8、便携式桌面微制造设备的发展

便携式桌面微制造设备的发展

1. 引言

小型工业设施是一种超小型的组装框架，由小型机床和控制器组成。这些超精密机器通常需要昂贵且特殊的结构设计，以达到理想的精度水平。机床规模中存在许多误差源，通过合理的设计可以在更经济的机床中满足精度要求。

发展桌面设备用于小型工业设施的理念，是将生产系统和流程缩小到接近产品商品的尺寸。为小零件生产设计更小的机器，是制造微型机器的核心概念。微型工厂指的是能够生产小尺寸产品的小型工厂。微型工厂有望减少环境影响和微型机械制造的成本，尤其适用于“多品种、小批量生产系统”。桌面小型机器能够实现灵活的布局更改，在产品设计修改时控制成本的增加。

“小规模加工”通常用于描述制造尺寸在 1 到 999 微米之间零件的材料去除过程。进一步对微加工过程物理的研究包括材料、微观结构、机床、工件、刀具、设计问题、软件和模拟工具等方面。小尺寸零件在航空航天到生物医学等广泛领域都有需求。研究人员描述了小型机器中产品与刀具之间定位误差的测量，分析表明机床的定位误差通常可以通过所提出的设计工具进行预测。同时，还提出了一个通过考虑产品价值、成本和环境影响来评估产品整体性能的指标。缩小制造系统规模可以带来智能解决方案，提高空间利用率，减少时间、成本和能源消耗，改善环境条件。

2. 文献综述

众多研究人员对微工厂相关概念进行了研究：
- Furuta 描述了微工厂系统的节能概念，展示了其对可持续制造系统在环境、社会和经济方面的重要性。
- Michel 等人提出了用技术套件构建微制造系统中的微型工厂，倡导小零件用小机器的理论，具有低功耗和省时的优点。
- Mekid 讨论了用于微加工的中尺度机床的发展，并提出了