外文翻譯--越智能制造新一代柔性智能數(shù)控機(jī) 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(jī)超越智能制造：新一代柔性智能數(shù)控機(jī)1S.Mekid2P.Pruschek3J.Hernandez1英國，曼徹斯特大學(xué)，航天和民用工程機(jī)械學(xué)院，曼徹斯特m601qd2德國，斯圖加特大學(xué)，控制工程研究所機(jī)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(duì)于下一代機(jī)械加工中心的智能重構(gòu)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(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)技術(shù)的目標(biāo)是達(dá)到高質(zhì)量、高性能的生產(chǎn)。可持續(xù)發(fā)展需要一個(gè)不僅包括柔性的智能制造還有產(chǎn)品和服務(wù)活動(dòng)的整體的辦法?？赡軝C(jī)器架構(gòu)等特點(diǎn)的新航線的理念的混合過程，過程檢驗(yàn)與修復(fù)會(huì)很有特點(diǎn)和下一代智能機(jī)床中心相關(guān)的各種方面的挑戰(zhàn)。2008愛思唯爾公司保留所有權(quán)利1引言復(fù)雜零件在批量生產(chǎn)中的零缺陷加工是一種高性能的表現(xiàn)，它成為對(duì)新一代智能機(jī)床的所必需的新挑戰(zhàn)。提高機(jī)器，產(chǎn)品的精密度和準(zhǔn)確度為一個(gè)應(yīng)用范圍廣泛的從超精密到批量生產(chǎn)的的過程提供了更高的品質(zhì)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(yán)苛的條件下達(dá)到納米精度。機(jī)床工業(yè)是用來完成一系列要求的：例如電子商務(wù)，即時(shí)制造和最重要的零缺陷部件。這是通過集成新材料，設(shè)計(jì)理念，及控制機(jī)制來保障機(jī)床運(yùn)行在高速精度低于5lm。然而對(duì)于靈活的和自主優(yōu)化的及其的人類制造經(jīng)驗(yàn)一體化的整合卻廣泛缺失。這可以通過加強(qiáng)現(xiàn)有的計(jì)算技術(shù)和整合現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，自動(dòng)化，機(jī)械加工、服務(wù)等人類知識(shí)為電子制造服務(wù)而實(shí)現(xiàn)。新一代智能機(jī)床將是一種可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人類與機(jī)器智能，制造知識(shí)和先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)的動(dòng)態(tài)融合的一種新型智能重構(gòu)制造系統(tǒng)。這可能會(huì)導(dǎo)致低成本自主優(yōu)化的一體機(jī)的出現(xiàn)。它將包括使用常規(guī)和先進(jìn)的制造工藝來生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無差錯(cuò)的工件的高容錯(cuò)預(yù)測(cè)維修設(shè)施。加工過程監(jiān)測(cè)與控制是一個(gè)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(jī)。過程測(cè)量和信息的處理提供的專用傳感器安裝在機(jī)器上，來保證在自主決策的基礎(chǔ)上在線正確地判斷機(jī)器，零件，工具和加工工藝條件，從而增加機(jī)器的可靠性實(shí)現(xiàn)零缺陷，帶來更高的生產(chǎn)率和效率。事實(shí)上，主要的傳感與處理技術(shù)中的在文字上側(cè)重于狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)（所謂TCM磨損和破損檢測(cè)），狀態(tài)監(jiān)測(cè)（顫振發(fā)生過程和碰撞檢測(cè)）和機(jī)組成情況監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)維修（旋轉(zhuǎn)組件和部分受摩擦導(dǎo)軌）等。由于切削區(qū)的惡劣的環(huán)境，直接和在線測(cè)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(cè)一直側(cè)重于間接測(cè)量技術(shù)（工藝狀態(tài)），在切割過程中（即切削力和切削，振動(dòng)，聲發(fā)射，溫度等等）進(jìn)行特征測(cè)定，間接推斷出部件和工具的條件。開放結(jié)構(gòu)控制器中的數(shù)控內(nèi)伺服信號(hào)提供的靈敏度正在進(jìn)行研究，因?yàn)樗鼈兪拱l(fā)展監(jiān)測(cè)和控制策略不需要在機(jī)器上安裝額外的傳感器。在相同的方式，以在線監(jiān)測(cè)提供的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，隨著集成過程控制策略應(yīng)用于機(jī)床控制結(jié)構(gòu)，數(shù)控機(jī)床將可以進(jìn)行自主優(yōu)化。