全球制造業已充分認識到運用高科技制造機床的重要性，因此制造工序中的智能化和自動化方案也順理成章地成為下一個加工中心時代的熱點。智能化和自動化是怎樣提高生產效率的？如何滲透到加工過程中的？未來又有哪些發展方向？讓我們帶著這些問題共同關注加工中心的未來。

效率的進一步提升

黃建文先生：影響加工效率的因素有很多，傳統提高效率的方式主要是增大主軸的功率、提高主軸的轉速，減少輔助時間，加上刀具技術和刀具材料的不斷發展，使得加工的效率大大提高。減少輔助時間的主要手段是盡可能縮短換刀時間和機床定位時間，以及較高的加減速。隨著機械和電子技術的發展，高速的換刀時間已經可以做到1s以下，直線電機的應用把機床的快速移動速度提高到了120m/s，因此，要想進一步提高效率就必須另辟蹊徑，從生產線的自動化水平和生產線的管理入手，大幅提升機床的開動率來提升整體的效率，還有加強售后服務的效率和手段，減少設備故障對開動率的影響，充分挖掘設備的潛力。

但傳統的機床仍然停留在依靠車間基層管理人員的手工記錄上，這樣的信息一方面時效性較差，另一方面數據的真實性和準確性也值得懷疑，解決問題的關鍵是讓信息在整個工廠中暢通無阻的流動起來。還有就是缺乏售后服務的手段，售后服務還是停留在被動服務的階段，設備的故障信息被一級級傳遞，從而耽誤解決問題的時間。

陸俊杰先生 DMG（中國）銑床產品經理：DMG 從15年前就已經開始了對整體加工效率提升的研究，已經具備一個成形的理念，這對于用戶來說也是一大特色，就是在一臺機床上完成粗加工和精加工的工序，DMG也是依次完成各產品的研發的。對于加工中心效率的提高，首先需要其在粗加工和精加工中都要有很好的體現，尤其是在粗加工中，要兼顧高扭矩和高功率的特點。因此，存在最大的阻力是，如何使機床的主軸，在同樣的轉速下，扭矩也保持最大，如DMG的HSC系列，該系列的機床標準轉速是 28000r/min，這也是HSK 63A刀柄承受的最高轉速，也就是說同樣的刀柄直徑情況下，該系列機床的粗加工能力要大得多。

另外，從整體加工上來看，5軸加工仍是提升效率的熱點，但是強調5軸加工工藝的廠家很多，但能真正利用的還不到買家的5%。尤其是5軸機床配備的軟件，非常特殊，更需國內CAD/CAM的迅速崛起。

尹緒紅先生：在大批量生產中，主要有以下幾個方面會影響加工效率：

（1）機床進給軸的移動速度。采用滾珠直線導軌大大降低傳動副的摩擦力，但其剛性不及方形導軌，所以OKK公司臥式加工中心采用負載高剛性的圓柱滾子直線導軌，其與滾珠直線導軌相比在負載變化很大的情況下，摩擦力變化卻不大，這樣的特性提高了其對數控指令的隨動性，特別在精加工時更有卓越表現。另外，該圓柱滾子直線導軌采用了免維護的內置型自潤滑部件，實現20000km免維護的效果，與自動潤滑裝置相比不會消耗大量的潤滑脂，節約成本并且節約停機維護機床的時間。

（2）在批量生產中，因為有更換刀具磨損或折斷而影響加工的時間，所以都采用了大容量刀庫，實現刀具壽命管理，可將因更換刀具而影響加工時間減少到最低。另外OKK將鉆頭、絲攻類刀具的斷刀檢測安排在刀庫側進行，這樣又減少了在加工區域內的非切削時間。

