華中數控發布全球首臺智能數控系統

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在北京第十七屆國際機床展舉行期間，華中數控新一代人工智能數控系統——“華中9型智能數控系統”產品正式發布，這是世界上首臺具備自主學習、自主優化能力的數控系統。

據介紹，該系統集成AI芯片，融合AI算法，將人工智能、物聯網等新一代智能技術與先進制造技術深度融合，遵循“自主感知-自主學習-自主決策-自主執行”新模式，實現了真正的智能化。

 

智能制造是制造業轉型升級的重要方向，也是華中數控研發的重點。為了向行業提供更高質量的產品，華中數控組織300多名技術人員，經過6個百日攻關，奮斗了600個日日夜夜，每天工作12小時，成功研制了華中9型智能數控系統。這一產品順應了智能制造的發展方向，將互聯網智能化理念與數控系統深度融合，為行業提供了向智能化過渡的優質選擇。

 

華中數控董事長陳吉紅表示，當前的智能數控系統多是實現了一些簡單的感知、分析、反饋、控制，遠沒有達到替代人類腦力勞動的水平。而華中9型數控系統做到了“機床+互聯網”的有機結合，同時具備自主感知、自主學習的能力，從而達到提高效率、質量的目的。

 

華中9型-新一代人工智能數控系統技術資料

 

Part 1: 構筑智能新平臺

 

新一代智能數控系統——華中9型，踐行“智能+”為機床賦能的創新理念，構筑人(H)-機(P)-信息(C)融合的數字孿生系統(S)(HCPS)。華中9型深度融合大數據與人工智能技術，打造“端-邊-云”的智能體系架構，形成三個平臺：集成AI芯片的智能硬件平臺、支持AI算法的智能軟件平臺、構建智能APP生態的開放平臺，實現“1-3”的體系創新。

 

Part 2: 踐行智能新模式

 

華中9型遵循“自主感知-自主學習-自主決策-自主執行”的新模式，構建機床數字孿生，探索機床實現智能的新方法！

 

自主感知：指令域大數據

 

獨創的指令域大數據分析方法，采集、匯聚數控系統內部電控大數據和外部傳感器數據，形成指令域“心電圖”，實現大數據與加工工況的關聯映射，構建由機床全生命周期大數據描述的數字孿生。

 

自主學習：融合建模

 

借助具有“因果關系”的數理模型和具有“關聯關系”的大數據模型，獨創性地將數理模型與大數據模型進行融合建模，實現對機床動態行為的自學習和認知理解，構建由機床動態模型描述的數字孿生。

 

自主決策：i代碼

 

利用所獲得的數字孿生，進行虛擬加工，并預測加工效果。根據預測結果，自動進行多輪優化迭代，最終生成多目標智能優化的“i代碼”，實現自主決策。

 

自主執行：雙碼聯控

 

獨創的雙碼聯控技術，讓傳統數控加工的“G-代碼”(第一代碼)和多目標智能優化的“i-代碼”(第二代碼)同步運行，實現優質、高效、可靠、安全的數控加工。

 

華中9型以融合建模為核心，以“指令域心電圖”、“i代碼”和“雙碼聯控”為關鍵技術，形成“1-3”的技術創新，支撐著華中9型實現“自主感知-自主學習-自主決策-自主執行”智能創新的新模式。

 

Part 3: 打造智能新應用

 

華中9型圍繞“質量提升、工藝優化、健康保障、生產管理”四類智能化應用場景，華中9型支撐用戶開發智能APP，打造機床智能應用新生態。

 

1、四類應用

 

1）質量提升

 

(1)智能輪廓誤差補償

 

高速高精是數控加工永恒的主題。加工速度越高輪廓誤差越大，如何保障高速加工時零件加工精度，是智能化需要解決的難題之一。

 

華中9型通過建立機床進給系統動力學和大數據融合模型，精確預測零件輪廓誤差，生成輪廓誤差補償的“i代碼”，有效提升零件的輪廓精度，實現機床動態精度的“由絲入微”。

 

(2)熱誤差補償

 

熱誤差是機床的主要誤差來源之一，熱誤差補償是提升機床加工精度的重要手段。

 

華中9型利用機床溫度數據、內部電控數據和機床熱變形數據，訓練深度神經網絡，預測機床熱變形規律，對熱變形進行補償，保持機床加工精度的穩定性，縮短熱機時間。

 

2）工藝優化

 

加工工藝參數與數控機床實際加工能力的自適應，實現加工效率的最大化，是數控機床加工永恒的目標，也是智能化在數控機床上發揮作用的重要場景。

 

華中9型建立切削機理與切削大數據的融合模型。通過虛擬加工，精確預測機床響應，并進行迭代優化，生成優化“i代碼”。在加工中自主優化工藝參數，有效提高加工效率。

 

3）健康保障

 

機床運維困難且復雜，故障后維修是行業常態。讓數控系統像經驗豐富的機床運維工程師一樣，從機床運行時的蛛絲馬跡中辨別機床健康狀態的變化，是實現機床可預測性維護的關鍵。

 

華中9型通過運行獨創的機床健康狀態“鐵人三項”自檢程序，提取、積累機床全生命周期運行大數據，融合AI算法，建立機床健康指數變化模型，實現對機床健康狀態的評測和預警。

 

4）生產管理

 

機床從生產、裝配到加工運行過程，缺乏對機床狀態數據的采集、分析、記錄的工具，無法實現對機床全生命周期的監測與管理。

 

華中9型通過數控機床互聯通訊協議NC-Link，匯聚機床裝配、調試、補償、健康保障及使用過程數據。在iNC-Cloud工業大數據平臺上，建立機床數據檔案，實現機床全生命周期的運維和管理。

 

2、N個智能機床

 

以華中9型智能數控系統為平臺，與秦川機床集團等機床企業，“深度融合，聯合攻關，協同創新”，研制了智能精密加工中心、智能五軸加工中心、智能高速輪轂加工中心、智能車削中心、智能凸輪軸磨床、智能螺桿磨床、智能滾齒機等不同領域、多種類型的智能機床。推動機床的智能化轉型升級，助力機床動態精度由絲入微。

 

在智能五軸加工中心中，通過綜合應用輪廓誤差補償、靜摩擦力補償、工藝參數優化等智能化技術，小葉輪加工效率與加工質量達到世界先進水平。

 

在智能精密加工中心中，通過綜合應用空間誤差補償、智能溫度管控、智優曲面等智能化技術，使得新能源汽車渦旋壓縮機零件加工精度提高到