汽車制造
數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的“工作母機(jī)”，是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的戰(zhàn)略物資。在我國(guó)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，機(jī)床市場(chǎng)需求發(fā)生重大變化的新常態(tài)下，我國(guó)機(jī)床行業(yè)面臨巨大的轉(zhuǎn)型升級(jí)壓力。
數(shù)控機(jī)床已從數(shù)字化機(jī)床（Numerical Control Machine Tools）向智能化機(jī)床（Smart Machine Tools，SMT）方向發(fā)展。但智能化機(jī)床尚處于起步階段，還未取得實(shí)質(zhì)性的研究進(jìn)展和顯著的應(yīng)用成效。究其原因，主要是智能機(jī)床在自感知和自學(xué)習(xí)技術(shù)方面，未取得革命性的突破，最終導(dǎo)致機(jī)床智能化功能的適用性和有效性不夠。
近年來(lái)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和新一代人工智能技術(shù)取得了群體性、革命性的突破。新一代人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合所形成的新一代智能制造技術(shù)，成為了新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動(dòng)力。
新一代人工智能技術(shù)與數(shù)控機(jī)床的融合，形成新一代智能機(jī)床（Intelligent Machine Tools，iMT），將為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的變革。這將是中國(guó)機(jī)床行業(yè)“換道超車”，最終實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的重大機(jī)遇。
在中國(guó)工程院、工信部的指導(dǎo)和支持下，華中數(shù)控、寶雞機(jī)床、華中科技大學(xué)提出了新一代智能機(jī)床（iMT）的新理念，開(kāi)展了智能數(shù)控系統(tǒng)（iNC，intelligent NC）和智能機(jī)床（iNC-MT，intelligent NC Machine Tools）的探索：
?★自主感知：通過(guò)獨(dú)創(chuàng)的“指令域”大數(shù)據(jù)匯聚方法，按毫秒級(jí)采樣周期匯集數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電控?cái)?shù)據(jù)、插補(bǔ)數(shù)據(jù)，以及溫度、振動(dòng)、視覺(jué)等外部傳感器數(shù)據(jù)，形成數(shù)控加工指令域“心電圖”和“色譜圖”。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)既是“執(zhí)行器”，又是“感知器”。實(shí)現(xiàn)了數(shù)控加工過(guò)程的狀態(tài)信息和工況信息的自主感知，建立了數(shù)控機(jī)床的全生命周期“數(shù)字雙胞胎”（Digital Twins）和“人-信息-物理系統(tǒng)”（Human-Cyber-Physical Systems, HCPS）。
★自主學(xué)習(xí)：在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和新一代人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立了大數(shù)據(jù)智能（可視化、大數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)）的開(kāi)放式技術(shù)平臺(tái)，形成智能機(jī)床共創(chuàng)、共享、共用的研發(fā)模式和商業(yè)模式的生態(tài)圈。從大數(shù)據(jù)中隱含的“關(guān)聯(lián)關(guān)系”中，應(yīng)用大數(shù)據(jù)智能技術(shù)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，獲得數(shù)控加工智能化控制知識(shí)，通過(guò)開(kāi)放的技術(shù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能控制策略、知識(shí)的積累和共享。?
★自主決策：根據(jù)數(shù)控加工的實(shí)時(shí)工況和狀態(tài)信息，利用自主學(xué)習(xí)所獲得的智能控制策略和知識(shí)，形成多目標(biāo)優(yōu)化加工的智能控制“i-代碼”。
★自主執(zhí)行：通過(guò)獨(dú)創(chuàng)的“雙碼聯(lián)控”控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)數(shù)控加工的“G-代碼”（第一代碼）和多目標(biāo)優(yōu)化加工的智能控制“i-代碼”（第二代碼）的同步運(yùn)行，達(dá)到數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、可靠、安全和低耗的目的。
在以上技術(shù)基礎(chǔ)上，華中數(shù)控與寶雞機(jī)床率先研制了基于新一代人工智能技術(shù)的智能數(shù)控系統(tǒng)（iNC）和智能機(jī)床（iNC-MT）概念機(jī)，開(kāi)發(fā)了一批質(zhì)量提升、工藝優(yōu)化、健康保障和生產(chǎn)運(yùn)行的智能化功能模塊。
智能數(shù)控系統(tǒng)（iNC）概念機(jī)?
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一、展會(huì)基本情況
1、展覽名稱：中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)（CCMT2018）
2、時(shí)間：2018年4月9日-13日
3、地點(diǎn)：上海新國(guó)際展覽中心
4、主辦單位：中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)
5、華中數(shù)控展位：N5館?N5-B201?