（3）高壓刀具中心出水裝置也必不可少，增加排屑量和切削液直達刀尖，散熱快延長刀具壽命，切削更加輕快，提高效率。

（4）電主軸被廣泛應用，轉速也不斷地提高，但主軸的剛性、扭矩與切削速度與刀具的相適應和共同提高的問題需要得到研究解決。

智能化和自動化滲透

黃建文先生：如果要想達到適時掌握和控制機床工作狀態的要求，就必須將智能化和自動化滲透到加工過程中去，這就要求機床必須具備網絡功能，有了網絡才能將工作過程中的各種數據進行傳輸，而且還要求機床具有智能化的功能，機床必須能夠提供基本的工作狀態的相關數據，這樣數據的傳輸才有意義，機床隨時通過網絡接受工作的指令和需要的程序和刀具的相關數據，并把機床的工作狀態和任務完成的情況隨時傳回網絡。當設備發生故障的時候也能夠及時將故障信息傳送給相關的人員或者機床的生產廠家，以便及時處理相關問題。而且隨著自動化水平提高，相關的輔助功能的調度和信號的處理以及刀具的管理都需要加強，否則，一個時時都需要人來干預處理的自動化是毫無意義的，如刀具是有壽命的，在自動運轉過程中一個智能化的系統會隨時跟蹤刀具的壽命，當刀具的壽命累計到設定值時會自動通知操作人員及時更換刀具或者自動調用備用刀具繼續加工，從而保證了自動化的連續運行。

陸俊杰先生：2007年我們在智能化和自動化方面有了一個很大的動作——與德國一家專門做自動化項目生產廠的合并。此后DMG在智能化生產線，包括自動化流水線方面有了非常大的提升。值得強調的是，在工序智能化上，十多年前我們就開發了人機對話系統，屬于機床上的一大突破。

現在人工費用越來越高，自動化的實現對于生產商是非常重要的，降低了依賴于人力的不穩定性。自動化的出現也使得加工的恒定性得到了最佳的控制，而且成本降低。體現智能化和自動化的不僅只有加工，還有對機床的調整。在使用過程中，機床由于磨損，精度會喪失。對此DMG研發了一項功能，可以在最短的時間內（40s）把機床的精度恢復到出廠精度，而在此之前調整時間可能需要一天。這也意味著客戶可以自己完成對機床的調整。

尹緒紅先生：先進的數控系統具有實時用戶宏程序，C語言程序執行器，宏程序執行器等功能，機床廠商能夠實現獨有的各類功能，實現智能化，使機床具有個性化。如我們開發的網絡監控系統(NET MONITOR)，就是應對客戶實現辦公室管理的需要對運行中的機器進行記錄和監控。網絡監控系統使用以太網將各機床與電腦聯接起來，監控機床的工作狀態和相關數據，管理加工記錄，通過電腦進行程序的輸入和輸出。我們某些系統開發的出發點，是為了實現客戶在模具加工中實現加工速度與更好的精度要求的統籌兼顧，體現在粗加工中軟件優先考慮速度，精加工中優先考慮尺寸精度，特別在轉角和圓弧面。有時還要利用某種軟件來進行自動補償，以獲得上佳的位置精度。該軟件可以監控機床的重要部位的熱變形，實行連續動態監控（包括進給軸的進給率、主軸轉速、主軸溫度和機床床身溫度），使用復雜的運算法則來進行適當的補償，從而獲得高的位置精度和加工精度。

智能化和自動化的進程

陸俊杰先生：在 2007年EMO上推出的虛擬機床，是自動化最好的表現。之前的工件都是要在機床上進行測試的，并要占用很長時間來調試，才能達到連續加工的目的。這使得機床停機時間非常長，效率及其低。虛擬機床的誕生解決了這些問題，用戶可以在電腦上對工件進行加工演示，包括毛坯形狀、精加工質量，甚至加工所用時間計算等，都與現實的加工100%的相像。這使得加工非常安全，排除了碰撞的危險。

今后，我們可以越來越多的進行遠程監控。工作人員越來越少，使得加工效率會越來越高，加工效率也是由機床的停機率來體現的。

黃建文先生：目前智能化一方面向著單機智能化更高的水平發展，一方面向著集群化甚至智能工廠的方向發展。如MAZAK公司的MATRIX在原有的智能化基礎上又增加了語音導航功能，智能熱屏障和智能干涉碰撞防止等功能，智能化的功能更加強大。在單機的智能化網絡化基礎上，開發智能生產中心管理軟件是非常必要的，可以通過網絡將現場每臺機床以及每個工位的加工狀態實時反饋到管理者和相關部門的電腦上，使管理者以及相關部門在任何有網絡的地方都可以實時地了解到加工現場的工作情況和計劃的執行情況，以便及時下達相應指令。另外，數控系統的雙向通信功能可以讓管理軟件直接調用其工況記錄數據庫，使得工場工作量的統計可以完全由計算機自動進行。