随着智能化制造技术日益凸显的大势所趋,机床这一关键设备必须竭力顺应各种潜在需求,尤其是在高可靠性方面的严格要求。作为智能制造体系中最为基础且重要的构成元素,机床设备的可靠性已然成为了衡量其性能优劣的首要标准。
据专家介绍,当前的智能制造技术实际上是在前两代柔性制造技术的基础之上逐步发展而来的。第一代柔性制造系统诞生于上世纪80年代,其可靠性的衡量标准在于能否实现连续24小时的稳定运行;而到了上世纪90年代,第二代柔性制造系统则进一步提高到可以连续72小时的持续运转。然而,如今的智能制造系统却要求能够达到连续720小时的稳定运行。因此,具备长时间、不间断、高度可靠运行能力的机床设备无疑将成为未来发展的又一重要方向。
在智能制造的三次迭代发展历程中,尽管人力成本呈逐年递减之势,人类在生产过程中的参与度逐渐降低,但机器人的复杂程度却显著提升。例如,在第二代发展阶段,机器人仅限于执行固定路径的搬运任务;然而,在第三代机器人身上,我们看到它们不仅能够通过视觉传感器识别无序排列的工件,根据判断选择合适的抓取路径,而且还能够感知装配过程中的零件对齐状况,进而借助智能夹具替代以往只有人工才能完成的工作。
除此之外,智能制造对于机床适应性的其他方面亦提出了相应的要求,如:能够与配备有传感器以及感知对位装配功能的机器人协同作业、支持远程通信等等。
刘炳业先生指出,尽管机床的发展趋势还有诸多其他方面,如多功能复合化、可重构化、低能耗环保等,但极限制造和智能化制造这两大趋势却展现出了各自独特的技术特点。前者主要强调技术的前沿性和创新性,重点体现在技术的高端化和精细化;后者则更加注重技术的成熟度,反映出一个国家制造业的坚实基础。
“这两大特色均能较为全面地反映出一个国家制造业的综合实力。若缺乏第一大趋势所涵盖的技术,那么该国便可能面临被垄断的风险;而第二大趋势则是对一个国家制造基础强度和质量进行检验和评估,涉及的技术层面更为广泛。”
针对第一大趋势带来的挑战,业内人士必须致力于发展以精度和尺度为核心特性的技术,研发尖端设备与工艺。
值得注意的是,欧盟委员会近期公布的“地平线2020”科研和创新计划中,其中三个主要目标之一便是“引领产业界”,特别强调要大力发展“纳米技术”,这恰恰印证了上述发展趋势的必要性。在精密制造机床设备领域,唯有坚持不懈地重视工作母机、超精密机床的研发,方能在国家的高科技领域占据一席之地。