2006年9月IMTS展上出現(xiàn)的智能機(jī)床秕岛，標(biāo)志著機(jī)床技術(shù)的一次重大革命性發(fā)展碌燕。文章深入闡述了智能機(jī)床的發(fā)展歷程、成績(jī)和未來的方向继薛。

　　從1952年第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世至今50余年预旺，其中包括走向成熟的30年和走向大規(guī)模應(yīng)用的20余年。數(shù)控機(jī)床依次分別經(jīng)歷了納米化踢周、高速化、復(fù)合化悠拗、五軸聯(lián)動(dòng)化等技術(shù)發(fā)展階段黎撤。而于06年智能機(jī)床在國際上的出現(xiàn)，標(biāo)志著機(jī)床技術(shù)在發(fā)展的道路上邁出的重大步伐尘是。

　　何謂智能機(jī)床侄灭？智能機(jī)床就是對(duì)制造過程能夠做出決定的機(jī)床。智能機(jī)床了解制造的整個(gè)過程，能夠監(jiān)控亏傅，診斷和修正在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各類偏差摊谢。并且能為生產(chǎn)的最優(yōu)化提供方案。此外醉装，還能計(jì)算出所使用的切削刀具辕芳，主軸，軸承和導(dǎo)軌的剩余壽命宵睦，讓使用者清楚其剩余使用時(shí)間和替換時(shí)間记罚。

　　智能機(jī)床發(fā)展的意義

　　機(jī)床技術(shù)發(fā)展的前景和目標(biāo)，是能夠?qū)崿F(xiàn)裝備制造業(yè)的全盤自動(dòng)化壳嚎，由單機(jī)自動(dòng)化向FMC桐智，CIM，CIMS發(fā)展烟馅，提高加工精度说庭、效率，降低制造成本郑趁，為人類創(chuàng)造更多的財(cái)富刊驴。在實(shí)現(xiàn)全盤自動(dòng)化過程中，需要解決的技術(shù)問題異常復(fù)雜穿撮，不僅要解決代替體力勞動(dòng)的問題缺脉，更要解決代替腦力勞動(dòng)問題。它包括工藝悦穿、刀具攻礼、物流、聯(lián)網(wǎng)落怀、信息存儲(chǔ)甚宜、控制等。如何用智能化代替人的手工和腦力勞動(dòng)百览，是最關(guān)鍵的核心問題映情。
智能機(jī)床的出現(xiàn)，為未來裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)全盤生產(chǎn)自動(dòng)化創(chuàng)造了條件笑杯。首先阱墩，通過自動(dòng)抑制振動(dòng)、減少熱變形辱得、防止干涉局该、自動(dòng)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油量、減少噪音等沉享，可提高機(jī)床的加工精度涉佑、效率加梁。其次，對(duì)于進(jìn)一步發(fā)展集成制造系統(tǒng)來說淮超，單個(gè)機(jī)床自動(dòng)化水平提高后融蹂，可以大大減少人在管理機(jī)床方面的工作量。人能有更多的精力和時(shí)間來解決機(jī)床以外的復(fù)雜問題弄企，更能進(jìn)一步發(fā)展智能機(jī)床和智能系統(tǒng)超燃。第三，數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)新桩蓉，對(duì)于機(jī)床智能化起到了極其重大的作用淋纲。它能夠收容大量信息，對(duì)各種信息進(jìn)行儲(chǔ)存院究、分析洽瞬、處理、判斷业汰、調(diào)節(jié)伙窃、優(yōu)化、控制样漆。它還具有重要功能为障，如：工夾具數(shù)據(jù)庫、對(duì)話型編程放祟、刀具路徑檢驗(yàn)鳍怨、工序加工時(shí)間分析、開工時(shí)間狀況解析巾妖、實(shí)際加工負(fù)荷監(jiān)視估横、加工導(dǎo)航、調(diào)節(jié)牵梗、優(yōu)化台筷，以及適應(yīng)控制。

　　智能機(jī)床的發(fā)展過程

　　早在上世紀(jì)80年代仓脓，美國就曾提出研究發(fā)展“適應(yīng)控制”機(jī)床售微，但由于許多自動(dòng)化環(huán)節(jié)如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)锨间、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)葲]有解決甩腻，雖有各種試驗(yàn)，但進(jìn)展較慢婿芝。后來在電加工機(jī)床(EDM)方面昭仲，首先實(shí)現(xiàn)了“適應(yīng)控制”，通過對(duì)放電間隙哀买、加工工藝參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)選擇和調(diào)節(jié)顷锰，以提高機(jī)床加工精度、效率和自動(dòng)化亡问。

