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佑诺智能装备（昆山）有限公司
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| 类型 | 卧式加工中心 |
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数控机床智能机数控机床向高速、高效、高精化发展，要求数控机床具有热补偿、振动监测、磨损监测、状态监测与故障诊断等智能功能。融合几个或几种智能传感器，采用人工智能方法，通过识别、分析、判断及推理，实现数控机床的智能功能，为智能部件的实现打下基础。
数控机床智能机
智能机床早出现在赖特（P·K·Wright）与伯恩（D·A·Bourne）1998年出版的智能制造研究领域的首本专著《智能制造》（Manufacturing Intelligence）中。由于对*制造业具有重要作用，智能技术引起各个国家的重视。美国推出了智能加工平台计划（SMPI）；欧洲实施 “Next Generation Production System”研究；德国推出了“Industry 4.0”计划；中国中*科技发展对“数字化智能化制造技术”提出了迫切需求，并制定了相应的“十二五”发展规划；在2006年美国芝加哥制造技术展览会（IMTS2006）上，日本Mazak公司推出的*命名为“Intelligent Machine”的智能机床和日本Okuma公司推出的命名为“thinc”的智能数控系统，开启了数控机床智能化时代。
本文从传感器出发，将数控机床的智能技术按层次划分为智能传感器、智能功能、智能部件、智能系统等部分，对智能技术进行了总结，指出不足，揭示了发展方向，并对未来进行了展望。
智能传感器
由机床、*、工件组成的数控机床制造系统在加工过程中，随着材料的切除，伴随着多种复杂的物理现象，隐含着丰富的信息。在这种动态、非线性、时变、非确定性环境中，数控机床自身的感知技术是实现智能化的基本条件。
数控机床要实现智能，需要各种传感器收集外部环境和内部状态信息，近似人类五官感知环境变化的功能，如表1所示。对人来讲，眼睛是五官中重要的感觉器官，能获得90％以上的环境信息，但视觉传感器在数控机床中的应用还比较少。随着自动化和智能化水平的提高，视觉功能在数控机床中将发挥越来越重要的作用。
表1 数控机床可用传感器 
随着MEMS（微机电系统）技术、嵌入技术、智能材料与结构等技术的发展，传感器趋向小型化。MEMS微传感器、薄膜传感器以及光纤传感器等微型传感器的成熟应用，为传感器嵌入数控机床奠定了基础。
由于制造过程中存在不可预测或不能预料的复杂现象和奇怪问题，以及所监测到的信息存在时效性、精确性、完整性等问题，因此，要求传感器具有分析、推理、学**等智能，这要求传感器要有高性能智能处理器来充当“大脑”。美国高通公司正在研制能够模拟人脑工作的人工智能系统微处理器。将来可通过半导体集成技术，将高性能人工智能系统微处理器与传感器、信号处理电路、I/O接口等集成在同一芯片上，形成大规模集成电路式智能传感器，不但具有检测、识别、记忆、分析等功能，而且具有自学**甚至思维能力。相信随着计算机技术、信号处理技术、MEMS技术、高新材料技术、无线通信技术等不断进步，智能传感器将会在数控机床智能感知方面带来全新变革。
智能功能
数控机床向高速、高效、高精化发展，要求数控机床具有热补偿、振动监测、磨损监测、状态监测与故障诊断等智能功能。融合几个或几种智能传感器，采用人工智能方法，通过识别、分析、判断及推理，实现数控机床的智能功能，为智能部件的实现打下基础。
数控机床的误差包括几何误差、热（变形）误差、力（变形）误差、装配误差等。研究表明，几何误差、热误差占到机床总误差的50%以上，是影响机床加工精度的关键因素，如图1所示。其中，几何误差是制造、装配过程中造成的与机床结构本身有关的误差，随时间变化不大，属于静态误差，误差预测模型相对简单，可以通过系统的补偿功能得到有效控制，而热误差随时间变化很大，属于动态误差，误差预测模型复杂，是研究的难点和热点。
数控机床智能机
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