一冬蝶、前言

近年來僧凤，為了更好滿足機床用戶對數控機床“高速深浮、高精蜻拨、復合池充、智能、環(huán)惫倜伲”的要求纵菌，國內外數控機床企業(yè)不斷研制出具備智能化功能的各類數控機床。特別是近年來休涤，隨著機床設計技術咱圆、互聯網與信息技術、人工智能技術的發(fā)展和應用功氨，數控加工逐漸呈現出網絡化與智能化的趨勢序苏，數控機床的智能化功能也越來越成熟。

筆者參加了近幾年中國機床工具工業(yè)協會主辦的中國國際機床展覽會（北京，CIMT）和中國數控機床展覽會（上海忱详，CCMT）围来，看到部分國外品牌數控機床企業(yè)的智能化技術，結合國產數控機床的發(fā)展現狀阿座，深有感觸乃衫。本文對幾種典型的國外品牌數控機床在智能化技術方面的技術特點進行分析，提出對國產數控機床智能化技術的思考和建議腮哩。

二额神、部分境外機床展品智能化新技術

數控機床智能化新技術主要體現在世界著名的數控機床和數控系統企業(yè)的展品中，如MAZAK（馬扎克）腻酱、DMG MORI（德馬吉森精機）惑膀、OKUMA（大隈）、HURCO（赫克）烧歹、STARRAG（斯達拉格）贼么、MIKRON（米克朗）、SIEMENS（西門子）霸拦、FANUC（發(fā)那科）介她、HEINDENHAIN（海德漢）等。

1屏疗、日本OKUMA（大隈）公司智能化技術

日本OKUMA公司智能化技術主要包括：

（1）加工條件搜索功能：MachiningNavi系統依靠先進的檢測和控制功能窝革，幫助用戶尋找最佳加工條件。不但能夠提高加工面質量吕座，還對縮短加工時間、提升生產效率瘪板，以及延長刀具壽命吴趴、整合工序有重要作用。

（2）防撞機功能：當進行復雜動作的多面加工時侮攀，機床內部發(fā)生碰撞的危險也隨之增加锣枝。OKUMA公司利用先進控制技術實現防撞機功能，可以實現機床自動運轉與手動操作時都會在撞機前停止動作兰英。操作者可以專心地進行加工撇叁，大大縮短了工裝、試件的加工時間畦贸。

（3）伺服控制優(yōu)化功能：通過自動優(yōu)化伺服控制陨闹，提高加工精度及加工表面質量。尤其可以提高加工中心的加速度薄坏，縮短加工時間趋厉。此外，長期使用機床而產生的反轉突起或異音、振動陶簿、折痕欣骏、鱗狀痕等可立即消除，還可長時間保持高精度航十、穩(wěn)定運行耽晦。

（4）測量、補償幾何誤差功能：5軸加工機床在傾斜加工軸類零件和多面體零件時诊势，會產生旋轉軸的軸心偏移等多種“幾何誤差”洲棍。一直以來，只能通過手工作業(yè)花費大量時間對4種幾何誤差進行補償晦了。5-AxisAuto Tuning System（5軸自動調諧系統）僅需10分鐘即可實現高達 11種幾何誤差測量及自動補償患刻。

（5）準確控制規(guī)則的熱位移，即“熱親和”功能：機床周圍的溫度變化及加工過程中產生的熱量普统，都會對加工精度產生很大的影響杠锻。OKUMA設計了接受溫度變化，同時擅于控制熱位移的機床結構埋村。只需在安裝機床時確認一次尺寸珍特，可大幅減少之后的補償次數。

2魔吐、日本MAZAK（馬扎克）公司智能化技術

MAZAK公司的Smooth Technology（流暢技術）體現了該公司在機床智能化技術的最新發(fā)展扎筒。其數控系統MAZATROL Smooth配備Windows8 PC的數控系統以及先進軟件，極大地提高了加工效率酬姆。通過控制直線軸和轉動軸的最佳加速度嗜桌，使5軸聯動加工的效率提高30%；利用簡單調諧功能辞色，可根據加工工件自由調整加速度骨宠、轉角精度、平滑度等參數相满，使之最優(yōu)化层亿。客戶自身可簡單方便地進行加工時間優(yōu)先立美、加工面精度優(yōu)先或加工形狀優(yōu)先等個性化選擇匿又。

此外，MAZAK公司數控機床還具有“全面工廠經營支持”功能建蹄，通過開放的系統結構設計和互聯網技術稿屏，借助智能手機、平板電腦等外部終端對機床設備的運轉狀況進行監(jiān)控饿严。同時尊伟，采用國際標準通信協議惑拙，使多個不同公司的不同設備之間也能實現通信。

3野疟、日本FANUC（發(fā)那科）公司智能化技術

FANUC系統以提高機床控制智能化為方向插呜，在其新系統0iMF上標配了智能化功能群，包括：智能重疊控制廷碴、智能進給軸加減速砾楞、智能主軸加減速、智能自適應控制就用、智能反向間隙補償顿豹、智能機床前端點控制、智能剛性攻絲霉处。

4跋擅、美國HURCO（赫克）公司智能化技術

美國HURCO公司主要設計并制造各類立式加工中心、臥式加工中心嫌松、5軸加工中心和車削中心沪曙，全部配套其WinMax 控制系統。其機床產品強調簡化從圖紙設計到零件制造的過程萎羔，協助操作者實現簡潔而優(yōu)質的加工液走。其兩個主要智能化特點是：

