如何將先進(jìn)智能制造技術(shù)應(yīng)用于人才培養(yǎng)

據(jù)中國機(jī)床網(wǎng)Machine35.com報(bào)道 日前，華中數(shù)控支持建設(shè)的華中科技大學(xué)工程實(shí)踐創(chuàng)新中心一期項(xiàng)目順利建成，項(xiàng)目是國內(nèi)領(lǐng)先的智能制造工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，項(xiàng)目包括智能制造綜合實(shí)踐區(qū)、工業(yè)機(jī)器人區(qū)實(shí)踐區(qū)、高檔數(shù)控機(jī)床區(qū)、中央控制區(qū)(大數(shù)據(jù)中心)四個(gè)區(qū)域，項(xiàng)目使用了華中數(shù)控多項(xiàng)智能制造、高速高精及智能化關(guān)鍵技術(shù)。

建設(shè)理念

華中數(shù)控相關(guān)科研成果已經(jīng)在國家智能制造示范工程以及企業(yè)智能制造中得到廣泛應(yīng)用，并且獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，代表國際領(lǐng)先水平。平臺(tái)將這些最新科研成果應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)引領(lǐng)高校制造學(xué)科發(fā)展，使學(xué)生享受使用最新科研成果的獲得感。

核心技術(shù)

平臺(tái)技術(shù)方案源自東莞勁勝智能和蘇州勝利精密等國家級智能制造示范工廠，將其核心技術(shù)濃縮，結(jié)合華中科技大學(xué)工程創(chuàng)新實(shí)踐中心的實(shí)際情況，引領(lǐng)全國智能制造。平臺(tái)建設(shè)體現(xiàn)了“三國六化一核心”技術(shù)特點(diǎn)，是制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的具體體現(xiàn)。

三國六化一核心

技術(shù)特點(diǎn)

智能制造單元在整體架構(gòu)上采用智能設(shè)備層、智能傳感層、智能執(zhí)行層(業(yè)務(wù))和智能決策層。通過智能設(shè)備層與傳感層構(gòu)建了智能化生產(chǎn)協(xié)同柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線。通過智能執(zhí)行層與智能決策層構(gòu)建了生產(chǎn)智能制造的管控平臺(tái)。

智能制造實(shí)踐區(qū)采用了數(shù)控機(jī)床的CPS和數(shù)字雙胞胎、數(shù)控系統(tǒng)在線檢測與補(bǔ)償、大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與工藝參數(shù)優(yōu)化等多種智能化技術(shù)。

高檔數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)區(qū)使用了數(shù)控機(jī)床健康保障、刀具壽命智能管理、故障數(shù)據(jù)記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫、智優(yōu)曲面功能、五軸聯(lián)動(dòng)RTCP、五軸加工質(zhì)量分析及動(dòng)態(tài)特性評定等技術(shù)特點(diǎn)。

1、數(shù)控機(jī)床的CPS和數(shù)字雙胞胎

2、基于邊緣計(jì)算的視頻斷刀檢測

邊緣計(jì)算是在靠近對象或者數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用等核心能力。

邊緣側(cè)做到“即插即用”的靈活部署，能夠?yàn)橹圃煜到y(tǒng)提供實(shí)時(shí)、智能、安全的數(shù)據(jù)處理能力。

3、數(shù)控系統(tǒng)在線檢測

在線檢測就是通過生產(chǎn)線上的檢測設(shè)備，利用軟測量技術(shù)實(shí)時(shí)檢測、實(shí)時(shí)反饋，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。

產(chǎn)線總控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的讀取檢測設(shè)備的數(shù)值，通過對加工工藝的分析，將需要補(bǔ)償?shù)臄?shù)值告訴給對應(yīng)的數(shù)控加工設(shè)備，從而能夠讓對應(yīng)的數(shù)控加工設(shè)備調(diào)整刀補(bǔ)數(shù)值，保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

4、大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集工藝參數(shù)優(yōu)化

利用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的指令域電控?cái)?shù)據(jù)，挖掘工藝參數(shù)潛力，在均衡刀具負(fù)載的同時(shí)，有效、安全地提升加工效率。

