2、煤矿机械数控机床的设计
应综合考虑系统应用的场合，所需控制的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后，再选择使用合适的CPU。8088，8086，80386，8098，80286，8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU，例如8080，8031，Z80等。应用于普通数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价，而且实用性和普及都是很强的，此外，对于它们的制造和维修也都是很方便的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气控制系统的目的就是为了满足被控对象工艺，有效的促进产品的质量和生产效率的进一步提升。在设计PLC控制系统的过程中，要按照下列原则进行。一、坚持完整性原则，也就是说，要确保可以满足工业生产过程和机械设备的需要。二、经济性原则，就是产品一经设计出可以做到简单实用。三、可靠性原则，就是PLC控制系统在设计完成后可以稳定可靠的运行。四、发展性原则，就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给未来的发展留出一定的空间。通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响，在设计中还要考虑其经济性，利用原来的电动机拖动机床的传动，达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中，考虑到变换了切削转矩以及机床电压，会使得电机转速也发生变化，使得生产精度提高，其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统，用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会根据指令进行相应设定的工作，之后会进行机械的加工处理，从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定，同时，开环控制是对驱动系统进行改造的过程中不可缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发现，现代机床具有更高的稳定性，而且自身发生故障的可能性越来越低，工作中出现的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成，维修人员要从内到外仔细的检查，最大限度的排除因为随意的卸载造成的机床性能降低。此外，对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消除的作用，这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中，对数据库的整理也是很有必要的，它是远程数据库的基础，网络数据库是将数据和资源实现共享的核心技术，然后经过本地计算机的处理完成数据的存贮和查询。
3、煤矿数控机床伺服系统设计
数控机床的伺服系统有三种，即开环，半闭环和闭环三种。其中闭环的控制方案的优点很多也很突出，闭环的系统的机床精度很高，在补偿机械运动中的误差小，能减小甚至消除干扰与间隙等因素对精度的影响。但是闭环系统的机构较其他系统复杂，使用技术难度较大，对该系统的调试和维修困难，再有就是生产的造价高，在实际的生产过程中使用闭环的控制系统没有太大的必要性。ActiveX的其实就是一个开放的平台。其工作内容就是给程序的开发人员和用户，还有Web生产厂商提供在互联网创建程序集成过程中的方向。ActiveX服务器控件能把所有的能执行的代码还有程序融入到该服务器系统之中，并嵌入到Web中，让用户能通过网络就能得到想要的程序，不需要远程的客户端就能进行远程的执行。
2按照检修的流程分析故障
在明确了故障产生的原因以后，就可以参考故障修理的流程图（见图1）进行分析和操作，下面的修理流程图能够为排除故障提供帮助和参考。在参考流程图进行修理时也要及时做好故障的检修记录。机床在购买回来以后，都有相应的维修指南，在维修指南上还配有电路图，这些参考指南能够为维修提供有效的帮助。在维修的手册上都标注了警报标识和警报术语。但是机床系统的报警设备一般都比较完备，因此修理人员可以在发生一次警报提示以后，根据警报信息进行修理。
3机床线路以及元件安装及设计
按照机床元件的控制和安装的要求和标准，对元件合理布局，并要保证布局的美观和完整，保证机床操作起来更加方便[2]。一般，机床线路的安装必须应用柔软的电线安装，并且在安装时要严格按照电工工艺操作，设备套线、电源按钮以及指示灯可以通过各个电力的接触点引出。机床设备上的其他接触点如果不能直接进行测量，则可以将其引到接线端子上检测。这样设计可以将机床上的每一个接触点都能够直接进行检测，省去了拆除元件的时间，并减少了电能的损耗。可以在安装底板上安装80个单向底盒，并将所有机床上的故障点连接到这些底盒里，在连接完成以后，做好记录。排查故障应用的导线可以应用夹子将导线的两端夹紧，不需使用螺丝刀处理导线，这样在检查故障时能够更加精准，并能有效节约能源。可以在测量时应用万用测量表进行检测，这样可以确保机床上的每一个接触点都能够被测量到。万用测量表可以测量设备上所有端点，并能使鳄鱼导线加紧的两个端点在排查故障时更加的便利。
2数控机床组成及其优化设计方案
