；為工作情況系數(shù)，其值見表10-10；由于所受載荷變動(dòng)小，空，輕載啟動(dòng)而且每天工作小時(shí)10所以選擇=1.1P為所需要傳遞功率，單位為kw.,所以 2選擇帶的型號選擇V型號帶。根據(jù)設(shè)計(jì)功率和小帶論的轉(zhuǎn)速 （由上面計(jì)算知道=8r/min）由圖1012選取。選擇Z型3確定帶輪的直徑并演算帶速 (1)選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑 小帶輪直徑應(yīng)該大于或等于表105所列的最小基準(zhǔn)直徑查表105選擇V型帶最小直徑為50 ，初步設(shè)定小帶輪的直徑為116mm （2）演算帶速V （223） (3)計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑 由式（1011）得 （224） 4確定中心距a及帶的基準(zhǔn)長度（1） 初定中心距a。 （225）初步選擇a.=370mm(2)初算V帶 (3)確定帶的基準(zhǔn)長度 按表102查取與相近的標(biāo)準(zhǔn)長度1120(4) 確定傳動(dòng)中心距a （226）6確定V帶的跟數(shù)ZV帶跟數(shù)計(jì)算公式為 （227） 式中單跟V帶的額定功率，由表106用插入法得=0.17kw額定功率的增量=0kw包角系數(shù)，由表108用線性插入法=1長度系數(shù)，由表109得=1.08所以取Z=2跟。7.確定帶的初拉力F由表101查得由公式 （228）得 8.計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力帶輪軸上的壓力計(jì)算公式： （229）2.4.4 聯(lián)軸器的選擇在本設(shè)計(jì)中，由于四個(gè)導(dǎo)輪在橫向需要同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所以需要?jiǎng)恿?dǎo)輪和從動(dòng)導(dǎo)輪間的軸連成一體，而由于結(jié)構(gòu)（拆裝）要求，動(dòng)力導(dǎo)輪和從動(dòng)導(dǎo)輪間的軸不可能使用一跟通軸，所以需要從中間斷開，這就需要聯(lián)軸器對其進(jìn)行連接。根據(jù)需要選擇凸緣連軸器（GB5843-86） 圖224聯(lián)軸器的安裝位置 1、特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，裝拆方便，剛性好，成本底，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，使用于振動(dòng)不大，低速和剛性不大的兩軸2、型號及其尺寸 根據(jù)機(jī)構(gòu)需要查簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊根據(jù)軸的直徑d=30mm由表16-6選型號為YLD5的連軸器， 圖225聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸許用轉(zhuǎn)矩Mp=63N.m ,許用轉(zhuǎn)速np=9000 min-1d=30,32L=60L0=124D=105D1=85質(zhì)量為3.19kg 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.013kg.m22.5 庫鋼架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)鋼架主要結(jié)構(gòu)由各種鋼材通過焊接或螺紋連接緊固。分為上、下框架，通過它可以安裝消防、排水設(shè)施以及作為鋼絲繩和鏈的支撐部件。主要由立柱、上邊架、下邊架以及軌道支架組成。各鋼板采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)。高強(qiáng)度螺栓連接中，構(gòu)件內(nèi)力是靠構(gòu)件鋼板表面間由高強(qiáng)度螺栓以巨大的夾緊壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞的，故高強(qiáng)度螺栓連接的承載能力是以抗滑強(qiáng)度被連接鋼板發(fā)生相對滑動(dòng)的載荷來表示，而不考慮螺栓的受剪?？够瑥?qiáng)度又取決于高強(qiáng)度的預(yù)緊拉力、鋼板表面的摩擦系數(shù)、摩擦面及高強(qiáng)螺栓數(shù)量。高強(qiáng)度螺栓由高強(qiáng)螺栓、高強(qiáng)螺母各一個(gè)，以及高強(qiáng)墊圈個(gè)兩個(gè)組成。第3章 車庫其它配備要求3.1 電控系統(tǒng)除了上面設(shè)計(jì)的機(jī)械裝置外，本車庫還需要電控系統(tǒng)，如果說機(jī)械裝置是人的身體，那么電控系統(tǒng)就是大腦，控制著整個(gè)車庫的動(dòng)作。 本車庫的所有機(jī)械動(dòng)作，均由PC電腦控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)運(yùn)行”、“手動(dòng)運(yùn)行”、“點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行”等要求，整個(gè)電控系統(tǒng)主要由配電部分，控制部分，調(diào)速部分，執(zhí)行部分，操作部分，顯示部分組成。3.1.1 控制系統(tǒng)組成1配電部分：主要由各級斷路保護(hù)開關(guān)，控制變壓器，開關(guān)電源等組成，為控制系統(tǒng)提供各路電源保護(hù)開關(guān)電源等組成，為控制系統(tǒng)提供各路電源和過載或短路保護(hù)。2控制部分：主要是可編程控制器，即PLC系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，它由軟件和硬件兩部分組成，通過它達(dá)到發(fā)布各個(gè)指令控制車庫的運(yùn)行。3調(diào)速部分：主要是矢量變頻器，即一般由兩個(gè)矢量變頻器組成，一個(gè)是控制垂直升降速度的變頻器，一個(gè)是載車板的橫移的速度變頻器。4執(zhí)行部分：主要由繼電器（固態(tài)繼電器），接觸器組成，控制各個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)或電磁閥。5操作部分：主要由各控制按紐組成，通過他可以操作車庫的各種運(yùn)行。也可以采用智能觸摸屏。6顯示部分：主要由指示燈和數(shù)碼顯示管等組成，以反映車庫的各種運(yùn)行狀況或故障信息。如果采用只能觸摸屏，可以使操作部分和顯示部分合一。3.1.2 控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式：1自動(dòng)運(yùn)行方式：一般說，在自動(dòng)運(yùn)行方式下，操作人員只要輸入進(jìn)出庫車位號碼，再按下確認(rèn)鍵（或啟動(dòng)鍵），車庫即能完成從關(guān)門取、入車開關(guān)的整個(gè)過程。2手動(dòng)運(yùn)行方式：在手動(dòng)運(yùn)行方式下，操作人員能單獨(dú)操作某一個(gè)運(yùn)行 的斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，即按住按鈕運(yùn)行，釋放即停。這種操作方式一般在檢修時(shí)候用，也稱作檢修運(yùn)行方式。3.1.3控制系統(tǒng)的故障檢測本車庫的控制系統(tǒng)必須要有故障自動(dòng)跟蹤檢測，一旦車庫發(fā)生某一可測鼓掌，控制系統(tǒng)根據(jù)故障的類別，或發(fā)訊、或強(qiáng)制停止運(yùn)行、或切斷電源、或報(bào)警，以保護(hù)車庫的安全。同時(shí)要以數(shù)碼顯示（采用觸摸屏的可利用屏幕）來顯示鼓掌的編號或內(nèi)容，以便排除故障的編號或內(nèi)容，以便排除故障。 3.2 安全設(shè)置本車庫對安全性、可靠性十分重視，沒有緊急停止開關(guān)，防止超限運(yùn)行裝置，汽車長、寬、高限制裝置，阻車裝置，載車板上汽車位置檢測裝置，出入口門、圍欄聯(lián)鎖安全檢查裝置，自動(dòng)門防夾裝置，防重疊自動(dòng)檢測裝置，警示裝置等一套完整的停車檢測系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)。