關心我國制造技術與裝備的進步，勢必要聯(lián)系世界范圍的發(fā)展與變化，因為，技術與科學是沒有國界的，而且是相互促進的。從這個角度來觀察分析，世界制造技術與裝備的演變，屬于“質(zhì)變”性質(zhì)的至少有四大方面，而其他屬于“量變”（或稱“漸變”）的，還可以列述更多，所謂“質(zhì)變“是指：其一，創(chuàng)新思維與傳統(tǒng)的”量變”有根本的區(qū)別；其二，所依托的物質(zhì)載體與常規(guī)的相比在原理上有本質(zhì)的差異。其三，在人類的生產(chǎn)活動中所形成的效益與影響，更為廣泛而深遠。近 30年來，世界制造技術與裝備領域的四大質(zhì)變，我國都一直積極參與，并作出了重要貢獻，某些方面甚至已進入了世界前列。
人類智能型生產(chǎn)工具出現(xiàn)
智能型生產(chǎn)工具的發(fā)展是近30年來的一個重要的發(fā)展動態(tài)。最近在中南海中共中央政策研究室一次“戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)選擇”座談會上，筆者提出一個觀點，“機床作為生產(chǎn)工具具備智能特性是人類生產(chǎn)工具具有劃時代意義的發(fā)展，人類正在迎接一個智能型生產(chǎn)工具時代的到來”，得到了與會的很多同志贊同。
數(shù)控機床的出現(xiàn)標志著機床向智能化發(fā)展的萌芽。回溯機床的發(fā)展歷史，從1952年第一臺數(shù)控機床出現(xiàn)至今50余年，其中包括走向成熟的30年和走向大規(guī)模應用的20年，特別是近幾年，陸續(xù)出現(xiàn)的機床智能化功能的進一步增添，標志著機床技術在發(fā)展道路上的質(zhì)變。可以說計算機控制技術、網(wǎng)絡技術和軟件功能拓展為機床智能化提供了物質(zhì)基礎。
智能型機床尚無全面確切定義，簡單地說，是能對影響加工過程的多種參數(shù)及功能作出自我判斷并修正和自我正確選擇并作出決定方案的機床；即智能型機床，能夠監(jiān)控、診斷、評價、補償和修正在加工過程中出現(xiàn)的各類偏差（如刀具半徑自動檢測、刀具破損檢測和多軸同步差異等），并能提供最優(yōu)化的加工方案（如調(diào)整機床加工時間、工藝路線、選擇最佳加工參數(shù)、主軸運行狀況、位置補償、精度修正和熱變形補償?shù)龋Ｗ钤绯霈F(xiàn)的具有智能控制功能特性的機床，可以追溯到自適應控制電火花加工機床，即根據(jù)加工參數(shù)變化自我調(diào)整電極與工件間的放電間隙，從而取得最佳加工效果（我國已有這類產(chǎn)品）。
最近幾年，日本的山崎馬扎克公司陸續(xù)開發(fā)了智能主軸振動控制、智能熱屏障、智能防撞屏障和語言提示等系統(tǒng)；日本大隈公司開發(fā)了thinc智能數(shù)字控制等系統(tǒng)。這說明隨著技術的發(fā)展，機床這種生產(chǎn)工具智能化的功能會越來越高級，越來越多。人類智能型生產(chǎn)工具的發(fā)展方興未艾，前景光明。
加工方法逆向思維的突破
快速成型（Rapid Prototyping）技術是近20年來出現(xiàn)的一種加工方法，是加工方法逆向思維的重大突破，是加工原理的巨大變革，與一直沿用至今的傳統(tǒng)“去除材料” (切削，沖剪，切割，磨削)的方法根本不同，快速成型技術實際上是反其道而行之的以“材料堆積成型”或稱之為“材料累加”方法、“增材制造方法”來達到制造工件原型的一種方法。(即將設計構思通過計算機二維或三維成像，計算機控制“材料添加”而快速制成實體)。采用復合紙、高聚物質(zhì)、金屬粉末、高溫合金、復合陶瓷及鑄造型砂等作為加工原材料；利用電熱、激光束和電子束作為能量源，按分層實體制造(LOM)，熔融沉積成型(FDM)，紫外線激光固化 (SLA)，激光區(qū)域燒結(SLS)等方法來實現(xiàn)原型零件造型，用以加速考核零件設計的正確性與可行性，大大縮短整機開發(fā)生產(chǎn)周期，除了應用于制造機械零件原型、型砂制芯，甚至也進入立體藝術品型體塑形和人體醫(yī)學仿生件（如骨關節(jié)）制造等相關領域。
