專家簡介:北京機床研究所副總師塑赁,教授級高工自畔,博士生導(dǎo)師,享有政府特殊津貼專家稱號,公開發(fā)表論文60余篇逆粹,出版主要著作和手冊7部由驹,培養(yǎng)碩士芍锚、博士生17名,獲部級獎5項荔棉,是行業(yè)中一位具有很高知名度的學(xué)者和專家闹炉。
北京機電研究所副總工程師、高級顧問盛伯浩在接受記者采訪時提到润樱,數(shù)控機床智能化發(fā)展現(xiàn)階段需要解決三大問題渣触。
1.自適應(yīng)控制技術(shù)
機床自適應(yīng)控制總的來講可以分為工藝自適應(yīng)和幾何自適應(yīng),其中工藝自適應(yīng)研究得比較多壹若。工藝自適應(yīng)又可分為最佳自適應(yīng)控制系統(tǒng)(ACO)和約束式自適應(yīng)控制系統(tǒng)(ACC)玖生。ACO系統(tǒng)追求一種最優(yōu)的加工過程指標,可能是加工時間绰蚁、加工成本或工件質(zhì)量丑钱。嚴格的ACO系統(tǒng)要求有辨識、決策和調(diào)整模型嘁汞,辨識模型將系統(tǒng)實際性能指標與最優(yōu)指標相比較呕漾;比較的結(jié)果要用決策模型來進行評價并決策應(yīng)采取的措施;調(diào)整模塊對需修正的過程參量進行必要的調(diào)整凰侈。ACC系統(tǒng)則是要保持約束的恒定锋力。加工狀況,如切削速度郎丰、進給量吩饶,在約束范圍內(nèi)實現(xiàn)最大值绷坠,約束包括最大的扭矩、最大的切削力或切削功率唯乃。
自適應(yīng)控制雖然自20世紀60年代即已開始研究泥天,但在生產(chǎn)上應(yīng)用尚不普遍。目前在生產(chǎn)應(yīng)用面相對較廣的還只是結(jié)構(gòu)簡單的ACC系統(tǒng)壳影,已用于銑拱层、車、鉆态贤、磨舱呻、電加工和加工中心等機床上,而ACO還多限于加工因素相對單純的磨削和電火花加工(EDM)上悠汽,加工環(huán)境中影響加工的因素很多箱吕,建模需全面考慮諸多因素。不僅建立數(shù)學(xué)模型困難柿冲,而且要實時采集和實時調(diào)整參數(shù)也有更大的難度茬高。
2.信息智能判斷
信息技術(shù)的發(fā)展及其與傳統(tǒng)機床的相融合,使機床朝著數(shù)字化假抄、集成化和智能化的方向發(fā)展怎栽。數(shù)字化制造裝備、數(shù)字化生產(chǎn)線宿饱、數(shù)字化工廠的應(yīng)用空間將越來越大熏瞄;而采用智能技術(shù)來實現(xiàn)多信息融合下的重構(gòu)優(yōu)化的智能決策、過程適應(yīng)控制丐吹、誤差補償智能控制惊申、復(fù)雜曲面加工運動軌跡優(yōu)化控制、故障自診斷和智能維護以及信息集成等功能性聚,將大大提升成形和加工精度商麻、提高制造效率。數(shù)控機床需要加強信息方面的智能判斷饶粪。
當前苗隔,國內(nèi)外一些機床和數(shù)控系統(tǒng)制造企業(yè)在從分布式網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)盟制造的角度出發(fā)研究相適應(yīng)的制造單元,強化其自治管理能力镰鹤,能與企業(yè)ERP溺六、PDM和CAD/CAPP/CAM的信息集成,進而通過與客戶關(guān)系管理(CRM)和供應(yīng)鏈管理(SCM)的聯(lián)系作出智能決策达华,實施并行工程吧玉、視覺化監(jiān)控等以提高機床利用率,實現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)。
3.約束控制
數(shù)控機床加工的過程中遇到的約束條件很多警畴,諸如振動、溫度以及加工過程中出現(xiàn)的種種干擾因素舆吮,這些都需要在監(jiān)測的過程中限制約束控制條件揭朝,才可以做到精確和安全加工。
智能化發(fā)展是對于約束控制較有利的發(fā)展色冀,可以利用智能技術(shù)來實時監(jiān)測加工的狀態(tài)和反應(yīng)潭袱,德國以前成為約束控制,后來到了日本锋恬,便成為智能控制了屯换,這其實是一個概念。
機床的智能控制對數(shù)控系統(tǒng)提出了更高的要求与学,這需要數(shù)控系統(tǒng)不僅具有開放性彤悔、包容性和一定的二次開發(fā)特性,還要根據(jù)用戶對其功能個性化的需求索守,對數(shù)控系統(tǒng)接口的普適性和前瞻性也提出了較高的期望晕窑。
國外已開始這方面的嘗試,如發(fā)那科推出的主軸HRV控制卵佛,通過共振追隨型HRV濾波器杨赤,可以避免因頻率變動而造成的機床共振。通過融合旋轉(zhuǎn)極其平順的伺服電動機奥憎、高精度的電流檢測翔实、高響應(yīng)和高分辨率的脈沖編碼器、高速和高精度的伺服控制眉藤,實現(xiàn)極其平順的進刀燥纹。西門子基于Internet的“ePS”(電子產(chǎn)品服務(wù))軟件方案,可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問Sinumerik810D/840D/840Di/828D控制系統(tǒng)杜糕,通過其CM(ConditionMonitoring)系統(tǒng)在線連續(xù)監(jiān)控數(shù)控系統(tǒng)的軸狀態(tài)谭某、PLC狀態(tài)等,并評估機床狀況悉种、分析相關(guān)的機床參數(shù)接竣,可實現(xiàn)遠程診斷、維修服務(wù)函唾,防止早期故障引起的意外停機巢季,減少檢修停工期,增強可靠性味扼,提升機床有效性沾谓,提高生產(chǎn)力,降低維護費用。海德漢提供的自適應(yīng)進給控制AFC功能均驶,可根據(jù)刀具軸性能和其他工藝參數(shù)優(yōu)化進給速率昏兆,在狀態(tài)窗口顯示的一個動態(tài)條形圖,表示輪廓加工進給速率和主軸性能間的相互關(guān)系妇穴,從而供用戶選擇最佳運行參數(shù)爬虱。
盛伯浩告訴記者,隨著控制技術(shù)腾它、驅(qū)動技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)的不斷發(fā)展跑筝,數(shù)控系統(tǒng)的智能化和集成化已成為數(shù)控機床研究的重要領(lǐng)域。
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