1.緊急停止開關(guān)應(yīng)設(shè)置緊急停止開關(guān)，在發(fā)生異常情況時(shí)能使停車設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。2.防止超限運(yùn)行裝置當(dāng)開關(guān)出現(xiàn)鼓掌時(shí)，超程限位開關(guān)應(yīng)該使設(shè)備停止工作。3.汽車長、寬、高限制裝置對進(jìn)入機(jī)械式停車設(shè)備的汽車進(jìn)行車長、車寬、車高的檢測，超過適合停車尺寸時(shí)，機(jī)械不動(dòng)或報(bào)警。4.阻車裝置沿車的行進(jìn)方向，在載車板上應(yīng)該設(shè)置高度為25mm以上的阻車裝置。5.載車板上的位置檢測裝置應(yīng)該設(shè)置檢測裝置，當(dāng)汽車未停在載車板上的正確位置時(shí)，停車設(shè)備不能運(yùn)行。但操作人員確認(rèn)安全場合則不受本條例限制。6.出入門口、圍欄連鎖安全檢測裝置對出入有門或圍欄的停車設(shè)備應(yīng)該設(shè)置連鎖安全檢查裝置。當(dāng)搬運(yùn)器沒有停放到準(zhǔn)確位置時(shí)，車位出入的門或圍欄等不能開啟；當(dāng)門或圍欄處于開啟狀態(tài)是，搬運(yùn)器不能運(yùn)行。7.防重疊自動(dòng)檢測裝置為避免想已經(jīng)停放汽車的位置再存進(jìn)汽車，應(yīng)該設(shè)置對車位狀況（有無汽車）進(jìn)行檢測裝置，或采取其他其實(shí)有效的防重疊措施。8.警示裝置汽車出入停車設(shè)備時(shí)應(yīng)有必要的警示信息。 3.3 照明(1)為了保證停車庫正常運(yùn)行，停車出入口及停車庫內(nèi)應(yīng)設(shè)置良好的照明設(shè)備，照明燈的光線不應(yīng)該射向行駛車輛內(nèi)的駕駛員眼睛，以免駕駛員發(fā)生眩目，甚至造成故障。(2)停車庫內(nèi)應(yīng)該設(shè)置供設(shè)備保養(yǎng)和維修用的局部照明安全插座。(3)停車庫內(nèi)應(yīng)該設(shè)置故障照明和栓知識標(biāo)志。蓄電池的備用電源和連續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)小于20min. 3.4 通風(fēng)(1)以自然通風(fēng)能夠?yàn)橹魇峭＼噹焱L(fēng)設(shè)置的主導(dǎo)思想。(2)為了防止有害、可燃?xì)怏w的聚集，可在有人員出入和停車庫內(nèi)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。喚起次數(shù)不應(yīng)該小于每小時(shí)1次。風(fēng)管應(yīng)該采用不燃燒材料制成。(3)封閉的汽車應(yīng)設(shè)置機(jī)械排演系統(tǒng)。排煙用風(fēng)機(jī)可與通風(fēng)用風(fēng)機(jī)共用。排煙機(jī)應(yīng)該保證280時(shí)能連續(xù)工作30min，換氣次數(shù)不應(yīng)該小于每小時(shí)6次。3.5 排水 停車庫應(yīng)采取措施具備充分的排水能力，防止庫內(nèi)低空和道路積水。特別是機(jī)械設(shè)備和電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備，要防止遭誰侵襲，故采取措施，防止進(jìn)水和積水。3.6 消防(1)為了防止和減少火災(zāi)危險(xiǎn)，停車庫的放火設(shè)計(jì)需要專業(yè)設(shè)計(jì)。(2)停車庫的消防設(shè)施一般設(shè)置自動(dòng)噴火滅火系統(tǒng)或二氧化碳滅火系統(tǒng)。(3)停車庫應(yīng)該設(shè)置消防給水系統(tǒng)。消防給水可由市政給水管道、消防水吃或天然水源供給。并應(yīng)設(shè)有可靠的取水設(shè)施和通向天然水源的道路，并應(yīng)在枯水期最地水位時(shí)，確保消防水量。(4)停車庫應(yīng)該設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警且與氣體滅火系統(tǒng)、排煙等設(shè)施連動(dòng)設(shè)置。第4章 經(jīng)濟(jì)可行性分析4.1 市場需求隨著中國國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快捷發(fā)展，人們對居住環(huán)境和生活質(zhì)量的要求也日益強(qiáng)烈起來，特別明顯地表現(xiàn)在我國近幾年來房地產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和老百姓私家車的急劇增多這兩個(gè)方面。這對我國目前有限的土地資源和開發(fā)現(xiàn)狀來說，私家車數(shù)量的急劇增加與車（位）庫設(shè)置嚴(yán)重滯后的矛盾，是一個(gè)短期之內(nèi)難以解決的問題。因此，擺在開發(fā)商面前的一個(gè)新課題便展現(xiàn)了出來，即既要在有限的土地上設(shè)計(jì)開發(fā)最具經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值的商品房，提高容積率，又要達(dá)到國家和老百姓對商品房綠化面積及綠化率的要求，這個(gè)矛盾對于房地產(chǎn)開發(fā)商而言是一個(gè)棘手的難題。汽車擁有數(shù)量的迅速擴(kuò)大導(dǎo)致小區(qū)停車位的需求量也必有相應(yīng)大幅增長，而許多小區(qū)在規(guī)劃階段對停車位的需求量明顯估計(jì)不足，建好的車位不能滿足業(yè)主的實(shí)際需要，成為車位糾紛頻發(fā)的最重要原因。地下升降式自動(dòng)化立體車庫，是充分利用小區(qū)綠化帶地下空間設(shè)置的新型車庫，其型號為單層2個(gè)車位。車庫下降后可完全居于地面之下，車庫表面能與周邊完全融為一體。并且每個(gè)車庫均屬獨(dú)立空間，升降自如，停（?。┸嚇O為方便，快捷，是充分利用地下空間改造或興建的安全、新型、便捷式車庫。該車庫設(shè)計(jì)新穎、獨(dú)特、巧妙，實(shí)用性強(qiáng)，可以大大緩解小區(qū)車庫（位）嚴(yán)重不足的矛盾。所以說此種立體車庫有著長遠(yuǎn)的社會效益和良好的經(jīng)濟(jì)效益。4.2 初步可行性研究4.2.1投資機(jī)會調(diào)查統(tǒng)計(jì)通過查閱和統(tǒng)計(jì)資料，立體車庫與傳統(tǒng)的地面停車場相比所具有的優(yōu)勢： 1是節(jié)省占地面積附錄1 外文譯文數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢及對策機(jī)械論文裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動(dòng)態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。 1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面14。11高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心則從35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01m)。在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。1.2五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展采用5軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。在EMO2001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。1.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的NGC(未來的工作站/ 機(jī)器控制)、歐共體的OSACA、日本的OSEC，中國的ONC等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)規(guī)范如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。