加工過程的控制策略分為兩大類，即自適應(yīng)控制約束（ACC）和自適應(yīng)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(fù)性為目的，通過調(diào)節(jié)參數(shù)（即切削進(jìn)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(shè)置（即飼料，切削深度等），與安裝時(shí)間最小化的目標(biāo)，流程知識(shí)管理和流程優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)時(shí)間的靈活性。以監(jiān)測(cè)的工藝性能和使用過程中的后處理測(cè)量所產(chǎn)生的部分質(zhì)量為知識(shí)基礎(chǔ)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(shè)置為新的零件的質(zhì)量和過程的要求。因此，如果在機(jī)床控制架構(gòu)中是要開發(fā)一個(gè)靈活的智能數(shù)控機(jī)床，以工藝知識(shí)為基礎(chǔ)的模型是最重要的一個(gè)部分。除了根據(jù)工藝條件適應(yīng)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?；ㄙM(fèi)50以上的整體工作時(shí)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(shí)間和進(jìn)給軸的穩(wěn)定時(shí)間只（如增益的位置控制回路增益和速度控制回路的復(fù)位時(shí)間）。隨著越來越多的計(jì)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(dòng)的加速度和加加速度的限制設(shè)置。如果受控軸的特性是已知的由裝置的振動(dòng)行為，足夠代編程軌跡可以得到進(jìn)一步優(yōu)化。輸入整形的方法可以被用來設(shè)計(jì)軌跡不激發(fā)一個(gè)給定的系統(tǒng)的諧振頻率。因此，建立時(shí)間和定位時(shí)間，可以進(jìn)一步減少。通過自我學(xué)習(xí)，特別是關(guān)于參數(shù)的優(yōu)化，所謂的機(jī)器學(xué)習(xí)方法的興趣將推出過程監(jiān)測(cè)和控制策略對(duì)智能為主要研究趨勢(shì)制造系統(tǒng)。2新一代數(shù)控機(jī)的特性預(yù)測(cè)新一代機(jī)器中心的特性預(yù)測(cè)如下：（一）整合：一體機(jī)工具能夠執(zhí)行一個(gè)平臺(tái)上的傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)進(jìn)程。（二）雙向數(shù)據(jù)流：一個(gè)雙向的過程鏈統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義CAD，CAM，CNC和驅(qū)動(dòng)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(qiáng)大而可靠的實(shí)時(shí)戰(zhàn)略過程中的工具，部分和過程狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制。（四）預(yù)測(cè)性維護(hù)：機(jī)器部件的負(fù)載情況依賴狀態(tài)監(jiān)測(cè)規(guī)范自力更生機(jī)操作的基礎(chǔ)。這之后，將制定一個(gè)自我組織的預(yù)測(cè)性維護(hù)日程安排，自我和遠(yuǎn)程診斷功能的基礎(chǔ)上，涵蓋了短期和長(zhǎng)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(chǎn)開發(fā)的基礎(chǔ)上，過程監(jiān)控，特性和工藝知識(shí)的管理。為了便于這樣的特性，實(shí)施以下項(xiàng)目是必要的：（a）要制定一個(gè)致力于電子制造的綜合智能機(jī)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(jī)器準(zhǔn)備未來工具機(jī)的新平臺(tái)。（c）調(diào)查總誤差補(bǔ)償?shù)膶?shí)施和在原位檢測(cè)設(shè)備。（d）為開發(fā)和生產(chǎn)新的方法和概念，自主制造，自我監(jiān)督和自診斷/調(diào)整/治療。（e）為開發(fā)和集成的實(shí)時(shí)過程控制器開放式數(shù)控系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)，以機(jī)從一個(gè)軸控制系統(tǒng)，是根據(jù)對(duì)上線的加工過程控制自力更生系統(tǒng)信息提供強(qiáng)大的和可靠的傳感技術(shù)，工具，零件和加工工藝條件監(jiān)控。（f）制定和采用的可擴(kuò)展性和知識(shí)為基礎(chǔ)的CAM系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠識(shí)別復(fù)雜的功能，進(jìn)行自學(xué)習(xí)過程中的監(jiān)測(cè)提供的數(shù)據(jù)機(jī)控制回路的基礎(chǔ)上，自主部分品質(zhì)，機(jī)器生產(chǎn)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(jì)算機(jī)之間的知識(shí)得到發(fā)展。機(jī)床制造商為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，需要一個(gè)跨學(xué)科的方法，其中包括控制制造商，研究機(jī)構(gòu)和潛在的最終用戶。這樣的發(fā)展將實(shí)現(xiàn)數(shù)在未來的突破，例如（一）無延遲暨零停機(jī)時(shí)間的生產(chǎn)：我們所提出的制