五、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)助推制造變革
智能機(jī)床、數(shù)字化、自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于智能制造的發(fā)展起著至關(guān)重要的支撐作用。在數(shù)字化的推動(dòng)下，未來(lái)工廠的生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)組織、制造過(guò)程以及產(chǎn)品銷售和售后服務(wù)等階段都需要提供必要的數(shù)據(jù)來(lái)支撐，這些數(shù)據(jù)之間的互聯(lián)互通是智能制造的基礎(chǔ)。
很多企業(yè)都推出了他們的數(shù)字化解決方案，這些解決方案大多數(shù)是基于企業(yè)自身的產(chǎn)品，因此這些設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)比較方便。但是機(jī)床用戶面臨的現(xiàn)實(shí)是，來(lái)自不同企業(yè)的制造設(shè)備，采用不同的數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)格式各不相同，要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通非常繁雜，成本高昂。一個(gè)安全的、開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)化通訊協(xié)議，保障各種數(shù)據(jù)在不同終端之間能夠順暢地互聯(lián)互通，提高設(shè)備使用效率和制造系統(tǒng)水平，簡(jiǎn)化制造設(shè)備與用戶IT基礎(chǔ)設(shè)施的連接，提高數(shù)字化建設(shè)效率，降低成本，對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能制造至關(guān)重要。
當(dāng)前國(guó)際主流的開(kāi)放式數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)通訊協(xié)議有美國(guó)主導(dǎo)的MTConnect、中國(guó)主導(dǎo)的NC-Link、德國(guó)主導(dǎo)的umati。
NC-Link是由中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)牽頭，聯(lián)合部分高校、研究院所、企業(yè)研制的“數(shù)控設(shè)備互聯(lián)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（NC-Link）”，采用先進(jìn)的通訊技術(shù)，確保來(lái)自不同控制系統(tǒng)的機(jī)床數(shù)據(jù)，通過(guò)開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)化的連接進(jìn)行快捷網(wǎng)絡(luò)傳輸。如華中數(shù)控、i5、廣州數(shù)控、科德數(shù)控、西門子數(shù)控、發(fā)那科數(shù)控和倍福數(shù)控系統(tǒng)。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)批準(zhǔn)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 41970-2022，并于2022年10月12日由國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式發(fā)布。
攜匯智聯(lián)致力于NC-Link標(biāo)準(zhǔn)的推廣以及應(yīng)用。目前已有10000多臺(tái)各類數(shù)控設(shè)備基于NC-Link協(xié)議實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，其商業(yè)價(jià)值得到了初步驗(yàn)證。不僅構(gòu)建了完整的技術(shù)架構(gòu)，還具備了從安全采集到數(shù)據(jù)應(yīng)用完整的產(chǎn)品化體系。設(shè)立了行業(yè)NC-Link公共實(shí)驗(yàn)室。廣州數(shù)控正在開(kāi)發(fā)基于NC-Link標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控系統(tǒng)。
華中數(shù)控基于NC-Link標(biāo)準(zhǔn)，自主研發(fā)的iNC-Cloud大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建立了企業(yè)數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心通過(guò)標(biāo)識(shí)解析、機(jī)床聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析，建立機(jī)床數(shù)字化檔案，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的常規(guī)保養(yǎng)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、智能診斷、故障處理等健康狀態(tài)維護(hù)的精細(xì)化管理。iNC-Cloud以大數(shù)據(jù)為核心，以“多源感知”、“存儲(chǔ)分析”、“標(biāo)識(shí)溯源”、“信息安全”四大體系為支撐，提供柔性產(chǎn)線、數(shù)字車間、智能工廠的全方位解決方案。
MTConnect是由美國(guó)制造技術(shù)協(xié)會(huì)（AMT）牽頭研制的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，用于數(shù)控機(jī)床、PLC、工業(yè)機(jī)器人、測(cè)量設(shè)備在內(nèi)的數(shù)控設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。該協(xié)議已經(jīng)正式批準(zhǔn)為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ANSI/MTC 1.4），并已經(jīng)推出了MTConnect 2.0版。
德國(guó)umati數(shù)控設(shè)備互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，由德國(guó)機(jī)床制造商協(xié)會(huì)（VDW）和德國(guó)機(jī)械與設(shè)備工程協(xié)會(huì)（VDMA）聯(lián)合DMG MORI、EMAG、巨浪、恒輪、GROB、利勃海爾、通快、+GF+、聯(lián)合磨削等德國(guó)、瑞士的主要機(jī)床工具制造商，并邀請(qǐng)了西門子、海德漢、FANUC、博世力士樂(lè)、倍福、FAGOR、三菱電機(jī)等全球主要數(shù)控系統(tǒng)制造商共同研發(fā)。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型是全球制造業(yè)無(wú)法回避的必然選擇。但是作為用戶在這個(gè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，需要考慮所用通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)先進(jìn)性、可靠性和安全性，決定采用什么樣的通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。作為世界各國(guó)戰(zhàn)略布局的要點(diǎn)，工業(yè)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)也是大國(guó)利益訴求和博弈的焦點(diǎn)。
