机床产业：智能技术引领创新发展方向

文/郭莹

当前，智能制造已经成为制造业转型升级的必然选择，这也是全球制造业的共识。智能机床则是实现智能制造的基础。世界领先的机床工具制造商、控制系统提供商都在大力研发智能机床产品，智能化已经成为机床产业的标志和发展方向。在近期举行的第十七中国国际机床展览会（以下简称“CIMT2021”）上，行业主流企业的产品均不同程度展示着智能技术的各种应用。

整机篇

山崎马扎克：数字孪生和人工智能

马扎克数字孪生应用于机床加工

在CIMT2021核心展示区，马扎克介绍了新一代MAZATROL SMOOTH Ai系统和MAZATROL TWINS软件群。马扎克紧随前沿科技，将引领第四次工业革命的核心技术—数字孪生（DIGITAL TWIN）和人工智能（AI）应用于机床加工，通过虚实结合实现加工仿真模拟。

MAZATROL TWINS可利用办公室里的虚拟机床对生产车间的机床运行状况进行精准复制，实现Smooth CAM Ai及CAM/CAD软件间各项目的数据同步，大幅缩短了加工准备时间。同时，加工指导又反向模拟Smooth Ai，实现加工条件的深度优化。马扎克技术团队独守匠心，通过整建生产制造流程的数字孪生系统，实现从产品设计到产品创新、效率预期到效能提升的更高跨越。

MAZAK iCONNECT以马扎克智能云为载体，灵活运用云数据来实现机床互联，向客户提供远程支援、维护保养和教育培训等综合服务，是马扎克探索前沿科技的一大硕果。另外，iSMART Factory（简称iSF）也在数字孪生的孵化中应际而生。iSF运用最新的物联网技术视觉化生产，并通过安全的数据采集、数据积累和数据分析对生产活动进行改善，实现数据驱动制造。

秦川集团：新一代人工智能技术、传感技术

秦川机床工具集团股份公司（以下简称“秦川集团”），是我国机床工具行业重点骨干企业之一，建有国家级企业技术中心、院士专家工作站、博士后科研工作站和智能机床创新中心。作为国家级高新技术企业和创新型试点企业，秦川集团以产业链完整、产品线众多、系统集成能力强大和综合竞争优势显著等实力，跻身全球知名机床工具企业集团行列。

此次CIMT2021，秦川集团携 YK3126 智能滚齿机、BL5i智能车床、BM8i智能加工中心、SK7020智能螺杆转子磨床和MK1620智能端面外圆磨床等众多智能产品亮相，向观众集中展示秦川集团深耕先进装备制造领域的技术成果。

以YK3126智能滚齿机为例，工作人员介绍，加工同样的齿轮，采用该款智能机床比普通机床可提高20%的加工效率，而且可实现更高质量的表面光洁度。不仅如此，YK3126智能滚齿机配置国产HNC－948系统，内置AI芯片，通过采集机床上安装的温度、振动等传感器数据进行建模，还可实现智能健康保障功能、热误差补偿功能、主轴振动主动避让功能及智能工艺参数优化功能等智能应用。

济南二机床集团：THM6513i大型智能精密卧式铣镗加工中心

CIMT2021济南机床展台

济南二机床展出的自主研发THM6513i大型智能精密卧式铣镗加工中心，是一台具有铣削、镗削、钻孔、铰孔和攻丝等多功能的高速、精密和智能化数控机床。主轴最高转速达到3 500 r/min，产品定位精度和重复定位精度可达微米级；配置大型托盘自动交换系统，实现快速交换；搭载自主开发的PHM健康管理系统，可提供精准的机床状态监测、预警分析和故障诊断，能够满足多个行业高精度箱体零件的加工需求。

济南二机床瞄准国家需求，充分发挥国家级企业技术中心、国家重点实验室的平台优势，提升自主研发能力，全面推进智能技术研发及产业化应用，不断缩小与世界先进水平的差距，相继攻克了精密与极限制造、高速主轴温升控制及热位移补偿、柔性轴动平衡、大型高速龙门机床的误差分析及精度补偿等关键核心技术，实现了产品技术从低速大扭矩到高速高进给，从满足新材料、新工艺需求到提供各种解决方案，从替代进口到批量化、规模化市场应用的发展。

数控系统篇

西门子：数字化原生数控系统SinumerikONE

此次CIMT2021，西门子公司首次在中国展出数字化原生数控系统SinumerikONE，数字化原生的SinumerikONE是西门子新一代数控系统，能够与软件协同工作，在一个工程系统中创造出机床控制器及相关的“数字化双胞胎”。借助于数字双胞胎，机床制造商可以虚拟地规划整个开发过程、调试机床，从而缩短新设备的开发及上市时间。机床的虚拟模型使得制造商和操作人员能够在没有实际机床时，就可以对机床的概念和功能进行讨论。

同时，SinumerikONE能够对加工进行模拟仿真，机床用户可以在计算机上模拟工件的编程以及对机床进行设置和操作。员工培训也可以通过“数字化双胞胎”实现，而无须在真实机床上进行。SinumerikONE还将信息安全集成至数控系统，实现纵深防御的工业安全理念。

华中数控：华中9型智能数控系统

武汉华中数控股份有限公司（简称“华中数控”）是国产中、高档数控系统产业化基地，是国产数控系统行业首家上市公司。公司与华中科技大学产学研紧密合作，以振兴民族数控产业为已任，长期坚持前沿创新，努力打造中国自主品牌，用中国“大脑”装备中国智造。

华中数控“华中9型智能数控系统”产品在CIMT2021上正式发布，集成AI芯片，融合AI算法，实现数控系统的自主感知、自主学习、自主决策和自主执行，这是新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合的典范，为数控机床智能化构筑开放平台，为先进制造的数字化、网络化和智能化开创路径。

海德汉：TNC 640数控系统的动态碰撞监测（DCM）功能

海德汉的TNC 640数控系统的动态碰撞监测（DCM）功能能在碰撞即将发生之前，停止机床运动，并发出警报信息，从而提高操作人员和加工设备的安全性。该数控系统的动态高效（Dynamic Eきciency）功能，将主动振颤控制（ACC）、自适应进给控制（AFC）、摆线铣和优化轮廓铣（OCM）四个功能集成在一起，能最大限度地发挥机床和刀具潜能，同时减轻机械负载，提高加工效率。实际应用中，材料切除速度可提高20%～25 %。

TNC 640是高端的铣削和铣车复合加工数控系统，适用于高速加工和五轴联动加工应用，包括车铣复合加工中心的应用。为用户带来高表面质量、高精度和极短的加工时间，以及面向车间的操作和编程能力。TNC的新组件监视功能通过密切监视主轴轴承负载来保护机床，进给轴的定期监视则可以防止因过载和磨损而引起的故障。