基于NC-Link的機(jī)床工具新發(fā)展

1、CIMT1989~CIMT2019回顧中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)（CIMT）與歐洲機(jī)床博覽會(huì)（EMO）、芝加哥國(guó)際制造技術(shù)展覽會(huì)（IMTS）、日本國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)（JIMTOF）齊名，同屬?lài)?guó)際業(yè)界公認(rèn)的四大國(guó)際機(jī)床名展。CIMT始創(chuàng)于1989年，由中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)（CMTBA）主辦，每逢單年舉辦一屆，至今已成功舉辦17屆。CIMT為國(guó)內(nèi)采購(gòu)商搭建了與世界先進(jìn)機(jī)床工具對(duì)接的展臺(tái)，也為國(guó)內(nèi)機(jī)床工具制造企業(yè)提供了自我展示的舞臺(tái)，還為國(guó)際先進(jìn)制造技術(shù)快速市場(chǎng)化開(kāi)放了一個(gè)融合發(fā)展的窗口。CIMT1989～CIMT2019數(shù)據(jù)對(duì)比，見(jiàn)表1。表1CIMT1989～CIMT2019數(shù)據(jù)對(duì)比2、

CIMT2021及NC-Link展塊第17屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)（CIMT2021）于2021年4月12—17日在北京中國(guó)國(guó)際展覽中心（新館）成功舉辦。CIMT2021延用了CIMT2019的主題“融合共贏智造未來(lái)”，用以表達(dá)機(jī)床工具行業(yè)在歷經(jīng)新冠疫情阻隔后的世界范圍內(nèi)交流融合、攜手共進(jìn)的希冀。一如既往，在CIMT2021上，德馬吉森精機(jī)、埃馬克EMAG、馬扎克Mazak、大隈Okuma、牧野、哈斯和哈挺等知名整機(jī)制造商爭(zhēng)奇斗艷，競(jìng)相展示具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的高精、高柔、高速的智能化多軸聯(lián)動(dòng)母機(jī)；海德漢、西門(mén)子、發(fā)那科和三菱等系統(tǒng)專(zhuān)家同時(shí)亮劍，經(jīng)獨(dú)立模塊或搭配整機(jī)的形式，推出具有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的CNC；上銀、雷尼紹、馬波斯和雄克等部件供應(yīng)商也齊聚一堂，以微米級(jí)甚至納米級(jí)數(shù)據(jù)精度，向用戶(hù)提供具有快速適配接口的廣域模塊；秦川集團(tuán)、邦德激光、北一機(jī)床、北京精雕、江蘇金方圓、重慶機(jī)床和山東蒂德等國(guó)內(nèi)制造商也秀出強(qiáng)勢(shì)技術(shù)，展現(xiàn)了具有自主感知、自主學(xué)習(xí)、自主決策和自主執(zhí)行機(jī)能的整機(jī)單元、兼容模塊或智能產(chǎn)線。萬(wàn)花綻放之際，E1館NC-Link應(yīng)用展區(qū)向世界呈現(xiàn)了基于中國(guó)自己的數(shù)控機(jī)床互聯(lián)通訊協(xié)議的智能制造案例。NC-Link是數(shù)控裝備工業(yè)互聯(lián)通訊協(xié)議的縮寫(xiě)，是由中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)牽頭，數(shù)控行業(yè)15家企事業(yè)單位、研究機(jī)構(gòu)與高校共同研發(fā)制定的基于新一代信息通信技術(shù)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)互聯(lián)互通（見(jiàn)圖1）的統(tǒng)一性標(biāo)準(zhǔn)。NC-Link的發(fā)布實(shí)施，有益于我國(guó)智能制造系統(tǒng)架構(gòu)的構(gòu)建，通過(guò)有線、無(wú)線等通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝備間、裝備與控制系統(tǒng)間以及企業(yè)間的相互連接和信息交換，加速我國(guó)工業(yè)大數(shù)據(jù)在處理速度、分析深度和管理寬度方面的進(jìn)程。NC-Link的工業(yè)意義如圖2所示。圖1

