智能机床——数控机床技术发展新的里程碑

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（ACTIVE VIBRATION CONTROL）——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（INTELLIGENT THERMAL  SHIELD）——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（INTELLIGENT  SAFETY  SHIELD）——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。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。