为了提升工程的效益，进行数控机床体系的健全是必要的，这需要针对数控机床应用过程中的各种问题进行分析，比如进行数控机床构成、程序编制等的分析，进行程序载体等的分析，保证数控机床自动加工零件的良好应用。这离不开良好的加工零件的工艺分析，保证零件坐标的基础坐标体系的相对位置优化。通过对机床及其零件的安装位置的协调，更有利于提升刀具及零件的效益，保证其满足尺寸参数的应用需要。这就需要实现机床安装位置及零件的协调，保证刀具及零件的良好协调性，满足尺寸参数的应用需要，这离不开零件加工工艺体系的健全，实现其加工顺序的协调性，实现切削加工工艺参数的健全，保证辅助装置的良好工作。在数控机床的应用过程中，为提升工作效益，进行数控代码体系的健全是必要的，这涉及到电脉冲信号模式的应用，将其进行数控装置的有效应用，做好数控装置及强电控制装置的协调工作，这是数控机床良好工作的核心，从而进行输出位置的脉冲信号的回馈。当然，这也需要进行数控装置系统软件的应用，做好逻辑电路的编译工作。进行相关机床部分的控制，需要做好规定运算及其相关的逻辑处理，进行有关信号及其动作的协调。这离不开驱动系统及位置检测装置环节的应用，保证伺服驱动系统体系的健全，实现驱动装置的良好设置，从而满足数控机床的进给系统分析。在这个环节中，机床的机械部分也扮演着重要的地位，数控机床的应用部分是非常多的，比如主运动部件、进给运动执行部件，比较常见的应用方式是工作台、拖板及传动部件，这些都是实现支撑性工作的关键，为了提升工作效益，进行相关工作步骤的冷却是必要的，需要保证辅助装置的协调。在数控系统的优化方案中，做好硬件部分的控制是必要的。数控铣床系统需要进行铣床专用数控器的应用，满足半闭环数数控系统的工作要求，在基本结构优化过程中，进行机床本体、铣床专用数据器等的协调是必要的。在其系统硬件的应用过程中，需要做好铣床专用数控器的应用，做好信号板的控制工作，进行交流伺服驱动器如交流伺服电机的应用，从而实现无刷直流电机及无刷直流电机驱动器的应用，以满足实际工作的要求，其中也涉及到很多的工作步骤要求。
在数控系统操作过程中，做好软件设计的工作是必要的，从而落实好铣床专用数控器的应用方案，保证数控铣床的系统效益的提升，这里我们也要进行铣床专用数控器参数的设置，针对其应用程序，做好编辑输入工作，满足程序设计的诸多要求，按照其具体指令完成规定工作。在参数设置过程中，需要应用到相关的参数设置方法，保证参数修改模式的更新应用，做好参数修改效益的应用工作。需要进行分辨率情况的分析，认真的做好分析，更有利于进行机械轴向转动装置的应用，实现伺服电机回授脉波数的正常应用。这离不开工作台的良好设计，保证不同工厂的设置优化，保证伺服马达的良好安装，从而满足工作台的工作需要，实现参数的良好设定，进行工作台方向的修正。进行数控铣床的实际情况的不同轴电机旋转方向的控制，满足当下马达旋转方向的设定要求。在这个阶段中，需要实现不同轴的最高进给速度的控制，针对数控铣床的应用趋势，保证不同轴的行距的控制，进行过高速度的控制，从而有效应对其冲击情况，保证电机工作的良好开展。这些工作的协调，离不开各轴的最高进给速度的控制，满足不同轴向的进给速度控制需要。在这些工作的优化过程中，进行程序的选择是必要的，这里可以进行H4C-M铣床专用数控器的应用，在这些程序工作过程中，可以进行相关程序编辑及执行工作。在其程序选择过程中，可以进行编辑及程序选择，进入程序选择模式，通过对输入键及选取键的选择，以满足当下工作的开展。在实际操作中，进行程序的画面选择也是必要的，从而满足旧程序的应用需要，在旧程序的修改及应用中，需要针对不同情况，进行工作方式的协调，进行指令的增加或者修改，保证程序语句区的良好操作，保证其所增加指令的单节的移动。在数据输入区进行相关指令字数的添加或修改。在程序语句区，需要将光标移动到所删除指令中，在数据输入区，需要进行相关指令所需字母的输入。在程序语句区，可以进行单节的插入，将其光标进行所需单节程序的插入。在数据输入区，可以进行插入单节的第一个指令的字母或者是数字，再进行输入键的按下。从而保证单节的删除。在程序语句区，需要将光标移动到需要删除的单节处，再进行删除键的按下。在数控系统的应用过程中，进行机械部分的分析是必要的，从而进行机床本身误差及其所需要加工零件精度的分析，更好地落实好机床的误差补偿控制。在数控铣床的工作应用中，进行数控技术、电子技术等的协调是必要的，这需要满足机床设计的诸多理论，保证数控机床的加工工作，从而满足机械设计制造的工作要求。为了实际工作的要求，需要协调好机械设计及自动化应用方向。
二、现代机床造型设计与技术设计的关系
机床设计、美术设计与机床造型设计三者性质和着重点不同，但有着密切的关系。机床设计着重机床的性能，合理布置各部件位置，以满足用户对机床的性能要求为首要目的。美术设计着重于艺术性美感的体现，重要通过外形结构、色彩和材料等来体现。而机床造型设计需要应用艺术表现法则和美术设计技能，来为机床服务，将机床设计的部分与美术设计部分相结合，在保证机床性能的基础上合理的解决产品造型的有关技术问题。现代机床要求在机床结构设计时就要对造型设计有一定的考虑，因此技术设计与造型设计时同步配合进行的创造性工作，贯穿于机床设计制造的全过程。
三、现代机床造型设计的原则
经过对国内外机床造型的研究和分析，总结出一些造型设计的原则如下。
3.1全局设计机床是一个由若干个复杂的系统构成的集合体，为使造型设计的优势最大化，在设计之初就要对机床的机械结构、界面要求、零部件材质及布局、人机构成等设计部分做到全面的了解。并与机床设计阶段提出全局化的设计规划。以保证机床经过造型设计后具有独特品格和特征。
3.2功能第一机床的根本功能是对零部件进行加工，其最主要的性能指标为加工精度。造型设计中重要采用艺术的形式体现机床的科技感并且结合使用环境调节操作者的精神和心理有一定的调节作用，因此不能以造型需求而对机床的性能造成影响。
3.3工业工程工业工程作为精益生产的重要组成部分，关系到产品批量生产时的品质与成本。因此在造型设计时要考虑到工业工程性，应对部件进行工艺性的审查，所涉及的部件应具有易于加工和一致性的特点，同时要提高零部件的通用型和标准化程度。以适合批量生产的要求。
3.4以人为本机床造型设计不仅要对已操作性和思考习惯性还应心理、生理、工效和安全健康方面有所考虑。所使用的材料应具有环保性，机床视窗应采用安全玻璃等不易碎材质制成。
3.5精神功能人在零部件加工中起决定性作用，因此现代机床造型设计还需要特别重视产品对人的精神功能。研究显示人的心理和生理会对色彩产生相应的反应，通过认识和掌握色彩规律，利用机床造型设计中色彩的微妙变化来调节操作者的心理和生理状态有助于提供操作者的效率。