對話式編程：通過圖形校驗，迅速將圖紙變?yōu)榱慵窒荨Ｖ恍枞齻€步驟：坐標設定缘眶、程序編制、加工驗證髓废；

NC/G-代碼編程：控制軟件帶有增強型NC編輯器巷懈，增強CAD/CAM的兼容性。在控制器上以圖形校驗程序很容易看到哪些代碼正在被執(zhí)行慌洪。

三砸喻、對數控機床智能化技術特點的淺析

1、數控機床智能化技術開發(fā)瞄準實際需求

數控機床的主要功能是執(zhí)行加工程序蒋譬，高效完成零件加工。同時愉适，通過各種辦法寓蔼，保持加工的穩(wěn)定性、可靠性和經濟性等韩艾。我們可以看到筛六，國外數控機床智能化技術研發(fā)主要瞄準以上功能進行，即重點關注數控加工本身吭芯。例如：赫克公司認為人與技術之間的關系是：技術應該輔助操作者通溜，而不是干擾操作者的思路拷治。技術應該盡量減少繁瑣和重復的任務，使機械師的工作更富有成效溪毕。技術必須支持機械師胃琴，而不是控制他。赫克公司倡導盡力支持和幫助用戶穿汽，更快地完成從圖紙到零件的過程遥附。

2、機床機械設計與數控系統智能化協同創(chuàng)新

在實現數控機床智能化技術應用的過程中题束，國外機床企業(yè)和數控系統企業(yè)各有側重跋岳，機床企業(yè)偏重于機床整體結構的創(chuàng)新，數控系統企業(yè)偏重于數控系統智能化功能的提升秸抚，但這兩者相互合作才能實現真正的智能化速和。例如：OKUMA公司“Thermo-Friendly（熱親和設計）”理念強調，機床的機械設計應該本著“接受機床環(huán)境和加工過程的溫度變化”的獨特思路剥汤，使得用戶不必采取特殊措施颠放，便能在普通的工廠實現高精度加工。OKUMA公司的熱補償方案可用于機床啟動秀姐、再次加工慈迈、環(huán)境溫度變化等條件下。在這個案例中省有，機床的結構設計如果沒有創(chuàng)新痒留，數控系統的智能化功能則無法實現。

3蠢沿、互聯網等新技術的應用促進數控機床智能化技術發(fā)展

早期伸头，國外數控機床智能化重點關注數控機床本身和數控加工過程的智能化。近年來舷蟀，國外機床企業(yè)也加快了互聯網恤磷、工業(yè)軟件等新技術在數控機床智能化技術方面的應用，推動機床互聯戈勾，集成機器人等自動化設備绷煎，建設智能工廠。

例如户痒，MAZAK公司認為現代的機械加工工廠對智能機床的要求應該包括：能夠接入互聯網絡火毕；能夠實時向網絡提供自身的相關信息（如：運行狀態(tài)、工作內容赠槽、工藝數據剃炬、工作進度等）；能夠從網絡接受所需的各種數據（如：加工程序幢戳、生產計劃莫诲、工藝數據泰涡、生產準備信息等）；通過智能化的功能最大程度減少生產準備工作內容撇涡；具有一定的自適應和自診斷能力像兆。

四、對國產數控機床智能化技術發(fā)展的幾點建議

1葫羡、瞄準用戶實際需求恼五，實現差異化發(fā)展

結合CIMT2019參觀考察和重點用戶走訪的情況，數控機床智能化技術根據用戶實際需求也可以分為兩類：高端功能和普及型功能哭懈。高端功能包括機床熱循環(huán)控制灾馒、機床防碰撞、新一代人工智能技術的應用遣总、圖形化仿真和編程等睬罗，普及型功能包括熱誤差補償伺服優(yōu)化、空間誤差補償旭斥、智能剛性攻絲容达、智能加減速等。國產數控機床企業(yè)可以根據企業(yè)的實際情況和技術復雜程度垂券，選擇用戶急需的花盐、自身具備開發(fā)能力的研制方向。

2菇爪、機床企業(yè)與數控系統企業(yè)深度合作算芯，協同創(chuàng)新

機床企業(yè)和數控系統企業(yè)各有所長。如果機床企業(yè)有豐富的用戶加工工藝經驗凳宙，在熟悉和理解用戶需求的基礎上属圃，可以在機床機械結構方面創(chuàng)新。數控系統企業(yè)能為機床企業(yè)提供穩(wěn)定可靠的數控系統平臺尽诀，提供開放的二次開發(fā)接口和HMI定制功能叉砰。雙方深度融合，協同創(chuàng)新陆宝，就一定能開發(fā)出實用众抽、有效的智能化功能。在雙方的合作中坑状，機床企業(yè)所需要的智能控制要求尺桅、加工工藝和使用特色要求可方便地融入到數控系統中；機床企業(yè)智能化機床的銷售刀雳，可以進一步強化主機廠的機床品牌，增加用戶對主機廠的忠誠度估曾。

3粪世、探索新一代人工智能技術與數控技術深度融合

近年來馆义，大數據、云計算和新一代人工智能技術取得了群體性胁塞、革命性的突破咏尝。新一代人工智能技術與先進制造技術深度融合所形成的新一代智能制造技術，成為了新一輪工業(yè)革命的核心驅動力啸罢。專家認為编检，在國家大力推進智能制造的形勢下，作為工業(yè)母機的機床更應該加速走在前列扰才，走一條并行推進允懂、融合發(fā)展的中國式智能制造技術推進路線，向高質量和創(chuàng)新型發(fā)展衩匣。在此背景下蕾总，數控機床企業(yè)需積極探索如何加快智能機床的研制和應用，是步步緊跟國外機床企業(yè)的步伐琅捏，還是有所創(chuàng)新和突破生百？我們建議推動新一代人工智能技術與數控技術的融合，形成新一代智能機床柄延，以期為數控機床產業(yè)帶來新的變革蚀浆。

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