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金屬切削機床智能化技術的應用過程
閱讀：565 發(fā)布時間：2014-8-7
金屬切削機床是現(xiàn)代制造業(yè)的關鍵設備，其產量和技術水平在某種程度上代表了一個國家的制造業(yè)水平和競爭力。而技術的發(fā)展把大家?guī)肓诵畔r代，也使機械類產品越來越智能化。
智能制造技術作為*制造技術與數(shù)字化技術相結合的產物，其本質是將計算模型、仿真工具和科學實驗應用于制造裝備、制造過程和制造系統(tǒng)的定量描述與分析，通過對制造全過程中的復雜物理現(xiàn)象和信息演變過程進行定量計算、模擬與控制，結合科學實驗，揭示制造活動乃至產品全生命周期過程中的科學規(guī)律，提高制造裝備的自律性和適應性，實現(xiàn)對制造過程和產品性能的預測和有效控制，增強制造系統(tǒng)的可維護性和制造信息的可重用性，促使制造活動由部分定量、經驗的試湊模式向全面數(shù)字化的計算和推理模式轉變，實現(xiàn)基于科學的高性能制造。智能制造強調信息集成與知識融合、制造系統(tǒng)與制造過程之間協(xié)同、虛擬仿真和數(shù)字加工軟硬件技術并重，更多關注數(shù)字建模、數(shù)字加工等底層技術以及制造過程中物理因素對產品質量的影響機理和高速、高精度數(shù)字加工裝備的實現(xiàn)。
金屬切削機床是智能化制造的主要組成單元，其本身也是一個復雜的機電一體化系統(tǒng)。當前，在化競爭的背景下，高、精、尖裝備的生產不斷向金屬切削機床的極限能效提出新的挑戰(zhàn)，亟需綜合運用信息與計算技術、多學科聯(lián)合仿真方法和科學實驗手段，通過對切削過程中的復雜物理行為的數(shù)字化建模、仿真和優(yōu)化，實現(xiàn)對加工過程的定量主動控制。國外21世紀初就提出了“智能機床”的概念，旨在通過數(shù)字化制造技術在機床上的應用來取代人的部分腦力勞動，通過自主監(jiān)控和決策來控制加工質量。歐美等發(fā)達國家也通過制定研究計劃，如PMI、SMPI、NEXT計劃等，用于機床智能化的研究。因此，將智能制造技術應用于金屬切削機床，在加工設備與加工過程之間建立協(xié)同關系，為實現(xiàn)生產制造更高層次的智能化奠定基礎，是國家科技戰(zhàn)略的重要發(fā)展方向之一。
能機床需具有自優(yōu)化、自監(jiān)控、自診斷和預維護功能。在加工過程中，可借助各種傳感器、聲頻和視頻系統(tǒng)對加工過程中的力、振動、噪聲、溫度、工件表面質量等進行實時監(jiān)測，進而通過預先建立的系統(tǒng)性能參數(shù)庫或知識庫進行切削參數(shù)的自動優(yōu)化與誤差補償。同時，根據(jù)健康狀態(tài)進行及時維護，保障加工質量，減少停工時間。
對于現(xiàn)代制造工廠來說，除了要提高機床的智能化水平，更要使數(shù)控機床具有雙向、高速的聯(lián)網通訊功能，以保證信息流在車間的底層之間及底層與上層之間通信暢通無阻，從而充分發(fā)揮智能機床的制造能力和特點。而對計算機、手機、平板電腦、機外和機內攝像頭等現(xiàn)代通信設備的應用，實現(xiàn)了其與加工裝備的語音、圖形、視像和文本的通信功能。設備還可通過與生產計劃調度聯(lián)網，實時反映機床工作狀態(tài)和加工進度。操作者在*后可在各類終端上觀察加工過程及故障報警，并進行在線處理。機器人的應用在zui近已經如火如荼的進行著，成為一個朝陽產業(yè)。相信在不久的未來，人工勞動力已成為過去式，打不動的勞動生產力將有更智能的機械代替。
智能制造技術作為*制造技術與數(shù)字化技術相結合的產物，其本質是將計算模型、仿真工具和科學實驗應用于制造裝備、制造過程和制造系統(tǒng)的定量描述與分析，通過對制造全過程中的復雜物理現(xiàn)象和信息演變過程進行定量計算、模擬與控制，結合科學實驗，揭示制造活動乃至產品全生命周期過程中的科學規(guī)律，提高制造裝備的自律性和適應性，實現(xiàn)對制造過程和產品性能的預測和有效控制，增強制造系統(tǒng)的可維護性和制造信息的可重用性，促使制造活動由部分定量、經驗的試湊模式向全面數(shù)字化的計算和推理模式轉變，實現(xiàn)基于科學的高性能制造。智能制造強調信息集成與知識融合、制造系統(tǒng)與制造過程之間協(xié)同、虛擬仿真和數(shù)字加工軟硬件技術并重，更多關注數(shù)字建模、數(shù)字加工等底層技術以及制造過程中物理因素對產品質量的影響機理和高速、高精度數(shù)字加工裝備的實現(xiàn)。
金屬切削機床是智能化制造的主要組成單元，其本身也是一個復雜的機電一體化系統(tǒng)。當前，在化競爭的背景下，高、精、尖裝備的生產不斷向金屬切削機床的極限能效提出新的挑戰(zhàn)，亟需綜合運用信息與計算技術、多學科聯(lián)合仿真方法和科學實驗手段，通過對切削過程中的復雜物理行為的數(shù)字化建模、仿真和優(yōu)化，實現(xiàn)對加工過程的定量主動控制。國外21世紀初就提出了“智能機床”的概念，旨在通過數(shù)字化制造技術在機床上的應用來取代人的部分腦力勞動，通過自主監(jiān)控和決策來控制加工質量。歐美等發(fā)達國家也通過制定研究計劃，如PMI、SMPI、NEXT計劃等，用于機床智能化的研究。因此，將智能制造技術應用于金屬切削機床，在加工設備與加工過程之間建立協(xié)同關系，為實現(xiàn)生產制造更高層次的智能化奠定基礎，是國家科技戰(zhàn)略的重要發(fā)展方向之一。
能機床需具有自優(yōu)化、自監(jiān)控、自診斷和預維護功能。在加工過程中，可借助各種傳感器、聲頻和視頻系統(tǒng)對加工過程中的力、振動、噪聲、溫度、工件表面質量等進行實時監(jiān)測，進而通過預先建立的系統(tǒng)性能參數(shù)庫或知識庫進行切削參數(shù)的自動優(yōu)化與誤差補償。同時，根據(jù)健康狀態(tài)進行及時維護，保障加工質量，減少停工時間。
對于現(xiàn)代制造工廠來說，除了要提高機床的智能化水平，更要使數(shù)控機床具有雙向、高速的聯(lián)網通訊功能，以保證信息流在車間的底層之間及底層與上層之間通信暢通無阻，從而充分發(fā)揮智能機床的制造能力和特點。而對計算機、手機、平板電腦、機外和機內攝像頭等現(xiàn)代通信設備的應用，實現(xiàn)了其與加工裝備的語音、圖形、視像和文本的通信功能。設備還可通過與生產計劃調度聯(lián)網，實時反映機床工作狀態(tài)和加工進度。操作者在*后可在各類終端上觀察加工過程及故障報警，并進行在線處理。機器人的應用在zui近已經如火如荼的進行著，成為一個朝陽產業(yè)。相信在不久的未來，人工勞動力已成為過去式，打不動的勞動生產力將有更智能的機械代替。