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智能机床数控机床技术发展新的里程碑插装阀

发布时间：2022-06-28 08:15:19 来源：希思机械网

智能机床——数控机床技术发展新的里程碑

在IMTS 2006 上，日本Mazak 公司以“智能机床”(Intelligent Machine)的名称，展出了声称具有四大智能的数控机床；日本Okuma (大隈)公司展出了名为“thinc”的智能数字控制系统 (Intelligent Numerical Control System)。从1952年第一台数控机床问世至今50余年，其中包括走向成熟的30年和走向大规模应用的20余年。智能机床的出现标志着新的发展阶段的开始，标志着数控软件由非智能(低级)走向智能(高级)。这一标志性事件的出现，将加快人类智能型生产工具的发展步伐，成为数控机床的重要发展方向，其前景广阔、意义深远而重大。 Mazak的智能机床：发出信息和进行思考     Mazak对智能机床的定义是：机床能对自己进行监控，可自行分析众多与机床、加工状态、环境有关的信息及其他因素，然后自行采取应对措施来保证最优化的加工。换句话说，机床进化到可发出信息和自行进行思考。结果是：机床可自行适应柔性和高效生产系统的要求。当前Mazak的智能机床有以下四大智能：     主动振动控制——将振动减至最小。     各坐标轴运动时的加、减速度产生的振动，影响加工精度、表面粗糙度、刀尖磨损和加工时间。具有此项智能的机床可使振动减至最小。例如,在进给量为3000mm/min，加速度为0.43g时，最大振幅由4μ m减至1 μm。     智能热屏障——热位移控制。                                                   由于机床部件的运动或运作产生的热及室温的变化会产生定位误差。此项智能可对这些误差自动补偿，使其值为最小。     智能安全屏障——防止部件碰撞。     当操作工人为了调整、测量、更换刀具而手动操作机床时,一旦“将”发生碰撞时(即在发生碰撞前一瞬间),运动立即自行停止。     马扎克语音提示(MAZAK  VOICE  ADVISER)——语音信息系统。     当工人手动操作和调整时，用语音进行提示，以减少由于工人失误而造成的问题。 Okuma的智能机床：具备“思想”     Okuma的智能数字控制系统的名称为“thinc”,它是英文“思想”(think)的谐音，表明它具备思想能力。Okuma认为当前经典的数控系统的设计(结构)，执行和使用(design、implementation、use)三个方面已经过时，对它进行根本性变革的时机已经到来。     Okuma说，thinc不仅可以在不受人的干预下,对变化了的情况作出“聪明的决策”(smart decision)，还可以使机床到了用户厂后, 会以增量的方式使其功能在应用中自行不断增长,并会更加自适应新的情况和需求，更加容错，更容易编程和使用，而不像目前的CNC到用户厂后功能就开始“冻结”(frozen)和过时。总之,在不受人工干预的情况下，机床将为用户带来更高的生产效率。这一切均不需Okuma介入，用户和机床逐渐走向“自治”(autonomy)。笔者认为，这些可能是人工智能的自学习、自适应、自改善、自行积累经验的功能的体现。     Okuma还声称，thinc是基于PC 的平台，并且采用国际标准硬件,  Windows2000 专业操作系统SP4。Okuma说,随着计算机技术不断发展, 用户可以自行升级换代。 “智能”与非智能机床的区别     “智能”与非智能程序不同的是，后者要求”机械、死板”地执行程序，而前者只是提供一种方法以供执行。以Mazak的第二大智能——“智能热屏障”为例。早在上世纪80年代就出现数控机床热变形误差的自动补偿，至今约有十多家以上技术领先公司拥有这项技术。其做法是：在机床出厂前，在温度可控的试验室里，做空运转和试切削试验，找出室温和运转条件变化与主轴轴向位移变化的关系，列出对应的关系表或描绘出相关的曲线，然后编成程序。到用户厂后，系统采集机床典型部位安装的温度表数值后，按表或曲线上的对应值进行补偿。这种方式是自动但非智能运行的，是机械、死板地执行程序中规定的对应值。Mazak认为，“传统”的方法中主轴位移“热时间常数”低，它不采用这种“传统”方法。因属于“待申请专利”(patent pending)，Mazak没有透露方法的细节。     Mazak的第一大智能“主动振动控制”，按对“主动”一词的理解，有可能是振动发生后，使用“激震器”用与振动信号相同的频率、振幅、但相位相差180度的振动来抵消原来的振动。由于振动频率和振幅大小与机床进给加、减速度有关，而加、减速度又与进给速度、切削负荷等有关，根本无法事先在程序中规定，只能根据实测加以权衡，判断做出对应的决策。     至于一台机床具备多少智能功能，才能算“智能机床”，Mazak在其“智能机床”的右上角注有“TM”，表示为“商标”。也即它并不需要国际权威机构或人士的认证、批准，也不需要别人评头论足。Mazak公司在日本、中国、新加坡、美国等设有8个工厂，全世界设有10多个技术中心，2005年其机床销售总额达15亿多美元，已连续多年居世界第一。这样大的公司提出的名称是很慎重且很有份量的。     智能数控系统控制的机床，自然是智能机床。有趣的是，Okuma并未声称它的机床是智能机床。同样地， Mazak也未声称它的系统是智能数控系统。事实是，这两家公司均推出了智能机床和智能数控系统。     智能机床的出现，将使机械制造全面走向高层次(狭义)的智能制造。今后数控机床的智能水平还将会逐渐提升。

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