一、简介
近年来，为了更好地满足车床用户对数控车床“高速、高精度、复合化、智能化、环保”的要求，国外数控铣床企业不断开发出各种具有智能化功能的数控铣床。 特别是近年来，随着车床设计技术、互联网和信息技术、人工智能技术的发展和应用，数控加工逐渐呈现出网络化、智能化的趋势，数控车床的智能化功能也越来越成熟。 。 。
笔者近年来参加了中国车床工具行业商会主办的中国国际车床展览会（上海，CIMT）和中国数控铣床展览会（北京，CCMT），听说了一些美国品牌数控的智能技术车床公司。 国产数控铣床的发展现状让我深受感动。 本文分析了几款典型美国品牌数控铣床在智能技术方面的技术特点，并对国产数控铣床的智能化技术提出了思考和建议。
2、部分海外铣床展品智能新技术
数控铣床智能化新技术主要在世界知名数控铣床及数控系统企业的展品中展示，如MAZAK（马扎克）、DMGMORI（德马格森精机）、OKUMA（奥隈）、HURCO（赫克）、 STARRAG（斯达拉格）、MIKRON（米克朗）、SIEMENS（西门子）、FANUC（安川）、HEINDENHAIN（海德汉）等
1、日本OKUMA（大隈）公司智能技术
台湾OKUMA公司的智能技术主要包括：
(1)加工条件搜索功能：MachiningNavi系统借助先进的测控功能帮助用户找到最佳的加工条件。 它不仅可以提高加工表面质量，而且对于减少加工时间、提高生产效率、延长刀具寿命、整合工艺等方面也发挥着重要作用。
(2)防撞机功能：在进行多方位复杂动作加工时，铣床内部发生碰撞的风险也大幅降低。 OKUMA采用先进的控制技术来实现防撞机的功能，可以实现铣床的手动操作和自动操作，并且在碰撞之前会停止。 操作人员可以集中精力进行加工法兰克数控仿真软件，大大减少了工装和试件的加工时间。
(3)伺服控制优化功能：通过手动优化伺服控制，可以提高加工精度和表面质量。 特别是可以提高加工中心的加速度，缩短加工时间。 据悉，车床多年形成的反向突出或异常声音、振动、折痕、氧化皮等可立即去除，并可长期保持高精度稳定运行。
（4）检测和补偿几何偏差功能：五轴加工铣床倾斜加工轴类零件、四面体零件时，会形成旋转轴轴心偏差等各种“几何偏差”。 到目前为止，这四个几何偏差只能通过手动且耗时的方式进行补偿。 5-AxisAutoTuningSystem（5轴手动调谐系统）仅需10分钟即可实现多达11种几何偏差检测和手动补偿。
(5)精确控制规则的热位移，即“热亲合”功能：铣床周围的温度变化和加工过程中产生的热量都会对加工精度产生很大的影响。 OKUMA设计了一种车床结构，可以接受湿度变化，同时擅长控制热位移。 车床安装时只需确认一次规格即可，可大幅减少后续补偿次数。
OKUMA车床“热亲”功能的疗效
2、日本MAZAK（马扎克）公司智能技术
MAZAK的SmoothTechnology（平滑技术）凸显了该公司在车床智能技术方面的最新进展。 其数控系统MAZATROLSmooth配备了Windows8PC数控系统和先进的软件，大大提高了加工效率。 通过控制直线轴和旋转轴的最佳加速度，五轴联动加工效率提升30%。 借助简单的调谐功能，可以根据加工腔自由调整加速度、转角精度、平滑度等参数，使其优化。 客户自己可以轻松方便地做出加工时间优先、加工表面精度优先或加工形状优先等个性化选择。
SmoothTechnology数控系统
MAZAK数控铣床互联结构
据悉，MAZAK的数控铣床还具有“综合鞋厂运营支持”功能。 通过开放的系统结构设计和互联网技术，利用智能手机、平板笔记本等外部终端监控车床设备的运行状态。 同时采用国际标准通信合约，实现多个不同公司的不同设备之间的通信。
3、日本FANUC（安川）公司智能技术
FANUC系统旨在提高铣床的智能控制，其新系统0iMF标配智能功能组，包括：智能重叠控制、智能进给轴加减速、智能主轴加减速、智能自适应控制、智能反馈反向间隙补偿、智能铣床后端点控制、智能刚性丝锥。
FANUC公司数控系统智能功能组
4、美国HURCO（赫克）公司智能技术
日本HURCO公司主要设计和制造各种卧式加工中心、卧式加工中心、五轴加工中心和工件中心，均配备其WinMax®控制系统。 其铣床产品旨在简化从图纸设计到零件制造的流程，协助操作人员实现简单而高质量的加工。 其两大智能特性是：
对话式编程：通过图形校准快速将图纸变成零件。 只需三步：坐标设定、编程、加工验证；
