华中数控:自主可控,定义智能数控

作者:赵亚楠
  点击数:2944  发布时间:2019-06-04 11:14
作为装备制造的“母机”,数控系统是名副其实的国之重器。若把中国机床比作中国制造的“芯片”,那么中国的数控系统可以说是中国机床的“芯片”,重要性不言而喻。当前,我国机床行业正在大力推进制造业的转型升级,随着机床行业的回暖及工业机器人市场的快速发展,迫切需要提升国产数控机床及基础制造装备的可靠性、精度稳定性、工艺适应性、成套成线自动化及智能化,由此,高档数控系统和工业机器人及自动化应用也迎来较大的市场机遇。
关键词:智能机床 ,华中9型工业样机 ,华中数控

武汉华中数控股份有限公司董事长陈吉红

作为装备制造的“母机”,数控系统是名副其实的国之重器。若把中国机床比作中国制造的“芯片”,那么中国的数控系统可以说是中国机床的“芯片”,重要性不言而喻。当前,我国机床行业正在大力推进制造业的转型升级,随着机床行业的回暖及工业机器人市场的快速发展,迫切需要提升国产数控机床及基础制造装备的可靠性、精度稳定性、工艺适应性、成套成线自动化及智能化,由此,高档数控系统和工业机器人及自动化应用也迎来较大的市场机遇。

作为数控系统及工业机器人产品的研发生产制造企业,武汉华中数控股份有限公司(以下简称华中数控)紧抓中国制造业数字化、网络化、智能化的发展趋势,拓展“智能+”战略,加快核心技术的研发与积累,扩大国产数控系统技术在细分市场的应用。据武汉华中数控股份有限公司董事长陈吉红介绍,“近年来,华中数控确立了‘一核三体’的发展战略,即以数控系统技术为核心,以数控机床、工业机器人、新能源汽车的应用配套为三个主体,不断攻克数控系统技术的难关,实现国产数控系统技术的自主创新和安全可控。”

发布首台搭载AI芯片的华中9型工业样机

长期以来,世界上公认的机床强国是德国、瑞士、日本、美国等发达国家,在这些高端机床制造强国,有很多企业规模并不大,但产值很高。以某些国外企业为例,其在数控系统领域发展了近60年,积累了大量的先进技术,在全球范围内建立起了技术壁垒和市场优势。这些企业在中国市场上也已经耕耘了40余年,凭借其产品在技术与性能上的优势,取得了较好的市场影响力与客户美誉度,成为客户的惯用首选,形成了一个垄断市场生态圈。在此情况下,涌现了诸如华中数控等国内企业,突出重围,勇于打破垄断,潜心专注,在产品的研发上分析国内外的技术差距,注重前瞻性,加大研发力度,着眼于在关键技术和核心部件上取得突破,从实质上提升产品。“经过20年的技术积累,8年的技术攻关,我们研制的华中8型高档数控系统,实现了数控系统的系列化、成套化与产业化,突破国产数控系统掣肘于人的局面。” 陈吉红表示。

创新永无止境,探索未有穷期。值得一提的是,在2019年第十六届中国国际机床展览会(CIMT2019)期间,华中数控在2018年发布的新一代智能数控系统概念机的基础上,推出了首台搭载AI芯片的华中数控新一代人工智能数控系统——华中9型工业样机,此样机载有新一代人工智能技术的智能应用APP和智能化功能,集“感知与互联”、“学习与建模”、“优化与决策”、“控制与执行”四大智能特点于一身,在感知与互联方面,实现按毫秒级采样周期汇集记录数控系统内部电控数据、插补数据,以及温度、振动、视觉等外部传感器数据等实际加工状态信息。数控系统既是“执行器”,又是“感知器”,感知并记录数控加工过程“心电图”,提供学习、建模、优化所需的大数据;在学习与建模方面,可将记录的“心电图”数据和加工任务关联,结合机床动力学模型,建立机床动态特性数字双胞胎,在机床的全生命周期内,随机床同步变化,实时跟踪,全真模拟;在优化与决策方面,超越几何与逻辑层面的简单校验,提供物理响应级别的仿真优化功能。新的G代码先在机床的数字双胞胎模型中仿真、优化,形成与本机床响应特性关联的前馈和补偿指令,实现自主优化与决策,形成多目标优化加工的智能控制“i代码”;在控制与执行方面,加工程序(G代码)和与优化、补偿代码指令(i代码)同时执行,双码联控,实现数控加工的优质、高效、可靠、安全和低耗。陈吉红介绍道:“这款样机具有更稳、更强、更开放的技术特点,让‘数控’插上‘智能’之翼。”

华中9型数控系统

发力机器人与智能产线领域

借鉴在数控系统领域积累的技术及经验,华中数控近年来加大拓展机器人及智能产线领域的业务,取得不俗业绩。采访中记者了解到,2018年华中数控在机器人与智能产线领域实现收入较2017年同期增长12.86%,围绕3C、打磨及码垛、焊接等细分市场,研发了具有自主知识产权的华数3型机器人控制器、桌面型高速高精机器人,丰富了重载与焊接等机器人相关产品。华中数控在继续巩固机器人在上下料、冲压、打磨等领域的优势地位基础上,在小家电行业业务、制鞋自动化产线、餐具打磨抛光自动化产线等领域取得了突破,未来,拟形成标准化的解决方案进行推广复制,持续扩大市场占有率。

针对2018年华中数控在机器人及智能产线领域取得的成绩,陈吉红直言,2019年华中数控在机器人及智能制造领域将继续坚持PCLC战略,即P(Products)代表工业机器人产品;C(Components)代表机器人核心功能零部件;L(Lines)代表智能产线解决方案(Automation Lines);C(Cloud)代表机器人云,努力在重点领域打造“精品案例”,扩大品牌影响力。

走智能化发展之路

近年来,大数据、云计算和新一代人工智能技术取得了群体性、革命性的突破,智能相关技术开始逐渐渗透到制造业当中,新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合所形成的新一代智能制造技术,成为了新一轮工业革命的核心驱动力。机床作为工业母机,也正在经受智能化的洗礼。

2019年政府工作报告明确要求加快建设制造强国,正式提出了‘智能+’的重要战略,即深化大数据、人工智能等研发应用,打造工业互联网平台,拓展‘智能+’,为制造业转型升级赋能。在陈吉红看来,新一代人工智能技术与数控机床的不断融合,形成了新一代智能机床(Intelligent Machine Tools,iMT),可实现自主感知、自主学习、自主优化与决策、自主控制与执行,极大提高机床加工质量、使用效率,降低成本,是第四次工业革命的典型产品,将为数控机床产业带来新的变革,也将成为中国机床行业“换道超车”的助推剂,是中国机床行业实现从“跟跑”到“领跑”的重大发展机遇,华中数控已准备好,将凭借产品创新和技术实力在此赛道上稳步前进。

当前,我国有着庞大的机床消费需求,也有着巨大的生产市场,一方面,国家政策利好,大力鼓励发展数控机床;另一方面,国产数控机床不断崛起,借鉴国外高端数控系统技术,提升自身技术水平与创新能力,逐步缩小与国外的差距。放眼未来,陈吉红满怀期待:“下一步,我们将更加专注数控技术的研究,苦练‘内功’,攻坚克难,抓住从‘数控’向‘智能+数控’的升级机遇,并付诸行动。”

摘自《自动化博览》2019年5月刊

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