這是計算機科學、新材料科學和新能源科學綜合集成發(fā)展的最新產(chǎn)物。我國在這個領域中，有華中科技大學、清華大學、西安交通大學、同濟大學、中科院及上海聯(lián)泰、北京瑞科達、武漢濱湖機電技術產(chǎn)業(yè)有限公司等國有和民營科研單位及企業(yè)積極投入。所開發(fā)的產(chǎn)品已進入世界先進行列。投入市場的產(chǎn)品品種繁多，年產(chǎn)幾百臺，技術已出口新加坡。
機床結構的革命性變革
近20年來世界機床設計出現(xiàn)了革命性的變革，一種“并聯(lián)結構”機床出現(xiàn)了。“并聯(lián)結構”完全不同于所有傳統(tǒng)機床結構，傳統(tǒng)機床結構是串聯(lián)結構，即是按笛卡爾坐標沿三個坐標線方向運動和繞這三個坐標轉(zhuǎn)動依次串聯(lián)疊加起來，形成所需刀具的相對運動軌跡的機床結構，其所有的結構幾何精度誤差、力的傳遞和剛度的損失，都會形成串聯(lián)累積而成為致命的薄弱環(huán)節(jié)。而并聯(lián)結構機床是通過多桿結構在空間同時運動來移動主軸頭實現(xiàn)加工動作，與串聯(lián)結構相比，并聯(lián)結構具有更為簡化、剛度更高和動態(tài)性能(包括精度保證及運動效率)更好等一系列主要優(yōu)點。20年來，世界范圍內(nèi)大約有10多個國家20幾個團隊在從事這方面的研發(fā)，其中瑞典TRICEPT公司己供應商品400余臺，廣泛應用于空客、波音及通用汽車公司和卡特彼勒大型工程機械企業(yè)，另外還有若干團隊都曾經(jīng)分別展出過試制品，雖然近幾年來進一步報導有所減少，但都并未停步，據(jù)筆者與其中某些團隊（例如大隈和德國Index）接觸，他們?nèi)栽诩涌旃リP，努力提高性能中。我國機床工具行業(yè)也有五、六個產(chǎn)學研結合體在進行這方面研發(fā)工作（都有試制樣機問世，目前也在繼續(xù)改進提高），其中哈爾濱量具刃具集團（簡稱“哈量集團”）與哈爾濱工業(yè)大學合作研發(fā)的并聯(lián)結構品種（六桿結構）已批量生產(chǎn)5臺，成功應用于哈爾濱汽輪機廠葉片加工生產(chǎn)線中；齊齊哈爾第二機床集團與清華大學合作開發(fā)的龍門式“混聯(lián)”結構（即串聯(lián)與并聯(lián)混合）機床，是我國獨立構思的品種，已成功用于哈爾濱電機廠的大型水電站設備制造中。
在前不久舉辦的中國數(shù)控機床展覽會（CCMT2008）上，我國哈量集團數(shù)控設備廠展出了一種具有新的突破意義的并聯(lián)結構機床品種LINKS- EXE700，它是由瑞典原TRICEPT發(fā)明人新創(chuàng)辦的EXCHON新開發(fā)的，哈量集團是作為在中國獨家引進此項技術進行生產(chǎn)，并繼續(xù)合作開拓應用領域的企業(yè)。新開發(fā)的LINKS-EXE700并聯(lián)結構機床其特點是結構進一步簡化（一般并聯(lián)機床為六桿結構，TRICEPT的并聯(lián)機床原結構為四桿結構，EXCHON在TRICEPT基礎上新開發(fā)的這種并聯(lián)機床，進一步改為三桿結構，球形關節(jié)改為旋轉(zhuǎn)鉸鏈，結構簡化，精度更易保證），加工范圍增大，EXCHON并聯(lián)結構機床有多種規(guī)格尺寸，以EXE700這種中型規(guī)格機床為例，其加工覆蓋空間x軸方向2m、y軸方向1m、z軸方向0.5m。動作快速：x、y軸的快速進給分別達到125m/min(這是目前世界范圍最高紀錄)、加速度3g(也是世界最高紀錄)、z軸方向45m/min、加速度 1g，剛性和精度顯著提高，五軸聯(lián)動數(shù)控編程進一步改進便于掌握，可以加工空間曲面和五面體，在工件特別裝夾的情況下，還可作六面加工，這是目前任何機床結構都做不到的。