關(guān)心我國機(jī)械加工領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，勢必要聯(lián)系世界范圍的發(fā)展。因為技術(shù)與科學(xué)是沒有國界的，而且是相互促進(jìn)的。從這個角度來觀察分析，世界機(jī)械加工的技術(shù)演變，屬于“質(zhì)變”性質(zhì)的至少有四大方面。

近三十年來世界機(jī)械加工領(lǐng)域四大質(zhì)變中，我國都一直積極參與，并作出了重要貢獻(xiàn)，某些方面甚至已進(jìn)入了世界前列。

四大質(zhì)變表現(xiàn)為：

智能型生產(chǎn)工具出現(xiàn)

最近在中共中央政策研究室一次“戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)選擇”座談會上，我提出一個觀點，“機(jī)床作為生產(chǎn)工具具備智能特性是人類生產(chǎn)工具具有劃時代意義的發(fā)展，人類正在迎接一個智能型生產(chǎn)工具時代的到來”，得到了與會的很多同志贊同。

人類的生產(chǎn)工具由手動發(fā)展到具備動力，馬克思認(rèn)為這是一次人類生產(chǎn)工具的大革命,這種具備動力的生產(chǎn)工具馬克思稱之為“工具機(jī)”(即機(jī)床)。由于時代的局限性，馬克思沒有可能親身經(jīng)歷和接觸到人類生產(chǎn)工具具備智能的這一變化。

而當(dāng)工具機(jī)(機(jī)床)具備數(shù)控控制功能后，人類的智能型生產(chǎn)工具的雛型才有可能出現(xiàn)，這是人類生產(chǎn)工具新的又一具有劃時代意義的發(fā)展。

數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)標(biāo)示機(jī)床向智能化發(fā)展的萌芽。回溯機(jī)床的發(fā)展歷史，從1952年第一臺數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)至今50余年，其中包括走向成熟的30年和走向大規(guī)模應(yīng)用的20年，特別是近幾年，陸續(xù)出現(xiàn)的機(jī)床智能化功能的進(jìn)一步增添，標(biāo)志著機(jī)床技術(shù)在發(fā)展道路上的質(zhì)變。可以說計算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件功能拓展為機(jī)床智能化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

智能型機(jī)床尚無全面確切定義，簡單地說，是能對影響加工過程的多種參數(shù)及功能作出自我判斷并修正、和自我正確選擇并作出決定方案的機(jī)床;即智能型機(jī)床能夠監(jiān)控、診斷、評價、補(bǔ)償和修正在加工過程中出現(xiàn)的各類偏差(如刀具半徑自動檢測、刀具破損檢測、多軸同步差異等)，并能提供最優(yōu)化的加工方案(如調(diào)整機(jī)床加工時間、工藝路線、選擇最佳加工參數(shù)、主軸運行狀況、位置補(bǔ)償、精度修正、熱變形補(bǔ)償?shù)?。最早出現(xiàn)的具有智能控制機(jī)床功能特性的，可以追溯到自適應(yīng)控制電火花加工機(jī)床，即根據(jù)加工參數(shù)變化自我調(diào)整電極與工件間的放電間隙，從而取得最佳加工效果。

最近幾年，日本的山崎馬扎克公司陸續(xù)開發(fā)了智能主軸振動控制、智能熱屏障、智能防撞屏障、語言提示；日本大隈公司開發(fā)了thinc智能數(shù)字控制系統(tǒng)等等。說明隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床這種生產(chǎn)工具智能化的功能會越來越高級，越來越增多。人類智能型生產(chǎn)工具的發(fā)展方興未艾，前景光明。

