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数控机床“智能制造”的成长与展望

版权:今日尺度颁发时间:2018-3-21浏览量:9008



一、概述

 

数控机床行业是关系国民经济和国防安全的战略性基础行业。数控机床机床是装备制造业智能制造的工作母机,没有数控机床的智能化,就无法实现装备制造业的智能制造。加快成长智能机床,是实施《中国制造2025》打造制造强国的要害和基础。


智能机床是具有自感知、自决策、自诊断、自调节、自适应和即时网络通讯功能的高巴萨直播360直播-官方版APP下载机床,它是先进制造巴萨直播360直播-官方版APP下载、信息巴萨直播360直播-官方版APP下载和智能巴萨直播360直播-官方版APP下载的集成与深度融合的产物。智能机床是数控机床成长的高级形态。目前,巴萨直播360直播-官方版APP下载先进国家在机床监控、测量、补偿、诊断、加工优化等智能化巴萨直播360直播-官方版APP下载的冲破,为智能机床的成长提供了巴萨直播360直播-官方版APP下载基础。随着科技不竭创新,智能机床作为移动互联网智能终端,将成为智能出产系统的要害加工设备。

      

我国处于数控机床的成长阶段,在高速、高精、多轴联动控制、多通道复合加工、网络通讯等数控巴萨直播360直播-官方版APP下载与国际先进程度比力存在必然差距。目前,我国数控机床的智能化巴萨直播360直播-官方版APP下载尚处于起步阶段,我国现阶段出产的绝大部门数控机床还不具备智能化功能。近年来,经过行业科研攻关,某些智能化巴萨直播360直播-官方版APP下载最先试验和应用,并取得积极成果。

 

二、格局悄然演变

      

1.国产高档数控系统在智能化功能的研发上取得可喜进展

      

华中数控、广州数控、大连光洋、沈阳高精和航天数控等5家数控系统企业在04专项的撑持下,自主研发高档数控系统要害巴萨直播360直播-官方版APP下载。经过多年努力,5家企业均并吞了数控系统软硬件平台、高速高精、多轴联动、总线巴萨直播360直播-官方版APP下载、纳米插补等一批高档数控系统要害巴萨直播360直播-官方版APP下载,研制出全数字总线式高档数控系统产物,实现从模拟接口、脉冲接口到全数字总线控制、高速高精的巴萨直播360直播-官方版APP下载跨越。智能化巴萨直播360直播-官方版APP下载主要涉及:空间误差补偿、热补偿、振动补偿、多轴控制、RTCP编程、多通道同步控制、虚轴插补、电子齿轮箱、平滑处理、镜像功能、加加速度控制、刀具智能治理、设备智能维护、长途监控与诊断、加工参数优化、智能出产治理巴萨直播360直播-官方版APP下载等。我国数控系统企业联合研制的自主常识产权的NCUC-Bus现场总线巴萨直播360直播-官方版APP下载,已获批了5项国家尺度,并获得省部级发明一等奖。以华中数控为例,巴萨直播360直播-官方版APP下载组织了400多人的研发团队,经过6年多的艰苦奋战,终于并吞了高速高精控制巴萨直播360直播-官方版APP下载、多轴多通道巴萨直播360直播-官方版APP下载、五轴联动巴萨直播360直播-官方版APP下载等一批要害巴萨直播360直播-官方版APP下载,在平台化、网络化、智能化等巴萨直播360直播-官方版APP下载方面形成了自身的特色和亮点。

      

沈阳机床集团通过与上海同济大学合作组建本身的研究院,从底层巴萨直播360直播-官方版APP下载源代码算法做起,历时5年,投入近12亿多元巨资,研制成功i5数控系统,成立了iSESOL云平台,形成了基于iSESOL云平台的智能机床互联网应用框架。i5数控系统实现了操作、编程、维护和治理的数字智能制造控制,治理智能化工具可以提供车间级的出产治理信息,能够实时收集机床信息,把握设备状况,进行设备效率阐发、成本阐发、工单计划、出产趋势阐发等治理,具有通过手机终端拜候车间治理功能。沈阳机床集团通过充实操作的市场优势和i5数控系统的巴萨直播360直播-官方版APP下载创新,支撑了商业模式的创新,带动了i5数控系统财富化。

      

2.数控机床主机的智能化进程加快

      