通過建立主軸指令域電控?cái)?shù)據(jù)、材料去除率和程序行間的對應(yīng)關(guān)系，對進(jìn)給速度進(jìn)行智能優(yōu)化。

5、機(jī)床健康保障

通過對機(jī)床的自檢，得到機(jī)床的心電圖，檢查機(jī)床健康指數(shù)的變化情況，對機(jī)床健康狀況進(jìn)行評估。根據(jù)評估情況對機(jī)床進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)，保障了機(jī)床健康運(yùn)行。同時(shí)根據(jù)相同配套的機(jī)床的健康狀況橫向比較，保證裝配以及調(diào)試的一致性。

6、進(jìn)給軸絲杠負(fù)荷圖的應(yīng)用

統(tǒng)計(jì)絲杠全生命周期產(chǎn)生的數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電控大數(shù)據(jù)，分析絲杠全行程負(fù)荷分布情況，根據(jù)可視化的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可對絲杠的狀態(tài)進(jìn)行評估，高效合理的利用絲杠健康區(qū)域，延長絲杠運(yùn)行精度和壽命。

7、刀具壽命智能管理

智能刀具壽命管理功能提供了“刀具安裝次數(shù)”、“切削時(shí)間”、“切削里程”、“切削能耗”和 “主軸轉(zhuǎn)速”五種刀具壽命評價(jià)方法。根據(jù)需要，可以使用其中一種和幾種聯(lián)合使用按權(quán)重進(jìn)行刀具壽命管理。多種刀具壽命管理方式，提高刀具壽命智能管理的合理性與準(zhǔn)確性，有效延長刀具使用壽命。

8、故障數(shù)據(jù)記錄儀

利用數(shù)控系統(tǒng)可以存儲(chǔ)故障發(fā)生前10s內(nèi)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的功能，通過10s關(guān)鍵故障數(shù)據(jù)的回放，能夠有效地幫助工程師定位故障原因，提高故障維護(hù)效率。保障設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

9、二維碼訪問功能

通過二維碼功能，可以獲取機(jī)床的加工狀態(tài)、工件統(tǒng)計(jì)、報(bào)警歷史、故障診斷、鐵人三項(xiàng)健康保障等數(shù)據(jù)，并上傳到云端數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的全生命周期管理。二維碼功能可以解決沒有聯(lián)網(wǎng)機(jī)床或已聯(lián)網(wǎng)的機(jī)床網(wǎng)絡(luò)通訊不佳等問題，通過手機(jī)載體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳到云端。

10、智優(yōu)曲面功能

iSurfine基于插補(bǔ)點(diǎn)云信號色譜圖實(shí)現(xiàn)曲面加工軌跡和加工速度全局優(yōu)化，減小高速加工過程中的速度波動(dòng)，確保加工速度平滑與相鄰刀路軌跡速度的一致性，提高三維曲面加工表面質(zhì)量與效率，建立優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量觀。

11、五軸聯(lián)動(dòng)RTCP

采用統(tǒng)一五軸運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)雙轉(zhuǎn)臺(tái)、雙擺頭和轉(zhuǎn)臺(tái)擺頭RTCP功能。

12、多軸多通道控制功能

HNC-848多通道控制功能，滿足數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜加工工藝及控制要求,解決了復(fù)合加工機(jī)床、柔性生產(chǎn)線等的多軸協(xié)同控制難題。

13、運(yùn)動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)尺寸自動(dòng)標(biāo)定

采用觸發(fā)式測頭和標(biāo)準(zhǔn)球，通過測量宏程序，采集數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合五軸機(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高測量精度和測量效率，不需要專業(yè)操作人員，即可完成參數(shù)標(biāo)定。適用于任意結(jié)構(gòu)型式的五軸機(jī)床。

14、五軸定向加工

將三軸加工路徑變換到定向平面上，實(shí)現(xiàn)五軸定向多面體加工。

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