機(jī)床工具行業(yè)是關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)和國防安全的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)行業(yè)。機(jī)床是裝備制造業(yè)智能制造的工作母機(jī)，沒有機(jī)床的智能化，就無法實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)的智能制造。加快發(fā)展智能機(jī)床，是實(shí)施《中國制造2025》打造制造強(qiáng)國的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。
智能機(jī)床是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成與深度融合的產(chǎn)物,是數(shù)控機(jī)床發(fā)展的高級(jí)形態(tài)。目前，技術(shù)先進(jìn)國家在機(jī)床監(jiān)控、測(cè)量、補(bǔ)償、診斷、加工優(yōu)化等智能化技術(shù)的突破，為智能機(jī)床的發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)。隨著科技不斷創(chuàng)新，智能機(jī)床作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)智能終端，將成為智能生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵加工設(shè)備。
我國處于數(shù)控機(jī)床的發(fā)展階段，在高速、高精、多軸聯(lián)動(dòng)控制、多通道復(fù)合加工、網(wǎng)絡(luò)通訊等數(shù)控技術(shù)與國際先進(jìn)水平比較存在一定差距。目前，我國數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)尚處于起步階段，我國現(xiàn)階段生產(chǎn)的絕大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床還不具備智能化功能。近年來，經(jīng)過行業(yè)科研攻關(guān)，某些智能化技術(shù)開始試驗(yàn)和應(yīng)用，并取得積極成果。
1.國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)在智能化功能的研發(fā)上取得可喜進(jìn)展
華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大連光洋、沈陽高精和航天數(shù)控等5家數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)在04專項(xiàng)的支持下，自主研發(fā)高檔數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過多年努力，5家企業(yè)均攻克了數(shù)控系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)、高速高精、多軸聯(lián)動(dòng)、總線技術(shù)、納米插補(bǔ)等一批高檔數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，研制出全數(shù)字總線式高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)從模擬接口、脈沖接口到全數(shù)字總線控制、高速高精的技術(shù)跨越。我國數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)聯(lián)合研制的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的NCUC-Bus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，已獲批了5項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，并獲得省部級(jí)發(fā)明一等獎(jiǎng)。
沈陽機(jī)床集團(tuán)通過與上海同濟(jì)大學(xué)合作組建自己的研究院，從底層技術(shù)源代碼算法做起，歷時(shí)5年，研制成功i5數(shù)控系統(tǒng)，建立了iSESOL云平臺(tái)，形成了基于iSESOL云平臺(tái)的智能機(jī)床互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用框架。
2.數(shù)控機(jī)床主機(jī)的智能化進(jìn)程加快
一批數(shù)控機(jī)床主機(jī)制造企業(yè)通過科技攻關(guān)，在主機(jī)上集成應(yīng)用智能化技術(shù)，提高了數(shù)控機(jī)床的使用性能。
如沈機(jī)集團(tuán)昆明機(jī)床股份公司開發(fā)的TGK46100高精度坐標(biāo)鏜床采用溫度傳感器、溫度模塊等，通過數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控主軸系統(tǒng)的發(fā)熱變形和熱補(bǔ)償，其五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)型具有反向間隙補(bǔ)償、螺距補(bǔ)償和體積補(bǔ)償功能。
秦川機(jī)床工具集團(tuán)最新開發(fā)的數(shù)控蝸桿砂輪磨齒機(jī)采用高精度同步控制技術(shù)和電子齒輪箱等，整機(jī)操作可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卡、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)磨削及修正砂輪自動(dòng)控制。
機(jī)床行業(yè)最新開發(fā)的高精度單向走絲線切割機(jī)床，配置了六軸數(shù)控系統(tǒng)及無電解智能電源、自動(dòng)穿絲及恒張力機(jī)構(gòu)、溫度補(bǔ)償裝置、電火花線切割加工工藝數(shù)據(jù)庫等。