3.6简约原则现代机床造型设计要符合简约的原则，不应使用过多的装饰性部件以免产生不必要的成本。以实用、美观、经济的设计方案，达到增加产品的附加值的目的。
3.7绿色环保造型设计所应选用对环境友好，无毒无害的材料，兼顾节能降耗的要求。使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境的影响最小，资源效率最高。
2机床造型设计中色彩情感化要素分析
机床有很多分类，每种机床都有其不同的造型和功能。色彩设计也需从具体的产品出发考虑“人———机———环境”三者相结合。也就是说，设计机床产品的色彩时，要考虑其使用场所、使用对象及机床本身的因素。
2．1考虑人与机床产品使用的环境因素
机床的使用环境因素主要有:放置环境色彩状况、使用环境卫生状况、照明状况、噪音等等。一般来说，机床是置于厂房中的，白墙搭配浅绿色地板、浅蓝色或浅灰色地板构成了目前厂房内部空间的最基本色彩。可以说这是一个色调偏冷的色彩环境，人在这样的色彩环境中比较容易安静下来。但这样的色彩设计，忽略了环境温度问题。如果厂房环境温度高，那么应该选择冷色调的蓝色或者浅色系，使人在心理上觉得凉爽;相反如果环境温度低，则选择用暖色系，让人使用的时候感觉到温暖。同时，也要考虑厂房内的卫生状况。如果生产过程中，容易造成环境脏，那么应该考虑用耐脏的深色系列;如果环境干净，那么可以选用比较浅的颜色。
环境照明产生的效果也是需要考虑的问题。在厂房作业中会使用到自然光和人工光。使用人工光就要考虑其光线产生的视觉效果会不会影响人的心理。白炽灯偏黄的光线会给人产生温暖的心理效果，而荧光灯的光线因为比较接近自然，给人带来的心理差异较小。不同的色光会对产品产生细微的变化，如白色的物体在白炽灯的光线下会显得偏黄。因此设计机床的色彩时也需考虑到照明环境的协调统一，这样才能更好地发挥色彩的情感化功能。噪音，也是环境因素之一。但这个因素经常被设计者所忽略。当人长期在一个充满噪声的环境，生理方面会导致头晕、耳聋、记忆力减退、神经衰落、易疲劳等等;心理方面会使人产生烦躁、易怒、激动等消极的情绪，从而导致反应迟钝，工作效率低，甚至会造成事故。除了在厂房内采用吸音，隔音等措施降低噪音外，在机床的色彩设计方面可以运用使人安静的蓝色系列色彩，或者可以缓解人的紧张心理的绿色系列色彩。
2．2考虑人与机床产品的因素
机床有很多部分组成，不同的部分承载不同功能，其色彩设计要根据其形态和功能进行设计，以达到形态、功能和情感的统一。可用不同的色调对机床的不同功能进行区分，如底座、立柱等可以采用明度低的深色，而主体色可以选择用明度高的浅色系，使机床在整体视觉上具有稳定感。目前的机床产品大都用深蓝色或者深灰色作为底座的色彩，在情感上使人感到稳定可靠，而且比较耐脏。机床的工作台和操作界面是色彩设计中非常重要的部分，它关系到机床的美观性，也直接影响着操作者的心理。工作台是操作者长时间观看的，操作台的色彩应该选择使人感觉到舒适的颜色，避免视觉疲劳。操作界面的不同功能部分应用不同的颜色加以区分，以便在操作的过程中快速识别，避免操作错误。一些特别的区域或按键必须按照统一的安全规则来进行色彩设计，如红色表示危险，禁止;绿色表示安全;黄色表示警示，注意安全，不能随意更改。总的来说，操作界面的色彩设计应该在区分不同功能部分的同时，兼顾色彩统一，是操作者在视觉上不觉得混乱，保持心情愉快，提高工作效率。
2．3考虑操作者对色彩的喜好因素
以使用对象为中心进行色彩设计。就使用对象人来说，由于其民族、生活的地域、职业、性别、所受的教育程度等因素的不同，对色彩的喜好也是不一样的。即使同一个人在不同时期所喜欢的颜色也不一样。但对于大型机械———机床来说，它并不能够随便改变颜色以随时应付不同的操作者的喜好状况和心理状况。建立共性美，是首先要面对的问题。因此进行色彩设计时，设计师必须对该机床所销售地区的操作者的整体情况进行调查了解，分析使用人群对色彩的心理反应，才能把握好色彩的情感设计。
二、数控机床外观造型设计
在数控机床外观造型设计过程中，坚持下列基本原则：
（1）数控机床的色彩设计要满足以下特点：第一，色彩的表达要与机床的相应功能相统一，在不同功能部位设计不同的色彩进行区分。第二，根据人机协调的原则，采用偏中性的色彩设计，降低工人的疲劳感。第三，色彩的设计要与相应的工作环境协调，不同的环境采用不同的色彩，比如在寒冷的环境用暖色调，高温环境用冷色调。第四，美学原则，在外观色彩设计时要搭配适当色彩带给人美得心里感受。第五，符合企业的品牌形象，对同一品牌机床的色彩设计要大体上同一并具有一定的延续性，有利于建立长久的品牌形象认知。
（2）形态设计的原则，数控机床的设计要符合单纯化原则，坚持简洁、大方的形态设计。首先，在加工制造中均衡与稳定的形态更容易让人产生安全感。其次，机床形态设计要在单纯、稳定和均衡的基础上，做到变化与统一相互结合，减少单调、刻板的感觉。
（3）人机工程设计原则。数控机床的人机工程设计就要符合安全性，又要满足易用性。在外观设计时必须重点考虑操作人员的安全，在任何工作环境下都能保证操作人员的安全，要让数控机床在外观上能够直观区分功能区域，观察窗口、操作面板、拉门把手、按键大小等的位置设置要合理科学，符合一般人的操作习惯。
（4）绿色机床原则。在数控机床设计时，既要采用合理科学的结构，以降低加工过程中的能量消耗，又要尽量使用可再生材料，有效使机床轻量化。
三、数控机床外观造型设计的发展趋势
对数控机床行业来说，重视产品的外观造型，不仅仅出于对美的追求，更多的是为了适应市场的变化和需求，维护企业形象，提高品牌价值，更好地提高企业产品的竞争力。
1.符合“以人为本”的设计理念
“以人为本”的设计理念是当今数控机床设计理念的发展趋势，因为机器始终为人辅助，由人来操作，只有在设计中关注“人”的因素，才能符合人类的可持续发展这一需求。
0 引言
数控机床与原理是我院数控技术应用专业开设的一门专业必修课，旨在培养学生掌握数控机床组成、工作原理方面的内容，使其初步认知数控机床各功能部件组成和工作原理，特别是通用型数控车床、数控铣床的组成和工作原理，具备独立操控数控机床的能力，能够编制简单的数控程序并加工出工件。为了贯彻学院提升教学质量的五年计划，从制定课程标准入手，合理运用教材，结合学院实训条件取舍教学内容，设计适合高职学生的教学过程，配合立体分层的实训，确保学有所得。
