智能化：世界机床技术的发展方向

    进入21世纪，世界机床技术快速向前发展，在精度、效率、自动化、智能化、网络化、集成化方面，都出现了新的飞跃。在2006年9月6~13日美国举办的IMTS’06展览会上，日本MAZAK公司第一次展出了智能机床，这是一个重大突破。在今后一段时间内，这种类似的综合性智能化机床将引领世界机床技术进入一个新的发展领域。  

    六大特色引人注目   

    在上世纪80年代，美国曾提出研究发展“适应控制”机床，但由于许多自动化环节如自动检测、自动调节、自动补偿等没有解决，虽有各种试验，但进展较慢。后来在电加工机床（EDM）方面，首先实现了“适应控制”，通过对放电间隙、加工工艺参数进行自动选择和调节，以提高机床加工精度、效率和自动化。日本MAZAK公司2006年9月首先展出的智能机床，向未来理想的“适应控制”机床方面大大前进了一步。   

    日本这种智能机床具有六大特色：一、有自动抑制振动的功能。众所周知，在高速加工过程中，机床容易出现振动，刀具也易于磨损。该机能自动抑制振动，大大提高了加工精度。二、能自动测量和自动补偿，减少高速主轴、立拄、床身热变形的影响，使机床加工精度大大提高。三、有自动防止刀具和工件碰撞的功能，能大大减少突发事故，提高机床工作的可靠性。四、有自动补充润滑油和抑制噪音的功能，能大大改善工作条件。五、数控系统具有特殊的人机对话功能，在编程时能在监测画面上显示出刀具轨迹等，进一步提高了切削效率。六、机床故障能进行远距离诊断。   

    为生产自动化创造条件   

    机床技术发展的前景和目标，是能够实现装备制造业的全盘自动化，由单机自动化向FMC，CIM，CIMS发展，提高加工精度、效率，降低制造成本，为人类创造更多的财富。在实现全盘自动化过程中，需要解决的技术问题异常复杂，不仅要解决代替体力劳动的问题，更要解决代替脑力劳动问题。它包括工艺、刀具、物流、联网、信息存储、控制等。如何用智能化代替人的手工和脑力劳动，是最关键的核心问题。   

    智能机床的出现，为未来装备制造业实现全盘生产自动化创造了条件。首先，通过自动抑制振动、减少热变形、防止干涉、自动调节润滑油量、减少噪音等，可提高机床的加工精度、效率。其次，对于进一步发展集成制造系统来说，单个机床自动化水平提高后，可以大大减少人在管理机床方面的工作量。人能有更多的精力和时间来解决机床以外的复杂问题，更能进一步发展智能机床和智能系统。第三，数控系统的开发创新，对于机床智能化起到了极其重大的作用。它能够收容大量信息，对各种信息进行储存、分析、处理、判断、调节、优化、控制。它还具有重要功能，如：工夹具数据库、对话型编程、刀具路径检验、工序加工时间分析、开工时间状况解析、实际加工负荷监视、加工导航、调节、优化，以及适应控制。   

    智能机床的开发，是在纳米化、高速化、复合化、五轴联动化等浪潮之后的一个新的发展，为今后进一步研究开发适应控制、FMS、CIM、CIMS创造了更多有利的条件，为将来发展工厂自动化具有很大的影响和促进作用。   

    智能机床科研任重道远   

    人类从创造出复杂生产工具———机床以来，为减少体力劳动，不断努力提高机床的自动化程度。迄今为止，有三大阶段：即1930～1960年从手动机床向机、电、液高效自动化机床和自动线发展为第一阶段，主要解决减少体力劳动问题。1952~2006年数字控制机床发展是第二阶段，它解决进一步减少体力和部分脑力劳动问题。2006年开发出智能机床以后，可作为第三阶段，有可能逐步形成热潮。加速发展智能化机床，将进一步解决减少脑力劳动问题。

    21世纪，数控机床将在现有技术基础上，由机械运动的自动化向信息控制的智能化方向发展。其发展速度和高度将取决于人才、科研、创新、合作四者。2006年展出的这个世界第一台智能机床，还需要进一步不断完善、提高。如在机、电、液、气、光元件和控制系统方面，还有许多科研课题，路程还很长。要达到成熟的“适应控制”机床水平，还需要进行许多深入研究工作。特别是在加工工艺参数的自动收集、存储、调节、控制、优化方面；在智能化、网络化、集成化后的可靠性、稳定性、耐用性等方面，都还需要深入研究。   

    数控机床智能化的发展前景，非常广阔。它是世界制造技术进一步提高效率、自动化、智能化、网络化、集成化的努力目标，也是在今天数字控制机床技术基础上向更高阶段发展的努力方向。预计在21世纪前半期，有可能在现有机床技术上实现单台机床的“适应控制”，并逐步向制造系统发展；在后半期，有可能建立不同程度智能化技术水平的CIM、CIMS，其发展时间的快慢，将取决于人类的努力和科学技术水平的提高。