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智能机床让生产透明化 缔造智能化工厂

时间:2019-12-11 10:02:16  来源:  作者:  浏览量: 0
简介:  智能机床 智能机床的核心在于构建一个依据模型的闭环加工体系。凭借温度、加速度和位移等传感器监测机床作业状况和环境的变化,实时进行调理和操控,优化切削参数,抑制

  

智能机床

智能机床

      智能机床的核心在于构建一个依据模型的闭环加工体系。凭借温度、加速度和位移等传感器监测机床作业状况和环境的变化,实时进行调理和操控,优化切削参数,抑制或消除振荡,补偿热变形,充分发挥机床的潜力。智能机床的另一功能是网络通讯,它是工厂网络的一个节点,可完成机床之间和车间办理体系的相互通讯,进步出产体系效率和效益。


  智能主轴


  智能主轴的特征是自主性、自学习、兼容性和开放性。从感知到决议计划到操控,再到执行是完成智能的四部曲。主轴的智能化分为两类:①与主轴结构相关,即对温度或热差错、主轴平衡、主轴健康的监控和操控,进而完成温度操控和热差错补偿、不平衡度监控和自动平衡、主轴元器件损坏和失效监控与依据主轴实践状况的预测保护。②与加工进程有关,对颤振、刀具状况、主轴干与的监控和操控,然后完成颤振的辨识及抑制和操控、刀具磨损和破损监测、刀具变形补偿、有效防备干与与碰撞。


  瑞士StepTec智能主轴是智能主轴的典范,它的智能化体系由电感轴向位移传感器、热电偶温度监控、主轴诊断模块、拉杆方位传感体系、加速度计振荡丈量、前轴承液压预紧载荷体系组成。可经过V3D三维振荡丈量和SDS主轴诊断软件优化主轴功能;经过AMS轴向位移传感器、TMS温度操控体系、SDM主轴诊断模块进行差错操控。


  德国Prometec公司的主轴传感体系和剖析(Spindle Sensor System and Analysis,3SA)环由固定的外环和旋转的内环组成,可装置在任何电主轴的前端,完成主轴智能化。装置在主轴壳体上的固定外环上散布有传感器,与装置在主轴上的旋转内环相互作用,进行主轴作业状况监控。3SA环可记载主轴的载荷状况、监控轴承或主轴的损伤和不平衡度,将信号发送给机床数控体系,补偿主轴的方位差错。3SA环进步了主轴的可用性和功能、以及常识的积累,完成依据主轴作业状况的保护,一起进行刀具和加工进程的监控。3SA环记载主轴工况变化的所有数据,如衔接计算机或数控体系人机界面可随时显示,并对近90次变化进行趋势剖析。


  智能机床结构


  增加机床结构的阻尼可减小受激振荡的振幅,并使其很快衰减。机床结构阻尼器有两种:调谐阻尼器与自动阻尼器。调谐阻尼器(Turned Damping Device)是在主体结构上附加一定质量比的振荡体系,用相位差来抵消振荡,一起吸收能量并转化成热能耗散,兼具动力吸振和阻尼功能改进。自动阻尼器(Active Damping Device,ADD)是凭借传感器感知机床结构的振荡,经扩大后转化成电信号,经过动圈式作动器改动机床主体结构的阻尼功能,抑制其振荡。自动阻尼器具有频率响应范围宽、惯性质量小、装置便利等长处。


  智能数控体系


  智能数控体系是新一代的机床“大脑”,具有以下4方面功能:①自主挑选加工参数+优化刀具路径=智能编程,进一步从三维CAD模型提取特征语义,直接生成无G指令的数控程序;②数控体系从运动操控器进化为车间办理体系的终端,成为工厂网络的基层节点,并可接入云渠道;③数控体系嵌入MTConnect适配器和代理应用程序,可以完成机床之间的通讯,进行信息交互;④数控体系衔接到数字镜像服务器,与虚拟机床构成数字双胞胎,使产品设计、加工制作和丈量查验衔接成数字主线,实时看到怎么相互影响,以便做出更好的决议计划,更、高质量地工作。


  德国SolidCam公司的iMachining是智能编程的例子,它的“工艺导游”汇集了数百位经历丰富的CAM和CNC工程师所把握的常识和经历,依据机床、资料和刀具优化进给、主轴转速、切削深度和宽度。从刀切削开端到加工结束,iMachining都对毛坯、刀具资料和机床标准进行计算自动生成佳的切削条件,凭借“操控步距”技术,iMachining刀具路径保证切削条件严格遵从工艺导游,并且iMachining可依据主轴的刚性、夹具的刚性和刀具的伸出长度来设置相关的参数。


  iMachining可以进行刀具路径优化,选用变体螺旋(Morphing)刀路而不是传统的次摆线(Trochoidal)刀路,减少退刀次数,尽量保证“刀具在切削中”;为了保证资料的大去除率,iMachining会把刀路自动分红几个小的部分,以保证变体螺旋切削的大效能;iMachining从初进刀和后退刀,动态的毛坯更新及追踪,保证刀路始终在切削资料,消除无用时刻和运动;iMachining移动刀具从一个方位运动到下一个切深,仅在需求抬刀的时候才退刀。


  此外,无G指令的STEP-NC编程可以依据髙层产品数据对加工进程进行优化,进步出产效率与产品质量;可明确地描绘需求加工的特征、工艺和允差;面向对象结构化的产品几何与制作信息模型,防止各环节间的数据格式转化;具有通用性和可重用性,STEP-NC文件能不经修正地用于不同的数控机床;完成信息双向传输,下游环节对产品数据的修正可直接保存,并反馈给上游环节。


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