? ? ? 展品：智能數(shù)控系統(tǒng)（iNC）概念機(jī)
? ? ? ? ? ? ? ? ?華中8型 2.0智能化升級(jí)版軟件
? ? ? ? ? ? ? ? ?智能高速鉆攻中心HSC-430
? ? ? ? ? ? ? ? ?智能立式加工中心VM903
6、寶雞機(jī)床展位：W2館B201
? ? ? 展品：智能立式加工中心BM8-H
? ? ? ? ? ? ? ? ? 智能數(shù)控車床BL5-C
7、主題：更精??更快??更智能????
8、技術(shù)交流講座時(shí)間：2018年4月10日上午9:30-12:00? ? 地點(diǎn)：上海新國(guó)際博覽中心 ? N5-M49會(huì)議室
9、?新一代智能機(jī)床和智能數(shù)控系統(tǒng)研討會(huì)時(shí)間：2018年4月10日下午15:00-18:30 ?地點(diǎn)：上海浦東嘉里大酒店上海廳
二、展品預(yù)告
1、智能數(shù)控系統(tǒng)(iNC)概念機(jī)
在華中8型數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，智能數(shù)控系統(tǒng)（iNC）提供了機(jī)床指令域大數(shù)據(jù)匯聚訪問(wèn)接口、機(jī)床全生命周期“數(shù)字雙胞胎”的數(shù)據(jù)管理接口和大數(shù)據(jù)智能（可視化、大數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)）的算法庫(kù)，為打造智能機(jī)床共創(chuàng)、共享、共用的研發(fā)模式和商業(yè)模式的生態(tài)圈提供開(kāi)放式的技術(shù)平臺(tái)，為機(jī)床廠家、行業(yè)用戶及科研機(jī)構(gòu)創(chuàng)新研制智能機(jī)床產(chǎn)品和開(kāi)展智能化技術(shù)研究提供技術(shù)支撐。
在此基礎(chǔ)上，智能數(shù)控系統(tǒng)（iNC）已初步實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量提升、工藝優(yōu)化、健康保障和生產(chǎn)運(yùn)行一批智能化功能，使得數(shù)控加工“更精，更快，更智能”。
此外，智能數(shù)控系統(tǒng)（iNC）采用了多點(diǎn)觸控虛擬鍵盤，替代了傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床鍵盤；采用機(jī)器視覺(jué)人臉識(shí)別，對(duì)操作者身份認(rèn)證。
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?iNC智能模塊：
1）質(zhì)量提升：提高加工精度和表面質(zhì)量
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基于溫度傳感器的熱誤差補(bǔ)償
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基于能耗大數(shù)據(jù)的熱誤差補(bǔ)償
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數(shù)控機(jī)床空間誤差補(bǔ)償
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五軸RTCP幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量與補(bǔ)償
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基于數(shù)控加工“心電圖”智能斷刀檢測(cè)
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基于能耗大數(shù)據(jù)的刀具壽命智能管理
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主軸振動(dòng)主動(dòng)避讓
2）工藝優(yōu)化：提高加工效率
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加工G代碼的光順性評(píng)估和平滑擬合
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基于主軸負(fù)載的加工工藝參數(shù)評(píng)估
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基于主軸負(fù)載的加工工藝參數(shù)優(yōu)化
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加工振動(dòng)和視覺(jué)的指令域示波器
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三維曲面"雙碼聯(lián)控"高速加工
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自生長(zhǎng)、自學(xué)習(xí)加工工藝數(shù)據(jù)庫(kù)
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虛擬加工仿真
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“一腦雙控”自動(dòng)上下料智能控制
3）健康保障：保障設(shè)備完好、安全
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機(jī)床運(yùn)行“行車記錄儀”
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機(jī)床“鐵人三項(xiàng)”健康自檢和健康評(píng)估
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主軸動(dòng)平衡分析和智能健康管理
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進(jìn)給軸全生命周期負(fù)荷圖
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基于二維碼的設(shè)備調(diào)試檔案管理
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基于二維碼設(shè)備維修案例管理與搜索
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數(shù)控機(jī)床機(jī)電聯(lián)調(diào)工具集
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可靠性MTBF統(tǒng)計(jì)分析
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加工過(guò)程視覺(jué)智能監(jiān)控
4）生產(chǎn)管理：提高管理和使用效率
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操作者身份人臉識(shí)別和權(quán)限管理
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iNC-Cloud智能云管家移動(dòng)端APP
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遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控