一批数控机床主机制造企业通过科技攻关,在主机上集成应用智能化巴萨直播360直播-官方版APP下载,提高了数控机床的使用性能。主要智能化功能有:主轴监控和温度补偿、运动部件的位置补偿和热补偿、加工件在机精度检测和补偿、刀具磨损和破损在机监控、防碰撞功能;同时开发智能化应用软件,应用于主动编程、仿真、加工参数优化、自适应控制等取得进展。

      

如沈机集团昆明机床股份巴萨直播360直播-官方版APP下载开发的TGK46100高精度坐标镗床采用温度传感器、温度模块等,通过数控系统实时监控主轴系统的发热变形和热补偿,其五轴联动机型具有反向间隙补偿、螺距补偿和体积补偿功能。

      

秦川机床工具集团最新开发的数控蜗杆砂轮磨齿机采用高精度同步控制巴萨直播360直播-官方版APP下载和电子齿轮箱等,整机操作可实现主动装卡、主动对刀、主动磨削及修正砂轮主动控制,机床配置了压力、振动、位置、温度传感器实时监控机床状况,提供的智能磨削软件提高了机床磨削性能,便操作户使用。

      

机床行业最新开发的高精度单向走丝线切割机床,配置了六轴数控系统及无电解智能电源、主动穿丝及恒张力机构、温度补偿装置、电火花线切割加工工艺数据库等。

      

机床行业最新开发的五轴数控工具磨床,配置专用数控系统和工具磨削专用软件,具有复杂型面加工数学建模和主动编程、工件和砂轮在线检测、磨削尺寸补偿、砂轮修正补偿、磨削工艺及工艺参数优化等智能化功能,提升了整机智能化程度。

      

3.具有必然智能功能的国产高档数控机床示范应用效果明显

      

如由武汉华中数控股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、东莞劲胜周详组件股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载等企业共同建设的东莞劲胜移动终端智能制造示范车间,实现了全国产、自主化的智能制造,被选为全国智能制造试点示范交流会的唯一示范现场。整个项目历时一年建设,目前已建成拥有10条主动化钻攻出产线的智能车间,智能车间包罗180台配置华中数控HNC-818AM系统的国产高速高精钻攻中心、81台国产华数机器人、30RGV10AGV小车、1套全主动配料检测系统。同时搭载全国产化的工业软件系统,包罗华中数控新一代云数控系统平台、CAPPAPS高级排程系统、MES出产治理系统、三维虚拟仿真系统等。该车间应用华中数控系统和国产机床,具备智能治理、智能调试、智能补偿、智能加工、健康保障、网络销售平台、租赁办事、云端工厂等功能。同时,武汉华中数控股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载在武汉成立了“数控加工大数据中心”,可通过无线网络对用户车间出产线相关数据实现长途监控、加工优化、健康诊断等智能化功能,提升了为用户办事的程度。

      

大连光洋科技工程有限巴萨直播360直播-官方版APP下载与北京动力机械研究所(航天科工集团331所)合作,致力于采用04专项在数控系统、伺服驱动及电机等方面以及立式五轴加工中心等方面取得成果的应用推广,结合航天复杂、核心零部件的工艺制造需求开展了深入合作。20138月,在大连光洋科技工程有限巴萨直播360直播-官方版APP下载向北京动力机械研究所交付了2台不同规格的高速高精度五轴立式加工中心。至今,这两台承载04专项多项成果的五轴机床已经完成了多个批次、多个品种的航发要害零部件的加工,撑持了北京动力机械研究所的军工出产任务。在成功应用示范作用下,北京动力机械研究所推广10多台大连光洋科技工程有限巴萨直播360直播-官方版APP下载立式五轴加工中心。大连光洋科技工程有限巴萨直播360直播-官方版APP下载先后与哈尔滨东安策动机、贵州黎阳航空策动机、湖南株洲南方动力等军工企业签订合同,进一步扩大专项成果在航空航天中的应用示范。

      

4.国内首个智能制造装备项目通过验收

      

