根据作者工作性质和接触的设备类型，本文中所论述的智能机床特指适用于航空发动机零部件制造的各种切削、焊接、成形、特种加工工艺类机床，不包括晶圆切割、芯片封装、食品包装、日用消费品产品装配类机床。

《百度百科》对智能机床的定义“对制造过程能够做出决定的机床，智能机床的作用是为生产的最优化提供方案”。智能机床、智能制造的概念提出的时间很早，早在1990年代就提出此概念，在这二十余年间随着科技进步，尤其是计算机软硬件的快速发展，各个机构、机床制造商在其擅长的技术领域，形成了多个“流派”，分别侧重于智能传感器、智能功能、智能部件、智能系统等方面的开发与应用。

一、智能机床基本技术特征与表现形式

智能机床主要技术特征表现在，运行过程中机床多个位置安装的各类型智能传感器(温敏、压敏、电压/电流、微处理器等元器件)实时采集机床运行数据，检测分析制造流程当中出现的各种偏离数据;对采集到的各类数据过滤、排除干扰/噪点数据后，经过专业数学公式/程序的推导、分析、解算，对现行过程进行缺陷诊断、结果预判，结合制造流程对于产品制造工艺、质量与成本等方面的要求，形成决定并计算补偿量，生成干预、修正指令驱动智能功能部件，并对于结果进行反馈、评估、管控。其智能控制系统还能够同时对制造过程当中所需的切削参数、机床运动部件动态参数进行解算、补偿，分析制造流程所需机床运行时间、机床维护保养周期计划等等任务。

智能机床/智能生产线，与柔性制造/柔性制造单元，两者在功能和概念上有诸多相通之处。但是通过总结在实际使用过程中的经验与体会，柔性制造/柔性制造单元相对更加倾向于“硬件”的先进技术的发展与应用，着重满足各项硬件功能需求;而智能机床/智能生产线更多的落脚在“智能”这个关键词上，偏向于“软件”方面，即基础数学模型/体系平台架构的建设、精确控制、系统集成等方面，着重解决体系平台架构的研究、建设与应用。借用俗语“野蛮其体魄、文明其思想”来描述似乎较为贴切。

二、智能机床使用过程中的体会

智能机床为航空制造业实现全面自动化生产提供了可行的途径。本企业是中国最早研究应用数控机床的企业，在1970年代就开始规模应用数控机床。本企业的产品属于典型的多品种、小批量高科技产品，产品类型涵盖航空发动机全部零部件，产品材料类型多、加工特性区别大。

在实际生产过程中，对实际使用过的部分智能机床功能有所体会，在此进行简要地介绍。

1. 围绕切削工艺最基本也是最关键的切削三要素：线速度、进给率和吃刀深度，智能机床的自适应控制系统发挥出显著的作用。例如：以色列OMATIVE自适应控制系统，将西门子SINUMERIK 840D 数控系统中相关变量、通道/轴项参数进行集成，通过智能传感器实时监测机床主轴负载数据，运用专家系统计算分析，通过实时调整进给率，实现对加工中进/退刀过程保护、主轴近似“恒功率”切削，大大减少刀具破损和操作者劳动强度。而意大利曼德利公司研制开发的iPuma suite4.0系统通过预测机床未来状况的算法，收集、分析、计算各项参数，其iPuma smartcut功能模块针对切削线速度要素，具备自动调整主轴转速功能，有效改善加工表面质量、降低切削噪声、提高刀具使用效率和寿命。

在我单位已有12台DMG DMU100P/120P/160P和曼德利spark系列机床应用自适应控制系统，在实现机床产能大幅提升和刀具消耗的精确控制的同时，机床操作人员劳动强度大大降低， 12台设备由原先36人三班倒减少到现在12人三班倒即可实现24小时不停机生产，节省下的人力资源投入新进设备、生产线，企业经营效益显著提升。目前正在筹建由4台智能机床+24个自动交换托盘构建的智能生产线，目标是将现有产能继续提升一倍以上，以满足多型号产品的开发、生产要求。

2. 多轴联动数控机床的智能功能应用经验

作为目前市场使用范围较广的德玛吉DMU系列和曼德利SPARK系列五轴加工中心，在单机的智能化和智能化生产线领域不断推出极具针对性的功能和机床产品。在实际生产当中发挥出显著的质量、效率优势，创造了可观的经济效益和社会效益。

最大输出扭矩达1550Nm的齿轮驱动机械主轴，兼顾重载和稳定的高精度高速铣削加工任务，适用于各种材料的切削加工。

TPC功能(工作台精度控制)，用于监测、计算和补偿数控旋转工作台在装载不同规格、重量工件后的旋转中心的动态精度，使得规格、大小、重量不一的产品拥有稳定一致的加工精度和产品质量。

ATC功能(应用调整循环)，提供可以在同一工件加工程序中自由选择侧重于表面加工质量(表面粗糙度或表面完整性)、加工速度和加工精度的三种设置，使得一个加工程序可以兼顾满足粗加工对于生产效率、精加工对于表面质量和加工精度的要求，大大节约复杂产品的编程准备时间，并有助于数控程序的存储归档管理。

3D QuickSET功能，通过测量探头和高精度标准球在工作区域内进行机床各轴动态精度的检查和补偿，可以随时修正机床动态加工精度，有助于在进行五轴联动加工时实现高精度加工，减少由于环境温度、部件轻微磨损对加工精度的不利影响。

碰撞监控功能，通过对工作区域的动态监控，防止在手动和自动模式下包括刀具在内的各个机床部件的碰撞，保护机床免受碰撞、减轻操作人员工作压力、避免潜在的经济损失。

Advanced Surface(先进表面)功能，针对于西门子SINUMERIK 840D SL系统，通过监控机床运行速度控制以获取尽可能高的加工速度，优化进给速度曲线提高表面加工质量和精确地轮廓加工精度。

曼德利iPuma suite4.0系统通过预测机床未来状况的算法，收集、分析、计算各项参数。针对于机床维修/维护的驱动、运动部件的“虚拟可视化部件三维结构视图透视功能(tool for curative maintenance)”，即机床三维VR功能，在对新员工进行设备特点和操作培训时非常直观、准确、有效。

新型的控制面板，更加贴近人机交互的需求，在方便机床操作的同时，通过网络、交换机将单机的数控系统与生产管理系统、产品数据管理系统和产品寿命管理系统联结、集成，实现在线加工、在线管理，极大的提高生产效率和管理质量。

三、智能机床使用经验总结

智能机床的诸多优点建立在科技进步的基础上，尤其是信息技术的发展舍得机床向着数字化、智能化、集成化的方向发展。企业对于智能机床的应用，最直接的使用效果就是大大提高生产效率和加工质量，减少不必要的停顿和消耗。而在减少简单体力劳动的同时，对高素质编程、生产管理人员的需求愈加迫切。如何充分发挥智能机床的功能，去创造更多的价值需要在实践当中不断地总结、归纳，形成企业技术、生产、质量系统遵循的规范、制度、标准。