【探析云計(jì)算在智能機(jī)床控制體系中的應(yīng)用】控制系統(tǒng)是智能機(jī)床實(shí)現(xiàn)未來(lái)智能制造的核心決定因素，它通過對(duì)影響加工精度和效率的物理量進(jìn)行檢測(cè)、建模、提取特征，自動(dòng)感知加工系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)及外部環(huán)境，快速做出實(shí)現(xiàn)最佳目標(biāo)的智能決策，對(duì)機(jī)床的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使機(jī)床的加工過程處于最佳狀態(tài)。盡管目前的機(jī)床控制系統(tǒng)正從特殊的閉環(huán)控制轉(zhuǎn)變到通用、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的閉環(huán)控制，具備了高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特征，能夠完成自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)補(bǔ)償和在線故障診斷。但是由于采用了中心式封閉體系結(jié)構(gòu)，計(jì)算能力僵化，系統(tǒng)內(nèi)部沒有實(shí)現(xiàn)信息回路，信息到?jīng)Q策再到控制系統(tǒng)的反饋無(wú)法實(shí)時(shí)和自動(dòng)完成，加工過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的信息和價(jià)值也沒有被充分挖掘。而在這種大數(shù)據(jù)環(huán)境下，控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)床實(shí)時(shí)的狀態(tài)估計(jì)、精確決策和穩(wěn)定控制主要取決于控制系統(tǒng)能否具有一個(gè)能夠提供所需計(jì)算能力、開放的控制結(jié)構(gòu)。

制造系統(tǒng)功能變化歷程

近年來(lái)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造由傳統(tǒng)的基于網(wǎng)絡(luò)的分布式協(xié)同設(shè)計(jì)和制造轉(zhuǎn)變?yōu)榛谠频脑O(shè)計(jì)和制造。眾多學(xué)者對(duì)云計(jì)算在制造領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了前瞻性的研究，特別是SCHLECHTENDAHL研究控制系統(tǒng)作為一種服務(wù)的可能性。但是由于采用的是現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)時(shí)性不能保證。沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)建立i5云制造平臺(tái)，開拓了制造模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛ヂ?lián)網(wǎng)+制造模式的先河。華中8型智能數(shù)控系統(tǒng)依托云計(jì)算技術(shù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高速、高精、高效的加工。

雖然云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)在機(jī)床控制系統(tǒng)領(lǐng)域取得了成績(jī)，但是，到目前為止，國(guó)內(nèi)外尚未開展以云計(jì)算為基礎(chǔ)對(duì)機(jī)床控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整的研究。

西安交通大學(xué)的黃瑩，盧秉恒，趙萬(wàn)華在《云計(jì)算在智能機(jī)床控制體系中的應(yīng)用探析》一文中，以智能機(jī)床的控制體系為著眼點(diǎn)，通過分析機(jī)床控制系統(tǒng)的發(fā)展及所存在問題，提出將云計(jì)算的概念與數(shù)控機(jī)床智能控制相結(jié)合是解決問題的有效途徑。針對(duì)國(guó)內(nèi)外云計(jì)算在制造業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析得出以云計(jì)算為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床控制體系這一研究思路，具有一定的創(chuàng)新性，可以依靠云計(jì)算的本質(zhì)特點(diǎn)，構(gòu)建一種新穎的、具備云計(jì)算基本特點(diǎn)的開放式控制結(jié)構(gòu)，根據(jù)計(jì)算的壓力來(lái)對(duì)計(jì)算能力進(jìn)行配置，符合機(jī)床智能化的總體趨勢(shì)。研究提出智能機(jī)床云控制體系的概念，剖析其內(nèi)涵，并結(jié)合云計(jì)算架構(gòu)，給出控制體系設(shè)計(jì)可采取分層級(jí)、任務(wù)化、數(shù)據(jù)流控制的思路。最后，設(shè)計(jì)智能機(jī)床云控制體系的總體結(jié)構(gòu)，并研究將智能機(jī)床云控制體系的進(jìn)行分解而后依據(jù)總體框架匯總的具體實(shí)施方法。研究結(jié)果為進(jìn)一步分析在這種控制架構(gòu)下，數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、數(shù)控機(jī)床的加工精度等內(nèi)容，用以驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性及特點(diǎn)提供了總體構(gòu)想。因此，研究結(jié)果可以為解決智能機(jī)床的系統(tǒng)集成、大數(shù)據(jù)處理、計(jì)算速度和精度以及開放性問題提供一定的方法論。