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格局悄然演变

 1.国产高档数控系统在智能化功能的研发上取得可喜进展

华中数控、广州数控、大连光洋、沈阳高精和航天数控等5家数控系统企业在04专项的支持下,自主研发高档数控系统关键技术。经过多年努力,5家企业均攻克了数控系统软硬件平台、高速高精、多轴联动、总线技术、纳米插补等一批高档数控系统关键技术,研制出全数字总线式高档数控系统产品,实现从模拟接口、脉冲接口到全数字总线控制、高速高精的技术跨越。智能化技术主要涉及:空间误差补偿、热补偿、振动补偿、多轴控制、RTCP编程、多通道同步控制、虚轴插补、电子齿轮箱、平滑处理、镜像功能、加加速度控制、刀具智能管理、设备智能维护、远程监控与诊断、加工参数优化、智能生产管理技术等。我国数控系统企业联合研制的自主知识产权的NCUC-Bus现场总线技术,已获批了5项国家标准,并获得省部级发明一等奖。以华中数控为例,公司组织了400多人的研发团队,经过6年多的艰苦奋战,终于攻克了高速高精控制技术、多轴多通道技术、五轴联动技术等一批关键技术,在平台化、网络化、智能化等技术方面形成了自身的特色和亮点。

沈阳机床集团通过与上海同济大学合作组建自己的研究院,从底层技术源代码算法做起,历时5年,投入近12亿多元巨资,研制成功i5数控系统,建立了iSESOL云平台,形成了基于iSESOL云平台的智能机床互联网应用框架。i5数控系统实现了操作、编程、维护和管理的数字智能制造控制,管理智能化工具可以提供车间级的生产管理信息,能够实时收集机床信息,掌握设备状态,进行设备效率分析、成本分析、工单计划、生产趋势分析等管理,具有通过手机终端访问车间管理功能。沈阳机床集团通过充分利用的市场优势和i5数控系统的技术创新,支撑了商业模式的创新,带动了i5数控系统产业化。

2.数控机床主机的智能化进程加快

一批数控机床主机制造企业通过科技攻关,在主机上集成应用智能化技术,提高了数控机床的使用性能。主要智能化功能有:主轴监控和温度补偿、运动部件的位置补偿和热补偿、加工件在机精度检测和补偿、刀具磨损和破损在机监控、防碰撞功能;同时开发智能化应用软件,应用于自动编程、仿真、加工参数优化、自适应控制等取得进展。

如沈机集团昆明机床股份公司开发的TGK46100高精度坐标镗床采用温度传感器、温度模块等,通过数控系统实时监控主轴系统的发热变形和热补偿,其五轴联动机型具有反向间隙补偿、螺距补偿和体积补偿功能。

秦川机床工具集团最新开发的数控蜗杆砂轮磨齿机采用高精度同步控制技术和电子齿轮箱等,整机操作可实现自动装卡、自动对刀、自动磨削及修正砂轮自动控制,机床配置了压力、振动、位置、温度传感器实时监控机床状态,提供的智能磨削软件提高了机床磨削性能,方便用户使用。

机床行业最新开发的高精度单向走丝线切割机床,配置了六轴数控系统及无电解智能电源、自动穿丝及恒张力机构、温度补偿装置、电火花线切割加工工艺数据库等。

机床行业最新开发的五轴数控工具磨床,配置专用数控系统和工具磨削专用软件,具有复杂型面加工数学建模和自动编程、工件和砂轮在线检测、磨削尺寸补偿、砂轮修正补偿、磨削工艺及工艺参数优化等智能化功能,提升了整机智能化水平。

3.具有一定智能功能的国产高档数控机床示范应用效果明显

如由武汉华中数控股份有限公司、东莞劲胜精密组件股份有限公司等企业共同建设的东莞劲胜移动终端智能制造示范车间,实现了全国产、自主化的智能制造,被选为全国智能制造试点示范交流会的唯一示范现场。整个项目历时一年建设,目前已建成拥有10条自动化钻攻生产线的智能车间,智能车间包括180台配置华中数控HNC-818AM系统的国产高速高精钻攻中心、81台国产华数机器人、30台RGV、10台AGV小车、1套全自动配料检测系统。同时搭载全国产化的工业软件系统,包括华中数控新一代云数控系统平台、CAPP、APS高级排程系统、MES生产管理系统、三维虚拟仿真系统等。该车间应用华中数控系统和国产机床,具备智能管理、智能调试、智能补偿、智能加工、健康保障、网络销售平台、租赁服务、云端工厂等功能。同时,武汉华中数控股份有限公司在武汉建立了“数控加工大数据中心”,可通过无线网络对用户车间生产线相关数据实现远程监控、加工优化、健康诊断等智能化功能,提升了为用户服务的水平。

大连光洋科技工程有限公司与北京动力机械研究所(航天科工集团3院31所)合作,致力于采用04专项在数控系统、伺服驱动及电机等方面以及立式五轴加工中心等方面取得成果的应用推广,结合航天复杂、核心零部件的工艺制造需求开展了深入合作。2013年8月,在大连光洋科技工程有限公司向北京动力机械研究所交付了2台不同规格的高速高精度五轴立式加工中心。至今,这两台承载04专项多项成果的五轴机床已经完成了多个批次、多个品种的航发关键零部件的加工,支持了北京动力机械研究所的军工生产任务。在成功应用示范作用下,北京动力机械研究所推广10多台大连光洋科技工程有限公司立式五轴加工中心。大连光洋科技工程有限公司先后与哈尔滨东安发动机、贵州黎阳航空发动机、湖南株洲南方动力等军工企业签订合同,进一步扩大专项成果在航空航天中的应用示范。

4.国内首个智能制造装备项目通过验收

由云南CY集团有限公司承担的工信部首个“智能制造装备项目”——《高档数控车床制造数字化车间的研制与示范应用》于2016年8月通过验收。该项目建设期3年,总投资3.5亿元,由生产线内加工和生产线外加工两部分组成,生产线内加工主要承担零件的精加工,生产线外加工主要承担零件的部分半精加工及上线前工艺验证。项目由91台套设备组成,实现混流柔性制造、自动上下料、产品自动识别和跟踪、在线自动检测、产品流向智能控制、智能故障诊断、加工参数优化、生产过程实时监控和管理信息化。该项目关键设备数控化率100%,生产效率由月产100台提高到300台,生产线人员减少57.5%,能耗降低38.4%,零件关键工序交验合格率由64%提高到96%,零件制造精度和稳定性显著提高,项目实施取得明显经济效益。该项目是近年来机床行业应用智能生产线制造机床的首例,具有示范意义。

5.“数控机床互联通讯协议标准与试验验证”项目启动

随着“中国制造2025”发展战略的推进,数控系统、数控机床及相关数字化装备将得到大力发展。数控机床的智能化升级,智能制造标准在整个战略中起着至关重要的基础性作用,而这一切都依赖于数控机床装备的互联互通。实现数控机床的互联互通,相关的协议标准是决定性要素。智能制造,标准先行,要实现机床的智能化,首先要解决好数控机床之间的互联互通及保障信息安全前提下的信息协同共享的标准问题。在中国机床工具工业协会的组织下,列入工信部智能标准制订计划的“数控机床互联通讯协议标准与试验验证”项目已经按计划开展有效工作。