简述机床智能化的六个技术动向

六高档数控机床与基础制造装备“科技重大专项实施管理办公室”，通过深刻研究，系统地提出了机床智能化的六个技术动向：

一是监测机床工作状态的智能化。

在机床工作状态的监测中，主轴的智能化进展最为明显，通过装有温度传感器和载荷位移传感器的传感系统实现主轴的高度智能化。

这里主要是通过MEMS温度传感器监控轴承润滑状况、防止轴承烧结和进行主轴热位移修正；通过载荷位移传感器检测加工中的异常载荷，监控轴承载荷并推断其寿命，避免轴承损伤。因主轴接近工件加工位置，因而它更适合用于准确地监测机床加工状态。但在主轴有限空间内安装传感系统并非简单，仍有很多课题。如通过在结构材料中安装FBG传感器（应变传感器）来检测结构的热位移，以此判断和修正机床结构的热位移模式，进行主体结构温度分布控制，使热变形最小化。

另外，还有运用机床结构中若干个监测点的温度和主轴的运行信息，通过CNC指令对刀具和工件间的相对热变形进行修正。

二是监测维修状态的智能化。

为减轻维修作业的负荷，需要有在发生大的故障之前采取对策的系统，因此对维修状况进行经常性监测是非常重要的。积累机床工作状态的历史数据并基于此预测寿命，以及在工作状态下检测寿命，可以说是今后的课题。

三是确保安全性的智能化。

为确保安全性的最新智能化技术，可以说是避免发生碰撞的技术。通过程序，在运动过程中以及在准备工作时就可进行干涉检查。

另外，还有检测刀具的离心力破坏和临界安全速度等技术，有的会因安全性而牺牲操作性，这些也可能通过智能化得到解决。

四是实现节能的智能化。

切屑排出的状态，因加工条件、加工材料和加工对象不同而会时刻发生变化，通过检测切屑量的变化、控制切屑处理装置的动作，可达到很好的节能效果。

这种方法也适用于冷却润滑液供应系统，通过调节冷却润滑液使其符合加工条件，也会达到较好的节能效果。

五是工艺条件决策的智能化。

检测加工中的振动、发出回避这种振动的指令，形成自动回避振动的系统。在主轴回转速度较慢的车削加工中，可随时计算出主轴回转速度的变动振幅和变动周期，防止再生震动的发生。在铣削加工中，通过利用主轴回转速度与振动的周期性关系，可以保持主轴在特定没有振动的区域内工作。

作为工艺条件的选择，并非单纯自动地决定加工条件，在判断用户所选定的加工条件是否合理，为实现必要的加工精度制定合理的工艺条件等可进一步提升智能化程度方面，目前尚在研究开发中。

六是准备作业的智能化。

在准备作业的智能化方面，进展尚不明显。在加工铸造零部件、锻造零部件等异形材料时，因其质量不平衡以及位置变化，使得在高速回转中加工较困难。因此需要在进行平衡的同时进行加工，自动平衡装置拟可解决这一问题。除此之外，尚无相关事例。至于其他准备作业的智能化系统正在开发中。

“从体力到脑力的逐步解放，从传统经验向科学认知的不断飞跃以及人与自然的和谐共存等等，已经并继续深刻地改变着人类社会的生产形态。”宋天虎说。

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