機(jī)床行業(yè)最新開發(fā)的五軸數(shù)控工具磨床，配置專用數(shù)控系統(tǒng)和工具磨削專用軟件，具有復(fù)雜型面加工數(shù)學(xué)建模和自動(dòng)編程、工件和砂輪在線檢測(cè)、磨削尺寸補(bǔ)償、砂輪修正補(bǔ)償、磨削工藝及工藝參數(shù)優(yōu)化等智能化功能，提升了整機(jī)智能化水平。
3.具有一定智能功能的國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床示范應(yīng)用效果明顯
如由武漢華中數(shù)控股份有限公司、東莞勁勝精密組件股份有限公司等企業(yè)共同建設(shè)的東莞勁勝移動(dòng)終端智能制造示范車間，實(shí)現(xiàn)了全國產(chǎn)、自主化的智能制造，被選為全國智能制造試點(diǎn)示范交流會(huì)的唯一示范現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)，武漢華中數(shù)控股份有限公司在武漢建立了“數(shù)控加工大數(shù)據(jù)中心”，可通過無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶車間生產(chǎn)線相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、加工優(yōu)化、健康診斷等智能化功能，提升了為用戶服務(wù)的水平。
大連光洋科技工程有限公司與北京動(dòng)力機(jī)械研究所（航天科工集團(tuán)3院31所）合作，致力于采用04專項(xiàng)在數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)及電機(jī)等方面以及立式五軸加工中心等方面取得成果的應(yīng)用推廣，結(jié)合航天復(fù)雜、核心零部件的工藝制造需求開展了深入合作。2013年8月，在大連光洋科技工程有限公司向北京動(dòng)力機(jī)械研究所交付了2臺(tái)不同規(guī)格的高速高精度五軸立式加工中心。至今，這兩臺(tái)承載04專項(xiàng)多項(xiàng)成果的五軸機(jī)床已經(jīng)完成了多個(gè)批次、多個(gè)品種的航發(fā)關(guān)鍵零部件的加工，支持了北京動(dòng)力機(jī)械研究所的軍工生產(chǎn)任務(wù)。在成功應(yīng)用示范作用下，北京動(dòng)力機(jī)械研究所推廣10多臺(tái)大連光洋科技工程有限公司立式五軸加工中心。大連光洋科技工程有限公司先后與哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)、貴州黎陽航空發(fā)動(dòng)機(jī)、湖南株洲南方動(dòng)力等軍工企業(yè)簽訂合同，進(jìn)一步擴(kuò)大專項(xiàng)成果在航空航天中的應(yīng)用示范。
4.國內(nèi)首個(gè)智能制造裝備項(xiàng)目通過驗(yàn)收
由云南CY集團(tuán)有限公司承擔(dān)的工信部首個(gè)“智能制造裝備項(xiàng)目”——《高檔數(shù)控車床制造數(shù)字化車間的研制與示范應(yīng)用》于2016年8月通過驗(yàn)收。該項(xiàng)目由91臺(tái)套設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)混流柔性制造、自動(dòng)上下料、產(chǎn)品自動(dòng)識(shí)別和跟蹤、在線自動(dòng)檢測(cè)、產(chǎn)品流向智能控制、智能故障診斷、加工參數(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理信息化。該項(xiàng)目關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率100%，生產(chǎn)效率由月產(chǎn)100臺(tái)提高到300臺(tái)，生產(chǎn)線人員減少57.5%，能耗降低38.4%，零件關(guān)鍵工序交驗(yàn)合格率由64%提高到96%，取得明顯經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)目是近年來機(jī)床行業(yè)應(yīng)用智能生產(chǎn)線制造機(jī)床的首例，具有示范意義。
5.“數(shù)控機(jī)床互聯(lián)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與試驗(yàn)驗(yàn)證”項(xiàng)目啟動(dòng)
隨著《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床及相關(guān)數(shù)字化裝備將得到大力發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的智能化升級(jí)，智能制造標(biāo)準(zhǔn)在整個(gè)戰(zhàn)略中起著至關(guān)重要的基礎(chǔ)性作用，而這一切都依賴于數(shù)控機(jī)床裝備的互聯(lián)互通。實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的互聯(lián)互通，相關(guān)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是決定性要素。在中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)的組織下，列入工信部智能標(biāo)準(zhǔn)制訂計(jì)劃的“數(shù)控機(jī)床互聯(lián)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與試驗(yàn)驗(yàn)證”項(xiàng)目已經(jīng)按計(jì)劃開展有效工作。
1．編制“十三五規(guī)劃”指導(dǎo)性文件——《中國機(jī)床工具2020》，其中“智能制造”被列為“十三五”數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的重要方向，并提出數(shù)控機(jī)床智能化發(fā)展任務(wù)和重點(diǎn)研發(fā)內(nèi)容。
