何謂智能機(jī)床？智能機(jī)床就是對(duì)制造過(guò)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(guò)程，能夠監(jiān)控，診斷和修正在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各類偏差。并且能為生產(chǎn)的最優(yōu)化提供方案。此外，還能計(jì)算出所使用的切削刀具，主軸，軸承和導(dǎo)軌的剩余壽命，讓使用者清楚其剩余使用時(shí)間和替換時(shí)間。 

    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，由單機(jī)自動(dòng)化向FMC，CIM，CIMS發(fā)展，提高加工精度、效率，降低制造成本，為人類創(chuàng)造更多的財(cái)富。在實(shí)現(xiàn)全盤自動(dòng)化過(guò)程中，需要解決的技術(shù)問(wèn)題異常復(fù)雜，不僅要解決代替體力勞動(dòng)的問(wèn)題，更要解決代替腦力勞動(dòng)問(wèn)題。它包括工藝、刀具、物流、聯(lián)網(wǎng)、信息存儲(chǔ)、控制等。如何用智能化代替人的手工和腦力勞動(dòng)，是最關(guān)鍵的核心問(wèn)題。 

    智能機(jī)床的出現(xiàn)，為未來(lái)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。首先，通過(guò)自動(dòng)抑制振動(dòng)、減少熱變形、防止干涉、自動(dòng)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油量、減少噪音等，可提高機(jī)床的加工精度、效率。其次，對(duì)于進(jìn)一步發(fā)展集成制造系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，單個(gè)機(jī)床自動(dòng)化水平提高后，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(lái)解決機(jī)床以外的復(fù)雜問(wèn)題，更能進(jìn)一步發(fā)展智能機(jī)床和智能系統(tǒng)。第三，數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)新，對(duì)于機(jī)床智能化起到了極其重大的作用。它能夠收容大量信息，對(duì)各種信息進(jìn)行儲(chǔ)存、分析、處理、判斷、調(diào)節(jié)、優(yōu)化、控制。它還具有重要功能，如：工夾具數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)話型編程、刀具路徑檢驗(yàn)、工序加工時(shí)間分析、開工時(shí)間狀況解析、實(shí)際加工負(fù)荷監(jiān)視、加工導(dǎo)航、調(diào)節(jié)、優(yōu)化，以及適應(yīng)控制。 

    智能機(jī)床的發(fā)展過(guò)程

    早在上世紀(jì)80年代，美國(guó)就曾提出研究發(fā)展“適應(yīng)控制”機(jī)床，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)、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)葲](méi)有解決，雖有各種試驗(yàn)，但進(jìn)展較慢。后來(lái)在電加工機(jī)床(EDM)方面，首先實(shí)現(xiàn)了“適應(yīng)控制”，通過(guò)對(duì)放電間隙、加工工藝參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)選擇和調(diào)節(jié)，以提高機(jī)床加工精度、效率和自動(dòng)化。 

    隨后，由美國(guó)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，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。 

    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(lái)理想的“適應(yīng)控制”機(jī)床方面大大前進(jìn)了一步。日本這種智能機(jī)床具有六大特色：一、有自動(dòng)抑制振動(dòng)的功能。二、能自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)補(bǔ)償，減少高速主軸、立拄、床身熱變形的影響。三、有自動(dòng)防止刀具和工件碰撞的功能。四、有自動(dòng)補(bǔ)充潤(rùn)滑油和抑制噪音的功能。五、數(shù)控系統(tǒng)具有特殊的人機(jī)對(duì)話功能，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。六、機(jī)床故障能進(jìn)行遠(yuǎn)距離診斷。  
  
    智能機(jī)床的研究與發(fā)展

    智能機(jī)床的最新研究成果

    在IMTS 2006上，日本Mazak公司以“智能機(jī)床”(Intelligent Machine)的名稱，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)。

    智能熱屏障——熱位移控制；  
  
    智能安全屏障——防止部件碰撞； 

    馬扎克語(yǔ)音提示——語(yǔ)音信息系統(tǒng)。

    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”，它是英文“思想”(think)的諧音，表明它具備思想能力。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))，執(zhí)行和使用(design、implementation、use) 三個(gè)方面已經(jīng)過(guò)時(shí)，對(duì)它進(jìn)行根本性變革的時(shí)機(jī)已經(jīng)到來(lái)。 

    Okuma 說(shuō)，thinc不僅可在不受人的干預(yù)下，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，以增量的方式使其功能在應(yīng)用中自行不斷增長(zhǎng)，并會(huì)更加自適應(yīng)新的情況和需求，更加容錯(cuò)，更容易編程和使用�？傊�，在不受人工干預(yù)的情況下，機(jī)床將為用戶帶來(lái)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，這套方案在2006年9月的IMTS 展覽會(huì)得以展示。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，它是通過(guò)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、可指出原因的分析方法。它還提供一套遠(yuǎn)程診斷工具，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。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，它可探測(cè)到B 旋轉(zhuǎn)軸的不平衡條件。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。探測(cè)后，由一套平衡輔助程序通過(guò)計(jì)算產(chǎn)生出一個(gè)顯示圖，來(lái)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。 

    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。不同“智能機(jī)床”模塊的目標(biāo)是將切削加工過(guò)程變得更透明、控制更方便。為此，必須首先建立用戶和機(jī)床之間的通信。其次，還必須在不同切削加工優(yōu)化過(guò)程中為用戶提供工具，以顯著改善加工效能。第三，機(jī)床必須能獨(dú)立控制和優(yōu)化切削過(guò)程，從而改善工藝安全性和工件加工質(zhì)量。 

    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)，它使用戶能觀察和控制切削加工過(guò)程。

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