智能機床——機床的移動互聯(lián)網(wǎng)時代

沈陽機床股份有限公司 劉 峰

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，智能化已逐漸成為各個行業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，只有緊隨移動互聯(lián)網(wǎng)時代的步伐，才能真正做到與時俱進的發(fā)展。機床作為目前工業(yè)設(shè)備加工制造上最基礎(chǔ)的設(shè)備，也正在不斷向智能化邁進。智能機床便是機床技術(shù)發(fā)展的前景和目標。

智能機床及其發(fā)展的意義

智能機床是搭載智能系統(tǒng)，基于信息驅(qū)動技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)為載體，以給客戶提供輕松制造為核心，將人、機、物有效互聯(lián)的新品類機床，是數(shù)控機床將在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，由機械運動的自動化向信息控制的智能化方向發(fā)展。

首先，智能機床能夠?qū)χ圃爝^程做出決定，有效地減少了人力在管理和操作方面的工作量。智能機床了解制造的整個過程，能夠監(jiān)控、診斷和修正在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各類偏差，在不受人的干預下，對變化了的情況作出“聰明的決策”，且能為生產(chǎn)的最優(yōu)化提供相對可行的方案。

其次，智能機床具有網(wǎng)絡(luò)智能功能。智能機床能將工業(yè)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化及智能化有效集成，能夠收容大量信息，對各種信息進行儲存、分析、處理、判斷、調(diào)節(jié)、優(yōu)化及控制，為未來裝備制造業(yè)實現(xiàn)全盤生產(chǎn)自動化創(chuàng)造了條件。它還具有重要功能，如：工夾具數(shù)據(jù)庫、對話型編程、刀具路徑檢驗、工序加工時間分析、開工時間狀況解析、實際加工負荷監(jiān)視、加工導航、調(diào)節(jié)、優(yōu)化以及適應(yīng)控制等。

最后，智能機床可以大大提高機床的加工精度和效率。智能機床利用其具有的重要功能，通過自動抑制振動、減少熱變形、防止干涉、自動調(diào)節(jié)潤滑油量及減少噪聲等，使機床的加工精度和效率提高。

當前，智能機床的研究與應(yīng)用已取得一些成就，Mazak、Okuma、Mikron等機床制造企業(yè)研發(fā)的主動振動控制——將振動減至最小，智能熱屏障——熱位移控制，智能安全屏障——防止部件碰撞，馬扎克語音提示——語音信息系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)了機床由機械運動向自動化方面的突破。未來，智能機床的研究和應(yīng)用還需要在智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化后的可靠性、穩(wěn)定性和耐用性等方面深入研究，從而將機床發(fā)展成移動互聯(lián)網(wǎng)的智能制 造終端。

沈陽機床在智能機床方面的研發(fā)現(xiàn)狀

沈陽機床在基于移動互聯(lián)網(wǎng)的智能制造領(lǐng)域進行大量投入與研究，通過i5系統(tǒng)、WIS（Workshop Information System）車間管理系統(tǒng)、i平臺層次的智能化架構(gòu)布局，將制造過程由點到線，由線到面相互聯(lián)接，讓制造不再是一臺臺冰冷的機器，而是賦予它智能，讓它學會分享和互聯(lián)。

1.i5系統(tǒng)——加工單元的智能化

i5系統(tǒng)是指工業(yè)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化及集成化的有效集成，是系統(tǒng)研發(fā)團隊成功攻克了CNC運動控制技術(shù)、數(shù)字伺服驅(qū)動技術(shù)、實時數(shù)字總線技術(shù)等運動控制領(lǐng)域的核心底層技術(shù)，徹底突破和掌握了運動控制底層技術(shù)，并于2012年誕生了具有網(wǎng)絡(luò)智能功能的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)誤差補償技術(shù)領(lǐng)先，控制精度達到納米級，產(chǎn)品精度更是達到世界精度最高，具體特點如下：

首先，i5系統(tǒng)使機床實現(xiàn)指尖操作。i5系統(tǒng)機床不但有互聯(lián)網(wǎng)的概念，而且是移動互聯(lián)網(wǎng)，用戶能接收搭載i5系統(tǒng)加工中心的運行情況，不論身在哪里，一機在手即可對設(shè)備進行操作、管理、監(jiān)控，實時傳遞和交換機床的加工信息；通過移動電話的短信形式，用戶就能知道機床的操作和程序執(zhí)行狀態(tài)，手機就可以控制機床，實現(xiàn)了“指尖上的操作”。

其次，i5系統(tǒng)使數(shù)控機床會“思想”。 搭載i5系統(tǒng)的i5系列數(shù)控機床依托互聯(lián)網(wǎng)，能做到智能校正、智能診斷、智能控制、智能管理，在工作時，i5系列數(shù)控機床會自動根據(jù)加工部件尺寸要求進行校正，實現(xiàn)加工的高精度；一旦出現(xiàn)故障，機床本身能夠自動報警，讓機床實現(xiàn)自身主動控制，完成高效、低耗能和精準控制，防止設(shè)備停機給用戶帶來經(jīng)濟損失。

