金属切削
　　金属切削机床的智能化技术
　　目前，对智能机床尚无规范完整的定义。美国的SMPI计划给出了智能机床的基本特征，主要包括：（1）知晓自身的加工能力和工作条件；（2）能够自动监测和优化自身的运行状态；（3）可以测量和判断产品加工质量；（4）具备自学习与自适应能力；（5）机器之间能够无障碍地进行交流。
　　与普通
　　近年来，Mikron、DMG、EMAG等品牌都开发了各自的工件托盘管理模块，和传统的托盘交换模块不同之处在于，新的模块包含智能化且独立于机床控制系统以外的专用控制系统，操作员可以把不同工件混编在一起，并且可以在线更改、增删工件的加工内容和排序，而不影响机床加工过程，如图1所示。
　　2监控决策自主化
　　智能机床需具有自优化、自监控、自诊断和预维护功能。在加工过程中，可借助各种传感器、声频和视频系统对加工过程中的力、振动、噪声、温度、工件表面质量等进行实时监测[7]，进而通过预先建立的系统性能参数库或知识库进行切削参数的自动优化与误差补偿。同时，根据健康状态进行及时维护，保障加工质量，减少停工时间。
　　瑞士Mikron公司配置智能加工系统的MikronHSM系列高速铣削加工中心（如图2）可选用加工过程监控模块，以便用户能够观察铣削过程是否正常。通过电主轴壳体中前端轴承附近安装的加速度传感器，使铣削过程中产生的振动可以加速度g载荷值的形式显示，振动大小在010g范围内分为10级，并可预测在该振动级主轴部件的工作寿命，操作员可根据振动级别采取不同处理措施。
　　此外，该公司开发的ITC智能热补偿系统，采用温度传感器实现对主轴切削端温度变化的实时监控，并将这些温度变化反应至数控系统，数控系统中内置了热补偿经验值的智能热控制模块，可以根据温度变化自动调整刀尖位置，避免Z方向的严重漂移[8].
　　Fischer公司推出具有轴向位移补偿的电主轴，这种结构在电主轴的壳体中安装了轴向位移传感器，可以检测由温升引起的热变形和机械力造成的轴向位移，数据经过处理并输入数控系统后，就可以进行相应的补偿，提高工作台的移动精度[9].
　　近年来，各数控系统制造商（如SIEMENS、FANUC等）推出的系统都具有较好的刀具监控功能，如在西门子SINUMERIK810/840D系统内就可以集成以色列OMAT公司的ACM自适应监控系统，能够实时采样机床主轴负载变化，记录主轴切削负载、进给率变化、刀具磨损量等加工参数，并输出数据至Windows用户图形界面。GEfanuc智能平台公司ProficyMTE设备效率监控与分析软件，可将工厂各环节产生的信息数字化，构建成一个可以在任何地点、时间通过任何方式访问的虚拟工厂，可根据用户需要生成相应的数据图表。同时，系统可根据设备使用情况预测维护时间点，制订维护计划，并通过远程诊断工具延长机床平均故障工作时间，缩短维护时间[9].
　　3信息化和网络化
　　对于现代制造工厂来说，除了要提高机床的智能化水平，更要使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间的底层之间及底层与上层之间通信畅通无阻，从而充分发挥智能机床的制造能力和特点。而对计算机、手机、平板电脑、机外和机内摄像头等现代通信设备的应用，实现了其与加工装备的语音、图形、视像和文本的通信功能。设备还可通过与生产计划调度联网，实时反映机床工作状态和加工进度。操作者在授权后可在各类终端上观察加工过程及故障报警，并进行在线处理。
　　日本Mazak公司生产的车铣复合加工机床，不仅能够进行零件的复合加工，在一台机床上完成全部加工工序，还可通过配置信息塔（e-Tower）设备，通过不同终端实现对机床的在线计划调度和信息处理，如图3所示。
　　企业的生产计划调度系统可以安排一周的加工任务，并发送到信息塔。信息塔向操作者发出指令，并在屏幕上显示机床的实时工作状态。操作者可以按照作业计划下载零件的数控程序，按照屏幕指示进行模拟仿真，无误后进行加工，并将机床状态和任务完成情况报告给有关人员[10].
　　智能切削技术的发展趋势
　　目前，应用于金属切削机床上的智能化技术主要是由数字化制造技术衍生发展而来，其主要目标是智能化的闭环加工，即通过智能传感装置将机床在加工过程中产生的应变、振动、热变形等实时状态反馈到控制器中，通过采用针对性的控制算法，对加工轨迹进行在线补偿，从而有效提高加工精度、表面质量和加工效率；通过工序智能集成和模块化加工方式缩短加工流程，提高加工效率；通过网络化技术实现机床之间、机床与人的智能交互。随着物联网和云计算技术的不断成熟，未来的智能机床将呈现以下形式。
　　1基于智能体的制造技术
　　当前的金属切削加工中，智能化技术主要集中应用于机床这个加工体上，工件、刀具等仍然处于被加工、被操作地位，物联网技术的不断发展，尤其各种智能元件的微型化、自主化，使得工件、刀具甚至机床的各工作模块作为智能体存在成为可能。在未来的制造过程中，工件可以作为施令方来根据自身特点和加工目标确定工艺流程、选择和控制工装夹具，直至完成对自身的质量检测；刀具可以根据工艺要求毛遂自荐，与机床、工件进行多向选择，可以根据工况条件调整加工参数，并根据日常使用情况预测自身的使用寿命；在模块化加工方式中，各模块之间可以互相协调统筹，既能够向中央控制系统提供自己的使用特点和应用方向，也可以对系统下达的组合方案和调配指令提出整改或优化意见。由于各级智能体的存在，金属切削过程将由现在的自上而下形式转变为自下而上形式，各生产制造要素得到充分调动，生产效率进一步提高。
　　2开放式制造模式
　　多年以来，我国的机床（尤其是高端机床）进口量和持有量均高居世界**，然而这些机床的生产效能并未得到充分发挥，平均利用率远低于世界主要工业国家。这其中有管理的原因，也有生产制造模式的原因，许多企业虽然建成了企业层级生产制造网络，但终究是各自为战，机床资源没有得到充分利用，而许多好的产品设计制造思想又由于资源匮乏而搁置、放弃。
　　这个问题不仅存在于中国，在世界范围内也越来越受到重视。美国国防先进研究规划局（DARPA）由此提出了开放式制造的思想，即充分利用社会制造资源，降低生产成本，缩短开发周期，使好的创意尽快转化为现实。
　　而机床企业能够做的，就是沿着这一世界大同的发展思路，运用日益成熟可靠的云计算技术，赋予机床云端制造的能力。这不但要求企业具有良好的信息化基础，也需要攻克许多技术难关，例如知识的制造资源云端化，制造云管理引擎、云制造应用协同、云可视化等技术都是未来需要攻克的重要基础技术。
　　结束语
　　金属切削机床的智能化，将使得多品种、小批量、定制式的智能化协同制造成为企业的主要生产制造模式，在我国由制造大国向制造强国迈进的过程中起着重要的基础支撑作用。
　　智能机床相关技术已有部分实现了商品化，但是仍存在技术难点需要解决，例如知识库与专家系统的创建、多学科信息融合与处理技术以及智能化标准体系的建立等，需要结合我国数控装备的特点和需要，通过产学研结合的创新平台，加强基础研究，促进成果转化，从而充分推动我国智能金属切削机床以及智能加工技术的快速向前发展。