福州大学机械工程及自动化学院 聂晓根 刘艳斌

长期以来，在数控机床研发中，国内还主要依靠仿制、经验设计和静态精度检测等为主的传统的设计模式。按照这种模式，一种数控装备的研发通常要经过设计→试制→测试→改进设计→再试制的重复过程，产品研发成本高、周期长，反复性试验难以做到充分、完善，设计人员难以对复杂形状零部件的静、动态强度进行精密分析，仿制虽可模仿尺寸，做到形似，但性能及核心技术难以模仿，难以做到神似，更谈不上产品的优化，因此传统设计方法不能适应当今数控机床的研发要求[1]。

随着科学技术的发展，工程设计的理论、方法和手段发生了很大变化。近年来，集模拟分析、优化设计、仿真等技术于一体的计算机辅助工程(Computer Aided Engineering：CAE）技术引起了人们的广泛重视，并越来越多地应用于工程设计实践。CAE技术是对传统设计方法的一次历史性的革命，改变了传统以物理样机为基础的设计方式，大大减少了物理样机昂贵而费时的制造及试验过程，设计人员可以直接在计算机上，对设计对象进行造型设计、快速分析、多种设计方案比较、优化设计等，及时发现设计问题，提高产品质量，缩短产品开发周期，降低产品开发成本和新产品开发的风险。

现代数控机床向着高速、高精、高效和复合化方向发展，对机床的运动性能、动力性能、机械结构性能、加工性能，以及伺服控制等方面提出了越来越高的要求，先进设计、分析工具的缺乏，严重影响着我国数控机床的自主创新发展和产品竞争力[2]。……