進行不同功能配置后，可廣泛應用于航天、航空、機車、汽車、工程機械、模具工業(yè)作銑鏜、鉆削、磨削、焊接、鉚接、打毛刺和裝配之用，可以單機使用，也可以多臺配置成生產(chǎn)線。對于超長機翼或巨大的機車、坦克的車架加工，還可以將“并聯(lián)機構”架在軌道上的或龍門框架上的移動底座上使用（加工時長距離可以分段移位，然后分段自動精確再定位，相當于俗稱的“螞蟻啃骨頭式”以小干大、工件落地加工方法），來實現(xiàn)大尺寸工件加工。因此，為了迅速擴大使用領域，除了供應“并聯(lián)結構通用性機床”產(chǎn)品(與某些加工中心品種競爭)外，還應當把“并聯(lián)結構的制造廠”(如哈量集團)提供的“并聯(lián)結構部分”與用戶行業(yè)裝備制造廠(如汽車、機車、工程機械和航空行業(yè)專業(yè)工藝裝備廠)提供的不同類型基座或移動框架以及和有意愿開發(fā)專用裝備的機床廠結合起來，有針對性地擴大這類機床產(chǎn)品的使用范圍，擴大銷售領域。由此可見，這種新型結構機床發(fā)展前途十分寬廣。
工具概念的變異
傳統(tǒng)的機械加工工藝體系一般是由機床－工具（夾具）－工件組成，而工具環(huán)節(jié)按傳統(tǒng)的分類無非是車刀、銑刀、鏜刀、鉆頭、拉刀、砂輪、沖模和壓模之類。而所有這些工具（又可稱之為執(zhí)行加工功能的載體）無非都是具有一定硬度的實體，如高速鋼、工具鋼、硬質(zhì)合金、立方氮化硼、單晶及聚晶金剛石、陶瓷等材料制成的工具（用來達到所謂以“硬”克“硬”）。后來氧炔高溫切割方法出現(xiàn)了，電能源的放電加工方法(電火花加工、線電極切割)、電化學加工、激光加工方法、電子束加工法、離子注入法、光刻法等陸續(xù)出現(xiàn)，直到近年，屬于“冷能源”、“軟介質(zhì)”的高壓水射流（俗稱“水刀”）加工方法以嶄新姿態(tài)登場（用于金屬板材、塑料、橡膠切割加工），配合多坐標數(shù)控技術在汽車工業(yè)新產(chǎn)品試制（如覆蓋件、內(nèi)飾件切邊）中可以大大縮短周期 ，小型件切割用途更是十分廣泛。我國已有南京水刀有限公司和南京工藝裝備制造有限公司等向市場提供產(chǎn)品。高壓水射流（水刀）加工在其他應用領域（管道空間聯(lián)結部位加工等）正在迅速拓展。這種以“軟”克“硬”的加工工具的出現(xiàn)令人眼花繚亂、應接不暇。
機械加工領域的進步屬于“量變”或稱之為“漸變”的還有很多，例如加工精度的提升，幾乎每10年就提升一個數(shù)量級，亞微米、納米加工不斷升級等不勝枚舉，趁此文結束之際，不妨再預報一類“漸變”（或稱為量變）跨度比較大的頗有興味的新機床品種：即筆者從瑞典向國內(nèi)引進技術的“Transflex”型機床（預計2009年在中國即將以首先投產(chǎn)的新產(chǎn)品在市場上亮相，也是在世界范圍第一次亮相）。Transflex顧名思義包含Transfer line（剛性傳送生產(chǎn)線）和Flexible line（柔性生產(chǎn)線）兩種涵義，它的原理是由多種動力頭，仍按生產(chǎn)線布局，但執(zhí)行加工的出場先后或動作，由數(shù)控系統(tǒng)控制，而夾持工件則由懸掛式機械手執(zhí)行。比較新奇的是，它的機械手在動力頭上方，朝下夾持工件沿橋式導軌及垂直滑枕作三坐標移動和兩個旋轉(zhuǎn)坐標轉(zhuǎn)動，這種機械手比傳統(tǒng)的多關節(jié)機械手夾持工件剛性更好、精度更高，除了替代傳送生產(chǎn)線的步進式傳送機構外(它的遞送速度較慢、可調(diào)性較差)，還增添了步進傳送機構所不具備的兩個旋轉(zhuǎn)坐標動作，機械手由數(shù)控系統(tǒng)指揮“喂送”工件（這就是突出特點所在）到不同工位的動力頭，與動力頭上所裝刀具動作配合，完成每道工序。顯而易見，這種Transflex機床結構緊湊，占地面積小，節(jié)省輔助時間，排屑方便，可適應加工部位更為復雜的工件，是一類值得關注的機床“另類”。