總之，i5系統(tǒng)使機床成為透明的智能加工單元，帶來加工單元的智能化。

2.i平臺——有效的智能平臺

i平臺是沈陽機床構(gòu)建的集“云制造”和“智能制造”概念于一體的信息集成平臺，融合了在線培訓、在線工廠、診斷助手、移動客服、交互式電子手冊、制造數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及在線知識庫等功能，并將機床的設(shè)計、銷售、制造、安裝調(diào)試、客戶的使用、售后服務(wù)及產(chǎn)品的回收再制造等串在一起，形成一個產(chǎn)品全生命周期的閉環(huán)回路。

基于i平臺，用戶可在全國各地可實時查詢其工廠的產(chǎn)量信息，各生產(chǎn)線的訂單生產(chǎn)執(zhí)行情況，耗材資源庫等信息，為企業(yè)決策提供可靠、及時的數(shù)據(jù)信息，成為服務(wù)于整個制造領(lǐng)域的智能引擎；同時i平臺中智能制造的運用可以極大提高故障解決速度，大大降低售后服務(wù)成本，從而保障用戶的正常生產(chǎn)計劃。

目前i平臺技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)“在線工廠”和“機床檔案”兩大應(yīng)用功能，可以向更多用戶提供在線解決方案，為客戶帶來更多方便。

3.WIS車間管理系統(tǒng)——車間和企業(yè)制造管理的智能化

WIS車間管理系統(tǒng)是基于沈陽機床i平臺的車間信息系統(tǒng)，是一種面向生產(chǎn)車間，基于MES和各種智能終端，利用數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，實現(xiàn)車間管理層和車間執(zhí)行層之間的數(shù)據(jù)和信息通信及控制管理。依托沈陽機床（集團）i云制造集成平臺，WIS車間管理系統(tǒng)可實現(xiàn)基于internet的生產(chǎn)任務(wù)的下達、傳遞、反饋和處理模式、基于云端的車間管理以及協(xié)同制造。

WIS車間管理系統(tǒng)具備7大功能：可視化工廠、生產(chǎn)調(diào)度、資源配置、生產(chǎn)過程控制、設(shè)備實時監(jiān)控、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理以及績效分析等。這7大功能的使用可使制造企業(yè)發(fā)生5大轉(zhuǎn)變：①無紙化、可視化的管理過程的轉(zhuǎn)變。②隨時溯源的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。③高度實時協(xié)同化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。④生產(chǎn)現(xiàn)場及時反饋的轉(zhuǎn)變。⑤決策以生產(chǎn)數(shù)據(jù)為依據(jù)的轉(zhuǎn)變。

同時，WIS車間管理系統(tǒng)也帶來了車間和企業(yè)制造管理的智能化，實現(xiàn)了如下功能：①可方便采集系統(tǒng)信息。②集成狀態(tài)監(jiān)控、程序管理、生產(chǎn)調(diào)度及成本核算。③集成統(tǒng)計分析和故障診斷。④實現(xiàn)車間級的智能化和信息化管理。⑤與i平臺無縫對接。

基于操作的智能化，WIS車間制造系統(tǒng)在實施過程中給企業(yè)帶來了很多收益，如減少或消除了數(shù)據(jù)輸入時間，減少了在制品數(shù)量，縮短了產(chǎn)品交付周期，減少或消除了作業(yè)轉(zhuǎn)換中的文書工作，以及減少了次品的發(fā)生率等，使企業(yè)的發(fā)展實現(xiàn)了有效升級。

目前，搭載i5數(shù)控系統(tǒng)的桁架自動化加工單元已經(jīng)全部運抵重慶，安裝調(diào)試工作正在客戶現(xiàn)場有序進行中。先期完成調(diào)試的幾套設(shè)備目前已投入使用，“穩(wěn)定性和效率方面都很出色”，這是客戶對這項技術(shù)客戶發(fā)出的由衷贊嘆，也是客觀評價。

結(jié)語

總之，沈陽機床智能化系統(tǒng)與智能機床的產(chǎn)業(yè)化實施，使企業(yè)實現(xiàn)了由目前單一提供數(shù)控機床，向為用戶提供智能加工單元和智能化應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，同時向工業(yè)自動化、機器人等領(lǐng)域延伸，最終實現(xiàn)由傳統(tǒng)制造商向工業(yè)服務(wù)商的轉(zhuǎn)型升級。智能化是機床行業(yè)基于時代特點的發(fā)展方向，沈陽機床會繼續(xù)研發(fā)相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)已有技術(shù)的成熟和未知領(lǐng)域的突破，為我國整個機床行業(yè)的智能化發(fā)展發(fā)揮應(yīng)有的作用。