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數(shù)控機(jī)床智能化發(fā)展現(xiàn)階段需要解決三大問題
閱讀：2415 發(fā)布時間：2012-7-27
數(shù)控機(jī)床智能化發(fā)展現(xiàn)階段需要解決三大問題。
1.自適應(yīng)控制技術(shù)
機(jī)床自適應(yīng)控制總的來講可以分為工藝自適應(yīng)和幾何自適應(yīng)，其中工藝自適應(yīng)研究得比較多。工藝自適應(yīng)又可分為佳自適應(yīng)控制系統(tǒng)（ACO）和約束式自適應(yīng)控制系統(tǒng)（ACC）。ACO系統(tǒng)追求一種優(yōu)的加工過程指標(biāo)，可能是加工時間、加工成本或工件質(zhì)量。嚴(yán)格的ACO系統(tǒng)要求有辨識、決策和調(diào)整模型，辨識模型將系統(tǒng)實際性能指標(biāo)與優(yōu)指標(biāo)相比較;比較的結(jié)果要用決策模型來進(jìn)行評價并決策應(yīng)采取的措施;調(diào)整模塊對需修正的過程參量進(jìn)行必要的調(diào)整。ACC系統(tǒng)則是要保持約束的恒定。加工狀況，如切削速度、進(jìn)給量，在約束范圍內(nèi)實現(xiàn)大值，約束包括大的扭矩、大的切削力或切削功率。
自適應(yīng)控制雖然自20世紀(jì)60年代即已開始研究，但在生產(chǎn)上應(yīng)用尚不普遍。目前在生產(chǎn)應(yīng)用面相對較廣的還只是結(jié)構(gòu)簡單的ACC系統(tǒng)，已用于銑、車、鉆、磨、電加工和加工中心等機(jī)床上，而ACO還多限于加工因素相對單純的磨削和電火花加工（EDM）上，加工環(huán)境中影響加工的因素很多，建模需全面考慮諸多因素。不僅建立數(shù)學(xué)模型困難，而且要實時采集和實時調(diào)整參數(shù)也有更大的難度。
2.信息智能判斷
信息技術(shù)的發(fā)展及其與傳統(tǒng)機(jī)床的相融合，使機(jī)床朝著數(shù)字化、集成化和智能化的方向發(fā)展。數(shù)字化制造裝備、數(shù)字化生產(chǎn)線、數(shù)字化工廠的應(yīng)用空間將越來越大;而采用智能技術(shù)來實現(xiàn)多信息融合下的重構(gòu)優(yōu)化的智能決策、過程適應(yīng)控制、誤差補(bǔ)償智能控制、復(fù)雜曲面加工運(yùn)動軌跡優(yōu)化控制、故障自診斷和智能維護(hù)以及信息集成等功能，將大大提升成形和加工精度、提高制造效率。數(shù)控機(jī)床需要加強(qiáng)信息方面的智能判斷。
當(dāng)前，國內(nèi)外一些機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造企業(yè)在從分布式網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)盟制造的角度出發(fā)研究相適應(yīng)的制造單元，強(qiáng)化其自治管理能力，能與企業(yè)ERP、PDM和CAD/CAPP/CAM的信息集成，進(jìn)而通過與客戶關(guān)系管理（CRM）和供應(yīng)鏈管理（SCM）的作出智能決策，實施并行工程、視覺化監(jiān)控等以提高機(jī)床利用率，實現(xiàn)的柔性生產(chǎn)。
3.約束控制
數(shù)控機(jī)床加工的過程中遇到的約束條件很多，諸如振動、溫度以及加工過程中出現(xiàn)的種種干擾因素，這些都需要在監(jiān)測的過程中限制約束控制條件，才可以做到和安全加工。
智能化發(fā)展是對于約束控制較有利的發(fā)展，可以利用智能技術(shù)來實時監(jiān)測加工的狀態(tài)和反應(yīng)，德國以前成為約束控制，后來到了日本，便成為智能控制了，這其實是一個概念。
