引自：《智能制造裝備基礎》（作者：吳玉厚、陳關龍、張珂、趙德宏、鞏亞東、劉春時）

沈陽機床集團推出的i5智能機床是自主研發的擁有核心技術的智網能設備。i5是指工業化（industry）、信息化（information）、網絡化（internet）、集成化（intelligent）、智能化（integrated）的有效融合。i5智能機床作為基于互聯網的智能終端，實現了操作、編程、維護和管理的智能化，是基于信息驅動技術，以互聯網為載體，以為客戶提供“輕松制造”為核心，將人、機、物有效互聯的新一代智能制造裝備。

i5智能機床對“智能（SMART）”一詞有其獨到的戰略涵義。沈陽機床是我國機床行業的領頭羊，萬人大廠。沈陽機床的智能化是要打破機械制造和信息技術的行業邊界，跨越物理世界和虛擬世界的籬笆，利用互聯網平臺整合社會資源，為客戶提供智能化制造的解決方案，通過創新的產品和創新的商業模式，擺脫高端機床技術密集和低端機床價格大戰的紅海而駛向藍海，如圖1所示。

圖 1  沈陽機床的“ SMART ”戰略涵義

從圖中可見，SMART的5個字母代表i5智能機床的5個重要特征：S（Simple）——簡便，M（Maintenance friendly）——易維護，A（Affordable）——適中，R（Reliable）——可靠，T（Timely to Market & Profit）——上市快和盈利，并在SMART后面以紅色斜體的“Y”表達沈陽機床對i5智能機床的愿景，是沈陽機床產品的開發理念和指導思想。

「 1. 平臺化、模塊化和客戶化 」

要實現上述目標，必須在產品設計上采取新思路、新方法和新技術。如何滿足客戶多樣化的需求是一大挑戰。i5智能機床采取平臺化、模塊化和客戶化的戰略，以實現基本運動的部件作為平臺，配以模塊化的功能部件，構成不同用途的機床。

例如，M8系列銑床將底座、床身和移動橫梁構成力封閉的龍門框架，移動部件遵循重心驅動（Y軸雙絲杠驅動）和輕量化設計原則，配以轉速12000r/min功率15kW的銑削電主軸和20把刀具的斗笠式刀庫作為產品平臺。機床前方可配置8種不同的模塊，構成8種3軸、4軸或5軸加工機床，不僅使機床生產制造高效快捷，客戶也可靈活自行換裝，以適應加工對象的變化，如圖2所示。

圖 2  平臺化、模塊化和客戶化的 M8 系列機床

從圖中可見，M8.1配置為3軸立式加工中心，與傳統單柱立式銑床結構相比，具有更強的結構剛性，且由于Y軸采用雙絲杠驅動，運行平穩，抗振能力強。工作臺尺寸700mm×500mm。適合模具、3C產品及汽車零部件的加工。

M8.2配置為4軸立式加工中心，搭配A軸直驅電機轉臺，轉臺最大扭矩1400N·m，重復定位精度±3″，適合用于液壓閥體、泵體、汽車缸體的加工。

M8.3配置為3+2軸、雙擺搖籃式立式加工中心，可實現5軸5面體加工，A、C軸皆為直驅電機，扭矩1400N·m，重復定位精度±3″，工作臺直徑f400mm，適合用于汽車底盤、箱體及殼體的加工。

M 8.4配置為5軸聯動、雙擺搖籃立式加工中心，可實現復雜曲面及腔體的加工，雙擺搖籃采用直驅技術，重復定位精度±3″。其中，A軸為雙電機驅動，最大扭矩2800N·m。適合模具、醫療、航空、汽車零件的加工。

M8.5配置為4軸聯動立式加工中心，搭配A軸轉臺和尾座，工件最大尺寸f300mm×500mm，適合葉片等復雜回轉零件的加工。

M8.6配置為臥式車銑加工中心，搭配車削主軸和尾、C軸聯動，可實現車削和銑削的集成加工，工件最大尺寸f200mm×500mm，適合各種軸類、盤類的車銑復合加工。

M8.7配置為立式車銑加工中心，搭配垂直車削主軸，實現車削和銑削的集成加工，主軸扭矩540N·m，工件最大尺寸f320 mm×200mm，適合各種盤類的車銑復合加工。