　　隨后官紫，由美國政府出資創(chuàng)建的機(jī)構(gòu)——智能機(jī)床啟動(dòng)平臺(tái)(SMPI)，一個(gè)由公司州藕，政府部門和機(jī)床廠商組成的聯(lián)合體對(duì)智能機(jī)床進(jìn)行了加速的研究束世。

　　而于06年9月在IMTS展會(huì)上展出的日本MAZAK公司研發(fā)制造的智能機(jī)床，則向未來理想的“適應(yīng)控制”機(jī)床方面大大前進(jìn)了一步床玻。日本這種智能機(jī)床具有六大特色：一毁涉、有自動(dòng)抑制振動(dòng)的功能。二锈死、能自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)補(bǔ)償贫堰，減少高速主軸、立拄待牵、床身熱變形的影響其屏。三、有自動(dòng)防止刀具和工件碰撞的功能缨该。四偎行、有自動(dòng)補(bǔ)充潤(rùn)滑油和抑制噪音的功能。五饿遏、數(shù)控系統(tǒng)具有特殊的人機(jī)對(duì)話功能医狡，在編程時(shí)能在監(jiān)測(cè)畫面上顯示出刀具軌跡等，進(jìn)一步提高了切削效率替熊。六肿车、機(jī)床故障能進(jìn)行遠(yuǎn)距離診斷。

　　智能機(jī)床的最新研究成果

　　在IMTS 2006上麦咪，日本Mazak公司以“智能機(jī)床”(Intelligent Machine)的名稱候摹，展出了聲稱具有四大智能的數(shù)控機(jī)床；日本Okuma(大隈)公司展出了名為“thinc”的智能數(shù)字控制系統(tǒng)(Intelligent Numerical Control System)娄勒。

　　Mazak的智能機(jī)床：發(fā)出信息和進(jìn)行思考

　　Mazak對(duì)智能機(jī)床的定義是：機(jī)床能對(duì)自己進(jìn)行監(jiān)控她添，可自行分析眾多與機(jī)床、加工狀態(tài)馋奠、環(huán)境有關(guān)的信息及其他因素屎洒，然后自行采取應(yīng)對(duì)措施來保證最優(yōu)化的加工。換句話說丰吐，機(jī)床進(jìn)化到可發(fā)出信息和自行進(jìn)行思考虑稼。結(jié)果是：機(jī)床可自行適應(yīng)柔性和高效生產(chǎn)系統(tǒng)的要求。當(dāng)前Mazak的智能機(jī)床有以下四大智能：

　　主動(dòng)振動(dòng)控制——將振動(dòng)減至最惺颇尽蛛倦；

　　智能熱屏障——熱位移控制歌懒；

　　智能安全屏障——防止部件碰撞；

　　馬扎克語音提示——語音信息系統(tǒng)溯壶。

　　Okuma的智能機(jī)床：具備“思想”

　　Okuma的智能數(shù)字控制系統(tǒng)的名稱為“thinc”及皂，它是英文“思想”(think)的諧音，表明它具備思想能力且改。Okuma認(rèn)為當(dāng)前經(jīng)典的數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(結(jié)構(gòu))验烧，執(zhí)行和使用(design、implementation又跛、use) 三個(gè)方面已經(jīng)過時(shí)碍拆，對(duì)它進(jìn)行根本性變革的時(shí)機(jī)已經(jīng)到來。

　　Okuma說慨蓝，thinc不僅可在不受人的干預(yù)下感混，對(duì)變化了的情況作出“聰明的決策”(smart decision)，還可使機(jī)床到了用戶廠后缩髓，以增量的方式使其功能在應(yīng)用中自行不斷增長(zhǎng)帝畸，并會(huì)更加自適應(yīng)新的情況和需求，更加容錯(cuò)傻当，更容易編程和使用邀安。總之堤型，在不受人工干預(yù)的情況下扬瘸，機(jī)床將為用戶帶來更高的生產(chǎn)效率。

