鼎新巧干 开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

一、开卷语

新世纪以来,大数据、云计算、物联网等新一代信息技术日新月异、飞速发展,形成了群体性跨越。特别是新一代人工智能技术的战略性突破,发生了革命性的“质变”,新一代人工智能最本质的特征是具备了认知和学习的能力,具备了生成知识和运用知识的能力,已成为新一轮科技革命的核心技术,正在形成推动经济社会发展的巨大引擎,与先进制造技术的深度融合,形成了新一代智能制造技术,成为了新一轮工业革命的核心驱动力。

二、智能机床已成为发展趋势

目前,国内外数控系统企业和机床企业已经将互联网和智能化技术应用于数控系统和数控机床。

华中数控首创基于云计算的数控系统智能化技术,发明数控系统电控大数据的指令域分析方法,实现了基于指令域大数据的机床健康评估、断刀监测、工艺参数优化等智能化应用。2018年,华中数控在世界上首次推出新一代人工智能数控系统iNC,实现了质量提升、工艺优化、健康保障和生产管理等智能化功能,使得数控加工“更高,更快,更智能”。沈阳机床也推出了具有网络智能功能的i5数控系统。该系统满足了用户的个性化需求,用户可通过移动电话或电脑远程对i5智能机床下达各项指令,使工业效率提升了20%,实现了“指尖上的工厂”。 2019年西门子公司在EMO展中推出的全新的智能化数控系统Sinumerik ONE,展示了由虚到实的“设计-规划-虚拟调试-生产-服务”完整价值链的数字孪生技术和面向数控机床端和用户端的完整技术生态。 Mazak、Okuma(大隈)公司、DMG-MORI(德玛吉)公司、FANUC公司、沈阳机床等企业纷纷推出了各自的互联网+机床。德玛吉公司的CELOS系统具有包括状态监测、效率工具、机床检查等12项智能功能;海德汉公司TNC 640具有动态碰撞监测、进给速度自适应、主动减振功能;大隈(OKUMA)公司具有热误差测量与补偿、加工条件导航、机床防碰撞等4项智能技术;MAZAK公司第七代数控系统具有12项智能化功能,包括主轴的高精度热补偿技术、加工过程防护功能、智能主轴、机床及系统的智能维护等。

三、由丝入微 提质增效

2021年4月,华中数控“华中9型智能数控系统”产品正式发布,集成AI芯片,融合AI算法,实现数控系统的自主感知、自主学习、自主决策和自主执行,这是新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合的典范,为数控机床智能化构筑开放平台,为先进制造的数字化、网络化和智能化开创路径。新一代智能数控系统--华中9型,践行“智能+”为机床赋能的创新理念,构筑人(H)-机(P)-信息(C)融合的数字孪生系统(S)(HCPS)。华中9型深度融合大数据与人工智能技术,打造“端-边-云”的智能体系架构,形成三个平台:集成AI芯片的智能硬件平台、支持AI算法的智能软件平台、构建智能APP生态的开放平台,实现“1-3”的体系创新。华中9型围绕“质量提升、工艺优化、健康保障、生产管理”四类智能化应用场景,华中9型支撑用户开发智能APP,打造机床智能应用新生态。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

华中9型智能数控系统

智能机床是数控机床发展的高级形态,也是数控机床的发展方向。由于传统数控机床只是通过G代码、M指令来控制刀具、工件的运动轨迹,而对机床实际加工状态,如切削力、惯性力、摩擦力、振动、力/热变形,以及环境变化等,少有感知和反馈,导致刀具的实际路径偏离理论路径,降低加工精度、表面质量和生产效率。因此,数控机床制造商也正通过应用传感器技术、网络化技术以及增加智能化功能等手段,推动数控机床向智能机床迈进。