由云南CY集团有限巴萨直播360直播-官方版APP下载承担的工信部首个“智能制造装备项目”——《高档数控车床制造数字化车间的研制与示范应用》于20168月通过验收。该项目建设期3年,总投资3.5亿元,由出产线内加工和出产线外加工两部门组成,出产线内加工主要承担零件的精加工,出产线外加工主要承担零件的部门半精加工及上线前工艺验证。项目由91台套设备组成,实现混流柔性制造、主动上下料、产物主动识别和跟踪、在线主动检测、产物流向智能控制、智能故障诊断、加工参数优化、出产过程实时监控和治理信息化。该项目要害设备数控化率100%,出产效率由月产100台提高到300台,出产线人员减少57.5%,能耗降低38.4%,零件要害工序交验合格率由64%提高到96%,零件制造精度和不变性显著提高,项目实施取得明显经济效益。该项目是近年来机床行业应用智能出产线制造机床的首例,具有示范意义。

      

5.“数控机床互联通讯协议尺度与试验验证”项目启动

      

随着“中国制造2025”成长战略的推进,数控系统、数控机床及相关数字扮装备将得到大力成长。数控机床的智能化升级,智能制造尺度在整个战略中起着至关主要的基础性作用,而这一切都依靠于数控机床装备的互联互通。实现数控机床的互联互通,相关的协议尺度是决定性要素。智能制造,尺度先行,要实现机床的智能化,首先要解决好数控机床之间的互联互通及保障信息安全前提下的信息协同共享的尺度问题。在中国机床工具工业协会的组织下,列入工信部智能尺度制订计划的“数控机床互联通讯协议尺度与试验验证”项目已经按计划开展有效工作。

      

三、机床协会推进“智能制造”的主要工作

     

 1.编制“十三五规划”指导性文件——《中国机床工具2020》,其中“智能制造”被列为“十三五”数控机床巴萨直播360直播-官方版APP下载成长的主要标的目的,并提出数控机床智能化成长任务和重点研发内容。

     

 2.贯彻国家《智能制造成长规划2016-2020》。机床协会组织行业重点企业积极承担国家智能制造新模式示范项目,积极参与国家智能制造尺度制订工作。机床协会及时派出专家,参与工信部组织的“智能制造”项目论证工作,反映机床行业智能制造的紧迫需求。目前机床行业有:沈阳机床集团巴萨直播360直播-官方版APP下载、济南二机床集团巴萨直播360直播-官方版APP下载、秦川机床工具集团巴萨直播360直播-官方版APP下载、大连机床集团巴萨直播360直播-官方版APP下载、华中数控股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、大连光洋科技工程有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、四川普什宁江机床有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、宁波海天精工有限巴萨直播360直播-官方版APP下载等20多家企业承担国家智能制造新模式示范项目和国家智能制造尺度制订项目。其中济南二机床集团巴萨直播360直播-官方版APP下载与德国博世集团联合承担中德智能制造示范项目——智能出产排产系统,借鉴德国先进的工业主动化巴萨直播360直播-官方版APP下载,对提升国内机床行业乃至离散型制造行业的智能制造程度具有示范带动作用。

      

3.积极推广国产高档数控机床应用工作。通过与军工制造企业成立长效合作机制,举办国际机床博览会展示成果,运用军工出产进口机床国产化审查,成立国产高档数控机床推广目录,加强机床厂与用户交流等手段,鞭策高档数控机床预研和制造,积极推广国产高档数控机床应用,鞭策军工领域制造装备国产化,促进军工装备自主、安全、可控,为我国国防建设现代化作出贡献。

     

 4.由中国机床工具工业协会牵头组织成立“数控机床互联通讯协议尺度联盟”,该联盟由武汉华中数控股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、沈机(上海)智能系统研发设计有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、广州数控设备有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、沈阳高精数控智能巴萨直播360直播-官方版APP下载股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、大连科德数控股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、天津市泰森数控科技有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、大连机床集团有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、四川普什宁江机床有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、北京北一机床股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载、武汉华工激光工程有限责任巴萨直播360直播-官方版APP下载、华中科技大学、北京航空航天大学、北京兰光创新科技有限巴萨直播360直播-官方版APP下载等企事业单位组成,首届联盟理事长由机床协会担任,副理事长由华中数控股份有限巴萨直播360直播-官方版APP下载担任,联盟下设工作组,最先启动“数控机床互联通讯协议尺度与试验验证”项目工作,取得可喜进展。

      

四、机床行业“智能制造”成长与展望

      