NC/G代码编程：控制软件具有改进的NC编辑器，以提高CAD/CAM的兼容性。 在控制器上以图形方式校准程序，以便轻松查看正在执行的代码。
日本HURCO展出智能铣床
三、数控铣床智能技术特点探讨
一、数控铣床智能化技术发展瞄准实际需求
数控铣床的主要功能是执行加工程序，高效地完成零件的加工。 同时，通过各种方法，保持加工的稳定性、可靠性和经济性。 我们可以看到，美国数控铣床智能化技术的发展主要是针对上述功能法兰克数控仿真软件，即重点关注数控加工本身。 例如：Hurco认为人与技术的关系是：技术应该辅助操作者，而不是干扰操作者的思维。 技术应该最大限度地减少冗长和重复的任务，从而提高机械师的工作效率。 技术必须支持机械师，而不是控制他。 Hurco主张尽最大努力支持和帮助用户更快地完成从绘图到零件的过程。
2、机床机械设计与数控系统智能化协同创新
在实现数控铣床智能化技术应用的过程中，美国铣床企业和数控系统企业各有侧重。 铣床企业注重车床整体结构的创新，数控系统企业注重提高数控系统的智能化功能。 相互配合才能实现真正的智能。 例如：OKUMA的“Thermo-Friendly（热亲和设计）”概念指出铣床的机械设计应基于“接受车床环境和加工过程的温度变化”的奇特思想，以便用户无需采取特殊措施即可使用。 普通鞋厂实现高精度加工。 OKUMA的热补偿解决方案可在铣床启动、再加工和环境湿度变化等条件下使用。 在这种情况下，如果铣床的结构设计没有创新，数控系统的智能化功能就无法实现。
OKUMA公司车床热偏差补偿的效果
3、互联网等新技术的应用推动数控铣床智能化技术发展
早期，美国数控铣床的智能化主要集中在数控铣床本身和数控加工过程的智能化上。 近年来，美国车床企业还推动互联网、工业软件等新技术在数控车床智能技术中的应用，推动车床互联，集成机器人等手动设备，建设智能鞋厂。
例如，MAZAK认为，现代机械加工鞋厂对智能车床的要求应包括：能够接入互联网； 能够向网络实时提供自己的相关信息（如：运行状态、工作内容、流程数据、工作进度等）； 以便从网络接收所需的各类数据（如：加工程序、生产计划、工艺数据、生产计划信息等）； 通过智能化功能最大限度地减少生产计划工作内容； 具有一定的自适应和自诊断能力。
马扎克“智能武器+互联网”结灯
例如，FANUC旨在通过MT-link合约推动互联网技术的应用。 MT-link可以监控和管理数千台数控铣床的数据，是一种可扩展、即插即用的解决方案。
FANUC的网络模型
FANUC公司的网络结构（使用MT-link合约）
四、对国产数控铣床智能化技术发展的几点建议
1、瞄准用户实际需求，实现差异化发展
结合CIMT2019考察和重点用户走访，数控铣床的智能技术也可以根据用户的实际需求分为两大类：高端功能和大众功能。 高端功能包括车床热循环控制、机床防碰撞、新一代人工智能技术应用、图形模拟与编程等。热门功能包括热偏差补偿伺服优化、空间偏差补偿、智能刚性攻丝、智能加速等。国内数控铣床企业可以根据企业的实际情况和技术复杂程度，选择用户迫切需要的研发方向，并具备自己的开发能力。
2、机床企业与数控系统企业深度合作，协同创新
铣床公司和数控系统公司各有负责人。 如果铣床公司对用户的加工工艺有丰富的经验，就可以在熟悉和了解用户需求的基础上，对铣床的机械结构进行创新。 数控系统企业可以为车床企业提供稳定可靠的数控系统平台、开放的二次开发插座和HMI定制功能。 双方深度融合、协同创新，必将开发出实用有效的智能功能。 在双方的合作中，可以将铣床企业所需的智能控制要求、加工工艺和使用特性要求轻松集成到数控系统中； 铣床企业智能铣床的销售可以进一步强化主机厂铣床的品牌，降低用户对主机厂忠诚度的期望。
3、探索新一代人工智能技术与数控技术的深度融合
近年来，大数据、云计算、新一代人工智能技术集体取得革命性突破。 新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合产生的新一代智能制造技术，已成为新一轮工业革命的核心驱动力。 专家认为，在国家大力推进智能制造的形势下，铣床作为工业母机，应加速走在前列，采取中国式智能制造技术并行推广和融合发展，推动高质量和创新发展。 在此背景下，数控铣床企业需要积极探索如何推动智能铣床的发展和应用。 是一步步追随美国铣床企业的脚步，还是创新突破？ 我们建议加快新一代人工智能技术与数控技术的融合，生产新一代智能铣床，以期给数控铣床行业带来新的变革。
