智能機(jī)床原指機(jī)床廠為提高運(yùn)行效率而開發(fā)的各種單機(jī)輔助軟件功能。近年來，在工業(yè)4.0的浪潮下，智能機(jī)床得到了新的解釋。除了進(jìn)一步加強(qiáng)單機(jī)軟件的輔助功能外，還需要能夠在未來的智能化工廠中成功發(fā)揮核心設(shè)備的作用，通過通訊與工廠內(nèi)所有設(shè)備協(xié)同完成生產(chǎn)制造。
什么是智能機(jī)床？
世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床是將計(jì)算機(jī)與控制技術(shù)相結(jié)合的一種機(jī)械設(shè)備。但是，自從數(shù)控機(jī)床開始廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)以來，機(jī)床廠就重點(diǎn)發(fā)展機(jī)床自身的機(jī)械和控制性能，如結(jié)構(gòu)剛度、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、微分計(jì)算精度、輪廓精度。較少使用大量軟件技術(shù)來提高機(jī)器性能和生產(chǎn)率。
直到1990年到2000年，由于五軸機(jī)床和車銑床的普及，機(jī)床的功能變得比以前更加復(fù)雜，用戶難以充分利用機(jī)床的能力。此時(shí)，機(jī)床行業(yè)開始重視軟件在機(jī)床中的重要性，因此國(guó)際各大廠商開始提出所謂智能機(jī)床的概念，并開始開發(fā)獨(dú)特的軟件功能來協(xié)助用戶機(jī)床的性能。目前，智能機(jī)床仍然更側(cè)重于單機(jī)功能，提供各種操作安全保護(hù)和加工性能。起重、診斷監(jiān)控等功能。
到2015年，幾乎所有的主要數(shù)控機(jī)床制造商都在軟件技術(shù)的開發(fā)上投入了大量資源，并聲稱他們的產(chǎn)品是智能機(jī)床。但是，智能機(jī)床最重要的要素如下：
虛實(shí)融合系統(tǒng)：CPS是為制造系統(tǒng)的不同方面建立各種虛擬模型，建立虛實(shí)物理系統(tǒng)之間的交互接口。生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)可以從機(jī)器的傳感器、CNC控制器的參數(shù)和用戶的操作歷史中獲取，并構(gòu)建云數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)與傳感器、生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制相關(guān)的異構(gòu)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，然后發(fā)展目標(biāo)異構(gòu)數(shù)據(jù)的創(chuàng)新分析方法和基于云的增值服務(wù)的建立。
物聯(lián)網(wǎng) ：IoT 是創(chuàng)建一個(gè)由各種對(duì)象組成的網(wǎng)絡(luò)，在對(duì)象之間共享信息。通過對(duì)象之間的信息共享，并將信息連接到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行后臺(tái)分析，可以對(duì)對(duì)象進(jìn)行管理和控制，以實(shí)現(xiàn)智能環(huán)境的目標(biāo)。在物聯(lián)網(wǎng)中，行業(yè)可以通過軟件直接通過相關(guān)信息調(diào)整產(chǎn)品參數(shù)，通過海量信息的分析提供更完善的售后服務(wù)。
大數(shù)據(jù)：CPS和IoT后臺(tái)都需要數(shù)據(jù)探索技術(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)生成速度、來源異構(gòu)性、數(shù)量不同，會(huì)采用不同的處理方式。由于機(jī)床工作環(huán)境和工藝要求的復(fù)雜性，采集數(shù)據(jù)的速度和數(shù)量可能會(huì)達(dá)到一個(gè)巨大的水平。海量數(shù)據(jù)工具提供數(shù)據(jù)管理、分布式計(jì)算、數(shù)據(jù)探索、自動(dòng)執(zhí)行等相關(guān)模塊，幫助用戶專注解決數(shù)據(jù)分析問題，為客戶提供更好的服務(wù)質(zhì)量。
應(yīng)用信號(hào)傳感、數(shù)據(jù)處理、智能決策、動(dòng)作控制等發(fā)展智能自動(dòng)化技術(shù)，是虛實(shí)融合系統(tǒng)的最佳應(yīng)用。每個(gè)元件都有一個(gè)傳感器和一個(gè)可編程參數(shù)接口，如智能主軸。將運(yùn)行過程中的溫度、加速度、變形、電流等傳感信號(hào)傳輸至集成平臺(tái)。這些傳感器信號(hào)與機(jī)器參數(shù)和操作日志一起傳輸?shù)皆茢?shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。通過數(shù)據(jù)分析方法，可以對(duì)當(dāng)前理論處理響應(yīng)特征分布模型進(jìn)行分析，將增值業(yè)務(wù)智能APP與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，了解當(dāng)前情況。處理是否異常，