M8.8配置為倒置車削加工中心，搭配倒置車削主軸和3個動力頭實現銑削功能，適合小型及異型零件的復合加工。

「 2. 終端-網絡-云平臺 」

1）終端

i5智能數控系統不僅是機床運動控制器，同時還是工廠網絡的智能終端。i5智能數控系統不僅包含工藝支持、特征編程、圖形診斷、在線加工過程仿真等智能化功能，同時還實現了操作智能化、編程智能化、維護智能化和管理智能化，如圖3所示。

圖3 i5智能數控系統

i5數控系統的智能化表現以下幾方面：

（1）操作智能化。可通過觸摸屏來操作整個系統，機床加工狀態時的數據能實時同步到手機或平板電腦，象征著用戶“指尖上的工廠”，不論用戶身在哪里，一機在手即可對設備進行操作、管理、監控，實時傳遞和交換機床的加工信息。

（2）在線加工仿真。在線工藝仿真系統能夠實時模擬機床的加工狀態，實現工藝經驗的數據積累。進一步可以快速響應用戶的工藝支持請求，獲得來自互聯網上的“工藝大師”的經驗支持。

（3）智能補償。集成有基于數學模型的螺距誤差補償技術，能使i5智能機床達到定位精度5μm/300mm，重復定位精度3μm/300mm。

（4）智能診斷。傳統數控系統在診斷上反饋的是代碼，而i5數控系統反饋的是事件，它能夠替代人去查找代碼，幫助操作者判斷問題所在；可對電機電流進行監控，給維護人員提供數據進行故障分析提供幫助。

（5）智能車間管理。i5數控系統與車間管理系統（WIS）高度集成，記錄機床運行的信息，包括使用時間、加工進度、能源消耗等，給車間管理人員提供訂單和計劃完成情況的分析；還可以把機床的物料消耗、人力成本通過財務體系融合進來，及時歸集整個車間的運營成本。

2）工廠網絡

在互聯網條件下，i5數控系統不僅能夠實現機床與機床的互聯，還是一個能夠生成車間管理數據、并與有關部門進行數據交換的網絡終端。通過制造過程的“數據透明”，實現制造過程和生產管理的無縫連接。這不僅為了方便加工零件，同時產生服務于管理、財務、生產、銷售的實時數據。實現了設備、生產計劃、設計、制造、供應鏈、人力、財務、銷售、庫存等一系列生產和管理環節的資源整合與信息互聯，減少浪費，提高效率。

3）云平臺

在數控系統提供“透明”數據的情況下，需要與商業模式相配合的云端平臺和云端應用。沈陽機床集團旗下智能云科公司研發的云制造平臺（i-Smart Engineering & Services Online，iSESOL）平臺，通過i5智能機床的在線信息，打造了一套云端產能分享平臺，用戶可以將閑置產能公示于iSESOL產能平臺，有產能需求的用戶無需購買設備即可快速獲得制造能力，通過這種方式產能提供方可以利用閑置產能獲得收益，產能需求方可以以較低的成本獲得制造能力，雙方通過分享獲得利益最大化。這種制造能力的分享模式將會改變制造業的組織形式，并且充分挖掘社會閑置制造資源，從閑置資源中獲得利益最大化。基于iSESOL平臺的智能機床互聯網應用框架如圖4所示。

圖4 基于iSESOL實現的智能機床互聯網應用框架

從圖中可見，分布在全國各地的各種型號的i5智能機床皆可通過iPort協議接入iSESOL網絡；近期某天截屏顯示：加入云平臺的設備總數為2477臺、累計服務機時175746 h，訂單交易數為1266；6類機床的臺數和開機率顯示在圖的下方，說明哪些機床是資源可以共享；點擊地圖上的藍點即可顯示在該地區的i5智能機床數。每臺機床加工零件所產生的數據皆可為相關生產人員、管理人員和操作人員共享。

不難看出，未來數控系統的趨勢將會是云與端相互結合的新架構，并且需要通過對行業應用的深入分析和了解，設計符合未來發展趨勢的互聯網應用及商業模式，通過智能終端將人與人、人與設備、人與知識相互連接，使得人才（知識）資源、制造資源、金融資源等獲得分享和價值最大化，而數控系統需要承擔起人與制造資源鏈接橋梁的重要角色。

文章來源：智造苑