工控摘要：极端制作，说得通俗一点呢，就是可以极端大也可以极端小，比如我国研发成功的一种发掘机，斗容量有55立方米，是全世界最大的挖斗，可以容纳一个乐队在里面演奏。

　　那小的有多小呢？现在做集成电路制版用的设备，都是纳米级的，只有90纳米。

　　极端大与极端小，是对科技实力的综合考量，那么，这些让人惊叹的极端制作，到底是如何制作出来的？新界限北京机床研究所所长刘炳业说，加工精度始终是衡量现代数控机床技巧发展程度的重要指标，但体现加工精度的效果如今已经不局限于尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度等方面，更体现在微结构的加工技巧方面。

　　而加工技巧的发展趋势，现在可以明显感知到的是，一方面局部加工的形状标准特点向精微方向发展，另一方面加工的整体形状向大尺寸方向发展。

　　实际上，在科技创新的驱动下，微结构零件的利用非常广泛，比如太阳能发电元件、手机导光板、液晶显示器增亮膜、高速公路显示板、复眼透镜、衍射光栅、传感器元件、二元光学元件、微型透镜等。

　　很多源于身边事物的启发

　　刘炳业举例说，比如有人创造水滴在荷叶上，总是会自觉浮现特定的形状，这与荷叶的微型结构有关，那么就有创造家尝试研制类似的平台，来进行相应的运用，这就需要加工技巧的跟进。

　　因此，大批带有微结构的零件加工成为当前精密机床发展面临的重要任务，而微结构的涌现也使得机床的加工进入新的领域。

　　微结构的涌现对机床加工提出了新寻衅，因为微结构尺寸的变更从几百微米到几微米不同，带有微结构的整体零件的尺寸从毫米级到数米不同。

　　但微结构的加工表面的质量都在纳米级

　　这对机床的运动精度、运动的平滑性、阻尼特点都有新的请求，此外加工工艺、机床刀具、机床附件也都要产生新的变更。

　　而新的光学加工技巧，如快刀伺服（FTS）、刨削加工、凿削加工、断定性磨削等也在微加工技巧发展中产生。

　　现今用于加工大型圆柱面、圆端面、平面的微结构机床成为市场竞争的产品，此外纳米压印复制工艺技巧相应也得到发展利用。

　　据刘炳业介绍，在微结构的制作设备领域，日本、德国、美国发展迅速，涌现了很多新机床产品。

　　范例的公司包含：东芝机械、发那科、不二越、库格勒等

　　他提到，近期微孔精密切削加工在此期间也得到了快速的发展，德国科恩公司的金字塔超精密机床，可以用同一把刀具在半导体陶瓷材料上加工上万个直径不超过0.1mm的微孔。

　　智能化请求高可靠性与极作一样，智能制作已经成为国际制作领域一种新的趋势。

　　自2011年德国在汉诺威博览会提出第四次工业（工业4.0）以来，如今已经进入实行阶段。

　　刘炳业说，第四次工业的目标是工厂智能化

　　2013年美国以制作业回流为主题，开启智能时代的再工业化。

　　日本在柔性制作的基础上，形成了当今比较成熟的智能化制作技巧。

　　中国目前制作业劳动力成本的不断上升，一些地区涌现的用工荒也迫使制作企业向智能化方面转型。

　　智能化制作技巧的大趋势，请求机床必须适应其应用请求，最范例的利用特点是请求各种配置的高可靠性，作为智能制作最基础的组成部分，机床设备的可靠性成为最重要的考核指标。

　　他表现，现今的智能制作技巧可以看作是在前两代柔性制作技巧基础上发展起来的技巧。

　　第一代柔性制作系统产生于上世纪80年代，它的可靠性衡量特点是可持续24小时运行，第二代产生于上世纪90年代，可持续72小时运行。

　　当今的智能制作系统，它请求可以持续720小时运行

　　因此，能够长时间不间断高可靠性运行的机床设备成为另外一个发展趋势。

　　智能制作三代发展中，人力成本不断降落，智能化制作中人的参与很少，但机器人的复杂程度明显提升。

　　比如第二代发展中，机器人只能从事固定路径的搬运，但第三代机器人不仅可以通过视觉传感器感知无序摆放的工件，通过断定做出不同路径的抓取动作，还可以感知装配过程的零件对中状态，并配合智能夹具代替过去只能由人才干完成的工作。

　　此外，智能制作同样对机床适应性的其他方面提出了请求，比如：能够配合带传感器及感知对位装配的机器人协同工作、能够远程通信等。

　　刘炳业说，虽然机床的发展趋势还有很多，比如多功效复合化趋势、可重构趋势、低能耗环保趋势等。

　　但极作和智能化制作这两大趋势浮现了不同技巧特点，第一大趋势重要的突出特点是技巧的前沿性和创新性，重点体现技巧的高精尖；第二大趋势重要特点是技巧的成熟性、体现一个国家制作业的基础。

　　这两大特点都能比较充分反响国家制作业的壮大程度

　　如果缺乏第一大趋势所涉及的技巧，一个国家就会见临垄断的要挟；第二大趋势考验和衡量的是一个国家制作基础强弱和好坏的问题，涉及的技巧层面领域更广。

　　刘炳业认为，面对第一大趋势的寻衅，行业同仁必须发展以精度与标准为特点的技巧，研究开发尖端设备与工艺。

　　欧盟委员会发布的地平线2020科研和创新打算中，其中三个重要目标之一做产业界领袖，其中重点发展领域是纳米技巧，也正体现了这一发展的请求。

　　在精密制作机床设备领域中，持之以恒地器重工作母机、超精密机床的发展，才干在国家的高技巧领域占领一席之地。

　　而面对第二大趋势，请求中国机床工具行业必须配套地解决制作领域的高可靠性等涉及产品德量性能的问题。

　　因为智能化制作最大的特点是讲究集成，如果智能化制作的生产线元器件、部件的质量有问题，集成度越高，问题就越大。

　　(起源：钢联资讯)