　　GE Fanuc公司和辛辛那提公司的進(jìn)展

　　GE Fanuc公司引入的一套監(jiān)控和分析方案也是智能機(jī)床發(fā)展的一個(gè)例子教物，這套方案在2006年9月的IMTS 展覽會(huì)得以展示乌骇。一種名為效率機(jī)床4.0，基于互聯(lián)網(wǎng)的方案應(yīng)運(yùn)而生糊争，它是通過收集機(jī)床和其它設(shè)備復(fù)雜的基本數(shù)據(jù)而提供的富有洞察力的序摔、可指出原因的分析方法。它還提供一套遠(yuǎn)程診斷工具婴鞭，從而使不出現(xiàn)故障的平均時(shí)間最長(zhǎng)而用于修理的時(shí)間最短柱悬。它還能用于計(jì)算機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)中監(jiān)控不同的現(xiàn)場(chǎng)。智能機(jī)床的另一個(gè)例子是辛辛那提的多任務(wù)加工中心設(shè)計(jì)的軟件未斑，它可探測(cè)到B 旋轉(zhuǎn)軸的不平衡條件咕宿。裝備了SINUMERIK 840D 控制系統(tǒng)，新的平衡傳感器監(jiān)控Z軸發(fā)生的錯(cuò)誤后準(zhǔn)確和迅速地感受到不平衡蜡秽。探測(cè)后府阀，由一套平衡輔助程序通過計(jì)算產(chǎn)生出一個(gè)顯示圖，來確定出不平衡的位置所在以及需要進(jìn)行多少補(bǔ)償。該技術(shù)也已用于Giddings & Lewis的立式車床上试浙。

　　米克朗智能機(jī)床模塊

　　米克朗系列化的模塊(軟件和硬件)是該公司在智能機(jī)床領(lǐng)域的成果董瞻。不同“智能機(jī)床”模塊的目標(biāo)是將切削加工過程變得更透明、控制更方便田巴。為此力细，必須首先建立用戶和機(jī)床之間的通信。其次固额，還必須在不同切削加工優(yōu)化過程中為用戶提供工具，以顯著改善加工效能煞聪。第三斗躏，機(jī)床必須能獨(dú)立控制和優(yōu)化切削過程，從而改善工藝安全性和工件加工質(zhì)量讹荣。

　　米克朗的高級(jí)工藝控制系統(tǒng)(APS)模塊是一套監(jiān)視系統(tǒng)父森，它使用戶能觀察和控制切削加工過程。它是特為高性能和高速切削而開發(fā)的合杜，而且能很好地用于其它切削加工系統(tǒng)秽烫。

　　無線通知系統(tǒng)(RNS)

　　“無線通知系統(tǒng)”模塊開啟了通信和靈活性的新紀(jì)元。通過這一系統(tǒng)断迁，用戶能接收米克朗加工中心的運(yùn)行情況信息耙窥。通過移動(dòng)電話的短信形式，用戶就能知道機(jī)床的操作狀態(tài)和程序執(zhí)行狀態(tài)迎硼。

　　全球首創(chuàng)还皮、獨(dú)家所有的智能操作人員支持系統(tǒng)(OSS)

　　操作人員支持系統(tǒng)(OSS)能根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和加工要求，優(yōu)化加工過程雹税。通過易用的用戶界面效岂，用戶可以方便地設(shè)定目標(biāo)尺寸、轉(zhuǎn)速旧庶、精度和表面光潔度以及工件重量和加工的復(fù)雜程度等參數(shù)并能隨時(shí)修改额前。

　　智能機(jī)床的未來

　　21世紀(jì)，數(shù)控機(jī)床將在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上牵敷，由機(jī)械運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化向信息控制的智能化方向發(fā)展胡岔。其發(fā)展速度和高度將取決于人才、科研枷餐、創(chuàng)新姐军、合作四個(gè)方面。2006年展出的這個(gè)世界上第一臺(tái)智能機(jī)床尖淘，還需要進(jìn)一步的完善奕锌、提高。如在機(jī)村生、電惊暴、液饼丘、氣、光元件和控制系統(tǒng)方面辽话；在加工工藝參數(shù)的自動(dòng)收集肄鸽、存儲(chǔ)、調(diào)節(jié)油啤、控制啄灭、優(yōu)化方面；在智能化党纱、網(wǎng)絡(luò)化囊喜、集成化后的可靠性、穩(wěn)定性豹恶、耐用性等方面汪具，都還需要深入研究。 

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