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)互聯(lián)互通示意圖2

NC-Link的工業(yè)意義3、

機(jī)床工具新發(fā)展歷經(jīng)全球新冠疫情的肆虐襲擾及國(guó)內(nèi)需求拉動(dòng)下各行各業(yè)的復(fù)工復(fù)產(chǎn)，繁榮的社會(huì)景象已向世界明示：政策優(yōu)勢(shì)是社會(huì)進(jìn)步的先導(dǎo)，行業(yè)引領(lǐng)是經(jīng)濟(jì)潛力爆棚的基石，技術(shù)應(yīng)用是機(jī)床工具穩(wěn)步發(fā)展的助燃劑。3.1最大價(jià)值下融合創(chuàng)新包括機(jī)床工具在內(nèi)，企業(yè)經(jīng)營(yíng)的長(zhǎng)期目標(biāo)是企業(yè)在較長(zhǎng)時(shí)期的穩(wěn)定發(fā)展下，既得滿(mǎn)足社會(huì)相關(guān)方的利益關(guān)系，還得實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值的增長(zhǎng)。企業(yè)價(jià)值最大化是在權(quán)衡債權(quán)人、職工、客戶(hù)、供應(yīng)商等相關(guān)群體利益的約束下，保證所有者預(yù)期的市場(chǎng)獲利最大。后疫情時(shí)代，企業(yè)聯(lián)盟優(yōu)勢(shì)日益顯現(xiàn)：客戶(hù)資源共享，技術(shù)資源互配，供應(yīng)資源互補(bǔ)，資金彼此兌換等，也就是說(shuō)，唯有融合創(chuàng)新才能共贏未來(lái)。NC-Link已對(duì)接設(shè)備類(lèi)型、品牌和方式如圖3所示。圖3

NC-Link已對(duì)接設(shè)備類(lèi)型、品牌和方式3.2需求供給的協(xié)調(diào)發(fā)展經(jīng)濟(jì)運(yùn)行離不開(kāi)市場(chǎng)供需間早期的物物交換及現(xiàn)今的貨幣兌換，而商品基于數(shù)學(xué)模型P＝m/Q的市場(chǎng)價(jià)格是市場(chǎng)供需關(guān)系的直觀表現(xiàn)形式（P為價(jià)格，m為需求，Q為供給）。從圖4的商品供需曲線看出，機(jī)床工具的客戶(hù)需求增加（需求曲線上移或右上移）時(shí)，供給量不變或減少，P就會(huì)上漲；反之，客戶(hù)需求減少（需求曲線下移或左下移）時(shí)，供給量不變或增加，P就會(huì)下跌。所以說(shuō)，機(jī)床工具制造商必須聯(lián)盟，通過(guò)云平臺(tái)的市場(chǎng)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)了解客戶(hù)需求，經(jīng)由企業(yè)資源管理軟件SAP等派發(fā)零部件清單（傳感器、繼電器、電纜和按鈕等）。當(dāng)然，供貨周期長(zhǎng)、需時(shí)效處理的床身、缸體、立柱和床鞍等變化性小的部件，則應(yīng)給予定量?jī)?chǔ)備。圖4

商品供需曲線

3.3工業(yè)智能的綠色環(huán)保在工信部和人社部共同頒布的《國(guó)家職業(yè)技術(shù)技能標(biāo)準(zhǔn)》中，綠色制造是一種綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使機(jī)床工具產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的全生命周期內(nèi)，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。在智能制造共性技術(shù)應(yīng)用方面，機(jī)床工具企業(yè)應(yīng)更多地運(yùn)用CPS（Cyber-PhysicalSystems）、MBD（Modle-baseddesign）、DFX（DesignforX）等虛擬仿真技術(shù)和工業(yè)軟件，進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與優(yōu)化（圖5所示的WDZ350D倒立車(chē)床的主體床身就是一個(gè)很好的應(yīng)用實(shí)例），提高產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)效率，減少試制環(huán)節(jié)的物料浪費(fèi)，符合國(guó)家安全環(huán)保法規(guī)。圖5