1.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEPNC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75）、加工程序編制時(shí)間（約35）和加工時(shí)間（約50）。目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.12001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。 2對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10。縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。1.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。2.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。3.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識到，我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢。從國際上來看，對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。 1.技術(shù)水平上，與國外先進(jìn)水平大約落后1015年，在高精尖技術(shù)方面則更大。 2.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。 3.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。 1.認(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點(diǎn)認(rèn)識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足；對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。 2.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候少；沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。 3.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施，往往規(guī)劃理想，實(shí)施困難。 4.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。3對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考3.1戰(zhàn)略考慮我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。3.2發(fā)展策略從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價(jià)格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國家之急需。在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮J.世界制造技術(shù)與裝備市場，2001(3)：18-20.2梁訓(xùn)王宣,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向J.世界制造技術(shù)與裝備市場，2001(3)：21-28.3中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會數(shù)控系統(tǒng)分會.CIMT2001巡禮J.世界制造技術(shù)與裝備市場，2001(5)：13-17.4楊學(xué)桐，李冬茹，何文立，等?距世紀(jì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究M.北京：國家機(jī)械工業(yè)局，2000附錄2 外文原文Numerical control technology and equipment trend of development and countermeasure For mechanical paperThe equipment industry technical level and the modernized degree were deciding the entire national economy level and the modernized degree, the numerical control technology and the equipment are the development emerging high technology and new technology industry and the state-of-art industry (for example defense industry industries and so on information technology and industry, biological technology and industry, aviation, astronautics) enables the technology and the most basic equipment. Marx had said “each kind of economical time difference, does not lie in produces any, but how lies in produces, with any means of labor production”. The technique of manufacture and the equipment is the humanity produces active the most basic producer goods, but the numerical control technology also is advanced now the technique of manufacture and the equipment most core technology. Now the various countries manufacturing industry widely uses the numerical control technology, sharpens the manufacturing capacity and the level, enhances to the dynamic changeable market adaptiveness and competitive ability. In addition in the world various industries developed country also lists as the national strategic resources the numerical control technology and the numerical control equipment, not only takes the significant measure to develop own numerical control technology and the industry, moreover implements the blockade and the limit policy in “precise and advanced” the numerical control key technologies and the equipment aspect to our country. In brief, develops vigorously take the numerical control technology has become the world each developed country acceleration economy development as the core advanced technique of manufacture, enhances the