当今，世界已迈入了新工业革命时代。知识爆炸，创新日新月异……使得科技发展一日千里，用美国宾西法尼亚大学教授杰里米·里夫金的话来说，这是由能源和通信的交汇所引起的。

绿色能源的开发和能源的储存，与互联网通信相碰撞后，引起了本次工业革命。我们不妨观察一下，在互联网+时代，对机床工业的发展又有哪些影响呢?

本刊特约撰稿  徐正平

智能网络制造

炒得沸沸扬扬的德国“工业4.0”，其核心优势便是智能(网络、信息)物理系统CPS(Cyber- Physical Systems)。它依仗了大数据、网络和云计算，将计算、通信和控制这三者结合于一体，在机床制造领域也硕果累累。

当今国际三大机床巨头，均异曲同工开发出网络时代的机床控制新系统，譬如DMG MORI的CELOS®，这昰网络信息时代的一种全新机床智能化数控系统，可帮助用户实现从构思到成品的全方位加工需求。机床能将所有与生产相关信息，都集成在一个加工任务包内，并立即显示在“任务管理器”中。加工任务单所需的所有文档、数据和信息都用结构化方式进行管理，因此这些数据也可在以后的加工中或重复订单中被快速提取。

沈阳机床的i5数控系统是由沈阳机床集团自主研发的具有完全自主知识产权的智能化数控系统。该数控系统集成了运动控制技术、计算机技术、网络技术和信息技术，为用户提供操作简单、兼容性强、可靠性高的智能化数控产品。

日本MAZAK公司推出了一种顺畅加工理念SMOOTH TECNOLYGE，这是马扎克第七代的Mazatrol数控系统，主要涵盖了五轴复合加工技术;高速、高精度技术;智能化技术;网络技术;自动化柔性生产线;环境保护及人体工程设计等七个方面，使机床的控制技术几乎达到至臻至美。

值得一提的是，在互联网+时代，要称得上智能机床，首先控制系统必须智能，传统的系统已跟不上潮流了。

庆幸的是，这个网络时代使竞争者都几乎处于同一起跑线上，为我们跨越式发展提供了机遇。目前国内已有不少中小型企业做出了成绩，而且特别接地气。上海斑彰信息技术有限公司研制的全新版本的 Bandex shop logic V7.0数字化工厂管理软件，专注于离散型制造企业信息化，创造性地为机械制造企业量身打造出国内最领先的数字化工厂管理系统，帮助制造工厂实现网络化、数据集成化和生产自动化。而北京兰光创新也同样为中国离散制造企业量身打造出了国内领先的MES制造执行系统。系统以形象直观的图形化界面、功能强大的高级排产、适合国情的协同制造，深受我国离散制造企业的青睐，并已在众多企业成功应用。

MSP 机床和主轴保护功能原理图

智能控制功能

智能制造是机床创新驱动的重点之一，数控机床的智能技术，当然也反咉在数控系统的控制功能上面。

日本MAZAK的智能制造，就产品而言，机床配备了针对加工热变位、切削震动、机床干涉、主轴监测、维护保养、工作台动态平衡性及语音导航等7项智能化功能，使得机床犹如人类一样具有“感官”的功能，可以自行监控机床运转状态，并进行自主反馈从而大幅度地提高了机床运行效率及安全性，同时也可降低对于高技术操作人员的依赖。

日本牧野的智能加工，主要体现在软件控制上面，几项款式各具特点。FF/cam软件，配合在机床中一起使用。该软件的FF加工方法，能制作高精度顺滑的刀路，良好的NC数据保证了机床稳定的切削力及载荷。因此能使机床充分发挥出极限性能。

另一款MPmax软件，能让机床生产率达到最大化，并且可随时监看到机床实时加工操作状况，即时获得管理数据。

瑞士GF Machining Solution的主轴撞击试验很有意思，一台配置20 000 r/min电主轴的MIKRON HPM 800U高性能五轴联动加工中心，主轴夹持直径Φ80 mm面铣刀在低速旋转时以12 m/min的进给速度撞向工件，在撞击之后动平衡与被撞之前还保持在同一个精度区间，彰显了主轴的防撞保护功能，而关键是他们开发了MSP软件。

拥有了MSP，一旦发生碰撞，主轴就能够吸收轴向和横向发生的偏移。碰撞之后，一旦主轴返回正常的运行状态，MSP功能便能够使主轴恢复到理想的精度。还要强调的是，GF主轴防撞保护功能可在XYZ三个矢量空间都得到保护，而非单个方向。

日本大隈推出的五轴调和功能也是典型的一种智能技术。在五轴联动加工中心中，当加工异形曲面时，瞬时旋转轴与直线轴的相对位置变化，难免对精度产生影响，比如旋转轴与直线轴的中心偏差，旋转轴与直线轴的垂直度偏差等。

海德汉的智能技术，落实到了两款基于全新NC内核的数控产品TNC 640和TNC620。

动态高效是海德汉一系列创新的TNC功能，帮助用户更高效地进行重型切削和粗加工，同时能提高加工过程可靠性。由于这些是软件功能，因此不需要对机床的任何机械系统进行改造。动态高效帮助用户提高材料切除速度和缩短加工时间。实际应用中，实际切除速度可提高25%。

智能过程控制

为了保证机床能高效、高品质地持续运行，加强过程监控当然是十分必要的，尤其是针对大批量生产零件而言。

瑞士GF机床公司，他们研制的GFMS智能制造自动化方案，也将机床的过程控制列为重点。为确保生产安全，对机床加工实行全程监控，并有全过程自动记录，同时还兼容ERP系统以灵活处理生产问题。该方案具有机外预调功能，既可实现中断加工，也可实现柔性加工。

起源于刀具研发领域的德国Montronix公司，自1990年以来一直致力于开发和制造保护刀具及机床的斯佩拉系列(Spectra)过程监控系统。而他们去年在米兰EMO展上与FFG(友嘉实业集团)一起亮相展出的新一代普锐斯系列(PulseNG)机床保护与诊断系统，更是展会一大亮点。

该公司的斯佩拉(Spectra)全方位过程监测系统，不仅可以利用机床本身的数字驱动数据DDD(Digital Drive Data)来进行过程监控和优化，还可结合功率传感器、扭矩传感器、声波传感器和应力传感器等各类传感器，精准识别刀具磨损、断裂和缺失等现象，并且也可实施对撞机与振动过载的监控保护，该系统甚至能识别直径为Φ1 mm的钻头上的细微破损。

作为简易版的机床保护与诊断系统，普锐斯(PulseNG)系列产品的性能也值得一提。其所配置的测振三轴加速度传感器在一秒内能采集3200多个测量数据，自带内置温感计，并且抗震、防污、稳定性高。普锐斯系统又分移动版和固定版。移动版也是该公司的一大亮点，其特点是拆装方便，适用多台机床，可快速进行机器状态及故障的诊断、识别机器部件的磨损、优化加工参数，如同机器的听诊器，是维修检验的理想帮手。固定版则只能嵌入一台机床，进行全自动的撞机和振动过载保护，响应时间不超过1 ms，如同机器的安全气囊。经加以对应的PLC调试后，还可增加机床自我诊断功能。普锐斯系统能实时对测量信号进行三维快速傅立叶转换(FFT)，测量精度达0.01 m/s2。该系统还具备记录仪功能，能记录加工过程中所有异常事件。所记录的数据不仅可以供离线分析，还能通过外接通讯系统全球调取。