外文翻譯--越智能制造新一代柔性智能數(shù)控機 中文版.doc

外文翻譯原文1：Beyondintelligentmanufacturing:AnewgenerationofflexibleintelligentNCmachine譯文1：超越智能制造：新一代柔性智能數(shù)控機超越智能制造：新一代柔性智能數(shù)控機1S.Mekid2P.Pruschek3J.Hernandez1英國，曼徹斯特大學，航天和民用工程機械學院，曼徹斯特m601qd2德國，斯圖加特大學，控制工程研究所機床制造單位3西班牙IDEKO科技中心，Kalea阿里加，220870格伊巴Gipuzkoa文章信息：文章歷史：2006年11月30日保存，2008年3月3日形式修改，2008年3月4日被接受保存，2008年4月29日網(wǎng)上可用。摘要：對于下一代機械加工中心的智能重構制造系統(tǒng)的新挑戰(zhàn)已經(jīng)提上議程。零缺陷的工件和準時化生產技術的目標是達到高質量、高性能的生產?？沙掷m(xù)發(fā)展需要一個不僅包括柔性的智能制造還有產品和服務活動的整體的辦法?？赡軝C器架構等特點的新航線的理念的混合過程，過程檢驗與修復會很有特點和下一代智能機床中心相關的各種方面的挑戰(zhàn)。2008愛思唯爾公司保留所有權利1引言復雜零件在批量生產中的零缺陷加工是一種高性能的表現(xiàn)，它成為對新一代智能機床的所必需的新挑戰(zhàn)。提高機器，產品的精密度和準確度為一個應用范圍廣泛的從超精密到批量生產的的過程提供了更高的品質和更好的可靠性等大量好處。最近開發(fā)的超精密加工是在非常嚴苛的條件下達到納米精度。機床工業(yè)是用來完成一系列要求的：例如電子商務，即時制造和最重要的零缺陷部件。這是通過集成新材料，設計理念，及控制機制來保障機床運行在高速精度低于5lm。然而對于靈活的和自主優(yōu)化的及其的人類制造經(jīng)驗一體化的整合卻廣泛缺失。這可以通過加強現(xiàn)有的計算技術和整合現(xiàn)有的設計，自動化，機械加工、服務等人類知識為電子制造服務而實現(xiàn)。新一代智能機床將是一種可以實現(xiàn)對人類與機器智能，制造知識和先進的設計技術的動態(tài)融合的一種新型智能重構制造系統(tǒng)。這可能會導致低成本自主優(yōu)化的一體機的出現(xiàn)。它將包括使用常規(guī)和先進的制造工藝來生產優(yōu)質無差錯的工件的高容錯預測維修設施。加工過程監(jiān)測與控制是一個核心概念，它創(chuàng)造了新一代的靈活的自主優(yōu)化智能數(shù)控機。過程測量和信息的處理提供的專用傳感器安裝在機器上，來保證在自主決策的基礎上在線正確地判斷機器，零件，工具和加工工藝條件，從而增加機器的可靠性實現(xiàn)零缺陷，帶來更高的生產率和效率。事實上，主要的傳感與處理技術中的在文字上側重于狀態(tài)監(jiān)測等戰(zhàn)略部分（表面粗糙度，表面完整性和尺寸精度），工具狀態(tài)監(jiān)測（所謂TCM磨損和破損檢測），狀態(tài)監(jiān)測（顫振發(fā)生過程和碰撞檢測）和機組成情況監(jiān)測預測維修（旋轉組件和部分受摩擦導軌）等。由于切削區(qū)的惡劣的環(huán)境，直接和在線測量通常是不可能，所以過去幾十年主要的研究工作部分和工具監(jiān)測一直側重于間接測量技術（工藝狀態(tài)），在切割過程中（即切削力和切削，振動，聲發(fā)射，溫度等等）進行特征測定，間接推斷出部件和工具的條件。開放結構控制器中的數(shù)控內伺服信號提供的靈敏度正在進行研究，因為它們使發(fā)展監(jiān)測和控制策略不需要在機器上安裝額外的傳感器。在相同的方式，以在線監(jiān)測提供的數(shù)據(jù)為基礎，隨著集成過程控制策略應用于機床控制結構，數(shù)控機床將可以進行自主優(yōu)化。加工過程的控制策略分為兩大類，即自適應控制約束（ACC）和自適應控制優(yōu)化（ACO）。在前者ACC控制策略中，以提高工作效率和可重復性為目的，通過調節(jié)參數(shù)（即切削進給）的切削加工使過程變量（即切削力）保持恒定且處于控制之下。ACC的戰(zhàn)略的主要研究工作集中在切割力控制和顫振抑制。另一方面，后者的過程控制策略（ACO）要特別注意。