comprehensive national strength and the national status important way.The numerical control technology is carries on the control with the numerical information to the mechanical movement and the work process the technology, the numerical control equipment is take the numerical control technology as representatives new technology the integration of machinery product which forms to the traditional manufacture industry and the emerging manufacturing industry seepage, namely so-called digitized equipment, its technical scope cover very many domains: (1) machine manufacture technology; (2) information processing, processing, transmission technology; (3) automatic control technology; (4) servo actuates the technology; (5) sensor technology; (6) software technology and so on. 1 numerical control technology trend of developmentNot only the numerical control technology application has brought the revolutionary change for the traditional manufacturing industry, causes the manufacturing industry to become the industrialization the symbol, moreover along with numerical control technology unceasing development and application domain expansion, he to national economy and the peoples livelihood some important professions (IT, automobile, light industry, medical service and so on) development more and more vital role, because these professions must equip the digitization already was the modern development major tendency. The numerical control technology and the equipment development tendency looked from the present world that, its main research hot spot has following several aspect 14. 1.1 high speed, high precision work technology and equipment new tendencyThe efficiency, the quality are the advanced technique of manufacture main bodies. High speed, the high precision work technology may enhance the efficiency enormously, enhances the product the quality and the scale, reduces the production cycle and sharpens the market competition ability. Lists as one of 5 great modern techniques of manufacture for this Japan Tip Technology Research board it, the international production project learns (CIRP) its determination is one of 21st century central research directions.In the passenger vehicle industry domain, yearly produces 300,000 production metres was 40/s，moreover the multi-variety processing is one of key questions which the passenger vehicle equipment must solve; In the aviation and the astronavigation industry domain, its processing spare part many for the thin wall and the thin muscle, the rigidity is very bad, material for aluminum or aluminum alloy, only then in the high cutting speed and the cutting force very small situation, can to these muscles, the wall carry on the processing. Recently uses the large-scale overall aluminum alloy semifinished materials “pull out spatially” the method to make the wing, the fuselage and so on the large-scale components substitutes many components through the multitudinous rivets, the bolt and other joint way assembling, causes the component the intensity, the rigidity and the reliability obtains the enhancement. These all to processed the equipment to propose high speed, Gao Jing and the high flexible request.Unfolds from EMO2001 meets the situation to look that, processes the center feed rate to be possible high speed to reach 80m/min, even higher, the aerial transport stroke speed may reach 100m/About min. At present in the world many automotive factories, including our countrys Shanghai General Motors, already used by the high speed processing center composition production line part substitution aggregate machine-tool. American CINCINNATI Corporations HyperMach engine bed feed rate reaches 60m/most greatlymin, fast is 100m/min, the acceleration reaches 2g, the main axle rotational speed has reached 60 000r/min. Processes a thin wall airplane part, only uses 30min, but the same components need 3h in the common high speed milling machine processing, needs 8h in the plain milling machine processing; The German DMG Corporations double main axle lathe main axle speed and the acceleration respectively reach 12*! 