[科普中国]-机床配置

机床配置指的是数控机床的各种硬件和软件条件。

可重构机床模块配置设计方案可重构机床配置的出发点是满足工序族的需求变化，即根据加工工艺路线的变化，合理配置机床模块，实现功能域到结构域的映射。机床模块配置包括模块的物理配置和逻辑配置：模块的物理配置是指通过模块重组或组合实现对设备的添加、减少或者替换，完成机械系统部件的重构来满足工序族的动态变化需求；模块的逻辑配置是指动态地完成软件、控制器的重组以配合机床物理模块配置，实现对机床变化的机械部件的控制。通过机床模块重组配置可以改变机床的功能和生产能力，灵活、快速地完成新的加工任务。

可重构机床配置设计遵循模块化设计的思想，运用已有的设计方案和相关知识，快速重构新机床。首先，以待加工工件为目标，分析工件表面所需待加工的特征，按工序加工特征的相似性分组，并对同组零件进行组合聚类，利用旋量理论将工序族的加工信息转化为机床所需执行的一系列运动，从而确定可重构机床完成这一系列运动所必备的一系列基本功能。然后映射为机床模块库（包括机械模块和控制模块）中的一系列机床模块，设计可重构机床的功能结构和定义机床模块的可连结性，从功能结构树的工件结点开始沿顺时针方向连结各结点上的机械模块，生成一系列满足工序需求的功能模块（即机床模块或模块组合），并由功能到结构的映射完成可重构机床配置及重构配置，对具有特殊要求的机床模块进行补充设计。1

机床配置评价指标机床的重构评价指标的选取要尽可能全面地反映可重构机床的特征。可重构机床的评价指标大致可以分为成本、质量、时间、可靠性、模块接口复杂度等几类。评价指标的选择遵循了以下原则：

1）全面性。指标应较全面地反映可重构机床的主要特征。

2）可操作性。评判指标应易于评估和计算。

3）透明性。评判指标应具有明确的含义，不出现表达具有歧义的指标。

4）非重复性。同一特征不应用多个指标来度量，不出现指标重叠，力求相互独立。

5）可比性。指标的确定应便于对不同的机床配置方案作比较。

要点分析1）重构效率。重构效率决定机床能否快速投入生产，获得经济效益。若重构效率低下，则会使机床丧失重构的意义。提高重构效率、减少斜升时间，能够大大促进可重构机床的推广应用。

2）机床加工工艺范围。可重构机床可以依据用户的定制而柔性变化加工功能。加工工艺范围取决于模块组合的数量和复杂程度，不同运动形式的组合配置可以使机床加工不同的零件。随着模块数量的增多，机床结构愈加复杂，成本也随之增加。合理的配置模块以获得满足需求的机床加工工艺范围，是评价机床重构方案的重要因素。

3）机床精度稳定性。机床加工精度确保加工零件的精度能够达到要求。机床的精度稳定性受可重构机床模块配置设计方案的影响，尽可能以较少的模块组合配置来实现机床的重构，能够保证机床的加工精度。2

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所