WDZ350倒立車(chē)床的主體床身1—連接器2、8—線性導(dǎo)軌3—光柵尺4—左刀塔驅(qū)動(dòng)總成5—抓取器總成6—電纜支架7—右刀塔驅(qū)動(dòng)總成9—激光測(cè)量叉的光柵尺10—床體在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)構(gòu)建方面，機(jī)床工具企業(yè)應(yīng)立足于頂層設(shè)計(jì)，基于NC-Link協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、項(xiàng)目管理和風(fēng)險(xiǎn)管控的架構(gòu)建設(shè)，并設(shè)計(jì)應(yīng)用制造系統(tǒng)安全保障體系，做到環(huán)保數(shù)據(jù)化、質(zhì)量可視化、安全明晰化。3.4智能售服的廣域開(kāi)放在智能制造咨詢(xún)與服務(wù)方面，機(jī)床工具企業(yè)應(yīng)依賴(lài)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，開(kāi)發(fā)親人服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)線的定期監(jiān)控、周期保養(yǎng)預(yù)警、遠(yuǎn)程故障診斷等技術(shù)服務(wù)；憑借手機(jī)、平板等智能通信設(shè)備，開(kāi)發(fā)技術(shù)咨詢(xún)小程序——西門(mén)子微課、自動(dòng)化so酷、西門(mén)子微信交流群、SIEMENS1847會(huì)員及專(zhuān)家大講堂直播，進(jìn)行廣域的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式技術(shù)培訓(xùn)（元器件選型、軟件編程、硬件調(diào)試和故障診斷等）。3.5智能建設(shè)下聯(lián)盟共贏在智能裝備與產(chǎn)線開(kāi)發(fā)、智能生產(chǎn)管控方面，機(jī)床工具企業(yè)采用NC-Link協(xié)議，能夠?qū)?lái)自世界各地不同品牌的CNC機(jī)床、機(jī)器人、AGV/RGV物流設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、RFID和CAPP/MES/DNC軟件融合一體，實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工車(chē)間內(nèi)生產(chǎn)信息、質(zhì)量數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀況的互聯(lián)互通，完成設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和后續(xù)分析等工作任務(wù)?，F(xiàn)今，用戶(hù)對(duì)裝備的需求已不再是單機(jī)單臺(tái)，而是多線整車(chē)間甚至工廠式。成千累萬(wàn)的訂單在既定的1～2年交付用戶(hù)，并且產(chǎn)線完好運(yùn)行，單一供應(yīng)模式絕對(duì)無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)需求。新市場(chǎng)形勢(shì)要求眾多機(jī)床工具企業(yè)不得不進(jìn)行聯(lián)盟設(shè)計(jì)銷(xiāo)售，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享、資金拆借。3.6智能應(yīng)用的安全措施在智能裝備與產(chǎn)線應(yīng)用、運(yùn)維方面，安全措施務(wù)必齊全、有效。譬如，機(jī)器人碰撞操作門(mén)，機(jī)器人壓死操作人員，遠(yuǎn)距離合閘觸電，產(chǎn)線維修中自行起動(dòng)，垂直軸異常脫落，DC24V帶負(fù)荷能力不足（見(jiàn)圖6），動(dòng)力線干擾弱電信號(hào)等。這些在不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)均曾發(fā)生過(guò)，并帶來(lái)血的教訓(xùn)。所以說(shuō)，機(jī)床工具企業(yè)在開(kāi)發(fā)智能制造系統(tǒng)時(shí)，務(wù)必遵照安全標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，配齊安全防護(hù)措施；交付用戶(hù)使用時(shí)，務(wù)必明示危險(xiǎn)區(qū)域，出具雙安檢、雙保險(xiǎn)告知書(shū)等。用戶(hù)在應(yīng)用產(chǎn)線時(shí)，務(wù)必崗前安全培訓(xùn)，明晰產(chǎn)線運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，遵章操作，