加工方法逆向思維的突破

快速成型(Rapidprototyping)技術(shù)是近二十年來出現(xiàn)的一種加工方法，是加工方法逆向思維的重大突破，是加工原理的巨大變革，與一直沿用至今的傳統(tǒng)“去除材料” (切削、沖剪、切割、磨削)的方法根本不同，快速成型技術(shù)實際上是反其道而行之的以“材料堆積成型”或稱之為“材料累加”方法、“增材制造方法”來達(dá)到制造工件原型的一種方法。采用復(fù)合紙、高聚物質(zhì)、金屬粉末、高溫合金、復(fù)合陶瓷、鑄造型砂等作為加工原材料；利用電熱、激光束、電子束作為能量源，按分層實體制造(LOM)、熔融沉積成型(FDM)、紫外線激光固化(SLA)、激光區(qū)域燒結(jié)(SLS)等方法來實現(xiàn)原型零件造型，用以加速考核零件設(shè)計的正確性與可行性，大大縮短整機(jī)開發(fā)生產(chǎn)周期，除了應(yīng)用于制造機(jī)械零件原型、型砂制芯，甚至也進(jìn)入立體藝術(shù)品型體塑形和人體醫(yī)學(xué)仿生件(如骨關(guān)節(jié))制造等相關(guān)領(lǐng)域。這是計算機(jī)科學(xué)、新材料科學(xué)、新能源科學(xué)綜合集成發(fā)展的最新產(chǎn)物。

我國在這個領(lǐng)域中，有華中科技大學(xué)、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中科院及上海聯(lián)泰、北京瑞科達(dá)、武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司等國有和民營科研單位及企業(yè)積極投入。所開發(fā)的產(chǎn)品已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。投入市場的產(chǎn)品品種繁多，年產(chǎn)幾百臺，技術(shù)已出口新加坡。

機(jī)床結(jié)構(gòu)出現(xiàn)革命性變革

近二十年來世界機(jī)床設(shè)計出現(xiàn)了革命性的變革，一種“并聯(lián)結(jié)構(gòu)”機(jī)床出現(xiàn)了，“并聯(lián)結(jié)構(gòu)”完全不同于所有傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，即是按笛卡爾坐標(biāo)沿三個坐標(biāo)線方向運動和繞這三個坐標(biāo)轉(zhuǎn)動依次串聯(lián)疊加起來，形成所需刀具的相對運動軌跡的機(jī)床結(jié)構(gòu)，其所有的結(jié)構(gòu)幾何精度誤差、力的傳遞和剛度的損失，都會形成串聯(lián)累積而成為致命的薄弱環(huán)節(jié)。而并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床，是通過多桿結(jié)構(gòu)在空間同時運動來移動主軸頭實現(xiàn)加工動作，與串聯(lián)結(jié)構(gòu)相比，并聯(lián)結(jié)構(gòu)具有更為簡化、剛度更高、動態(tài)性能(包括精度保證及運動效率)更好等一系列主要優(yōu)點。

二十年來，世界范圍內(nèi)大約有十幾個國家二十多個團(tuán)隊在從事這方面的研發(fā)，其中瑞典TRICEPT公司己供應(yīng)商品四百余臺，廣泛應(yīng)用于空客、波音及通用汽車公司和卡特彼勒大型工程機(jī)械廠，另外若干團(tuán)隊都曾經(jīng)分別展出試制品，近幾年雖然缺少進(jìn)一步報導(dǎo)，但并未停步。據(jù)作者與其中某些團(tuán)隊(例如日本豐田工機(jī)、大隈、德國Index)接觸，他們?nèi)栽诩涌旃リP(guān)，努力提高性能中，我國機(jī)床工具業(yè)也有五、六個產(chǎn)學(xué)研結(jié)合體在進(jìn)行這方面研發(fā)工作，其中哈爾濱量具刃具集團(tuán)與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作研發(fā)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)品種(六桿結(jié)構(gòu))已批量生產(chǎn)五臺，成功應(yīng)用于哈爾濱汽輪機(jī)廠葉片加工生產(chǎn)線中；齊齊哈爾第二機(jī)床集團(tuán)與清華大學(xué)合作開發(fā)的龍門式“混聯(lián)”結(jié)構(gòu)(即串聯(lián)與并聯(lián)混合)機(jī)床，是我國獨立構(gòu)思的品種，已成功用于哈爾濱電機(jī)廠的大型水電站設(shè)備制造中。

