數(shù)控機(jī)床智能化技術(shù)研究

胡江平

(湖北工程職業(yè)學(xué)院，湖北 黃石 435000)

1 數(shù)控機(jī)床智能化簡介

1.1 智能數(shù)控機(jī)床定義

根據(jù)日本馬扎克公司對(duì)數(shù)控機(jī)床智能化的定義：智能化的數(shù)控機(jī)床能夠完成對(duì)自身運(yùn)行情況的監(jiān)控，并且能夠分析周圍的工作環(huán)境，綜合考慮與自身運(yùn)行相關(guān)的其他機(jī)床的運(yùn)行情況，從而對(duì)自身運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整，保證自己在最佳的運(yùn)行狀態(tài)中。

根據(jù)美國智能加工平臺(tái)對(duì)數(shù)控機(jī)床智能化的定義：智能化的數(shù)控機(jī)床能夠清楚自身的運(yùn)行狀況，并作出及時(shí)調(diào)整，能夠與工作人員實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)互動(dòng)，對(duì)自我運(yùn)行的質(zhì)量有良好的監(jiān)控作用，擁有良好的學(xué)習(xí)能力，能夠不斷學(xué)習(xí)新的東西，提升自己的能力，與其他機(jī)器之間能夠使用機(jī)器通用語言進(jìn)行交流。

以上為數(shù)控機(jī)床智能化的兩大主流概念，可以看出，智能化的數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自身狀況的良好監(jiān)控，并且保護(hù)自身的運(yùn)行狀態(tài)，能夠根據(jù)運(yùn)行情況以及周圍的環(huán)境不斷調(diào)整自我，從而達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 數(shù)控機(jī)床智能化技術(shù)發(fā)展

數(shù)控機(jī)床智能化的研究從20世紀(jì)80年代就開始了，美國首先提出機(jī)床的“自適應(yīng)發(fā)展”，希望能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床的智能化，但是由于自動(dòng)化科技水平有限，無法完成某些自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)，從而導(dǎo)致了研究的擱置。之后在美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所中，對(duì)智能機(jī)床、加工預(yù)測(cè)以及智能化機(jī)構(gòu)控制3個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了研究，共同成立了智能加工平臺(tái)計(jì)劃，智能數(shù)控機(jī)床才發(fā)展起來。到了2006年的美國芝加哥機(jī)床展，日本的馬扎克公司以及日本的大畏公司都推出了嚴(yán)格意義上的智能化產(chǎn)品——智能機(jī)床和“THINC”智能數(shù)控系統(tǒng)，為智能化數(shù)控技術(shù)的發(fā)展拉開了序幕。

1.3 數(shù)控機(jī)床智能化技術(shù)研究意義

數(shù)控機(jī)床智能化技術(shù)研究使制造業(yè)從人力勞動(dòng)中解放出來，實(shí)現(xiàn)了制造業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展，提高了制造業(yè)發(fā)展的速度。數(shù)控機(jī)床智能化只是工業(yè)發(fā)展自動(dòng)化的第一步，為工業(yè)發(fā)展自動(dòng)化的到來打下了基礎(chǔ)，大大減少了人力。其發(fā)展的具體意義表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)數(shù)控機(jī)床智能化使加工精度和加工效率得到提高，通過發(fā)展自動(dòng)抑制振動(dòng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)潤滑油量、噪音消除、熱變形消除等智能化功能，提高了制造業(yè)的工作效率和質(zhì)量。

(2)數(shù)控機(jī)床的智能化是集成制造系統(tǒng)發(fā)展的第一步，要發(fā)展整體制造業(yè)的自動(dòng)化水平，就必須首先發(fā)展單個(gè)機(jī)床的自動(dòng)化水平，從而逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)床管理去人員化，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工業(yè)的發(fā)展，使制造業(yè)向著真正的智能化方向發(fā)展。

(3)數(shù)控機(jī)床的智能化提高了機(jī)床處理信息、儲(chǔ)存和開發(fā)信息的能力，使信息在進(jìn)行儲(chǔ)存的過程中能夠更好地被機(jī)床分析計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作過程更好地控制。

2 數(shù)控機(jī)床智能化研究方向

數(shù)控機(jī)床智能化研究目前是世界各國重點(diǎn)研究的項(xiàng)目，近些年也取得了良好的發(fā)展。從發(fā)展方向上看，主要分為以下4個(gè)發(fā)展方向：

2.1 智能化加工技術(shù)

該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在加工過程中本來需要由人來完成的步驟自動(dòng)化，并且在計(jì)算機(jī)的分析計(jì)算下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的加工。這方面技術(shù)的代表有：虛擬機(jī)床、自動(dòng)上下料、3D防碰撞、工藝參數(shù)選擇性優(yōu)化以及加工生產(chǎn)線的自動(dòng)化。

2.2 智能化狀態(tài)與維護(hù)技術(shù)

該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在機(jī)床對(duì)自身運(yùn)行狀態(tài)的自我智能化監(jiān)控，并且根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)整自身的運(yùn)行狀態(tài)至最佳狀態(tài)，從而保證了加工的效率和質(zhì)量，維護(hù)了加工機(jī)床的正常運(yùn)行。常見的技術(shù)有：故障自診斷、自修復(fù)和故障回放、刀具檢測(cè)等，通過智能化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的維護(hù)。

2.3 智能化驅(qū)動(dòng)技術(shù)

該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)器對(duì)負(fù)載和加工情況的自我調(diào)整，始終保持機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的良好，使機(jī)床通過智能化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的自適應(yīng)。常見的技術(shù)有自動(dòng)優(yōu)化、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載、自動(dòng)參數(shù)調(diào)整以及自適應(yīng)控制。

2.4 智能化操作界面與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

該技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展的特有產(chǎn)物，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)操作者的智能化指導(dǎo)，或者提供遠(yuǎn)程監(jiān)控等服務(wù)。常見的功能有語音提示功能的操作輔助系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等等。

3 總結(jié)

數(shù)控機(jī)床的智能化是機(jī)床發(fā)展的方向，也是未來制造業(yè)智能化發(fā)展的第一步，對(duì)我國制造業(yè)的發(fā)展有著重要作用。通過對(duì)智能化技術(shù)的發(fā)展，能夠解放人的雙手和大腦，從而把精力放到其他更有益的事情上，從而加快人類社會(huì)的發(fā)展。