可以發(fā)現(xiàn)這樣的典型例子：提供這樣的控制系統(tǒng)的主要功能是加工后的自優(yōu)化工藝參數(shù)設置（即飼料，切削深度等），與安裝時間最小化的目標，流程知識管理和流程優(yōu)化，實現(xiàn)生產時間的靈活性。以監(jiān)測的工藝性能和使用過程中的后處理測量所產生的部分質量為知識基礎的過程模型是用來確定新的切削參數(shù)的優(yōu)化組合，來保障自主優(yōu)化。以同樣的的方式，ACO系統(tǒng)作為前面的步驟來優(yōu)化，也適用于選擇第一處理設置為新的零件的質量和過程的要求。因此，如果在機床控制架構中是要開發(fā)一個靈活的智能數(shù)控機床，以工藝知識為基礎的模型是最重要的一個部分。除了根據(jù)工藝條件適應控制參數(shù)，控制參數(shù)也有是處理過程中最佳的（包括改變工件和工具的操作），而操作帳戶通?；ㄙM50以上的整體工作時間來完成定位操作。在早期，優(yōu)化參數(shù)的方法只集中在減少定位時間和進給軸的穩(wěn)定時間只（如增益的位置控制回路增益和速度控制回路的復位時間）。隨著越來越多的計算功率，優(yōu)化所描述的方法現(xiàn)在可以被重新研究使用與更廣泛的參數(shù)包括的參數(shù)是直接影響軸的振動的加速度和加加速度的限制設置。如果受控軸的特性是已知的由裝置的振動行為，足夠代編程軌跡可以得到進一步優(yōu)化。輸入整形的方法可以被用來設計軌跡不激發(fā)一個給定的系統(tǒng)的諧振頻率。因此，建立時間和定位時間，可以進一步減少。通過自我學習，特別是關于參數(shù)的優(yōu)化，所謂的機器學習方法的興趣將推出過程監(jiān)測和控制策略對智能為主要研究趨勢制造系統(tǒng)。2新一代數(shù)控機的特性預測新一代機器中心的特性預測如下：（一）整合：一體機工具能夠執(zhí)行一個平臺上的傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)進程。（二）雙向數(shù)據(jù)流：一個雙向的過程鏈統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義CAD，CAM，CNC和驅動系統(tǒng)之間的通信交換。（三）過程控制回路：發(fā)展和CNC一體化強大而可靠的實時戰(zhàn)略過程中的工具，部分和過程狀態(tài)監(jiān)測和控制。（四）預測性維護：機器部件的負載情況依賴狀態(tài)監(jiān)測規(guī)范自力更生機操作的基礎。這之后，將制定一個自我組織的預測性維護日程安排，自我和遠程診斷功能的基礎上，涵蓋了短期和長期的問題。（五）自治區(qū)優(yōu)化：自配置自優(yōu)化控制系統(tǒng)的自主生產開發(fā)的基礎上，過程監(jiān)控，特性和工藝知識的管理。為了便于這樣的特性，實施以下項目是必要的：（a）要制定一個致力于電子制造的綜合智能機中心。（b）研究和開發(fā)快速，穩(wěn)定，僵硬的混合加工過程中可重新配置的機器準備未來工具機的新平臺。（c）調查總誤差補償?shù)膶嵤┖驮谠粰z測設備。（d）為開發(fā)和生產新的方法和概念，自主制造，自我監(jiān)督和自診斷/調整/治療。（e）為開發(fā)和集成的實時過程控制器開放式數(shù)控系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)架構，以機從一個軸控制系統(tǒng)，是根據(jù)對上線的加工過程控制自力更生系統(tǒng)信息提供強大的和可靠的傳感技術，工具，零件和加工工藝條件監(jiān)控。（f）制定和采用的可擴展性和知識為基礎的CAM系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠識別復雜的功能，進行自學習過程中的監(jiān)測提供的數(shù)據(jù)機控制回路的基礎上，自主部分品質，機器生產力和流程效率的要求，確定最佳工具/套。繼e制造方法，在第二步驟中，CAM系統(tǒng)能夠下分享自優(yōu)化過程聯(lián)網(wǎng)的計算機之間的知識得到發(fā)展。機床制造商為了實現(xiàn)這些目標，需要一個跨學科的方法，其中包括控制制造商，研究機構和潛在的最終用戶。這樣的發(fā)展將實現(xiàn)數(shù)在未來的突破，例如（一）無延遲暨零停機時間的生產：我們所提出的制