000r/mm和1g。 In the processing precision aspect, in the recent 10 years, the ordinary level numerical control engine bed processing precision from 10m enhanced 5m, the fine level of secrecy processing center from 35 m, enhances to 11.5 m, and the ultra precise processing precision started to enter a nanometer level (0.01m).In the reliable aspect, the overseas numerical control installment value has reached above 6 000h, the servosystem value achieved above 30000h, displays the extremely high reliability. In order to realize, the high precision work high speed, with it necessary function part like electricity main axle, the straight line electrical machinery obtained the fast development, the application domain further expanded. 1.2 5 axis linkage processing and compound processing engine bed fast development Uses 5 axis linkages to the three dimensional curved surface components processing, the available cutting tool best geometry shape carries on the cutting, not only the smooth finish is high, moreover the efficiency also large scale enhances. Believed generally that, 1 5 axis linkage engine bed efficiency may be equal to 2 3 axis linkage engine bed, specially uses when the cubic boron nitride and so on the ultra hard material milling cutter carries on the high speed milling hardened steel components, 5 axis linkage processing may compared to 3 axis linkage processing display a higher benefit. Because but past 5 axis linkage numerical control system, main engine structure complex and so on reasons, its price must outdo the several fold compared to 3 axis linkage numerical control engine bed, added the programming technology difficulty to be big, has restricted 5 axis linkage engine bed development.Current as a result of electricity main axle appearance, causes to realize 5 axis linkage processing compound host axle neck structure is greatly the simplification, its manufacture difficulty and the cost reduce large scale, numerical control system price disparity reduction. Therefore promoted the compound host axle neck type 5 axis linkage engine bed and the compound processing engine bed (including 5 processing engine beds) development.Unfolds at the meeting in EMO2001, the new Japanese labor machine 5 processing engine beds use the compound host axle neck, may realize 4 vertical plane processings and the random angle processing, causes 5 processings and 5 axis processings may realize on the identical Taiwan engine bed, but also may realize the inclined plane and the back taper hole processing. German DMG Corporation displays the DMUVoution series processing center, may clamp the next 5 processings and 5 axis linkage processing in an attire, may by the CNC systems or CAD/CAM which are controled deract or inderact.1.3 intellectualizations, open style, the network becomes the contemporary numerical control system development the main tendencyThe 21st century numerical control equipments will be has certain intellectualized system, the intellectualized content including in numerical control system each aspect: In order to pursue the processing efficiency and the processing quality aspect intellectualization, like processing process adaptive control, craft parameter automatic production; In order to enhance the actuation performance and the use connection convenient intellectualization, like feed-forward control, electrical machinery parameter auto-adapted operation, automatic diagnosis load automatic designation model, self regulating grade; Simplification