在最近一次北京舉辦的中國數(shù)控機(jī)床展覽會(CCMT2008)上，哈爾濱量具刃具集團(tuán)數(shù)控設(shè)備廠展出了一種具有新的突破意義的并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床品種 LINKS-EXE700，它是由瑞典原TRICEPT發(fā)明人新創(chuàng)辦的EXCHON新開發(fā)的，哈量集團(tuán)是作為在中國獨家引進(jìn)此項技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，并繼續(xù)合作開拓應(yīng)用領(lǐng)域的企業(yè)，新開發(fā)的LINKS-EXE700并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床其特點是結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡化，加工范圍增大，動作快速，剛性和精度顯著提高，五軸聯(lián)動數(shù)控編程進(jìn)一步改進(jìn)便于掌握。

進(jìn)行不同功能配置后，可廣泛應(yīng)用于航天、航空、機(jī)車、汽車、工程機(jī)械、模具工業(yè)作銑鏜、鉆削、磨削、焊接、鉚接、打毛刺和裝配之用，可以單機(jī)使用，也可以多臺配置成生產(chǎn)線。對于超長機(jī)翼或巨大的機(jī)車車架加工，還可以將“并聯(lián)機(jī)構(gòu)”架在軌道上的或龍門框架上的移動底座上使用(加工時移動,可以分段自動精確定位),實現(xiàn)大尺寸工件加工。

因此,為了迅速擴(kuò)大使用領(lǐng)域,除了供應(yīng)“并聯(lián)結(jié)構(gòu)通用性機(jī)床”產(chǎn)品外，還應(yīng)當(dāng)把“并聯(lián)結(jié)構(gòu)制造廠”(如哈量)提供并聯(lián)結(jié)構(gòu)部份與用戶行業(yè)裝備制造廠(如汽車、機(jī)車、工程機(jī)械、航空行業(yè)專業(yè)工藝裝備廠)提供不同類型基座或移動框架，以及和對開發(fā)專用裝備有意愿的機(jī)床廠結(jié)合起來，有針對性地擴(kuò)大這類機(jī)床產(chǎn)品的銷售市場。

工具概念的變異

傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝體系一般是由機(jī)床—工具--(夾具)--工件組成，而工具環(huán)節(jié)按傳統(tǒng)的分類無非是車刀、銑刀、鏜刀、鉆頭、拉刀、砂輪、沖模、壓模之類。而所有這些工具無非都是具有一定硬度的實體，如高速鋼、工具鋼、硬質(zhì)合金、立方氮化硼、單晶及聚晶金剛石、陶瓷等材料制成的工具。后來氧炔高溫切割方法出現(xiàn)了，電能源的放電加工方法、電化學(xué)加工、激光加工方法、電子束加工法、離子注入法、光刻法等陸續(xù)出現(xiàn)，直到近年，屬于”冷能源”、”軟介質(zhì)”的高壓水射流(俗稱“水刀”)加工方法以嶄新姿態(tài)登場，配合多座標(biāo)數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)新產(chǎn)品試制(中可以大大縮短周期。我國己有南京水刀有限公司和南京工藝裝備制造有限公司等向市場提供產(chǎn)品。高壓水射流(水刀)加工在其它應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速拓展。這種以“軟”克“硬“的加工工具的出現(xiàn)令人眼花繚亂、應(yīng)接不暇。

機(jī)械加工領(lǐng)域的進(jìn)步屬于“量變”或稱之為“漸變”的還有很多，例如加工精度的提升，幾乎每十年就提升一個數(shù)量級，亞微米、納米加工不斷升級等等，不勝枚舉。

從瑞典向國內(nèi)引進(jìn)技術(shù)的“Transflex”型機(jī)床，預(yù)計2009年初在即將中國以首先投產(chǎn)的新產(chǎn)品在市場上亮相，也是世界范圍第一次亮相。 Transflex顧名思義包含Transferline(剛性傳送生產(chǎn)線)和Flexibleline(柔性生產(chǎn)線)兩種涵義，具備兩者基因。它的原理是由多種動力頭，仍按生產(chǎn)線布局，但執(zhí)行加工的出場先后或動作，由數(shù)控系統(tǒng)控制，而夾持工件則由懸掛式機(jī)械手執(zhí)行。這種Transflex機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，節(jié)省輔助時間，可適應(yīng)加工部位更為復(fù)雜的工件，是一類值得關(guān)注的機(jī)床“另類”。