在imts 2006 上，日本mazak 公司以“智能機床”(intelligent machine)的名稱，展出了聲稱具有四大智能的數控機床；日本okuma (大隈)公司展出了名為“thinc”的智能數字控制系統 (intelligent numerical control system)。從1952年第一臺數控機床問世至今50余年，其中包括走向成熟的30年和走向大規模應用的20余年。智能機床的出現標志著新的發展階段的開始，標志著數控軟件由非智能(低級)走向智能(高級)。這一標志性事件的出現，將加快人類智能型生產工具的發展步伐，成為數控機床的重要發展方向，其前景廣闊、意義深遠而重大。

mazak的智能機床：發出信息和進行思考

mazak對智能機床的定義是：機床能對自己進行監控，可自行分析眾多與機床、加工狀態、環境有關的信息及其他因素，然后自行采取應對措施來保證最優化的加工。換句話說，機床進化到可發出信息和自行進行思考。結果是：機床可自行適應柔性和高效生產系統的要求。當前mazak的智能機床有以下四大智能：

主動振動控制（active vibration control）——將振動減至最小。

各坐標軸運動時的加、減速度產生的振動，影響加工精度、表面粗糙度、刀尖磨損和加工時間。具有此項智能的機床可使振動減至最小。例如,在進給量為3000mm/min，加速度為0.43g時，最大振幅由4μ m減至1 μm。

智能熱屏障（intelligent thermal shield）——熱位移控制。

由于機床部件的運動或運作產生的熱及室溫的變化會產生定位誤差。此項智能可對這些誤差自動補償，使其值為最小。

智能安全屏障（intelligent safety shield）——防止部件碰撞。

當操作工人為了調整、測量、更換刀具而手動操作機床時,一旦“將”發生碰撞時(即在發生碰撞前一瞬間),運動立即自行停止。

馬扎克語音提示(mazak voice adviser)——語音信息系統。

當工人手動操作和調整時，用語音進行提示，以減少由于工人失誤而造成的問題。

okuma的智能機床：具備“思想”

okuma的智能數字控制系統的名稱為“thinc”,它是英文“思想”(think)的諧音，表明它具備思想能力。okuma認為當前經典的數控系統的設計(結構)，執行和使用(design、implementation、use)三個方面已經過時，對它進行根本性變革的時機已經到來。

okuma說，thinc不僅可以在不受人的干預下,對變化了的情況作出“聰明的決策”(smart decision)，還可以使機床到了用戶廠后, 會以增量的方式使其功能在應用中自行不斷增長,并會更加自適應新的情況和需求，更加容錯，更容易編程和使用，而不像目前的cnc到用戶廠后功能就開始“凍結”(frozen)和過時?？傊?在不受人工干預的情況下，機床將為用戶帶來更高的生產效率。這一切均不需okuma介入，用戶和機床逐漸走向“自治”(autonomy)。筆者認為，這些可能是人工智能的自學習、自適應、自改善、自行積累經驗的功能的體現。

okuma還聲稱，thinc是基于pc 的平臺，并且采用國際標準硬件, windows2000 專業操作系統sp4。okuma說,隨著計算機技術不斷發展, 用戶可以自行升級換代。

“智能”與非智能機床的區別

“智能”與非智能程序不同的是，后者要求”機械、死板”地執行程序，而前者只是提供一種方法以供執行。以mazak的第二大智能——“智能熱屏障”為例。早在上世紀80年代就出現數控機床熱變形誤差的自動補償，至今約有十多家以上技術領先公司擁有這項技術。其做法是：在機床出廠前，在溫度可控的試驗室里，做空運轉和試切削試驗，找出室溫和運轉條件變化與主軸軸向位移變化的關系，列出對應的關系表或描繪出相關的曲線，然后編成程序。到用戶廠后，系統采集機床典型部位安裝的溫度表數值后，按表或曲線上的對應值進行補償。這種方式是自動但非智能運行的，是機械、死板地執行程序中規定的對應值。mazak認為，“傳統”的方法中主軸位移“熱時間常數”低，它不采用這種“傳統”方法。因屬于“待申請專利”(patent pending)，mazak沒有透露方法的細節。

mazak的第一大智能“主動振動控制”，按對“主動”一詞的理解，有可能是振動發生后，使用“激震器”用與振動信號相同的頻率、振幅、但相位相差180度的振動來抵消原來的振動。由于振動頻率和振幅大小與機床進給加、減速度有關，而加、減速度又與進給速度、切削負荷等有關，根本無法事先在程序中規定，只能根據實測加以權衡，判斷做出對應的決策。

至于一臺機床具備多少智能功能，才能算“智能機床”，mazak在其“智能機床”的右上角注有“tm”，表示為“商標”。也即它并不需要國際權威機構或人士的認證、批準，也不需要別人評頭論足。mazak公司在日本、中國、新加坡、美國等設有8個工廠，全世界設有10多個技術中心，2005年其機床銷售總額達15億多美元，已連續多年居世界第一。這樣大的公司提出的名稱是很慎重且很有份量的。

智能數控系統控制的機床，自然是智能機床。有趣的是，okuma并未聲稱它的機床是智能機床。同樣地， mazak也未聲稱它的系統是智能數控系統。事實是，這兩家公司均推出了智能機床和智能數控系統。

智能機床的出現，將使機械制造全面走向高層次(狹義)的智能制造。今后數控機床的智能水平還將會逐漸提升。

（周延佑：原機械工業部機床司副總工程師，

陳長年：中國汽車工程學會裝備部主任）

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