全球制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)4.0主要是向智能技術(shù)發(fā)展，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和AI人工智能實(shí)現(xiàn)智能制造。智能機(jī)械產(chǎn)業(yè)是五個(gè)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)之一，其主要目的是將精密機(jī)械升級(jí)為智能機(jī)械。智能機(jī)械的定義是指集成各種智能技術(shù)元素，使其具有故障預(yù)測(cè)、精度補(bǔ)償、自動(dòng)參數(shù)設(shè)置、自動(dòng)調(diào)度等智能功能，以及提供Total Solution和建立差異化競(jìng)爭(zhēng)的功能。好處。智能制造是指將智能機(jī)械引入行業(yè)。智能生產(chǎn)線的建立需要高效率、高質(zhì)量、高靈活性（定制化），提供眾多定制化產(chǎn)品，并加入物聯(lián)網(wǎng)，形成制造服務(wù)體系。精密機(jī)械結(jié)合智能技術(shù)（AI人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、傳感器等）智能機(jī)械為智能生產(chǎn)線帶來差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
精密機(jī)械如何升級(jí)為智能機(jī)械？
智能機(jī)械與人類經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，升級(jí)智能制造。當(dāng)前的制造供應(yīng)趨勢(shì)逐漸集中在定制訂單上。中小企業(yè)技術(shù)升級(jí)的能量有限。此外，生產(chǎn)方式和品質(zhì)依賴于經(jīng)驗(yàn)的傳承，升級(jí)到智能生產(chǎn)線需要逐步邁進(jìn)。如果制造機(jī)械設(shè)備具備智能化，可以大大降低人為失誤和損失率。如何賦予制造機(jī)械設(shè)備自檢或智能化的能力？將機(jī)器升級(jí)為智能機(jī)器最簡(jiǎn)單的方法是在機(jī)器上增加一個(gè)監(jiān)控模塊，并利用人的經(jīng)驗(yàn)來調(diào)整參數(shù)和操作程序。
智能機(jī)械給行業(yè)帶來的好處：
智慧：
“智能”包括智能技術(shù)和制造系統(tǒng)智慧的解釋。所謂智能技術(shù)包括機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、CPS，即虛實(shí)融合的系統(tǒng)、精益管理、3D打印、傳感技術(shù)等。通過數(shù)字化的方式，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，再將信息轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的動(dòng)作。
優(yōu)化：
在智能制造中，這個(gè)優(yōu)化過程應(yīng)該包括兩個(gè)層次。一是基于經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合Model-base，通過AI-base集成驗(yàn)證，尋找最優(yōu)制造參數(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為最優(yōu)制造參數(shù)。最佳制造信息。此外，這種智能和優(yōu)化的制造信息將在虛擬環(huán)境中的數(shù)字化身中復(fù)制。通過傳感器和物聯(lián)網(wǎng)不斷添加現(xiàn)場(chǎng)制造數(shù)據(jù)、機(jī)器、市場(chǎng)和物流數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)字克隆將繼續(xù)使用人工智能算法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，并在虛擬數(shù)字環(huán)境中繼續(xù)進(jìn)化。產(chǎn)生新的智慧，
智能制造不僅僅是為制造增添智慧。智能制造是通過智能技術(shù)的“優(yōu)化”過程，對(duì)產(chǎn)品線和制造方式、供應(yīng)鏈和物流鏈、客戶、市場(chǎng)、產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)等的規(guī)劃和選擇進(jìn)行優(yōu)化。智能制造的核心價(jià)值在于結(jié)合制造、信息和通信技術(shù)，引入優(yōu)化的領(lǐng)域知識(shí)和智能技術(shù)，連接從供應(yīng)鏈到網(wǎng)點(diǎn)的整個(gè)制造系統(tǒng)，以提高產(chǎn)業(yè)效率和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。
文章作者：山東萬匯數(shù)控機(jī)床有限公司 akwz.cn
