20世紀70年代出現(xiàn)的加工中心以及80年代開始出現(xiàn)的柔性制造系統(tǒng)（FMS）標志著生產(chǎn)過程柔性化的開始。但是柔性制造系統(tǒng)并沒有完全擺脫傳統(tǒng)加工工藝的束縛，由許多臺加工中心加上高度自動化的物流輸送系統(tǒng)組成，導致系統(tǒng)價格和維護成本高昂，因而并沒有獲得廣泛的工業(yè)應用。取而代之的是90年代 5面體加工中心的發(fā)展，它基本實現(xiàn)了箱體零件的全部工序加工。這種工序集約化的新型加工中心是完整加工的先導。近年來，在完整加工領域有了很大進展，工序集約化突飛猛進，擴展到回轉(zhuǎn)體零件。首先是在數(shù)控車床上增加銑削加工，然后從車銑復合加工到完整加工。完整加工（complete machining）是指在一臺機床上能加工完畢一個零件的所有工序，有時也可能需要2臺機床，所以也稱為綜合加工或復合加工。完整加工主要涉及加工工藝的策略規(guī)劃、機床設備的配置和功能擴展以及生產(chǎn)管理方式的變化三個方面。
1、工藝策略規(guī)劃
新材料和新工藝的出現(xiàn)對數(shù)控機床發(fā)展的影響越來越大。例如，鋁合金的廣泛應用、干式加工和硬材料車削的出現(xiàn)，使得高速加工數(shù)控機床就成為當前的熱點。工藝策略規(guī)劃的重要性在于它決定了將哪些工序集成在一臺機床上加工以及工序之間的順序、刀具的選用和工件的裝夾方法等。工藝策略規(guī)劃很大程度上決定了機床和功能部件的配置。
車削和銑削的最大不同之處在于：車削時工件旋轉(zhuǎn)，刀具移動；而銑削時工件不動，刀具旋轉(zhuǎn)和移動。這就給工序集約帶來了一定的難度。通常情況下采用轉(zhuǎn)塔更換車削刀具，而采用刀庫和機械手更換銑削刀具。當把這樣眾多的工序集約在一臺機床上加工時，它的數(shù)控程序的編制過程就變復雜了。其最大的困難在于運動部件以及刀具之間不能發(fā)生相互干涉。按照傳統(tǒng)的觀念，具有兩個回轉(zhuǎn)軸線的零件必須在不同機床上進行?，F(xiàn)在借助不同的功能部件，就有可能在一臺完整加工機床上得以實現(xiàn)。當加工大型零件時，完整加工的優(yōu)勢將會更加突出。
2、機床配置特點
為了在一臺機床上能夠完成不同的加工工序，當更換工件時，機床的部件就需要加以重新組合。因此，機床的結(jié)構必須加以模塊化。例如，德國Index公司最新推出的模塊化車削加工中心就能夠完成車削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等許多工序，如圖1所示。
圖1 模塊化的機床結(jié)構
車削加工中心借助不同結(jié)構的刀具轉(zhuǎn)塔和銑削頭可以進行車削、銑削等加工工序，如圖2所示。在車削工作時，有兩個12把刀具的刀架可以完成各種復雜的車削工序。在銑削工作時，刀架轉(zhuǎn)過90°，兩個由電主軸驅(qū)動的銑頭可在不同方向進行銑削加工。這樣就完成了對一個零件的全部加工工序，實現(xiàn)了完整加工。
圖2 完整加工案例
在很多情況下，回轉(zhuǎn)體零件上有齒形，如小齒輪或花鍵。傳統(tǒng)的加工方法必然在不同的機床上進行加工。從完整加工的觀念出發(fā)，可以將它們集成到一臺機床上完成，如圖3所示。
圖3 在車削加工中心上進行滾齒
3、完整加工的管理特點
工序集約化不僅提高了工藝的有效性，由于零件在整個加工過程中只有一次裝卡，加工的精度更容易獲得保證。完整加工大大縮短了生產(chǎn)過程鏈，而且由于把加工任務只交給一個工作崗位，不僅使生產(chǎn)管理和計劃調(diào)度簡化，而且透明度明顯提高，無需復雜的計劃系統(tǒng)就能夠迅速解決所發(fā)生的事情并使之優(yōu)化。工件越復雜，它相對傳統(tǒng)工序分散的生產(chǎn)方法的優(yōu)勢就越明顯。此外，盡管完整加工機床的單臺設備價格較高，但由于過程鏈的縮短和設備數(shù)量的減少，車間占地面積和設備維護費用也隨之減少，從而降低了總體固定資產(chǎn)的投資、生產(chǎn)運作和管理的成本。從另一角度來看，企業(yè)資源計劃如果僅僅局限于業(yè)務管理部門或設計開發(fā)等企業(yè)上層的信息化是遠遠不夠的。車間最底層的加工設備——數(shù)控機床不能夠連成網(wǎng)絡或信息化，必然成為制造業(yè)信息化的制約瓶頸，沒有能夠真正解決工廠最關鍵的問題。所以，對于面臨日益全球化競爭的現(xiàn)代制造工廠來說，除了要提高機床的數(shù)控化率外，更要使所擁有的數(shù)控機床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車間的底層之間及底層與上層之間的通信暢通無阻。
企業(yè)的生產(chǎn)計劃調(diào)度系統(tǒng)安排一周的加工任務，發(fā)送到信息塔。信息塔向操作者發(fā)出指令，并在屏幕上顯示機床的實時工作狀態(tài)。操作者按照屏幕指示進行操作，遇到問題可隨時查閱計算機中的操作手冊。正常情況下，機床自動工作，操作者與機床在時間和空間上都是分離的。管理者和操作者皆配備有手機，通過手機可以查詢生產(chǎn)工況、預計加工完成時間以及延期報告和故障報警。
眾所周知，在激烈的市場競爭環(huán)境中，縮短和保證交貨期十分重要。一個產(chǎn)品的加工過程鏈越長，生產(chǎn)周期就越難以控制。隨著數(shù)控機床性能的提高，機動時間越來越短，影響交貨期的瓶頸往往在于機床輔助時間和工件在工序之間的滯留，減少工作地的數(shù)目也就意味著縮短生產(chǎn)周期。這時，以工序集約化的新型加工中心為先導的完整加工應運而生。大量生產(chǎn)方式的特征是工序分散、按節(jié)拍組織流水生產(chǎn)，是一種剛性的生產(chǎn)自動化。隨著技術的發(fā)展，產(chǎn)品品種不斷增加而批量減少，加上產(chǎn)品結(jié)構的復雜程度明顯提高，以及客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益苛刻，對生產(chǎn)過程的柔性化提出了越來越迫切的需要。
