机床行业“智能制造”的开展与瞻望

机床工具行业是关系国民经济和国防**的战略性基础行业。机床是装备制造业智能制造的工作母机，没有机床的智能化，就无法完成装备制造业的智能制造。加快展开智能机床，是实施《中国制造2025》打造制造强国的关键和基础。

智能机床是具有自感知、自决策、自诊断、自调理、自顺应和即时网络通讯功用的高技术机床，它是**制造技术、信息技术和智能技术的集成与深度融合的产物。智能机床是数控机床展开的**形态。目前，技术**国度在机床监控、丈量、补偿、诊断、加工优化等智能化技术的突破，为智能机床的展开提供了技术基础。随着科技不时**，智能机床作为移动互联网智能终端，将成为智能消费系统的关键加工设备。

我国处于数控机床的展开阶段，在高速、高精、多轴联动控制、多通道复合加工、网络通讯等数控技术与国际**水平比较存在一定差距。目前，我国数控机床的智能化技术尚处于起步阶段，我国现阶段消费的绝大部分数控机床还不具备智能化功用。近年来，经过行业科研攻关，某些智能化技术开端实验和应用，并取得积极成果。

二、格局悄然演化

1.国产**数控系统在智能化功用的研发上取得可喜停顿华中数控、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**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**数控系统关键技术，研制出全数字总线式**数控系统产品，完成从模拟接口、脉冲接口到全数字总线控制、高速高精的技术逾越。智能化技术主要触及：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、平滑处置、镜像功用、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、智能消费管理技术等。我国数控系统企业分离研制的自主学问产权的NCUC-Bus现场总线技术，已获批了5项国度标准，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、智能化等技术方面构成了自身的特征和亮点。

沈阳机床集团经过与上海同济大学协作组建自己的研讨院，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**i5数控系统，树立了iSESOL云平台，构成了基于iSESOL云平台的智能机床互联网应用框架。i5数控系统完成了操作、编程、维护和管理的数字智能制造控制，管明智能化工具可以提供车间级的消费管理信息，能够实时搜集机床信息，控制设备状态，中止设备效率分析、本钱分析、工双方案、消费趋向分析等管理，具有经过手机终端访问车间管理功用。沈阳机床集团经过充分应用的市场优势和i5数控系统的技术**，支撑了商业方式的**，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经过科技攻关，在主机上集成应用智能化技术，进步了数控机床的运用性能。主要智能化功用有：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、防碰撞功用；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、自顺应控制等取得停顿。

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，经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用。

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，整机操作可完成自动装卡、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进步了机床磨削性能，便当用户运用。

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用，提升了整机智能化水平。

3.具有一定智能功用的国产**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树立的东莞劲胜移动终端智能制造示范车间，完成了国内产、自主化的智能制造，被选为国内智能制造试点示范交流会的独一示范现场。整个项目历时一年树立，目前已建成具有10条自动化钻攻消费线的智能车间，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。同时搭载国内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**排程系统、MES消费管理系统、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、安康保证、网络销售平台、租赁效劳、云端工厂等功用。同时，武汉华中数控股份有限公司在武汉树立了“数控加工大数据中心”，可经过无线网络对用户车间消费线相关数据完成远程监控、加工优化、安康诊断等智能化功用，提升了为用户效劳的水平。

大连光洋科技工程有限公司与北京动力机械研讨所（航天科工集团3院31所）协作，努力于采用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行，别离航天复杂、中心零部件的工艺制造需求展开了深化协作。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讨所托付了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曾经完成了多个批次、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讨所的**消费任务。在**应用示范作用下，北京动力机械研讨所推行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起机、贵州黎阳航空发起机、湖南株洲南方动力等**企业签署合同，进一步扩展专项成果在航空航天中的应用示范。

4.国内头个智能制造装备项目经过验收

由云南CY集团有限公司承担的工信部头个“智能制造装备项目”--《**数控车床制造数字化车间的研制与示范应用》于2016年8月经过验收。该项目树立期3年，总投资3.5亿元，由消费线内加工和消费线外加工两部分组成，消费线内加工主要承担零件的精加工，消费线外加工主要承担零件的部分半精加工及上线前工艺考证。项目由91台套设备组成，完成混流柔性制造、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、智能缺点诊断、加工参数优化、消费过程实时监控和管理信息化。该项目关键设备数控化率100%，消费效率由月产100台进步到300台，消费线人员减少57.5%，能耗降低38.4%，零件关键工序交验合格率由64%进步到96%，零件制造精度和稳定性显著进步，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消费线制造机床的首例，具有示范意义。

5.“数控机床互联通讯协议标准与实验考证”项目启动随着“中国制造2025”展开战略的推进，数控系统、数控机床及相关数字化装备将得到鼎力展开。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。完成数控机床的互联互通，相关的协议标准是决议性要素。智能制造，标准先行，要完成机床的智能化，首先要处置好数控机床之间的互联互通及保证信息**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定计划的“数控机床互联通讯协议标准与实验考证”项目曾经按计划展开有效工作。

三、机床协会推进“智能制造”的主要工作

1．编制“十三五规划”指导性文件--《中国机床工具2020》，其中“智能制造”被列为“十三五”数控机床技术展开的重要方向，并提出数控机床智能化展开任务和重点研发内容。

