小型數(shù)控車(chē)床的可重組強(qiáng)調(diào)在機(jī)床設(shè)計(jì)的開(kāi)始階段就考慮如何使機(jī)床能夠根據(jù)今后一定的外部環(huán)境變化進(jìn)行相應(yīng)的重組。一般來(lái)說(shuō)衡量一臺(tái)
小型數(shù)控車(chē)床是否具有可重組性有3個(gè)準(zhǔn)則:（1）機(jī)床結(jié)構(gòu)是否采用模塊化設(shè)計(jì)：（2）機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)有無(wú)開(kāi)放性：（3）機(jī)床是否易于與其他設(shè)備如物流系統(tǒng)集成，及由此形成的生產(chǎn)線能否重構(gòu)。1機(jī)床結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)
所謂模塊化設(shè)計(jì)就是在小型數(shù)控車(chē)床產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合來(lái)構(gòu)成不同的產(chǎn)品。模塊化設(shè)計(jì)使產(chǎn)品設(shè)計(jì)建立在模塊的基礎(chǔ)上，因此縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造周期。其次在模塊化后可以按模塊組織生產(chǎn)，這樣使大部分零部件由單件小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榇笈可a(chǎn)，便于采用的工藝設(shè)備，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，而且模塊的即插即用性有利于產(chǎn)品的升級(jí)換代和維修。
龍門(mén)式銑床結(jié)構(gòu)示意圖表1機(jī)床主要300mm性能縱向行程縱向行程垂向行程橫向行程123mmX進(jìn)給速度19050mm/min進(jìn)給速度384mmY進(jìn)給速度19050mm/minZ進(jìn)給速度19050mm/min轉(zhuǎn)速10000r/min主電動(dòng)機(jī)功率900kW
模塊化的形成根據(jù)小型數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，按照功能分析的方法，可將機(jī)床分成以下功能模塊（圖1）。其中十字滑臺(tái)模塊由兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)單元構(gòu)成。直線運(yùn)動(dòng)單元與直線滑臺(tái)模塊的組成零件大部分*相同，可將其統(tǒng)稱(chēng)為直線運(yùn)動(dòng)模塊。該模塊是機(jī)電結(jié)合的集成化運(yùn)動(dòng)模塊，集驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、反饋、限位于一體，其組成如圖2所示。立柱模塊由系列化的外框型材構(gòu)成。主軸頭可根據(jù)加工工藝要求配置不同裝置，如銑刀、鉆頭、激光掃描頭等。回轉(zhuǎn)臺(tái)可選不同品種系列，基座為鉆有標(biāo)準(zhǔn)化通孔的鋼板。為實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，各模塊具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口，以便于機(jī)床的進(jìn)一步擴(kuò)展、改型以及集成。結(jié)構(gòu)可行性方案及可重組性分析在上述模塊的基礎(chǔ)上可以得到多種可行方案。
每一種可行方案又可根據(jù)被加工對(duì)象的大小、復(fù)雜程度和加工工藝的變化進(jìn)行再次重組。被加工件尺寸大小變化可以通過(guò)改變部分直線運(yùn)動(dòng)模塊和立柱模塊中型材截面尺寸、截面類(lèi)型以及型材長(zhǎng)短和型材間距來(lái)滿足要求。被加工件幾何復(fù)雜度變化可考慮增減運(yùn)動(dòng)單元。例如若被加工件幾何復(fù)雜度提高，可以在原有數(shù)控機(jī)床上增加數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)滿足要求。而這只須更改數(shù)控系統(tǒng)的軸配置模塊即可實(shí)現(xiàn)，無(wú)須更改控制系統(tǒng)硬件。被加工件加工工藝變化可改變加工刀具和加工裝置。例如可選擇銑刀、鉆頭、雕刻刀頭和激光仿形掃描頭等。設(shè)計(jì)實(shí)例我單位實(shí)驗(yàn)車(chē)間擁有一條BOSCH公司生產(chǎn)的自動(dòng)化物流運(yùn)輸線。為與該運(yùn)輸線連接，設(shè)計(jì)機(jī)床的同時(shí)還需設(shè)計(jì)物料搬運(yùn)機(jī)械手。此外由于實(shí)驗(yàn)室面積有限，故要求所設(shè)計(jì)的機(jī)床和機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)緊湊以縮小占地面積。鑒于此我們選用了龍門(mén)式結(jié)構(gòu)，并對(duì)機(jī)床本體部分和機(jī)械手部分采用了一體化設(shè)計(jì)方法（圖4），希望能提高系統(tǒng)的整體性能。框架部分選用德國(guó)BOSCH公司生產(chǎn)的型材。該公司生產(chǎn)的型材及其附屬連接傳動(dòng)件具有高度系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，再加上其與用戶友好的標(biāo)準(zhǔn)化接口，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和裝配時(shí)間減至zui少，而且所有組件及零部件均可用于重構(gòu)設(shè)計(jì)，有利于提高機(jī)床的可重組性。機(jī)床該龍門(mén)式銑床分為底座、立柱和橫梁刀架三部分。底座部分的基座是由自行設(shè)計(jì)的一塊整體鋼板，通過(guò)螺栓與四個(gè)支腳相連接而形成的臺(tái)式基座。