2.貫徹國家《智能制造發(fā)展規(guī)劃2016-2020》。機(jī)床協(xié)會(huì)組織行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)積極承擔(dān)國家智能制造新模式示范項(xiàng)目，積極參與國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)制定工作。目前機(jī)床行業(yè)有沈陽機(jī)床集團(tuán)公司、濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)公司、秦川機(jī)床工具集團(tuán)公司、大連機(jī)床集團(tuán)公司、華中數(shù)控股份有限公司、大連光洋科技工程有限公司、四川普什寧江機(jī)床有限公司、寧波海天精工有限公司等20多家企業(yè)承擔(dān)國家智能制造新模式示范項(xiàng)目和國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)制訂項(xiàng)目。
3.積極推廣國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床應(yīng)用工作。通過與軍工制造企業(yè)建立長效合作機(jī)制，舉辦國際機(jī)床展覽會(huì)展示成果，運(yùn)用軍工生產(chǎn)進(jìn)口機(jī)床國產(chǎn)化審查，建立國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床推廣目錄，加強(qiáng)機(jī)床廠與用戶交流等手段，推動(dòng)高檔數(shù)控機(jī)床預(yù)研和制造，積極推廣國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床應(yīng)用，推動(dòng)軍工領(lǐng)域制造裝備國產(chǎn)化，促進(jìn)軍工裝備自主、安全、可控，為我國國防建設(shè)現(xiàn)代化作出貢獻(xiàn)。
4.由中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)牽頭組織成立“數(shù)控機(jī)床互聯(lián)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟”，該聯(lián)盟由武漢華中數(shù)控股份有限公司、沈機(jī)（上海）智能系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)有限公司、廣州數(shù)控設(shè)備有限公司、沈陽高精數(shù)控智能技術(shù)股份有限公司、大連科德數(shù)控股份有限公司、天津市泰森數(shù)控科技有限公司、大連機(jī)床集團(tuán)有限公司、四川普什寧江機(jī)床有限公司、北京北一機(jī)床股份有限公司、武漢華工激光工程有限責(zé)任公司、華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司等企事業(yè)單位組成，開始啟動(dòng)“數(shù)控機(jī)床互聯(lián)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與試驗(yàn)驗(yàn)證”項(xiàng)目工作，取得可喜進(jìn)展。
“智能制造”是《中國制造2025》確定的重點(diǎn)工程之一，“數(shù)控機(jī)床和智能機(jī)器人”是其中的重點(diǎn)領(lǐng)域，是搶占未來制高點(diǎn)的主攻方向，機(jī)床行業(yè)要有計(jì)劃地開展“智能機(jī)床技術(shù)及智能制造系統(tǒng)研究”，推動(dòng)“智能制造”模式的應(yīng)用。
1.數(shù)控系統(tǒng)智能化技術(shù)研究
——開放式智能化數(shù)控系統(tǒng)的研制；
——基于開放式智能化數(shù)控系統(tǒng)智能加工技術(shù)的創(chuàng)新研究；
——開發(fā)有關(guān)應(yīng)用軟件如優(yōu)化編程及仿真技術(shù)，研制開放式應(yīng)用軟件平臺(tái)；
——智能傳感器和智能功能部件的研發(fā)。
2.數(shù)控機(jī)床智能化及智能機(jī)床開發(fā)
數(shù)控機(jī)床適應(yīng)高效高精加工、生產(chǎn)系統(tǒng)信息集成和智能控制需求，開發(fā)在線智能檢測(cè)技術(shù)、機(jī)床智能診斷和智能維護(hù)技術(shù)、基于智能制造技術(shù)的加工優(yōu)化技術(shù)，以及基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通訊功能和服務(wù)能力。
3.“智能制造”模式的研究和應(yīng)用
開展制造網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化車間與智能制造系統(tǒng)的智能制造模式研究和應(yīng)用。采用CAD-CAPP-CAM等數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）；建立制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）；建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)（ERP）安全運(yùn)行。利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化等。
綜上所述，在國家產(chǎn)業(yè)政策支持、新技術(shù)革命推動(dòng)和市場(chǎng)需求牽引等綜合作用下，機(jī)床行業(yè)的“智能制造”將步入加速成長期。“智能制造”的發(fā)展將對(duì)傳統(tǒng)制造體系帶來猛烈沖擊，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生深刻變革。在我國經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，機(jī)床工具行業(yè)面臨市場(chǎng)需求升級(jí)的緊迫需求，經(jīng)過新技術(shù)革命的洗禮，機(jī)床行業(yè)企業(yè)的經(jīng)營模式將逐步轉(zhuǎn)變。
“數(shù)控機(jī)床—數(shù)控機(jī)床智能化—智能機(jī)床—智能制造車間—智能制造工廠—智能制造大系統(tǒng)”的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程，為機(jī)床行業(yè)展示了美好的發(fā)展前景。毋庸置疑，“智能機(jī)床”將成為智能制造體系中的核心裝備，加快發(fā)展“智能機(jī)床”，是實(shí)施《中國制造2025》打造制造強(qiáng)國的首要任務(wù)。