機(jī)床的智能控制對數(shù)控系統(tǒng)提出了更高的要求，這需要數(shù)控系統(tǒng)不僅具有開放性、包容性和一定的二次開發(fā)特性，還要根據(jù)用戶對其功能個性化的需求，對數(shù)控系統(tǒng)接口的普適性和前瞻性也提出了較高的期望。
1.自適應(yīng)控制技術(shù)
機(jī)床自適應(yīng)控制總的來講可以分為工藝自適應(yīng)和幾何自適應(yīng)，其中工藝自適應(yīng)研究得比較多。工藝自適應(yīng)又可分為佳自適應(yīng)控制系統(tǒng)（ACO）和約束式自適應(yīng)控制系統(tǒng)（ACC）。ACO系統(tǒng)追求一種優(yōu)的加工過程指標(biāo)，可能是加工時間、加工成本或工件質(zhì)量。嚴(yán)格的ACO系統(tǒng)要求有辨識、決策和調(diào)整模型，辨識模型將系統(tǒng)實際性能指標(biāo)與優(yōu)指標(biāo)相比較;比較的結(jié)果要用決策模型來進(jìn)行評價并決策應(yīng)采取的措施;調(diào)整模塊對需修正的過程參量進(jìn)行必要的調(diào)整。ACC系統(tǒng)則是要保持約束的恒定。加工狀況，如切削速度、進(jìn)給量，在約束范圍內(nèi)實現(xiàn)大值，約束包括大的扭矩、大的切削力或切削功率。
自適應(yīng)控制雖然自20世紀(jì)60年代即已開始研究，但在生產(chǎn)上應(yīng)用尚不普遍。目前在生產(chǎn)應(yīng)用面相對較廣的還只是結(jié)構(gòu)簡單的ACC系統(tǒng)，已用于銑、車、鉆、磨、電加工和加工中心等機(jī)床上，而ACO還多限于加工因素相對單純的磨削和電火花加工（EDM）上，加工環(huán)境中影響加工的因素很多，建模需全面考慮諸多因素。不僅建立數(shù)學(xué)模型困難，而且要實時采集和實時調(diào)整參數(shù)也有更大的難度。
2.信息智能判斷
信息技術(shù)的發(fā)展及其與傳統(tǒng)機(jī)床的相融合，使機(jī)床朝著數(shù)字化、集成化和智能化的方向發(fā)展。數(shù)字化制造裝備、數(shù)字化生產(chǎn)線、數(shù)字化工廠的應(yīng)用空間將越來越大;而采用智能技術(shù)來實現(xiàn)多信息融合下的重構(gòu)優(yōu)化的智能決策、過程適應(yīng)控制、誤差補(bǔ)償智能控制、復(fù)雜曲面加工運(yùn)動軌跡優(yōu)化控制、故障自診斷和智能維護(hù)以及信息集成等功能，將大大提升成形和加工精度、提高制造效率。數(shù)控機(jī)床需要加強(qiáng)信息方面的智能判斷。
當(dāng)前，國內(nèi)外一些機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造企業(yè)在從分布式網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)盟制造的角度出發(fā)研究相適應(yīng)的制造單元，強(qiáng)化其自治管理能力，能與企業(yè)ERP、PDM和CAD/CAPP/CAM的信息集成，進(jìn)而通過與客戶關(guān)系管理（CRM）和供應(yīng)鏈管理（SCM）的作出智能決策，實施并行工程、視覺化監(jiān)控等以提高機(jī)床利用率，實現(xiàn)的柔性生產(chǎn)。
3.約束控制
數(shù)控機(jī)床加工的過程中遇到的約束條件很多，諸如振動、溫度以及加工過程中出現(xiàn)的種種干擾因素，這些都需要在監(jiān)測的過程中限制約束控制條件，才可以做到和安全加工。
智能化發(fā)展是對于約束控制較有利的發(fā)展，可以利用智能技術(shù)來實時監(jiān)測加工的狀態(tài)和反應(yīng)，德國以前成為約束控制，后來到了日本，便成為智能控制了，這其實是一個概念。
機(jī)床的智能控制對數(shù)控系統(tǒng)提出了更高的要求，這需要數(shù)控系統(tǒng)不僅具有開放性、包容性和一定的二次開發(fā)特性，還要根據(jù)用戶對其功能個性化的需求，對數(shù)控系統(tǒng)接口的普適性和前瞻性也提出了較高的期望。