“智能制造”是国家战略——“中国制造2025”确定的重点工程之一,“数控机床和智能机器人”是“中国制造2025”确定的成长战略重点领域。“智能制造”是基于新一代信息通讯巴萨直播360直播-官方版APP下载与现代制造巴萨直播360直播-官方版APP下载融合的新型制造模式,是新一轮财富变化的核心驱动力,是“中国制造2025”确定的抢占未来制高点的主攻标的目的。在国家“863”、“04专项”、“智能制造”等科技专项撑持下,机床行业要有计划地开展“智能机床巴萨直播360直播-官方版APP下载及智能制造系统研究”,鞭策“智能制造”模式的应用。

     

 1.数控系统智能化巴萨直播360直播-官方版APP下载研究

      

——开放式智能化数控系统的研制,具体包罗撑持温度、振动、RFID等传感器介入的物联网平台,基于高级语言的智能化数控系统注释器等。

      

——基于开放式智能化数控系统智能加工巴萨直播360直播-官方版APP下载的创新研究,包罗热误差补偿、进给率自适应、故障诊断等巴萨直播360直播-官方版APP下载的研究。

     

 ——开发有关应用软件如优化编程及仿真巴萨直播360直播-官方版APP下载,研制开放式应用软件平台,撑持第三方治理软件,如能效,能量治理的嵌入、优化加工程序,提高机床加工效能。

      

——智能传感器和智能功能部件的研发。

     

 2.数控机床智能化及智能机床开发

      

数控机床适应高效高精加工、出产系统信息集成和智能控制需求,开发在线智能检测巴萨直播360直播-官方版APP下载、机床智能诊断和智能维护巴萨直播360直播-官方版APP下载、基于智能制造巴萨直播360直播-官方版APP下载的加工优化巴萨直播360直播-官方版APP下载、按照加工数据调整自身的应用模式和工作模式的自适应巴萨直播360直播-官方版APP下载等,以及基于工业互联网和大数据的长途通讯功能和办事能力,开发智能金属切削机床和智能化成形装备。

      

3.“智能制造”模式的研究和应用

      

开展制造网络化、数字化车间与智能制造系统的智能制造模式研究和应用。采用CAD-CAPP-CAM等数字化巴萨直播360直播-官方版APP下载和网络通讯巴萨直播360直播-官方版APP下载,实现产物和制造信息能够贯穿制造、治理、质量全过程,实现产物全生命周期治理(PLM);成立制造执行系统(MES),实现计划、排产、出产、查验全过程闭环治理;成立数据采集系统,能充实采集制造进度、质量查验、设备状况的出产现场信息;成立工业互联网,不同装备之间实现互联互通和有效集成;企业资源计划治理系统(ERP)安全运行,其中供给链治理模块能够实现采购、外协、物流的治理与优化。操作云计算、大数据等新一代信息巴萨直播360直播-官方版APP下载,实现经营、治理和决策的智能优化等。

      

综上所述,“智能制造”作为中国制造业成长战略的重点标的目的,在国家财富政策撑持、新巴萨直播360直播-官方版APP下载革命鞭策和市场需求牵引等综合作用下,机床行业的“智能制造”将步入加速成持久。“智能制造”的成长将对传统制造体系带来猛烈冲击,鞭策财富格局发生深刻变化,如鞭策制造业由批量化出产向个性化定制出产趋势成长;由集中出产向网络化异地协同出产趋势成长;由传统制造企业向跨业融合企业趋势转变。价值链重点环节发生转移,把握核心巴萨直播360直播-官方版APP下载的企业将阐扬主导作用。在我国经济新常态下,机床工具行业面临市场需求升级的紧迫需求,经过新巴萨直播360直播-官方版APP下载革命的洗礼,机床行业企业的经营模式将逐步转变,从单纯提供“硬件”向同时提供“硬件和软件”转变,从提供“单机”向提供“系统解决方案”转变,从“以质取胜”向“以智取胜”转变,“软硬兼施,以智取胜”将成为企业竞争的制胜之道。

      

“数控机床—数控机床智能化—智能机床—智能制造车间—智能制造工厂—智能制造大系统”的巴萨直播360直播-官方版APP下载成长进程,为机床行业展示了美好的成长前景。毋庸置疑,“智能机床”将成为智能制造体系中的核心装备,加快成长“智能机床”,是实施《中国制造2025》打造制造强国的首要任务。

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