第

25

卷 　第

3

期

2010

年

9

月

　　　　　　　

北 京 信 息 科 技 大 学 学 报

Journal of Beijing Info rm ation Science and Techno logy U niversity

　　　　　　　

Vol. 25 No. 3

Sep. 2010

文 章 编 号 : 1674 - 6864 (2010) 03 - 0001 - 08

数控机床数字化设计体系结构研究与应用

杨庆东

,

张瑞乾

,

刘国庆

,

钟建琳

(

北京信息科技大学 　机电工程学院

,

北京

100192)

摘 　　　要 : 针对现代化数控机床要求创新性强 、

开发周期短的特点 ,分析了适应机床新产

品需求的数字化设计要求 。开发了系统化的数控机床数字化设计系统 ,系统包括新产品开发创新
设计模块 、

验证设计质量的虚拟设计模块 、

人机工程设计模块 、

提高可靠性的质量寿命设计模块以

及系统化集成的设计数据管理模块等部分 。数字化设计系统应用于加工中心 、

铣头功能部件等数

控机床新产品开发 ,获得了很好设计的效果 。

关 　键 　词 : 数控机床 ;数字化设计 ;创新设计 ;虚拟设计 ;产品数据管理
中图分类号 : TH 165. 3; TP 18　　　文献标志码 : A

Arch itectura l study and applica tion of

NC mach ine tools d ig itiza tion design

YAN G Q ing

2dong, ZHANG Rui2qian,L IU Guo2qing, ZHONG Jian2lin

( School of Electromechanical Engineering, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100192, China)

Abstra ct:

In view of the great o riginality and short developm ent lycle of NC m achine tools, a digi

2

talized design system adap ting to the new p rodult dem and is analyzed. A digitalized design system of sys

2

tem atic NC m achine too ls is developed, including innovative desigh modu le of new p roduct developm ent,

virtual design module fo r confirm ation of desigh quality, the m an

2machine engineering design module, de2

sign module to enhance reliable quality life exp ectancy, and data m anagem ent module of system atic inte

2

gration parts. The digitlized design system is app lied in new p roduct developm en t of m achining center,

m illing head functional unit, and has p roduced positive effect.

Key words: NC m achine too ls; digitalied design; innovation design; virtual design; p roducts design

data m anagem en t

0

引言

加速产品的更新换代和不断地开发新产品是企

业竞争中获胜的重要手段 。目前数控机床设计周期
和产品交货期越来越短 ,一台定制的大型数控机床
从过去的 18个月减少到 12个月甚至更短 。设计方
案决定了未来产品 80%的成本 。机床的加工精度 、
性能 、

寿命等很大程度上取决于设计质量 。

由于产品周期缩短 ,多品种 、

小批量的数控机床

新产品设计任务繁重 ,设计人员的工作效率益发重
要 。机床数字化设计在企业新产品开发 、

产品系列

化生产 、

产品数据管理 、

产品质量控制等方面表现出

巨大的优势 。

数字化设计的系统化 、

人性化是当前数控机床

设计的热点

[ 1 - 3 ]

。系统化的数字化设计体系 ,包括

产品的建模 、

功能和性能仿真分析 、

可靠性设计 、

人

机工程设计 、

并行设计和数据管理系统等

[ 4 - 7 ]

。

数控机床数字化设计在应用中已经取得巨大效

益 ,例如浙江日发集团实施 C IMS工程 ,引进三维

CAD 系统和 PDM 系统 ,大大提高了设计效率 。

1

现代数控机床设计特点和问题

1. 1

现代数控机床的特点

数控机床经过 30多年的发展 ,自动化程度 、

精

度 、

性能等越来越好 ,个性化 、

多品种 、

高效率要求越

来越高 。市场的国际化使得产品竞争越来越激烈 。

收稿日期

: 2010

2

08

2

01

基金项目

:

北京市属市管高等学校人才强教计划项目

( PXM2010_014224_095241)

作者简介

:

杨庆东

( 1956

—

) ,

男

,

河南林州人

,

博士

,

教授

,

主要从事制造装备研究 。