开放式数控机床与智能制造系统

研究一种开放式数控机床，结合工业机器人、机器视觉、开发智能加工软件设计一套完整的智能制造单元。再通过工业控制总线将智能制造单元、物流仓储单元、检测单元、输送装置、一体化包装单元、RFID识别、环境检测、能源检测、安全系统以及信息物理系统（CPS）等构成一个智能统一体，并开发一套智能生产管理系统，从而构成一个完整的智能制造系统。1. 构建智能制造网络系统。运用工业现场总线技术和工业互联网技术将多种不同类型的数控机床和生产管理系统、自动化加工中心、物流输送系统以及智能制造中心其他设备构建统一的智能制造网络。智能制造网络系统实现对不同设备的信息进行统一规范，在此基础上让智能制造、柔性制造、协同制造成为现实。2. 构建信息物理系统。信息物理系统(cyber physical systems,简称CPS)是计算进程和物理进程的统一体，是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。信息物理系统通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。智能工厂中，每个工作单元都能实现数据交换，可实时监控设备的工作状态、加工效果以及对加工周期的预判等。信物理系统让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调及自治功能。
技术指标:1. 开放式数控机床控制系统 一个数控系统的开放性不仅是对软件本身，也是对硬件设备的要求。硬件平台的开放性是保证整个系统开放性的基本实现，用户在此开放式硬件平台上可以添加或者拆除某些设备，然后在软件平台上添加或删除相应的功能，而不影响整体的使用。除此，硬件平台应有良好的实时性和易连接性。本项目研究的关键技术之一就是数控机床平台的硬件可替换性和可选择性。主要从2给方面考虑，一是可替换，控制系统采用模块化设计，模块化是开放式数控系统的基本特征之一，是构成控制器产品的可重用基本单元，在开发初期就需要对各个功能模块进行有效的设计。对于模块划分，一方面要充分考虑模块实现的独立性，另一方面，要尽可能的使划分的粒度适中，避免造成可重用性差或交互复杂的情况。2. 智能制造单元控制系统系统平台在最终运用时，可以根据用户对精度的要求和自身算法的复杂程度，在TwinCAT上对循环周期进行调节，默认状态下，插补周期和采样周期均为1ms。
安徽工程技术大学
徐晓光