2.贯彻国度《智能制造展开规划2016-2020》。机床协会组织行业重点企业积极承担国度智能制造新方式示范项目，积极参与国度智能制造标准制定工作。机床协会及时派出**，参与工信部组织的“智能制造”项目论证工作，反映机床行业智能制造的紧迫需求。目前机床行业有：沈阳机床集团公司、济南二机床集团公司、秦川机床工具集团公司、大连机床集团公司、华中数控股份有限公司、大连光洋科技工程有限公司、四川普什宁江机床有限公司、宁波海天精工有限公司等20多家企业承担国度智能制造新方式示范项目和国度智能制造标准制定项目。其中济南二机床集团公司与德国博世集团分离承担中德智能制造示范项目--智能消费排产系统，自创德国**的工业自动化技术，对提升国内机床行业乃至离散型制造行业的智能制造水平具有示范带动作用。

3.积极推行国产**数控机床应用工作。经过与**制造企业树立长效协作机制，举行国际机床展览会展示成果，运用**消费进口机床国产化检查，树立国产**数控机床推行目录，加强机床厂与用户交流等伎俩，推进**数控机床预研和制造，积极推行国产**数控机床应用，推进**范畴制造装备国产化，促进**装备自主、**、可控，为我国国防树立现代化作出贡献。

4.由中国机床工具工业协会牵头组织成立“数控机床互联通讯协议标准联盟”，该联盟由武汉华中数控股份有限公司、沈机（上海）智能系统研发设计有限公司、广州数控设备有限公司、沈阳高精数控智能技术股份有限公司、大连科德数控股份有限公司、天津市泰森数控科技有限公司、大连机床集团有限公司、四川普什宁江机床有限公司、北京北一机床股份有限公司、武汉华工激光工程有限义务公司、华中科技大学、北京航空航天大学、北京兰光**科技有限公司等企事业单位组成，首届联盟理事长由机床协会担任，副理事长由华中数控股份有限公司担任，联盟下设工作组，开端启动“数控机床互联通讯协议标准与实验考证”项目工作，取得可喜停顿。

四、机床行业“智能制造”展开与展望

“智能制造”是国度战略--“中国制造2025”肯定的重点工程之一，“数控机床和智能机器人”是“中国制造2025”肯定的展开战略重点范畴。“智能制造”是基于新一代信息通讯技术与现代制造技术融合的**制造方式，是新一轮产业改造的中心驱动力，是“中国制造2025”肯定的抢占未来制高点的主攻方向。在国度“863”、“04专项”、“智能制造”等科技专项支持下，机床行业要有计划地展开“智能机床技术及智能制造系统研讨”，推进“智能制造”方式的应用。

1.数控系统智能化技术研讨

-开放式智能化数控系统的研制，细致包括支持温度、振动、RFID等传感器介入的物联网平台，基于**言语的智能化数控系统解释器等。

-基于开放式智能化数控系统智能加工技术的**研讨，包括热误差补偿、进给率自顺应、缺点诊断等技术的研讨。

-开发有关应用软件如优化编程及仿真技术，研制开放式应用软件平台，支持第三方管理软件，如能效，能量管理的嵌入、优化加工程序，进步机床加工效能。

-智能传感器和智能功用部件的研发。

2.数控机床智能化及智能机床开发

数控机床顺应高效高精加工、消费系统信息集成和智能控制需求，开发在线智能检测技术、机床智能诊断和智能维护技术、基于智能制造技术的加工优化技术、根据加工数据调整自身的应用方式和工作方式的自顺应技术等，以及基于工业互联网和大数据的远程通讯功用和效劳才干，开发智能金属切削机床和智能化成形装备。

3.“智能制造”方式的研讨和应用

展开制造网络化、数字化车间与智能制造系统的智能制造方式研讨和应用。采用CAD-CAPP-CAM等数字化技术和网络通讯技术，完成产品和制造信息能够贯串制造、管理、质量全过程，完成产品全生命周期管理（PLM）；树立制造执行系统（MES），完成计划、排产、消费、检验全过程闭环管理；树立数据采集系统，能充分采集制造进度、质量检验、设备状态的消费现场信息；树立工业互联网，不同装备之间完成互联互通和有效集成；企业资源计划管理系统（ERP）**运转，其中供应链管理模块能够完成采购、外协、物流的管理与优化。应用云计算、大数据等新一代信息技术，完成运营、管理和决策的智能优化等。

综上所述，“智能制造”作为中国制造业展开战略的重点方向，在国度产业政策支持、新技术反动推进和市场需求牵引等综协作用下，机床行业的“智能制造”将步入加速生长期。“智能制造”的展开将对传统制造体系带来猛烈冲击，推进产业格局发作深化改造，如推进制造业由批量化消费向个性化定制消费趋向展开；由集中消费向网络化异地协同消费趋向展开；由传统制造企业向跨业融合企业趋向转变。价值链重点环节发作转移，控制中心技术的企业将发挥主导作用。在我国经济新常态下，机床工具行业面临市场需求升级的紧迫需求，经过新技术反动的洗礼，机床行业企业的运营方式将逐步转变，从单纯提供“硬件”向同时提供“硬件和软件”转变，从提供“单机”向提供“系统处置方案”转变，从“以质取胜”向“以智取胜”转变，“软硬兼施，以智取胜”将成为企业竞争的制胜之道。

“数控机床-数控机床智能化-智能机床-智能制造车间-智能制造工厂-智能制造大系统”的技术展开进程，为机床行业展示了美好的展开前景。无须置疑，“智能机床”将成为智能制造体系中的中心装备，加快展开“智能机床”，是实施《中国制造2025》打造制造强国的首要任务。