1 制定理论实践并重的课程标准
《数控机床与原理》属于理论实践一体化课程，必修考试课，学时为60课时，其中理论40课时，实践20学时。
采用项目式教学方法设计课程授课内容，以工作任务模块为中心构建的该课程。以数控机床应用行业需求引领课程项目工作任务，以课程项目工作任务选择课程技能模块，以课程技能模块确定课程知识内容。
课程立足于实际能力的培养，以工作任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。据此，课程标准制定了5个项目和21个工作任务。
2 基于课程标准的教材内容取舍，切合实训条件的措施
该课程采用大连理工大学出版社高职高专机电类课程规划教材《数控机床》，它是比较贴合课程标准的一本高职教材。它“以技能型、应用型人才培养为主，重在实践，理论以够用为度”的原则进行编写，主要介绍数控机床的基本理论知识，通用数控机床的机械结构和控制，数控机床的保养与维修等知识。但教材中的数控机床实例并不与我院实训用数控机床一一对应，导致理论偏离实训实际，造成学生在理论实践学习中有些不知所措，不利于展开教学。为此，基于课标准取舍教材内容，切合实训条件。
下列内容关于我院实训用数控机床的教学内容：CK6141数控车床，占6课时；V600数控铣床，占6课时；VMC600数控加工中心，占4课时。用以上内容置换教材中相关内容。
3 循序渐进地设计教学过程
依据课程标准，参考教材编写顺序制定授课进度表。设计这5个项目的先后顺序是：数控机床功能部件18学时，数控车床10学时，数控铣床8学时，数控加工中心10学时，数控系统14学时。其中的21个工作任务是：（1）认识数控机床（2）数控机床的主运动传动部件（3） 数控机床进给运动传动部件（4）滚珠丝杠螺母副的轴向间隙调整与安装（5）齿轮传动的进给传动系统中齿轮啮合间隙的调整机构（6）数控车床的回转刀架（7）数控回转工作台（8）数控机床支承部件与辅助装置（9）数控加工中心的自动换刀系统（10）数控车床概述（11）CK6141数控车床（12）CK6141数控车床的附件（13）数控铣床概述（14）V600床身型数控铣床[15]V600床身型数控铣床的附件（16）数控加工中心概述（17）立式加工中心VMC600（18）数控系统的组成（19）数控插补原理（20）刀具补偿原理（21）典型数控系统简介。
理论课堂的设计遵循理论联系实训的原则进行。理论课的课堂分解为复习旧内容阶段和讲授新内容阶段两段。复习旧内容阶段：根据工作任务需要设置判断题、填空题、选择题共计10题；讲授新内容阶段：PPT简洁文字描述，图形化展示，配合音视频动画，边讲边练，穿插师生、生生互动讨论。除了随课程进度的作业题外，还布置综合作业题1题：要求用脑图制作软件XMind制作该课程的项目工作任务图。
4 立体交互式分层设计实训内容
课程标准中的20课时用于数控机床实验实训，是该课程理论联系实际的重要表现。我们采用立体交互式分层设计实训内容，共设计6个实验实训，纵向是低、中、高三个难度级别，横向是中低难度每级设计两个实训项目，高级难度设计一个实验实训项目，故为立体式；交互式是指实践教学和理论教学相互穿插而不是孤立地进行，力图使学生通过实训巩固理论，用理论指导实训。
5 结语
高职学生学习《数控机床与原理》课程，需初步具备机械制图、机械基础、电工电子技术、自动化技术等方面的知识，因此，合理地编排设计教学过程和教学方法就显得很重要。笔者初步尝试了以上所述的“项目任务驱动式教学法”，取得了较为理想的教学效果。
【参考文献】
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.034
0 绪论
机床床身的变形严重影响机床加工精度，为此国内外学者针对床身引起的机床精度损失开展了相应的研究工作。李艳[1]以牛头式电火花加工机床为研究对象进行了仿真分析，Z轴施加配重，而且有利于减小机床的变形；李初晔[2]利用有限元对数控龙门铣床的承载变形进行了分析；吕亚楠[3]针对并联机床的静刚度进行了仿真分析；朱祥[4]利用有限元软件建立了大型落地式镗铣床TKS6916整机模型。田杨等[5]应用有限元-边界元耦合的方法建立了重型数控机床-基础系统的承载变形模型，并将光纤技术引入到承载变形检测中。
由于机床床身的复杂性，单纯的进行仿真分析必然浪费大量的计算资源，本文将床身考虑成超静定梁，建立了理论模型，通过仿真分析验证了理论模型的正确性，从而可应用该模型进行床身变形分析，为机床设计提供了简单、可行的计算方法。
1 理论模型
机床床身与混凝土基础通过地脚螺栓固接，因此可视机床床身为如图1所示的超静定梁，本文通过分段独立的积分法求得梁结构的挠度方程。
由材料力学知识可知梁的挠曲线近似微分方程有：
对于段：通过一次积分得到转角方程：
通过再一次积分得到挠曲线方程：
段：通过一次积分得到转角方程：
通过再一次积分得到挠曲线方程：
利用如下位移边界条件、力边界条件和连续条件解得积分常数、（）
，…，，
2 床身变形仿真分析
通过CAD软件与CAE软件的无缝对接，本文应用大型CAD软件UG建立机床三维模型，导入ANSYS中进行床身变形仿真计算，在施加约束过程中，论文选择直接对底部滑座施加载荷，免去机床横梁与立柱的有限元计算，通过多次尝试选择网格大小为0.2m的网格划分网格，将机床自重的一半施加到滑座上，从而完成床身的有限元分析，得到的有限元仿真云图如图2所示。
3 结论
论文将机床床身简化成超静定梁，应用工程力学知识推导了梁结构的变形方程，通过CAD与CAE软件无缝接口技术，对床身部分进行了有限元的仿真分析。通过仿真分析，验证了床身变形理论模型的正确性，为机床的设计提供了一种直观的计算方法，解决了依靠分析软件进行的复杂仿真问题。
参考文献：
[1]李艳，杨大勇，刘建勇.基于有限元分析的电火花加工机床变形研究[J].航天制造技术，2012（06）：38-41.
