什么是精工技術(shù) 精工技術(shù),，即采用電腦程序控制機器的方法,，按工作人員事先編好的程式對機械零件進行加工的過程,。精工技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著精工技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT,、汽車、輕工,、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用,，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從世界上精工技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看,，其主要研究熱點有以下幾個方面：1.高速,、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體,。高速,、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力,。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一,。在轎車工業(yè)領(lǐng)域,，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一,；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差,，材料為鋁或鋁合金,，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋,、壁進行加工,。采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘,、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,，使構(gòu)件的強度,、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速,、高精和高柔性的要求,。從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min,，甚至更高,，空運行速度可達100m/min左右，世界上許多汽車廠,，包括我國的上海通用汽車公司,，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床,。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度******達60m/min,，快速為100m/min，加速度達2g,，主軸轉(zhuǎn)速已達60000r/min,。加工一薄壁飛機零件，只用30min,，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*1000r/mm和1g,。在加工精度方面,，普通級精工機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm,，提高到1～1.5μm,，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。在可靠性方面,，國外精工裝置的MTBF值已達6 000h以上,，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性,。為了實現(xiàn)高速,、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸,、直線電機得到了快速的發(fā)展,，應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大。2.五軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工,，可用刀具******幾何形狀進行切削,，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高,。一般認為,，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床,，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益,。但過去因5軸聯(lián)動精工系統(tǒng),、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動精工機床高出數(shù)倍,，加之編程技術(shù)難度較大,，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,，其制造難度和成本大幅度降低，精工系統(tǒng)的價格差距縮小,。因此促進了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展,。在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復(fù)合主軸頭,，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工,，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工,。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制,。3.智能化,、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代精工系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢21世紀的精工裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),，智能化的內(nèi)容包括在精工系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成,；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化,，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算,、自動識別負載自動選定模型,、自整定等；簡化編程,、簡化操作方面的智能化,，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等,；還有智能診斷,、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的精工系統(tǒng)封閉性和精工應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題,。許多國家對開放式精工系統(tǒng)進行研究,，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems),、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。精工系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為精工系統(tǒng)的未來之路,。所謂開放式精工系統(tǒng)就是精工系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上,，面向機床廠家和最終用戶，通過改變,、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（精工功能）,，形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,，快速實現(xiàn)不同品種,、不同檔次的開放式精工系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品,。開放式精工系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范,、通信規(guī)范,、配置規(guī)范,、運行平臺、精工系統(tǒng)功能庫以及精工系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心,。網(wǎng)絡(luò)化精工裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點,。精工裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng),、制造企業(yè)對信息集成的需求,，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè),、全球制造的基礎(chǔ)單元,。國內(nèi)外一些著名精工機床和精工系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，如在EMO2001展中,，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心,，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場,，簡稱IT廣場),；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等,，反映了精工機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢,。4.重視新技術(shù)標準、規(guī)范的建立（1）關(guān)于精工系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)規(guī)范如前所述,，開放式精工系統(tǒng)有更好的通用性,、柔性,、適應(yīng)性、擴展性,，美國,、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結(jié)構(gòu)精工系統(tǒng)規(guī)范(OMAC,、OSACA,、OSEC)的研究和制定，世界3個******的經(jīng)濟體在短期內(nèi)進行了幾乎相同的科學(xué)計劃和規(guī)范的制定,，預(yù)示了精工技術(shù)的一個新的變革時期的來臨,。我國在2000年也開始進行中國的ONC精工系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。（2）關(guān)于精工標準精工標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢,。精工技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準,，即采用G，M代碼描述如何（how）加工,，其本質(zhì)特征是面向加工過程,，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代精工技術(shù)高速發(fā)展的需要,。為此,，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制,，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標準化,。STEP-NC的出現(xiàn)可能是精工技術(shù)領(lǐng)域的一次革命,，對于精工技術(shù)的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠的影響,。首先,，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中,，NC加工程序都集中在單個計算機上,。而在新標準下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上,，這正是精工技術(shù)開放式,、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次,，STEP-NC精工系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75%）,、加工程序編制時間（約35%）和加工時間（約50%）。歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31),。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶,、廠商和學(xué)術(shù)機構(gòu)。美國的STEP Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者,，他已經(jīng)開發(fā)了用作精工機床加工信息交換的超級模型(Super Model),，其目標是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS,、FIDIA以及歐洲OSACA-NC精工系統(tǒng)的原型樣機上進行了驗證,。