六、產(chǎn)品適用性開(kāi)拓新賽道
自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化無(wú)疑是整個(gè)機(jī)床行業(yè)的未來(lái)主題，但機(jī)床工具是個(gè)性化特征非常顯著的產(chǎn)品，來(lái)自用戶的意愿也是行業(yè)發(fā)展的另一個(gè)主題。根據(jù)用戶行業(yè)的變化，提高產(chǎn)品適用性，滿足當(dāng)前的市場(chǎng)需求，成為驅(qū)動(dòng)行業(yè)發(fā)展的重要力量。
汽車向電驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展的趨勢(shì)已經(jīng)形成。動(dòng)力以及車身結(jié)構(gòu)的變化，越來(lái)越多的復(fù)雜和輕量化零件需要加工，對(duì)制造技術(shù)提出了新的要求。滿足電驅(qū)動(dòng)汽車零件高效加工需求，機(jī)床行業(yè)努力開(kāi)拓一個(gè)新的賽道。
濟(jì)南二機(jī)床的雙五軸高速龍門加工中心XHBSV2516×27i，專為電驅(qū)動(dòng)汽車壓鑄車身零件加工設(shè)計(jì)，配置偏置式雙擺角萬(wàn)能銑頭、自動(dòng)翻轉(zhuǎn)液壓夾具、鼓式直排刀庫(kù)，一次裝夾，可實(shí)現(xiàn)壓鑄車身結(jié)構(gòu)件正反五面所有加工特征的高速、高精、高效自動(dòng)加工；4臺(tái)機(jī)床組線，與后續(xù)安裝拉鉚、壓鉚螺母、鋼絲螺套工位以及檢測(cè)工位等組成一體化車身鋁壓鑄零件加工機(jī)裝配生產(chǎn)線，滿足汽車主機(jī)廠產(chǎn)能和節(jié)拍需求。
GROB以傳統(tǒng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)制造設(shè)備供應(yīng)商聞名，逐步轉(zhuǎn)型為電驅(qū)動(dòng)汽車生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商，掌握了電力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的幾乎所有繞組和裝備技術(shù)。其發(fā)卡式電機(jī)定子繞組技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。GROB還開(kāi)發(fā)出一套模塊化、可拓展的，從單個(gè)電芯到復(fù)雜電池包的柔性生產(chǎn)裝配系統(tǒng)，可以為整個(gè)電池生產(chǎn)流程提供全包服務(wù)。其GF系列框架式五軸臥式加工中心，專為加工輕量化的框架結(jié)構(gòu)件、大尺寸底盤工件而設(shè)計(jì)，寬敞的工作區(qū)域，高扭矩、高轉(zhuǎn)速的情況下還具備極高的動(dòng)態(tài)性和良好的排屑效果，用于電驅(qū)動(dòng)汽車副車架、動(dòng)力電池外殼、電池底座、縱梁和減振支架等零部件的加工。
奧地利FILL公司，新研發(fā)了多款適用于電驅(qū)動(dòng)汽車零部件的加工設(shè)備。其SYNCROMILL C系列雙主軸臥式加工中心，主要用于加工電驅(qū)動(dòng)汽車減震塔、油底殼、電池包、副車架等結(jié)構(gòu)件。SYNCROMILL D22-63/X2000雙主軸臥式加工中心，工件轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)直徑2000mm，適用于大型一體化壓鑄車身鑄件或電池托盤大批量加工。SYNCROMILL Q系列多主軸臥式型材加工中心，4-6個(gè)主軸，可以同時(shí)加工4-6個(gè)型材，適用于電池包、防撞梁等型材的高效加工。
成都煜鼎的PHU1510臥式加工中心，工件最大直徑可達(dá)1500mm，是針對(duì)電驅(qū)動(dòng)汽車大型框架類結(jié)構(gòu)件的高效精密加工而開(kāi)發(fā)，如整體副車架、電池外殼等。
江蘇恒力組合機(jī)床雙五軸高速加工中心HMD2516，針對(duì)電驅(qū)動(dòng)汽車底板零件專門設(shè)計(jì)，采用雙主軸形式。主體為臥式左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在工作臺(tái)兩邊各布置一個(gè)臥式三坐標(biāo)加工單元，機(jī)床主要由床身、臥式三坐標(biāo)加工單元、五軸擺頭、A軸搖籃等主要部件組成。機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件采用了輕量化設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)了機(jī)床結(jié)構(gòu)的剛性和耐沖擊性，以實(shí)現(xiàn)高速高動(dòng)態(tài)性能加工。
MAZAK的FSW-46V復(fù)合加工機(jī)床，將攪拌摩擦焊與金屬切削工藝復(fù)合到一臺(tái)機(jī)床上。這為電驅(qū)動(dòng)汽車有冷卻通道的電機(jī)外殼提供一站式解決方案，即可對(duì)電機(jī)外殼進(jìn)行切削加工，又可通過(guò)攪拌摩擦焊將內(nèi)外兩個(gè)殼體焊接為一體。
四方達(dá)的導(dǎo)條式PCD4刃鏜刀，針對(duì)電驅(qū)動(dòng)汽車電機(jī)殼體設(shè)計(jì)，具有高剛性、輕量化的特點(diǎn)，多刃組合式導(dǎo)條支撐結(jié)構(gòu)，刃口處的特殊斷屑槽型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)鏜孔及清根一體成型。加工效率比傳統(tǒng)單刃鏜刀提升3倍，鏜孔圓度0.015mm、圓柱度0.025mm。
恒鋒工具的花鍵精密修形用高速硬拉刀具，可用于電驅(qū)動(dòng)汽車高精度齒輪的熱后花鍵精密修形。
雄克根據(jù)客戶個(gè)性化需求，開(kāi)發(fā)了方形、圓柱形以及軟包電芯從單個(gè)電池的高速裝配到大尺寸電池模組和電池包的高效自動(dòng)化搬運(yùn)解決方案。如為抓取大圓柱電池開(kāi)發(fā)的永磁體機(jī)械手RCG，通過(guò)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，用于搬運(yùn)直徑為46mm的圓柱電芯。圓柱電芯永磁體抓取單元，通過(guò)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)活塞，可根據(jù)需求單獨(dú)激活，用于釋放問(wèn)題電池。圓柱電芯變距抓取單元，永磁體抓取裝置，通過(guò)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，調(diào)整電池間距：25mm-38mm。