[2]李初晔，王海涛，冯长征，马岩.高速数控龙门铣床有限元分析高速数控龙门铣床有限元分析[J].制造技术与机床，2013（02）：75-79.
[3]窝情，王立平，关立文.一种冗余并联机床静刚度有限元分析与优化设计[J].机械设计与制造，2008（02）：1-3.
[4]朱祥，寸花英，李坤，刘意，闫伟.大型落地式镗铣床TKS6916整机有限元分析[J].机床与液压，2013（01）：124-127.
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）64-0039-02
机床是制造机器的机器，所以又称为是“工具机”或者是“工作母机”。但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。在一般的机器制造中，机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40%～60%，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床不论是作为一种商品还是机器它的造型设计都是必不可少的，特别是在工业设计中更具探讨价值和现实意义。
1 数控机床和机床的定义
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。机床是将金属或者复合金属的毛坯加工成机器零件的机器，机床包括木工机床、金属切削机床、锻压机械和特种加工机床等。
2 数控机床的造型设计
数控机床的造型设计不单单是简易的工业工程设计和普通的艺术美术策划，它的造型设计注重美学艺术同机械工程的有机结合。它在从重研讨机床设计相关的工程技术课题的基础上紧密结合造型设计的外表美。需要设计者以数控机床设计为对象，在具备机械设计制造和造型设计构思两方面专业知识的基础上完成。在设计过程中要讨论怎样使用造型设计原理，让机床的艺术性和科学性相统一；探讨怎样运用造型设计的原则和规则，解决特别情况下每一种产品的用途、结构、材质、工艺性、宜人性、市场运作同造型之间的复杂关系，再次期间创新地把这些必要因子恰当的表达到机床的造型、结构上，是产品具有极其重要的物质功能和附带的精神功能，在审美观念日益复杂的当代更大的符合人们的要求，从而满足精神文明、物质文明要求。
3 数控机床的造型因素讨论
在设计专业的角度将，随着设计风格的变化和设计理念的改变，产品设计构型元素也随之发生着变化。在十九世纪的现代主义时期，设计者们在构型的表示和元素上着重于一类非人的，可以以工业化的手段成批产出的，代表工业领域的创新设计。20世纪初，康定斯基、伊顿等一些人特别研讨了构型方式里一些规律性的东西，形态（体、面、线、点；圆、三角、多边形），还有颜色、亮度、材质等，研究后找出规律并且加以利用，这就是那个时期的现代主义造型元素。
数控机床的造型设计，不仅仅是简单的意识形态的概念与抽象的艺术表现的问题，先进的科技工艺水平、恰当的结构、良好的材等物质条件是前提，这样才能实现产品的用途目的，达到使用便捷、性能优质、技术先进、宜人和资金合理的需求；创造兼有美观的形象的产品，必须动用美学规则、形态构成法则和色彩功能与调配的美学技术原理，更好的表现机床的美学价值和精神功能。上面几点是数控机床造型不能或缺的基本部件。因此，数控机床产品族的构成因子讨论不仅有功能还有美学方面和物质技术。
4 数控机床组成因子的选取和比较
4.1 数控机床形态结构特征
在数控技术发展的同时，机床的智能化、自动化水平增强，略去繁杂的手柄、手轮这些操作部件，复杂的变速机构也简化了，因此整体上性能增强。它的整体性一般包括下面两种操作形式：造型具有块感（体积感、形感）的统一性和清晰性，每一“块”的整合是非常严格的，这主要用在构造受到局限的大型机床。
4.2 数控机床造型的特征
数控机床的轮廓线的几何线型需要大体上相同，到达风格线型协调统一的完美高度。物体的主要线型有要求之外，它的辅助线型也必须要调和，应为辅助线型不能脱离主要线型这一主题。比如，拿直线条和小圆角作主要线型的物件在构造操作手柄和手轮等这些辅助工件的时候，必须采用与之相同的多边形、小圆角，使它和主要的线型的形式协调统一。
4.3 数控机床的色调搭配
数控机床造型设计还有一个非常重要的构成元素就是色调元素。数控机床产品的色调搭配说到底是其宜人性的主要体现，但是作为具备特殊的结构特点和功能的一类机械产品，它的色彩搭配必须具有该产品的独特点，前提是不违背美学的设计原则。色调搭配完美的标志是色彩设计同产品的结构、形态、功能要求达到协调统一。
1）色调搭配的主色和搭配。数控机床通常运用亮度和纯度适度的浅色调、冷色调或者是暖色调最为合适。二色搭配是大多数机床使用的色彩搭配形式，常用的处理方式为：下暗上明、下实上虚、下重上轻；中间部位采用和主色调相差很大的色调带，带来多彩生动的效果，其施色比例采用美学设计原则，一般选用： 2：3、3：5、5：8等序列形式的搭配；2）色调搭配的对称性。为了维持色调平衡，我们需要注重色调的对称。一般会带给大家严谨、稳定、庄重、安静、和谐的感觉，一旦稍有失误容易让人感觉到呆滞、无味、单调、没有跳跃性等无趣的心情。色调的均衡是非对称状态的一种，普遍给人以相对稳定的视觉心里感受，作为形式美的再一种表现方式最能适合大众的审美需求，在很多情况下会采用这种搭配方法。