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工藝文件瀏覽與管理
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生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析
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作業(yè)計(jì)劃管理
2、智能機(jī)床（iNC-MT）
傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床只是通過(guò)G代碼、M指令來(lái)控制刀具、工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，而對(duì)機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)，如切削力、慣性力、摩擦力、振動(dòng)、力/熱變形，以及環(huán)境變化等，少有感知和反饋，導(dǎo)致刀具的實(shí)際路徑偏離理論路徑，降低了加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的基礎(chǔ)上，新一代人工智能技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，智能機(jī)床（iNC-MT）是一個(gè)基于HCPS的閉環(huán)加工系統(tǒng)。
以匯集數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部指令域電控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為大數(shù)據(jù)的主要來(lái)源，并適度增加溫度、振動(dòng)、視覺(jué)等傳感器監(jiān)測(cè)機(jī)床工作狀態(tài)和環(huán)境的變化，建立數(shù)控機(jī)床的“數(shù)字雙胞胎”；通過(guò)大數(shù)據(jù)的可視化、大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)和理論建模仿真，形成智能控制的策略、知識(shí)，并能積累和共享；通過(guò)“雙碼聯(lián)控”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量提升、工藝優(yōu)化、健康保障、生產(chǎn)管理的智能化，達(dá)到提高數(shù)控機(jī)床優(yōu)質(zhì)、高效、可靠、安全和低耗的目的。
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華中數(shù)控展臺(tái)：
1、智能高速鉆攻中心HSC-430自動(dòng)化單元
? ? ??機(jī)床制造：蘇州富強(qiáng)科技有限公司
? ? ? 數(shù)控系統(tǒng)：HNC-848D
? ? ? 機(jī)器人：華數(shù)HSR-612機(jī)器人
? ? ? 新增傳感器：溫度傳感器12個(gè)，振動(dòng)傳感器2個(gè)，光柵尺3個(gè)，視覺(jué)傳感器1個(gè)
?2、智能立式加工中心VM903
? ? ?機(jī)床制造：紐威數(shù)控裝備（蘇州）有限公司
? ? ?數(shù)控系統(tǒng)：HNC-848D
? ? ?新增傳感器：溫度傳感器6個(gè)，振動(dòng)傳感器1個(gè)，視覺(jué)傳感器1個(gè)?
寶雞機(jī)床展臺(tái)：
1、智能立式加工中心BM8-H
? ? ? 數(shù)控系統(tǒng)：寶雞數(shù)控系統(tǒng) B-800M
? ? ? 新增傳感器：溫度傳感器12個(gè)，振動(dòng)傳感器2個(gè)，光柵尺3個(gè)，視覺(jué)傳感器1個(gè)?
2、智能數(shù)控車床BL5-C
? ? ? 數(shù)控系統(tǒng)：寶雞數(shù)控系統(tǒng) B-800T
? ? ? 新增傳感器：溫度傳感器12個(gè)，振動(dòng)傳感器2個(gè)，光柵尺：2根，視覺(jué)傳感器1個(gè)
機(jī)床主要特色：
??高精：采用全閉環(huán)高精度光柵尺反饋；根據(jù)實(shí)際需要，在機(jī)床的主軸、各進(jìn)給軸上新增溫度傳感器若干個(gè)、振動(dòng)傳感器若干個(gè)。具有智能熱誤差補(bǔ)償、空間誤差補(bǔ)償、主軸自動(dòng)避振等智能化功能。
?智能機(jī)床溫度、振動(dòng)傳感器布局圖
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精密加工手機(jī)外殼達(dá)到鏡面效果
?高效：高速鉆攻中心的主軸轉(zhuǎn)速24000轉(zhuǎn)/分；快移速度60米/分，加速度1G；具有加工工藝參數(shù)評(píng)估、三維曲面雙碼聯(lián)控高速加工等智能化功能。
3C零件高速加工視頻?
三維曲面“雙碼聯(lián)控”高速加工視頻
?自動(dòng)化：HNC-848D的多通道功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床和華數(shù)機(jī)器人的“一腦雙控”，大幅降低數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料控制的硬件成本。
“一腦雙控”實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)上下料
??智能化：具有加工工藝參數(shù)優(yōu)化、智能斷刀檢測(cè)、智能刀具壽命管理、加工工程視覺(jué)智能監(jiān)控、自生長(zhǎng)自學(xué)習(xí)加工工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)床健康狀態(tài)預(yù)測(cè)性維護(hù)、主軸動(dòng)平衡分析和智能健康管理、進(jìn)給軸全生命周期負(fù)荷圖、基于二維碼的維修案例管理與搜索、iNC-Cloud智能云管家移動(dòng)端APP、遠(yuǎn)程監(jiān)控、生產(chǎn)效率統(tǒng)計(jì)分析等全面智能化功能。
基于主軸負(fù)載數(shù)據(jù)的加工工藝參數(shù)智能優(yōu)化
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基于數(shù)控加工“心電圖”智能斷刀檢測(cè)
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振動(dòng)信號(hào)分析
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視覺(jué)圖像監(jiān)控
2018年中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)開(kāi)展在即。智能數(shù)控系統(tǒng)（iNC）和智能機(jī)床（iNC-MT）的展出，是我們初步的探索和實(shí)踐。智能機(jī)床的研發(fā)，需要打造共創(chuàng)、共享、共用的生態(tài)圈，讓我們共同探索新一代人工智能技術(shù)與數(shù)控機(jī)床的深度融合，搶抓機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)中國(guó)機(jī)床行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)！
華中數(shù)控展位：N5館B201
?寶雞機(jī)床展位：W2館B201
