武汉华中数控1993年研制基于PC的华中I型到1998年研制模拟脉冲式华中Ⅱ型,再到2008年研制数字总线式华中8型,华中数控在我国数控系统后发追赶、面临更严苛要求的压力下,团队将“产学研用”紧密结合,以国外最先进的高档数控系统为标杆,矢志不移地搞自主创新,历经几代技术攻关,成功研制出具有自主知识产权的系列化华中8型高性能数控系统,并形成了高性能数控系统的工程化开发。华中高性能数控系统已在2 000多家企业应用近10万台(套),实现了航空航天、能源动力、汽车及其零部件、3C制造、机床等领域高档数控机床和特种装备的批量应用,打破了国外的技术封锁,实现了国产高档数控系统在航空、航天制造领域零的突破。
一、智能机床,数控机床发展的高级形态
回顾机床的发展史,其大致经历了从手动机床到数控机床再到智能机床的发展阶段。
手动机床是典型的“人-物理系统”(Human Physics Systems,HPS)。在传统手工操作机床上加工零件时,需由操作者根据加工要求,通过手眼感知、分析决策并操作手柄控制刀具相对工件按希望的轨迹运动而完成加工任务。这就意味着,机床没有完全替代人的体力劳动和脑力劳动,制造质量和效率也不高。为了减少对人的依赖并提升机床的制造质量与效率,数控机床应运而生。
数控机床即数字化与机床的结合,是典型的“人-信息-物理系统”(Human Cyber Physics Systems,HCPS),它在人和机床之间增加了计算机数控系统这个信息系统,操作者只需根据加工要求,将加工过程中需要的刀具与工件的相对运动轨迹、主轴速度、进给速度等按规定的格式编成加工程序,计算机数控系统即可根据该程序控制机床自动完成加工任务。这样一来,数控机床即可代替人类完成更多的体力劳动,而且由于人的部分感知、分析、决策功能向信息系统复制迁移,故也替代了人的部分脑力劳动。
二、智能机床,数控机床的发展方向
由于传统数控机床只是通过G代码、M指令来控制刀具、工件的运动轨迹,而对机床实际加工状态,如切削力、惯性力、摩擦力、振动、力/热变形,以及环境变化等,少有感知和反馈,导致刀具的实际路径偏离理论路径,降低加工精度、表面质量和生产效率。因此,数控机床制造商也正通过应用传感器技术、网络化技术以及增加智能化功能等手段,推动数控机床向智能机床迈进。
三、华中数控,引领数控机床智能化变革(www.xing528.com)
实际上,在国际上智能机床的概念已经提出了近二十年,但对智能机床的研究尚处于探索起步阶段,并没有取得实质性的研究进展和显著的应用成效。当前所谓的“智能机床”仅仅只是实现了一些简单的感知、分析、反馈和控制,远远还没有达到替代人类脑力劳动的水平,其本质上是“机床+互联网”或者称为“Smart MT”,并没有在自主学习等方面取得革命性的技术突破;而且,由于其过于依赖人类专家进行理论建模和数据分析,导致知识积累艰难而缓慢,最终导致智能机床的适应性和有效性不足。
那么,如何才能实现数控机床真正意义上的智能化呢?作为国内数控系统龙头企业的华中数控给出了答案,即深度融合新一代人工智能技术。
进入新世纪以来,大数据、云计算、物联网等新一代信息技术飞速发展,特别是新一代人工智能技术的战略性突破,发生了革命性的“质变”,本质上具备了认知、学习,以及生成知识和运用知识的能力,从根本上提高了工业知识产生和利用的效率,极大地解放了人的体力和脑力,创新的速度大大加快,应用的范围更加广泛。因此,深度融合新一代人工智能技术与机床制造技术,可有效解决智能机床适应性和有效性不足的问题。因此,当前所谓的智能机床(即“机床+互联网”或者称为“Smart MT”)朝着数字化网络化智能化机床(新一代人工智能+机床)演变是必然方向。
四、新一代智能数控系统,助力中国机床“开道超车”
新一代人工智能技术与数控机床的深度融合,将为机床产业带来新的变革,这也将是中国机床行业实现从“跟跑”到“领跑”,实现“开道超车”的重大机遇。因此,华中数控希望与智能制造“同频共振”,助中国机床“开道超车”。
华中数控往事
引领智能机床变革,助力中国机床“开道超车”
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