4.4 数控机床的材质
物件的材质对人的五感都有着特殊的联系，可谓是沟通人与机器产品的媒介，是一种独特的极具表达力的机械设计语言。尤其是它的可视属性是一个产品给人的第一感。一方面，材质虽然只是无生命的物质形态主体，但是在人的意识形态里它可以具有个性和情感，对设计语言完美应用会使产品与人之间产生情感的沟通。另一方面，材质作为物质形态的主体，它的表现性用来表达设计作品的内在含义时，则会与作品很好的结合到一起，达到意与形的完美展示，表现出产品的深层内涵，使产品具有精神上的魅力。
5 结论
机床的造型设计有着十分悠久的发展历程，其间呈现出风格繁杂的设计理念。随着数控技术、材料科学、加工工艺等的发展可能带动数控机床的造型设计产生根本性的变革。工业设计的工作人员应该时刻关注机床的发展变化以便发挥自己的创新思维，机床的造型设计在未来必将有着更完善的结构功能、更佳的宜人性、美学意义的外观等趋势发展。
参考文献
（广州南洋理工职业学院，广东广州510925）
【摘要】数控机床与原理是高职数控技术应用专业核心的专业必修课，该课程的目标是在理论实践并重的课程标准规范下，训练学生掌握数控机床组成、工作原理等知识。本文从课程标准、教学内容取舍、教学过程设计和实训内容设计等方面进行了研究和实践，并取得了初步效果。
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关键词 数控机床；课程标准；教学过程设计；立体交互分层
0引言
数控机床与原理是我院数控技术应用专业开设的一门专业必修课，旨在培养学生掌握数控机床组成、工作原理方面的内容，使其初步认知数控机床各功能部件组成和工作原理，特别是通用型数控车床、数控铣床的组成和工作原理，具备独立操控数控机床的能力，能够编制简单的数控程序并加工出工件。为了贯彻学院提升教学质量的五年计划，从制定课程标准入手，合理运用教材，结合学院实训条件取舍教学内容，设计适合高职学生的教学过程，配合立体分层的实训，确保学有所得。
1制定理论实践并重的课程标准
《数控机床与原理》属于理论实践一体化课程，必修考试课，学时为60课时，其中理论40课时，实践20学时。
采用项目式教学方法设计课程授课内容，以工作任务模块为中心构建的该课程。以数控机床应用行业需求引领课程项目工作任务，以课程项目工作任务选择课程技能模块，以课程技能模块确定课程知识内容。
课程立足于实际能力的培养，以工作任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。据此，课程标准制定了5个项目和21个工作任务。
2基于课程标准的教材内容取舍，切合实训条件的措施
该课程采用大连理工大学出版社高职高专机电类课程规划教材《数控机床》，它是比较贴合课程标准的一本高职教材。它“以技能型、应用型人才培养为主，重在实践，理论以够用为度”的原则进行编写，主要介绍数控机床的基本理论知识，通用数控机床的机械结构和控制，数控机床的保养与维修等知识。但教材中的数控机床实例并不与我院实训用数控机床一一对应，导致理论偏离实训实际，造成学生在理论实践学习中有些不知所措，不利于展开教学。为此，基于课标准取舍教材内容，切合实训条件。
下列内容关于我院实训用数控机床的教学内容：CK6141数控车床，占6课时；V600数控铣床，占6课时；VMC600数控加工中心，占4课时。用以上内容置换教材中相关内容。
3循序渐进地设计教学过程
依据课程标准，参考教材编写顺序制定授课进度表。设计这5个项目的先后顺序是：数控机床功能部件18学时，数控车床10学时，数控铣床8学时，数控加工中心10学时，数控系统14学时。其中的21个工作任务是：（1）认识数控机床（2）数控机床的主运动传动部件（3)数控机床进给运动传动部件（4）滚珠丝杠螺母副的轴向间隙调整与安装（5）齿轮传动的进给传动系统中齿轮啮合间隙的调整机构（6）数控车床的回转刀架（7）数控回转工作台（8）数控机床支承部件与辅助装置（9）数控加工中心的自动换刀系统（10）数控车床概述（11）CK6141数控车床（12）CK6141数控车床的附件（13）数控铣床概述（14）V600床身型数控铣床[15]V600床身型数控铣床的附件（16）数控加工中心概述（17）立式加工中心VMC600（18）数控系统的组成（19）数控插补原理（20）刀具补偿原理（21）典型数控系统简介。
理论课堂的设计遵循理论联系实训的原则进行。理论课的课堂分解为复习旧内容阶段和讲授新内容阶段两段。复习旧内容阶段：根据工作任务需要设置判断题、填空题、选择题共计10题；讲授新内容阶段：PPT简洁文字描述，图形化展示，配合音视频动画，边讲边练，穿插师生、生生互动讨论。除了随课程进度的作业题外，还布置综合作业题1题：要求用脑图制作软件XMind制作该课程的项目工作任务图。
4立体交互式分层设计实训内容
课程标准中的20课时用于数控机床实验实训，是该课程理论联系实际的重要表现。我们采用立体交互式分层设计实训内容，共设计6个实验实训，纵向是低、中、高三个难度级别，横向是中低难度每级设计两个实训项目，高级难度设计一个实验实训项目，故为立体式；交互式是指实践教学和理论教学相互穿插而不是孤立地进行，力图使学生通过实训巩固理论，用理论指导实训。
