隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要,智能化制造已經(jīng)成為未來制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。智能化制造是制造技術(shù)MT和信息技術(shù)IT的融合;其充分利用了傳感器技術(shù)(比如光感應(yīng)、熱感應(yīng)、力感應(yīng)及磁感應(yīng)等),控制技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)等,使得加工設(shè)備具有數(shù)據(jù)分析、智能決策和調(diào)節(jié)控制等功能。
當(dāng)前,世界領(lǐng)先的機(jī)床制造廠商都在大力研發(fā)智能機(jī)床產(chǎn)品,智能化已經(jīng)成為高端數(shù)控機(jī)床的標(biāo)志。機(jī)床智能化解決的主要問題是:
(1)提高加工效率,優(yōu)化切削參數(shù),抑制振動,充分發(fā)揮機(jī)床的潛力。
(2)提高加工精度,防止熱變形、測量機(jī)床的空間精度并加以自動補(bǔ)償。
(3)保證機(jī)床運行安全,防止刀具、工件和部件相互碰撞和干涉。
(4)改善人機(jī)界面,擴(kuò)大數(shù)控系統(tǒng)的功能,實現(xiàn)其他各類輔助加工和管理功能。
智能化生產(chǎn)管理軟件智能化的數(shù)控機(jī)床是實現(xiàn)智能化制造最基本的前提;將技術(shù)、銷售、生產(chǎn)及管理的各個部門網(wǎng)絡(luò)化,通過在部門之間的信息共享,縮短生產(chǎn)的周期時間,從而大幅度降低成本。例如,不僅能在加工機(jī)器上從相關(guān)部門獲取或者查詢圖樣信息、加工信息及裝夾信息,還能利用加工機(jī)器的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、進(jìn)展情況等數(shù)據(jù)來進(jìn)行實時生產(chǎn)管理、并且還能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控。
其智能化功能主要有以下幾個方面:
1 人機(jī)對話編程
在數(shù)控系統(tǒng)中內(nèi)置專家數(shù)據(jù)系統(tǒng),可根據(jù)加工零件材質(zhì)及形狀描繪,自動生成最佳的加工模式,刀具選擇和切削條件參數(shù)。同時可以在機(jī)床上進(jìn)行模擬加工,確認(rèn)走刀路徑的正確性和模擬加工時間。大幅降低操作人員編程難度和試加工準(zhǔn)備效率。
智能刀具管理系統(tǒng)
2 智能振動抑制技術(shù)
可以將機(jī)床加減速引起的機(jī)械振動消除,使得機(jī)床振動得到抑制。采用加速度計調(diào)整其時間常數(shù)與機(jī)械特性匹配(機(jī)械固有振動頻率),此時振動比最小。具備了這種功能,加減速時振動抑制在1μm以內(nèi)。這種效果一方面體現(xiàn)在加工表面質(zhì)量的提升,同時,也能大幅減少刀具的振動磨損。
3 智能熱屏障技術(shù)
以機(jī)床溫度為基準(zhǔn)溫度,通過熱變位補(bǔ)償、主軸冷卻裝置同時控制,使得長時間加工精度保持穩(wěn)定。環(huán)境溫度會快速變化,但機(jī)床本體溫度變化較慢,如果以環(huán)境溫度為基準(zhǔn)控制,不能得到機(jī)床正確的變位狀態(tài)。所以以機(jī)床本體溫度為基準(zhǔn)調(diào)整是最為科學(xué)的方式。
4 虛擬加工(自動運轉(zhuǎn)用)
機(jī)床、工件、刀具 3D模型下,實現(xiàn)加工程序與實際加工環(huán)境一樣模擬加工。這樣實際加工前,檢查加工中可能出現(xiàn)的干涉、加工使用的刀具以及實際機(jī)床模型在模擬加工時可以實際顯現(xiàn)。另外,在NC畫面操作后臺可以進(jìn)行相同的模擬檢查。
實時檢查
5 智能安全保護(hù)(手動操作時用)
手動操作時的誤操作引起的干涉可以使用此功能來防止。手動操作時,3D模型同時檢查,干涉前停止。因為有3D模型,手動操作時看不見的地方發(fā)生的干涉也可以預(yù)防。有此功能可以實現(xiàn)機(jī)床正確的操作動作,不用擔(dān)心會發(fā)生撞車,大大提高加工準(zhǔn)備的效率。
6 智能語音導(dǎo)航
CNC內(nèi)部設(shè)置揚聲器,通過真人語音向操作者提示作業(yè)。機(jī)床開機(jī)后從問候語開始到操作注意事項,讓操作人員面對的不再是冷冰冰的機(jī)器,而是一個可以互動的工作伙伴。
7 智能維護(hù)保養(yǎng)支持
(1)機(jī)床運轉(zhuǎn)狀況的記錄,包括自動運轉(zhuǎn)時間,停機(jī)準(zhǔn)備時間,故障維修時間等,有助于操作和管理人員優(yōu)化工作,提高設(shè)備開動率。
(2)機(jī)床部件單元運行狀況管理,比如主軸總運轉(zhuǎn)時間,ATC換刀次數(shù),進(jìn)給軸的總運行距離等。并通過預(yù)先設(shè)定更換周期,能到期自動提示進(jìn)行備件的更換準(zhǔn)備,最大可能減少設(shè)備故障和停機(jī)時間。
(3)圖解維修支持,可在機(jī)床發(fā)生故障報警時,顯示畫面自動彈跳出故障點的位置、報警號和報警說明。方便維修人員排查故障,即使是對設(shè)備本身不是很了解。
(4)消耗品管理,可對各類機(jī)床所需油品(潤滑油,液壓油,冷卻油)、濾網(wǎng)濾芯等消耗品設(shè)定壽命周期,自動提醒作業(yè)人員及時進(jìn)行更換。同時,也可以自定義設(shè)定個性化的設(shè)備點檢維護(hù)項目和要求。
(5)主軸運轉(zhuǎn)管理,可對主軸的負(fù)載、溫度及振動等進(jìn)行有效監(jiān)控管理,使其可靠穩(wěn)定運行。
實時管理
8 智能遠(yuǎn)程診斷
突破以往的聯(lián)網(wǎng)在線遠(yuǎn)程診斷方式,通過電信3G網(wǎng)絡(luò)建立起用戶機(jī)床和設(shè)備廠家服務(wù)的無線連接。當(dāng)用戶機(jī)床發(fā)生定義范圍內(nèi)的故障報警時,報警信息會以郵件形式自動發(fā)送至售后服務(wù)中心;在線服務(wù)中心人員根據(jù)報警信息和用戶聯(lián)絡(luò),并通過無線遠(yuǎn)程方式指導(dǎo)客戶排除故障。機(jī)床的故障修復(fù)變得方便,快捷,最大程度縮短了故障停機(jī)時間。
(審核編輯: 智匯小新)
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