極端智能成當下數(shù)控機床兩大發(fā)展趨勢

極端制造，說得通俗一點呢，就是可以極端“大”也可以極端小，比如我國研發(fā)成功的一種挖掘機，斗容量有55立方米，是全世界最大的挖斗，可以容納一個樂隊在里面演奏。那小的有多小呢？現(xiàn)在做集成電路制版用的裝備，都是納米級的，只有90納米。極端大與極端小，是對科技實力的綜合考量，那么，這些讓人驚嘆的極端制造，到底是如何制造出來的？
　　新界限
　　北京機床研究所所長劉炳業(yè)說，加工精度始終是衡量現(xiàn)代數(shù)控機床技術發(fā)展水平的重要指標，但體現(xiàn)加工精度的效果如今已經不局限于尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度等方面，更體現(xiàn)在微結構的加工技術方面。
　　而加工技術的發(fā)展趨勢，現(xiàn)在可以明顯感知到的是，一方面局部加工的形狀尺度特征向精微方向發(fā)展，另一方面加工的整體形狀向大尺寸方向發(fā)展。
　　實際上，在科技創(chuàng)新的驅動下，微結構零件的應用非常廣泛，比如太陽能發(fā)電元件、手機導光板、液晶顯示器增亮膜、高速公路顯示板、復眼透鏡、衍射光柵、傳感器元件、二元光學元件、微型透鏡等。
　　“很多源于身邊事物的啟發(fā)。”劉炳業(yè)舉例說，比如有人發(fā)現(xiàn)水滴在荷葉上，總是會自覺呈現(xiàn)特定的形狀，這與荷葉的微型構造有關，那么就有發(fā)明家嘗試研制類似的平臺，來進行相應的運用，這就需要加工技術的跟進。
　　因此，大量帶有微結構的零件加工成為當前精密機床發(fā)展面臨的重要任務，而微結構的出現(xiàn)也使得機床的加工進入新的領域。
　　微結構的出現(xiàn)對機床加工提出了新挑戰(zhàn)，因為微結構尺寸的變化從幾百微米到幾微米不同，帶有微結構的整體零件的尺寸從毫米級到數(shù)米不同。但微結構的加工表面的質量都在納米級。這對機床的運動精度、運動的平滑性、阻尼特性都有新的要求，此外加工工藝、機床刀具、機床附件也都要發(fā)生新的變化。
　　而新的光學加工技術，如快刀伺服（FTS）、刨削加工、鑿削加工、確定性磨削等也在微加工技術發(fā)展中產生�，F(xiàn)今用于加工大型圓柱面、圓端面、平面的微結構機床成為市場競爭的產品，此外納米壓印復制工藝技術相應也得到發(fā)展應用。
　　據(jù)劉炳業(yè)介紹，在微結構的制造設備領域，日本、德國、美國發(fā)展迅速，出現(xiàn)了很多新機床產品。典型的公司包括：東芝機械、發(fā)那科、不二越、庫格勒等。
　　他提到，近期微孔精密切削加工在此期間也得到了快速的發(fā)展，德國科恩公司的金字塔超精密機床，可以用同一把刀具在半導體陶瓷材料上加工上萬個直徑不超過0.1mm的微孔。
　　智能化要求高可靠性
　　與極限制造一樣，智能制造已經成為國際制造領域一種新的趨勢。自2011年德國在漢諾威博覽會提出“第四次工業(yè)革命”(工業(yè)4.0)以來，如今已經進入實施階段。
　　劉炳業(yè)說，“第四次工業(yè)革命”的目標是工廠智能化。2013年美國以制造業(yè)回流為主題，開啟智能時代的再工業(yè)化。日本在柔性制造的基礎上，形成了當今比較成熟的智能化制造技術。中國目前制造業(yè)勞動力成本的不斷上升，一些地區(qū)出現(xiàn)的“用工荒”也迫使制造企業(yè)向智能化方面轉型。
　　智能化制造技術的大趨勢，要求機床必須適應其使用要求，最典型的應用特征是要求各種配置的高可靠性，作為智能制造最基本的組成部分，機床設備的可靠性成為最主要的考核指標。