programming, simplification operation aspect intellectualization, like intellectualized automatic programming, intellectualized man-machine contact surface and so on; Also has the intelligence to diagnose, the intelligent monitoring aspect content, the convenience system diagnosis and the service and so on.In order to solve the traditional numerical control system closeness and the numerical control application software industrial production production existence question. At present many countries conduct the research to the open style numerical control system, like US NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、European Economic Community OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、Japanese OSEC(Open System Environment for Controller)，Chinese ONC(Open Numerical Control System) and so on。The numerical control system will open already becomes the numerical control system road of the future. The so-called open style numerical control system is the numerical control system development may in the unified movement platform, face the engine bed factory and the end-user, through the change, the increase or the tailor structure object (numerical control function), forms the seriation, and may conveniently integrates users special application and the technical knack in the control system, the fast realization different variety, the different scale open style numerical control system, forms has the bright individuality famous brand goods. At present the open style numerical control system architecture standard, the correspondence standard, the disposition standard, the movement platform, the numerical control system function storehouse as well as the numerical control system function software development kit and so on is the current research core.The network numerical control equipment is a near two year international famous engine bed exposition new luminescent spot. The numerical control equipment network enormously will satisfy the production line, the manufacture system, the manufacture enterprise to the information integration demand, also will be realizes new manufacture pattern like agile manufacture, hypothesized enterprise, the global manufacture foundation unit. The domestic and foreign some famous numerical control engine bed and the numerical control system manufacture company all has promoted the related new concept and the prototype in the nearly two years. 1.4 takes the new technical standard, the standard establishment1.4.1 about numerical control system design development standardAs mentioned above, the open style numerical control system has a better versatility, the flexibility, the compatibility, the extension, countries and so on US, European Economic Community and Japan implements the strategy development plan in abundance, and carries on the open style architecture numerical control system specification (OMAC, OSACA, OSEC) the research and the formulation, the world 3 biggest economies have carried on the nearly same science plan and the standard formulation in the short-term, has indicated a numerical control technology new transformation time oncoming. Our country also started in 2000 to conduct Chinas ONC numerical control system standard frame research and the formulation. 1.4.2 about numerical control standard The numerical control standard is the manufacturing industry informationization development one tendency. The numerical control technology is born after 50 year exchanges of information all is based on the ISO6983 standard, how namely uses the G, M code to describe the (how) processing, its substantive characteristics faces the processing process, obviously, he has more and more not been able to satisfy modern numerical control technology high speed the need to develop. Therefore, on i