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　　智能数控系统
 

　　智能数控系统是新一代的机床“大脑”，具有以下4方面功能：①自主选择加工参数+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数控系统从运动控制器进化为车间管理系统的终端，成为工厂网络的基层节点，并可接入云平台;③数控系统嵌入MTConnect适配器和代理应用程序，能够实现机床之间的通信，进行信息交互;④数控系统连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、加工制造和测量检验连接成数字主线，实时看到如何相互影响，以便做出更好的决策，更、高质量地运行。
 

　　德国SolidCam公司的iMachining是智能编程的例子，它的“工艺向导”汇集了数百位经验丰富的CAM和CNC工程师所掌握的知识和经验，根据机床、材料和刀具优化进给、主轴转速、切削深度和宽度。从刀切削开始到加工完毕，iMachining都对毛坯、刀具材料和机床规格进行计算自动生成佳的切削条件，借助“控制步距”技术，iMachining刀具路径保证切削条件严格遵循工艺向导，而且iMachining可根据主轴的刚性、夹具的刚性和刀具的伸出长度来设置相关的参数。
 

　　iMachining能够进行刀具路径优化，采用变体螺旋(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”;为了保证材料的大去除率，iMachining会把刀路自动分成几个小的部分，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，确保刀路始终在切削材料，消除无用时间和运动;iMachining移动刀具从一个位置运动到下一个切深，仅在需要抬刀的时候才退刀。
 

　　日本OKUMA的OSP Suite是智能数控系统的范例，该系统不仅能够实现热亲和、防碰撞、加工导航、伺服导航、5轴机床误差校正这5项智能化技术，同时让生产指示、作业指示，以及机床状态数据的管理可视化，从而缩短加工时间、提高运转率、缩短准备时间。
 

　　此外，无G指令的STEP-NC编程能够根据髙层产品数据对加工过程进行优化，提高生产效率与产品质量;可明确地描述需要加工的特征、工艺和允差;面向对象结构化的产品几何与制造信息模型，避免各环节间的数据格式转换;具有通用性和可重用性，STEP-NC文件能不经修改地用于不同的数控机床;实现信息双向传输，下游环节对产品数据的修改可直接保存，并反馈给上游环节。
 

　　终端-网络-云平台
 

　　在互联网条件下，数控系统不仅能够实现机床与机床的互联，还是一个能够生成车间管理数据、并与有关部门进行数据交换的网络终端。通过制造过程的“数据透明”，实现制造过程和生产管理的无缝连接。这不仅为了方便加工零件，同时产生服务于管理、财务、生产、销售的实时数据。实现了设备、生产计划、设计、制造、供应链、人力、财务、销售、库存等一系列生产和管理环节的资源整合与信息互联，减少浪费，提率。
 

图2 沈阳机床i5智能机床和云协同制造平台
 

　　在数控系统提供“透明”数据的前提下，需要与商业模式相配合的云端平台和云端应用。沈阳机床集团旗下智能云科公司研发的云协同制造平台(i-Smart Engineering&Services Online，iSESOL)平台，通过i5智能机床的在线信息，打造了一套云端产能分享平台，用户可以将闲置产能公示于iSESOL产能平台，有产能需求的用户无需购买设备即可快速获得制造能力，通过这种方式产能提供方可以利用闲置产能获得收益，产能需求方可以以较低的成本获得制造能力，双方通过分享获得利益大化。这种制造能力的分享模式将会改变制造业的组织形式，并且充分挖掘社会闲置制造资源，进行产能切换，从闲置资源中获得利益大化。基于iSESOL平台的智能机床互联网应用框架如图2所示。
 

　　结束语
 

　　机床智能化的个方面聚焦于机床部件本身，包括主轴单元、进给驱动、结构件的智能化，用以抑制振动和热变形补偿等。第二个方面是从加工设备进化到工厂网络的终端，生产数据能够自动采集，实现机床与机床、机床与各级管理系统的实时通信，使生产透明化，机床融入企业的组织和管理，缔造智能化工厂。机床智能化和网络化为制造资源社会共享、构建异地的、虚拟的云工厂创造了条件，从而迈向共享经济新时代，创造更多的价值。
 

　　(原标题：智能机床的现状与展望)