【微言教育】给国产数控系统装上智能“芯”!背后是这个华科大团队

作者:教育部新闻办【微言教育】编辑:欧阳俊怡发布:2024-06-21点击量:

“冲破封锁线,我们不服这口气。我们要用中国‘大脑’,装备中国制造,矢志不渝、不懈奋斗,为数控系统装上中国‘芯’,走出一条中国机床智能化跨越式发展新路。”

今天的科技创新 教育力量·高校科技创新成果巡礼专栏,让我们一起走进华中科技大学国家智能设计与数控技术创新中心和武汉华中数控股份有限公司团队成员们的科研故事——

“请帮我编写一个车削直径40mm,长度30mm,螺距1.5mm的外螺纹加工程序,使用一号刀进行加工,使用切削循环模式,主轴正转转速为410。”“代码生成,请确认。”“代码正在一键传送。”“加工程序解决方案下发至机床操作成功,请知悉!”

华中9型智能数控系统AI数控助手辅助用户编制G代码程序


4月举行的中国数控机床展览会上,数控工程师与华中9型智能数控系统AI数控助手的对话火热“出圈”。这款自主研发的华中9型数控系统是世界上首个搭载AI芯片的智能数控系统,实现了中国数控系统技术从“跟跑”到“领跑”的“换道超车”。

百日攻关打造智能“芯”

数控机床被誉为现代工业的“神奇魔棒”和“手术刀”,从智能手机到飞机,都离不开高精度的数控机床。数控系统则是数控机床的“大脑”。长久以来,先进的数控技术一直掌握在外国企业手中。用中国“大脑 ”装备中国制造,成为一代又一代科研人员的追求和目标。

成果,是突破封锁刻苦攻关取得的。

2018年,国家智能设计与数控技术创新中心(以下简称国智中心)联合武汉华中数控股份有限公司(以下简称华中数控)攻坚克难,奋勇突破技术难关。国家智能设计与数控技术创新中心副主任、武汉华中数控股份有限公司董事长陈吉红说:“冲破封锁线,我们不服这口气。”团队百人历经十余轮百日攻关,率先在数字化、网络化、智能化数控系统三方面开展了探索和实践,形成了完整的思想体系和技术创新,自主研发了华中9型新一代智能数控系统,这也是世界首台具备自主学习、自主优化补偿能力的iNC智能数控系统。该系统通过综合应用空间误差补偿、智能温度管控、智优曲面等智能化技术,使得新能源汽车涡旋压缩机零件加工精度比国外系统提升了10%到20%,达到世界先进水平。“性能上的核心技术指标,硬给攻克下来了。”

在应用验证的过程中,团队同样遇到了不少困难与挑战。同样出身华科的华工科技发展新能源汽车业务需要使用三维五轴激光切割机床,但该机床一直配套的是某国际知名品牌的数控系统,不仅价格高昂,而且供货期超12个月。为了找到国产化替代方案,华工科技与华中数控成立联合小组,开启了深度融合、联合攻关、协作创新、对标追赶之路,应用华中9型智能数控系统平台,开发华工激光定制三维五轴激光数控系统。在最初的测试验证中,华中数控的数控系统仅达到国外65%水平,后来通过双方三个月的联合攻关,不仅达到国外同等水平,在某些功能上还超过了国外水平,交货周期也仅只用2个月,目前已经应用超200台套。

华中9型智能数控系统具备自主感知、自主学习、自主决策、自主执行四类功能


AI练就“最强大脑”

华中9型智能数控系统的“大脑”里面装着大量“数控工程师”的经验,让它具备自觉感知、自主学习、自主决策、自主执行的能力。

数据显示,“最强大脑”可以让故障诊断系统通过半年的训练,处理能力达到入职三年的工程师的水平。这是怎么做到的呢?原来,团队在多年的数控应用场景中累积了丰富的数据、专家知识及外部特色资源,融合本地大模型及知识图谱技术,共同构建出华中9型生成式故障诊断智能决策支持系统——能够理解并处理复杂的故障描述,从而生成具有操作性的解决策略,系统背后的智能算法也会不断从用户反馈及新的故障案例中学习,以不断提高诊断的准确率和效率及处理未知故障的能力。同时,华中9型智能工艺优化技术具有数控加工程序验证、机床运动仿真、加工过程实体仿真等功能,可以实现对三轴及多轴机床的数控加工过程的仿真和验证,并可以在实际加工前对加工过程的切削负载进行预测,实现数控加工程序的优化,有效缩短用户加工准备时间,提高加工效率。

数控云管家-AI数控助手辅助用户处理数控机床故障


“开放胸襟”建设智能生态圈

拥有“最强大脑”的华中9型智能数控系统还有着“开放胸襟”,能提供开放平台,定制个性化专属APP,以远程实现对机床的监控管理。

汇聚共享、统一赋码,实现“一数一源、一源多用”。团队建立了平台和数据资源共享机制,为高校、科研院所、软件集成企业、机床企业、终端用户提供深度开放的智能数控系统平台,形成数控机床综合补偿系统、刀具切削状态监控等一系列自主开发的APP,共同打造数控行业智能应用生态圈,推动新一代人工智能技术赋能数控技术创新发展。目前,华中数控以华中9型智能数控系统为平台,与江西佳时特精密机械有限公司、宝鸡机床集团有限公司等多家机床企业一起,“深度融合、联合攻关、协同创新”,研制不同领域、多种类型的智能机床,推动机床的智能化转型升级,助力机床行业 “由丝入微,提质增效”。

基于华中9型智能数控系统开放平台开发的三维五轴激光切割数控系统和机床


校企双向奔赴,科技、产业、人才链条交汇愈发紧密。5月,国智中心和华中数控举办的数控机床智能化技术研发高校合作伙伴会议在武汉召开,来自清华大学、西安交通大学、国防科技大学、北京航空航天大学等40余所国内顶尖高校的专家学者以及企业代表展开深入交流和探讨,推动企业与高校研究机构“深度融合、联合攻关、协同创新”的新型机制,构建高端数控系统技术创新的产学研用新生态。

数控机床智能化技术研发高校合作伙伴会议专家研讨


当前,数字化转型、智能化升级春潮涌动,机床产业迎来新的变革。陈吉红表示,“更精、更快、更智能”是中国制造的发展趋势,更是国智中心与华中数控多年坚守的初心。我们要用中国“大脑”,装备中国制造,矢志不渝、不懈奋斗,为数控系统装上中国“芯”,走出一条中国机床智能化跨越式发展新路。


原文链接:【微言教育】https://mp.weixin.qq.com/s/_tnE94Xe2rDhwsjhkt7KEw


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