机床技术发展的前景和目标是实现装备制造业的全自动化,从单机自动化到FMC、CIM、CIMS,提高加工精度和效率,降低制造成本,为人类创造更多的财富。在实现全自动化的过程中,需要解决的技术问题极其复杂,不仅要解决替代体力劳动的问题,还要解决替代脑力劳动的问题。它包括技术、刀具、物流、网络、信息存储、控制等等。如何用智能取代人的体力和脑力劳动,是最关键的核心问题。
智能机床的出现,为未来装备制造业实现全面生产自动化创造了条件。首先通过自动抑制振动,减少热变形,防止干扰,自动调节润滑油量,降低噪音等。可以提高机床的加工精度和效率;其次,对于集成制造系统的进一步发展,单台机床的自动化水平提高后,可以大大减少人们管理机床的工作量,人们可以有更多的精力和时间去解决机床以外的复杂问题,智能机床和智能系统可以进一步发展。第三,数控系统的发展和创新对机床的智能化起到了极其重要的作用。它可以容纳大量的信息,对各种信息进行存储、分析、处理、判断、调整、优化和控制。它还具有重要的功能,如刀具和夹具数据库、对话编程、刀具路径检查、加工时间分析、启动时间分析、实际加工负荷监控、加工导航、调整、优化和自适应控制。
早在20世纪80年代,美国就提出研发“自适应控制”机床。但由于自动检测、自动调整、自动补偿等很多自动化环节没有解决,虽然有各种测试,但进展缓慢。后来在电火花加工方面,首先实现了“自适应控制”。通过自动选择和调整放电间隙和加工参数,提高了电火花加工的精度、效率和自动化程度。
纵观当今主要能源消费国的能源战略和能源消费趋势,不难发现,随着国际油价的高企,包括美国、日本和欧盟国家在内的世界主要能源消费国都在不断调整和制定新能源发展战略,开始或逐步改变单纯依赖石油的传统能源思维,投入大量人力和财力寻找和开发替代能源, 和利用开辟了21世纪世界能源的新途径。
每天的石油消耗量至少占世界石油总消耗量的四分之一。为了减少对大量进口石油的依赖,21世纪以来,美国在人力资源和发展资金方面加大了对替代能源的投入。太阳能、生物能、风能、光伏能、地热能、水能、海洋能、生物柴油都成为重点发展对象。由替代能源驱动的产品已经开始以多种方式进入人们的日常生活。近年来,美国有一个流行语叫“生态经济”。从某种意义上说,这个词的出现与替代能源的发展和应用密切相关。
为了减少空气污染和石油消耗,美国汽车工业近年来进行的一项尝试是改变汽车的动力源。因此,有必要将汽油动力汽车发动机改造成氢动力内燃机。从爆炸能量(石油点燃蒸发产生的爆炸力)到化学反应发电的转变,需要美国汽车制造商投入大量的人力物力,在多方面进行不懈的努力和改进。虽然这种结构转型非常困难,但潜在的经济效益,尤其是其环保效应不可低估。在美国,由替代能源驱动的汽车数量逐年增加。
多年来一直受到能源短缺的困扰。为了迎接21世纪能源可能面临的挑战,近年来,日本政府组织和协调日本大公司共同开发多种新能源,其中燃料电池和生物发电是重点项目。燃料电池是一项具有重要实用价值和发展前景的新技术,可用于燃料电池汽车、家庭、办公室等消耗大量能源的场所。此外,日本综合能源调查委员会公布的相关资料显示,除核电外,未来几年日本替代能源发展的重点将主要集中在太阳能、风能、地热发电和化学能技术上。自2000年以来,日本太阳能电池产量连续多年位居世界第一。据媒体报道,日本经济产业省去年提出降低对石油的依赖,计划到2030年将石油在基础能源中的比重从目前的50%左右降至40%以下。