如何將先進智能制造技術(shù)應用于人才培養(yǎng)

據(jù)中國機床網(wǎng)Machine35.com報道 日前，華中數(shù)控支持建設(shè)的華中科技大學工程實踐創(chuàng)新中心一期項目順利建成，項目是國內(nèi)領(lǐng)先的智能制造工程訓練實踐教學平臺，項目包括智能制造綜合實踐區(qū)、工業(yè)機器人區(qū)實踐區(qū)、高檔數(shù)控機床區(qū)、中央控制區(qū)(大數(shù)據(jù)中心)四個區(qū)域，項目使用了華中數(shù)控多項智能制造、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用，并且獲得國家科技進步二等獎，代表國際領(lǐng)先水平。平臺將這些最新科研成果應用于實踐教學引領(lǐng)高校制造學科發(fā)展，使學生享受使用最新科研成果的獲得感。

核心技術(shù)

平臺技術(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)合華中科技大學工程創(chuàng)新實踐中心的實際情況，引領(lǐng)全國智能制造。平臺建設(shè)體現(xiàn)了“三國六化一核心”技術(shù)特點，是制造強國戰(zhàn)略的具體體現(xiàn)。

三國六化一核心

技術(shù)特點

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)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。

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

高檔數(shù)控機床實訓區(qū)使用了數(shù)控機床健康保障、刀具壽命智能管理、故障數(shù)據(jù)記錄統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、智優(yōu)曲面功能、五軸聯(lián)動RTCP、五軸加工質(zhì)量分析及動態(tài)特性評定等技術(shù)特點。

1、數(shù)控機床的CPS和數(shù)字雙胞胎

2、基于邊緣計算的視頻斷刀檢測

邊緣計算是在靠近對象或者數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡邊緣側(cè)，融合計算、存儲、網(wǎng)絡、應用等核心能力。

邊緣側(cè)做到“即插即用”的靈活部署，能夠為制造系統(tǒng)提供實時、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)實時檢測、實時反饋，以便更好地指導生產(chǎn)。

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

4、大數(shù)據(jù)實時采集工藝參數(shù)優(yōu)化

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

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

5、機床健康保障

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

6、進給軸絲杠負荷圖的應用

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

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)”、“切削時間”、“切削里程”、“切削能耗”和 “主軸轉(zhuǎn)速”五種刀具壽命評價方法。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，提高故障維護效率。保障設(shè)備的高效運轉(zhuǎn)。

9、二維碼訪問功能

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

10、智優(yōu)曲面功能

iSurfine基于插補點云信號色譜圖實現(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，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RTCP

采用統(tǒng)一五軸運動學模型，實現(xiàn)雙轉(zhuǎn)臺、雙擺頭和轉(zhuǎn)臺擺頭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)控機床的復雜加工工藝及控制要求,解決了復合加工機床、柔性生產(chǎn)線等的多軸協(xié)同控制難題。

13、運動鏈結(jié)構(gòu)尺寸自動標定

采用觸發(fā)式測頭和標準球，通過測量宏程序，采集數(shù)據(jù)點擬合五軸機床結(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)標定。適用于任意結(jié)構(gòu)型式的五軸機床。

14、五軸定向加工

將三軸加工路徑變換到定向平面上，實現(xiàn)五軸定向多面體加工。

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