表1立体交互实验实训内容配置表
5结语
高职学生学习《数控机床与原理》课程，需初步具备机械制图、机械基础、电工电子技术、自动化技术等方面的知识，因此，合理地编排设计教学过程和教学方法就显得很重要。笔者初步尝试了以上所述的“项目任务驱动式教学法”，取得了较为理想的教学效果。
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参考文献
［1］张玲莉,汪文津,赵坚.数控机床课程的教学改革研究与实践[J].河北师范大学学报:教育科学版,2010(10):115-117
【关键词】 中药； 绝经后骨质疏松症； 循证医学
骨质疏松症是以骨量减少、骨组织微观结构退化为特征，导致骨脆性增高、骨折危险性增加的一种全身性骨病［1］。依据who标准［2，3］西方国家有7 500万患者，包括绝大多数老年人及1/3 绝经后妇女［4］。绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,pmo)是中老年妇女的常见病。目前治疗pmo的主要药物是雌激素，而雌激素替代疗法引起的副作用和并发症一直是研究者和患者面临的一大难题。中医药治疗pmo近年来相关临床研究和报道日益增多， 但目前尚无结论。因此有必要采用随机对照试验（rct)设计质量的评价为中药治疗pmo的系统评价提供线索和信息，为规范中药治疗pmo提供科学的依据。本文对近年来有关中医药治疗pmo的临床试验文献进行评价，为临床提供有力的证据。
1 材料与方法
1.1 材料来源研究材料主要来自计算机检索中国生物医学文献数据库，重庆维普vip中文科技期刊全文数据库等。关键词为中药、绝经后骨质疏松症。共检索出文献资料两百余篇，精心筛选，凡符合标准，质量较好的文献均被纳入，约100篇。
1.2 纳入标准研究对象为经确诊的所有pmo病人，真正随机分配，并且用有效（临床治愈、显效、好转）和无效等级资料的人数作为判断指标。含有“随机”“半随机”“对照”“安慰剂”“单盲／双盲”字样的临床治疗试验。
1.3 排除标准凡没有经过随机分配的，采用中西医结合治疗和非单纯西药对照的，有严重肝肾和心脏疾病，合并有糖尿病、甲状腺囊肿、甲亢、风湿病、卵巢摘除等影响骨代谢的骨质疏松症患者均被排除。
1.4 评价内容按照临床治疗试验循证医学设计的原则对检索到的临床治疗试验文献从研究对象的选择、样本含量、随机化方法、盲法、对照、统计学方法、疗效评价标准等多个方面进行评价。
2 结果
本次研究共检索到100篇相关的临床治疗文献。其中rct文献44篇，占44％，刊登在21种中西医学杂志上，其中登载文献量最多的是《中国骨质疏松杂志》和《中医正骨》占40％；cct文献4篇，占4％；非对照性试验文献52篇，占52％。rct文献有逐年增加的趋势。对这些临床研究文献进行分析与评价，发现文献的质量和类型都存在较大问题，sr文献极少，cct文献偏少，质量也不满意，rct文献、叙述性研究文献偏多。这些文章的质量和设计方法有待进一步的改进。
3 讨论
现代医学的发展要求临床医学从“经验型”向“科学型”转变，从以经验为基础的临床医学模式转变为以证据为基础的医学模式，即循证医学，其核心思想是任何医疗决策的确定应尽量以客观的临床科学研究为依据。临床试验是在病人中进行的，是通过比较治疗组与对照组的结果而确定某项治疗或预防措施的效果与价值的一种前瞻性研究。从科研设计论证强度来看，rct论文属于一级论证方案，其结果是指导临床治疗的可靠依据。本次研究表明，中药治疗pmo的rct研究论文呈逐年上升趋势，反映了rct论文越来越受到中医药临床科研工作者的重视，也为推动临床医学的发展提供了可靠的临床试验研究依据。但rct论文在所有研究论文中的比例不高，只有44篇，占44％，研究论文的质量有待进一步提高。
3.1 临床试验设计的基本原则为随机、对照、盲法
3.1.1 随机 随机化分组是使每个研究对象均有同等的机会被分配到试验组或对照组，以平衡试验组和对照组间已知和未知混杂因素，从而提高两组的可比性，避免造成偏倚，使研究结论更加可靠。因此在总结实验结果时，随机法要交代清楚，不能仅凭简单的采用随机对照一句话或几个字为依据，而要说明采用的是什么种类的方法，例如是随机数字表法、随机密封抽签法、密封信封法、抛币法或中心计算机数据控制法的随机统一分组法等：检查组间的主要临床特点和基线是否可比。在本次纳入研究的相关文献中，有44篇说明了按随机化分组，占44％，但只有2篇文献说明了具体的随机化方法，对随机分组后各研究组间基线可比性作统计学检验并报告相应p值的文献则较少(表明基线具有可比性的14篇，占31.8％，报告相应p值的12篇，占27.3％)，使试验结果的可信性受到一定的限制。
3.1.2 对照 在实验研究中，要正确评价干预措施的效应，必须采用严密的、合理的对照设计来控制抽样误差和消除人为的偏倚，使研究者有可能做出正确的评价，并检查试验组与对照组的研究对象例数是否相等或相近，彼此间差异有没有统计学意义。在本次研究的rct文献中，有40篇(占90．9％)采用有效对照，4篇(占9．1％)采用安慰剂对照，但均没有说明安慰剂的外形、颜色、大小、味道等是否与试验药物一致。