华中数控以华中9型智能数控系统为平台,与江西佳时特精密机械有限公司、宝鸡机床集团有限公司、秦川机床工具集团有限公司、陕西秦川格兰德机床有限公司、沈阳精锐数控机床有限公司、陕西汉江机床有限公司、沈阳百航智能制造研究院有限公司、湖大海捷(湖南)工程技术研究有限公司、山东蒂德精密机床有限公司、武汉高科机械设备制造有限公司等多家机床企业一起,“深度融合,联合攻关,协同创新”,研制了智能精密加工中心、智能五轴加工中心、智能高速轮毂加工中心、智能车削中心、智能凸轮轴磨床、智能螺杆磨床、智能滚齿机等不同领域、多种类型的智能机床。推动机床的智能化转型升级,助力机床 “由丝入微,提质增效”。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

佳时特配置华中9型系统的S5H智能精密加工中心

智能化功能:机床装配质量检测,热误差补偿功能,轮廓误差补偿验证,定位精度1μm演示,机床慢速进给1μm/min演示。

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高科机械配置华中9型系统的HMC 200i5a智能高速五轴加工中心

智能化功能:装配质量评估,轮廓误差补偿,静摩擦力补偿、工艺参数优化、健康保障技术、iNC-Cloud。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

宝鸡机床配置华中9型系统的BL5i智能车削中心

智能化功能:装配质量一致性检测,主轴扫频与避振,热误差补偿测试,智能丝杠,铁人三项,iNC-Cloud。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

宝鸡机床配置华中9型系统的BM8i智能加工中心

智能化功能:装配质量一致性检测,轮廓误差补偿,工艺优化:智优曲面/isurfine,热误差补偿,铁人三项,iNC-Cloud。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

秦川机床配置华中9型系统的YK3126智能滚齿机

智能化功能:机床装配质量检测,热误差补偿测试,EGB电子齿轮箱验证,主轴振动主动避让,滚齿加工仿真、iNC-Cloud。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

秦川格兰德配置华中9型系统的MK1620E

智能外圆磨床智能化功能:机床装配质量检测,进给轴热误差补偿,砂轮防碰撞,机床低速爬行检测,量仪引导加工、iNC-Cloud。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

汉江机床配置华中9型系统的SK7020智能数控螺杆转子磨床

智能化功能:机床装配质量检测,热误差补偿,X/C轴同步动态轮廓误差补偿,砂轮轴防碰撞功能,主轴扫频与避振、iNC-Cloud。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

山东帝德配置华中9型系统的V1160L智能轮毂加工中心

智能化功能:机床装配质量检测,智优曲面/工艺参数优化,热误差补偿测试、iNC-Cloud。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

湖大海捷配置华中9型系统的HJM8312A智能凸轮轴磨床

智能化功能:机床装配质量检测,动态轮廓误差补偿,磨削工艺数据库、iNC-Cloud。

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

沈阳百航配置华中9型系统的LT260-600智能车削中心

智能化功能:装配质量一致性检测/热误差补偿、主轴扫频与避振/铁人三项、iNC-Cloud

鼎新巧干开道超车——国产数控系统在智能机床领域应用情况

沈阳精锐配置华中9型系统的JW4050a5卧式五轴加工中心

智能化功能:机床装配质量检测,热误差补偿功能,静摩擦力补偿,轮廓误差补偿验证、iNC-Cloud。

四、鼎新巧干 开道超车

新一代人工智能技术与数控机床的深度融合,将为机床产业带来新的变革。虽然国外企业在智能机床的研究方面走在我国前面,使我国机床行业面临着与国外差距进一步拉大的危险,但国外企业也是刚刚起步,与我国基本上处于同一起跑线上。我国加快新一代人工信息技术与数控机床融合应用,将云计算、大数据、人工智能等新兴信息技术,为机床行业“赋能”,鼎新“巧干”将为数控机床产业带来新的变革。这也将是中国机床行业实现从“跟跑”到“领跑”,实现“开道超车”的重大机遇。