如何将先进智能制造技术应用于人才培养

据中国机床网Machine35.com报道 日前，华中数控支持建设的华中科技大学工程实践创新中心一期项目顺利建成，项目是国内领先的智能制造工程训练实践教学平台，项目包括智能制造综合实践区、工业机器人区实践区、高档数控机床区、中央控制区(大数据中心)四个区域，项目使用了华中数控多项智能制造、高速高精及智能化关键技术。

建设理念

华中数控相关科研成果已经在国家智能制造示范工程以及企业智能制造中得到广泛应用，并且获得国家科技进步二等奖，代表国际领先水平。平台将这些最新科研成果应用于实践教学引领高校制造学科发展，使学生享受使用最新科研成果的获得感。

核心技术

平台技术方案源自东莞劲胜智能和苏州胜利精密等国家级智能制造示范工厂，将其核心技术浓缩，结合华中科技大学工程创新实践中心的实际情况，引领全国智能制造。平台建设体现了“三国六化一核心”技术特点，是制造强国战略的具体体现。

三国六化一核心

技术特点

智能制造单元在整体架构上采用智能设备层、智能传感层、智能执行层(业务)和智能决策层。通过智能设备层与传感层构建了智能化生产协同柔性自动化生产线。通过智能执行层与智能决策层构建了生产智能制造的管控平台。

智能制造实践区采用了数控机床的CPS和数字双胞胎、数控系统在线检测与补偿、大数据实时采集与工艺参数优化等多种智能化技术。

高档数控机床实训区使用了数控机床健康保障、刀具寿命智能管理、故障数据记录统计数据库、智优曲面功能、五轴联动RTCP、五轴加工质量分析及动态特性评定等技术特点。

1、数控机床的CPS和数字双胞胎

2、基于边缘计算的视频断刀检测

边缘计算是在靠近对象或者数据源的网络边缘侧，融合计算、存储、网络、应用等核心能力。

边缘侧做到“即插即用”的灵活部署，能够为制造系统提供实时、智能、安全的数据处理能力。

3、数控系统在线检测

在线检测就是通过生产线上的检测设备，利用软测量技术实时检测、实时反馈，以便更好地指导生产。

产线总控系统能够实时的读取检测设备的数值，通过对加工工艺的分析，将需要补偿的数值告诉给对应的数控加工设备，从而能够让对应的数控加工设备调整刀补数值，保证产品的加工质量。

4、大数据实时采集工艺参数优化

利用数控系统内部的指令域电控数据，挖掘工艺参数潜力，在均衡刀具负载的同时，有效、安全地提升加工效率。

通过建立主轴指令域电控数据、材料去除率和程序行间的对应关系，对进给速度进行智能优化。

5、机床健康保障

通过对机床的自检，得到机床的心电图，检查机床健康指数的变化情况，对机床健康状况进行评估。根据评估情况对机床进行及时的维护，保障了机床健康运行。同时根据相同配套的机床的健康状况横向比较，保证装配以及调试的一致性。

6、进给轴丝杠负荷图的应用

统计丝杠全生命周期产生的数控系统内部电控大数据，分析丝杠全行程负荷分布情况，根据可视化的统计数据可对丝杠的状态进行评估，高效合理的利用丝杠健康区域，延长丝杠运行精度和寿命。

7、刀具寿命智能管理

智能刀具寿命管理功能提供了“刀具安装次数”、“切削时间”、“切削里程”、“切削能耗”和 “主轴转速”五种刀具寿命评价方法。根据需要，可以使用其中一种和几种联合使用按权重进行刀具寿命管理。多种刀具寿命管理方式，提高刀具寿命智能管理的合理性与准确性，有效延长刀具使用寿命。

8、故障数据记录仪

利用数控系统可以存储故障发生前10s内的关键数据的功能，通过10s关键故障数据的回放，能够有效地帮助工程师定位故障原因，提高故障维护效率。保障设备的高效运转。

9、二维码访问功能

通过二维码功能，可以获取机床的加工状态、工件统计、报警历史、故障诊断、铁人三项健康保障等数据，并上传到云端数据中心，实现对机床的全生命周期管理。二维码功能可以解决没有联网机床或已联网的机床网络通讯不佳等问题，通过手机载体实现数据上传到云端。

10、智优曲面功能

iSurfine基于插补点云信号色谱图实现曲面加工轨迹和加工速度全局优化，减小高速加工过程中的速度波动，确保加工速度平滑与相邻刀路轨迹速度的一致性，提高三维曲面加工表面质量与效率，建立优质的产品质量观。

11、五轴联动RTCP

采用统一五轴运动学模型，实现双转台、双摆头和转台摆头RTCP功能。

12、多轴多通道控制功能

HNC-848多通道控制功能，满足数控机床的复杂加工工艺及控制要求,解决了复合加工机床、柔性生产线等的多轴协同控制难题。

13、运动链结构尺寸自动标定

采用触发式测头和标准球，通过测量宏程序，采集数据点拟合五轴机床结构参数，提高测量精度和测量效率，不需要专业操作人员，即可完成参数标定。适用于任意结构型式的五轴机床。

14、五轴定向加工

将三轴加工路径变换到定向平面上，实现五轴定向多面体加工。

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