3.1.3 盲法临床试验的目的是为了正确评价一项治疗措施的疗效，用以指导临床实践。在试验中，若研究对象知道自己的治疗情况，或研究者知道研究对象的分组情况。则会由于主观因素的作用而产生信息偏倚，采用盲法可有效地避免这种偏倚。在本次研究的rct文献中，采用盲法的研究比较少，采用单盲的有8篇(占18．2％)，采用双盲的只有4篇(9.1％)，12篇采用盲法的文献都没有具体交待盲法的执行情况。
3.2 样本含量为保证实验质量，在设计时就应对研究所需样本含量进行适当的估计，因为样本量过小会降低实验研究的把握度，影响到实验结果向总体推断的精度；样本量过大，不仅导致人力、物力、财力和时间的浪费，而且给实验的质量控制带来更多的困难。在本次研究中，90％文献均没有对研究所需样本含量进行具体的计算。
3.3 研究对象的确定和评定指标的标准化研究对象的明确限定是防治性临床研究结果能否被正确推广应用的重要环节。诊断标准应力求准确无误，最好有客观指标。通常是根据who或全国统一的诊断标准。疗效的评价除了尽可能地采用客观数据或实验室方法外，对临床的检查和询问也应尽量采用定量或半定量的方法，应有客观的标准。在本研究的rct文献中，38篇(占90.9％)规定了研究对象的纳入和排除标准，但只有2篇文献(占4.6％)对研究对象进行了中医辨证分型；有40篇文献(占90.9％)使用了评价pmo疗效的客观指标骨密度作为研究指标。但仍有20篇文献(45.5％)采用了尚未统一的疗效和肾虚证积分作为评定指标，使临床研究结果在向外推广和横向比较时受到一定的限制。
3.4 防治结果及研究结果的报告对于药物治疗试验，应清楚描述给药途径、剂型、疗程、药量的增减条件，相关的配套治疗，可能出现的不良反应及其对策以及中止试验的条件等，以便重复验证。在本次研究中，44篇rct文献均交待了给药途径、剂型、疗程等资料，但只有4篇文献(占9．1％)描述了药物的不良反应，大部分文献疗程结束后立即进行疗效评价，以后未再随访，只有2篇文献(占4．6％)报道了1～5年追踪随访的远期效应。
3.5 统计学方法临床治疗试验结果的统计学显著性检验是用以帮助判断具有临床意义的可靠程度，即观察到的组间差异是否来自防治措施本身的作用，有多大的可能性是来自单纯机遇的影响。本次研究的rct文献中，只有24篇(占54.6％)交待了所使用的具体统计学方法，从而影响了试验论文的质量。
3.6 本评价的局限性由于很多研究的随机方法均不充分或不正确、未使用分配隐藏，不实施盲法,因此,均存在选择性偏倚、实施偏倚和测量性偏倚的高度可能性,可能导致夸大研究结果,且有的研究未采用统一的计量单位。
另外所纳入的研究仅为中文文献、未发现其他国家和其他语种的研究、各治疗方案和各测量指标中所纳入研究的数量太少,多数方剂仅纳入1个研究，未收集到阴性结果由此可能造成发表性偏倚。
4 结论
循证医学(evidence-based medicine，ebm)是指遵循科学依据的医学。其核心思想是：医务人员应该认真地、明智地、深思熟虑地运用在临床研究中得到的最新、最有力的科学研究信息来诊治病人。ebm是最好证据与医师的临床实践和病人价值三者之间的最佳结合。最好的证据来自医学基础学科和以病人为中心的临床研究。循证医学促进临床医务工作者在制定医疗决策时遵循科学的研究依据，规范其临床实践行为,从而在更高层次上满足社会对医学发展的需要。
从本次研究的结果可以看出，目前有关中药治疗pmo的rct临床研究论文日益增多，但规范的临床研究离要求的标准尚存在一定的差距，主要是临床试验未能严格按照随机、对照、盲法的原则来进行设计。由于中医学过去的临床决策很大程度上依靠于经验或有限的信息，在临床研究领域仍以非随机化研究为主，在方法学上有其不足之处。因此，今后在临床试验设计时，应通过采用真正的随机分组方法来避免人为的选择性偏倚，建议在临床试验中小样本量的情况下，采用分层随机法。即选择对影响疗效的某些重要因素如年龄、病情的程度等作为分层因素。然后将分层以后的研究对象作随机分组，从而维持这些重要的影响疗效的因素在组间的平衡，以增强基线的可比性，并尽量使试验组与对照组的研究对象例数相等或相近，分配隐藏、双盲的研究设计,制定并采用统一的疗效判定标准和计量单位；阴性结果的研究也应进行总结发表。从而使研究成为真正的rct，提高论文的质量及证据的水平。
近年来中医药防治骨质疏松的基础研究不断深入，临床研究也有较大进展，纵观临床研究资料发现：非常缺少具有统一纳入标准、排除标准、统一观察指标、随访时间，大样本、随机双盲和进行多中心、前瞻性、随机研究试验的临床研究。没有这样的一种研究就没有充分有力的证据提供临床决策。如何提高骨质疏松的诊疗水平使我国开展骨质疏松的循证医学实践得以有效实现中医药防治骨质疏松有其独特的优势，进一步加强基础学科的研究和完善临床科研设计和观察，相信中医药防治骨质疏松的前景将非常广阔。
【参考文献】
［1］ consensus development conference: diagnosis, prophylaxis, and treatment of osteoporosis［j］. am j med, 1993，94: 646.
