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机床行业智能制造的发展与展望

 机床工具行业是关系国民经济和国防安全的战略性基础行业。机床是装备制造业智能制造的工作母机,没有机床的智能化,就无法实现装备制造业的智能制造。加快发展智能机床,是实施《中国制造2025》打造制造强国的关键和基础。

智能机床是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成与深度融合的产物,是数控机床发展的高级形态。目前,技术先进国家在机床监控、测量、补偿、诊断、加工优化等智能化技术的突破,为智能机床的发展提供了技术基础。随着科技不断创新,智能机床作为移动互联网智能终端,将成为智能生产系统的关键加工设备。

我国处于数控机床的发展阶段,在高速、高精、多轴联动控制、多通道复合加工、网络通讯等数控技术与国际先进水平比较存在一定差距。目前,我国数控机床的智能化技术尚处于起步阶段,我国现阶段生产的绝大部分数控机床还不具备智能化功能。近年来,经过行业科研攻关,某些智能化技术开始试验和应用,并取得积极成果。

1.国产高档数控系统在智能化功能的研发上取得可喜进展

华中数控、广州数控、大连光洋、沈阳高精和航天数控等5家数控系统企业在04专项的支持下,自主研发高档数控系统关键技术。经过多年努力,5家企业均攻克了数控系统软硬件平台、高速高精、多轴联动、总线技术、纳米插补等一批高档数控系统关键技术,研制出全数字总线式高档数控系统产品,实现从模拟接口、脉冲接口到全数字总线控制、高速高精的技术跨越。我国数控系统企业联合研制的自主知识产权的NCUC-Bus现场总线技术,已获批了5项国家标准,并获得省部级发明一等奖。

沈阳机床集团通过与上海同济大学合作组建自己的研究院,从底层技术源代码算法做起,历时5年,研制成功i5数控系统,建立了iSESOL云平台,形成了基于iSESOL云平台的智能机床互联网应用框架。

2.数控机床主机的智能化进程加快

一批数控机床主机制造企业通过科技攻关,在主机上集成应用智能化技术,提高了数控机床的使用性能。

如沈机集团昆明机床股份公司开发的TGK46100高精度坐标镗床采用温度传感器、温度模块等,通过数控系统实时监控主轴系统的发热变形和热补偿,其五轴联动机型具有反向间隙补偿、螺距补偿和体积补偿功能。

秦川机床工具集团最新开发的数控蜗杆砂轮磨齿机采用高精度同步控制技术和电子齿轮箱等,整机操作可实现自动装卡、自动对刀、自动磨削及修正砂轮自动控制。

机床行业最新开发的高精度单向走丝线切割机床,配置了六轴数控系统及无电解智能电源、自动穿丝及恒张力机构、温度补偿装置、电火花线切割加工工艺数据库等。

机床行业最新开发的五轴数控工具磨床,配置专用数控系统和工具磨削专用软件,具有复杂型面加工数学建模和自动编程、工件和砂轮在线检测、磨削尺寸补偿、砂轮修正补偿、磨削工艺及工艺参数优化等智能化功能,提升了整机智能化水平。

3.具有一定智能功能的国产高档数控机床示范应用效果明显

如由武汉华中数控股份有限公司、东莞劲胜精密组件股份有限公司等企业共同建设的东莞劲胜移动终端智能制造示范车间,实现了全国产、自主化的智能制造,被选为全国智能制造试点示范交流会的唯一示范现场。同时,武汉华中数控股份有限公司在武汉建立了“数控加工大数据中心”,可通过无线网络对用户车间生产线相关数据实现远程监控、加工优化、健康诊断等智能化功能,提升了为用户服务的水平。

大连光洋科技工程有限公司与北京动力机械研究所(航天科工集团3院31所)合作,致力于采用04专项在数控系统、伺服驱动及电机等方面以及立式五轴加工中心等方面取得成果的应用推广,结合航天复杂、核心零部件的工艺制造需求开展了深入合作。2013年8月,在大连光洋科技工程有限公司向北京动力机械研究所交付了2台不同规格的高速高精度五轴立式加工中心。至今,这两台承载04专项多项成果的五轴机床已经完成了多个批次、多个品种的航发关键零部件的加工,支持了北京动力机械研究所的军工生产任务。在成功应用示范作用下,北京动力机械研究所推广10多台大连光洋科技工程有限公司立式五轴加工中心。大连光洋科技工程有限公司先后与哈尔滨东安发动机、贵州黎阳航空发动机、湖南株洲南方动力等军工企业签订合同,进一步扩大专项成果在航空航天中的应用示范。

4.国内首个智能制造装备项目通过验收

由云南CY集团有限公司承担的工信部首个“智能制造装备项目”——《高档数控车床制造数字化车间的研制与示范应用》于2016年8月通过验收。该项目由91台套设备组成,实现混流柔性制造、自动上下料、产品自动识别和跟踪、在线自动检测、产品流向智能控制、智能故障诊断、加工参数优化、生产过程实时监控和管理信息化。该项目关键设备数控化率100%,生产效率由月产100台提高到300台,生产线人员减少57.5%,能耗降低38.4%,零件关键工序交验合格率由64%提高到96%,取得明显经济效益。该项目是近年来机床行业应用智能生产线制造机床的首例,具有示范意义。

5.“数控机床互联通讯协议标准与试验验证”项目启动

随着《中国制造2025》发展战略的推进,数控系统、数控机床及相关数字化装备将得到大力发展。数控机床的智能化升级,智能制造标准在整个战略中起着至关重要的基础性作用,而这一切都依赖于数控机床装备的互联互通。实现数控机床的互联互通,相关的协议标准是决定性要素。在中国机床工具工业协会的组织下,列入工信部智能标准制订计划的“数控机床互联通讯协议标准与试验验证”项目已经按计划开展有效工作。

文章转自:http://www.skjc.sc/news/show.php?itemid=497

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