貨泉SMART-UaX加工中心改變自動化的傳統(tǒng)思維

■ 貨泉機械供稿

無需CAM技術(shù)人員和熟練的機床操作工，從自動CAD模型分析到CAM自動編程，自動生成最優(yōu)的NC數(shù)據(jù)，SMART-UaX展示頂尖的全部工序智能化。

實現(xiàn)“4次按鈕操作”原理的H-SMART

機器自動輸出最佳的數(shù)控數(shù)據(jù)、機械制品的材料、工具安裝位置，24小時保持無人加工狀態(tài)。自2012年首次出現(xiàn)之時起，SMART-UaX便受到眾人的關(guān)注（見圖1）。因為其展示了使機器自主對石墨電極加工的整體工藝進行控制的獨創(chuàng)性智能技術(shù)。操作起來非常方便。但若想實現(xiàn)這種IT融合，其中隱藏著什么原理呢？

在一個系統(tǒng)中完成機器的各個工藝

普通機床的加工流程由多個階段的工藝構(gòu)成，各個工藝需要分別投入專業(yè)的作業(yè)人員。例如，CAD工程師設(shè)計產(chǎn)品時，需要CAM工程師生成用于加工的數(shù)控數(shù)據(jù)，將生成的數(shù)控數(shù)據(jù)輸入機器的控制器，數(shù)控作業(yè)人員通過檢查和編輯加工程序以及工具和材料設(shè)置作業(yè)，做好準(zhǔn)備使機器進行加工。完成剩余的加工流程并經(jīng)過放電及砂床，相關(guān)領(lǐng)域的作業(yè)人員根據(jù)需要對工藝進行維護管理。SMART-UaX的重點便是將這種冗長復(fù)雜的現(xiàn)有工藝階段合而為一。

SMART-UaX現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅是容易切斷金屬的機器、使用起來更加方便的機器，其目標(biāo)是以機床為中心，將加工階段的所有前后工藝數(shù)據(jù)和信息、技術(shù)集中起來。因此，需要將各工藝的信息和數(shù)據(jù)有機地結(jié)合在一起（見圖2）。

圖 1

圖 2

SMART-UaX專用操作系統(tǒng)H-SMART就像電腦的視窗操作系統(tǒng)、智能手機的安卓操作系統(tǒng)一樣，算是一種主操作系統(tǒng)。雖然H-SMART系統(tǒng)最早由華川創(chuàng)建并在2013年注冊了專利，但直至現(xiàn)在幾乎一直被認(rèn)為是“華川固有的HMI”。SMART-UaX的操作器中，以H-SMART為基礎(chǔ)集成了各種軟件。有CAM軟件和實現(xiàn)CAM作業(yè)自動化的軟件，以及在最佳加工條件下對數(shù)控數(shù)據(jù)進行編輯的數(shù)控數(shù)據(jù)最優(yōu)化軟件。H-SMART系統(tǒng)對該軟件下達(dá)命令，發(fā)揮掌握各個工藝的中樞作用。因此任何人都能夠輕松控制從CAM作業(yè)到完成加工的所有流程，并使工藝有機地連在一起。即以IT為基礎(chǔ)，將設(shè)備和軟件合而為一。

使用SMART UaX時，以30個材料為標(biāo)準(zhǔn)，在普通加工機床中需要6h的準(zhǔn)備時間，但在SMART UaX中20min后即可開始加工，在設(shè)備啟動效率方面優(yōu)勢明顯。

流程整合的原理

雖然猛地看上去“利用IT整合PC和控制器”很容易，但其中卻隱藏著相當(dāng)復(fù)雜的過程。這里需要實現(xiàn)與CAM自動化、CAM、刀具路徑最優(yōu)化軟件之間的功能和接口、驅(qū)動方法的順暢聯(lián)系。

若在H-S M A RT中選擇模型，則會自動對分布位置和順序進行分析并決定應(yīng)該將各模型分布在何處。在決定位置的同時，CAM自動化軟件和CAM軟件依次對選擇的模型進行計算并生成數(shù)控數(shù)據(jù)。若將作業(yè)結(jié)果告知H-SMART，H-SMART會以所安裝工具的DB為標(biāo)準(zhǔn)呼叫數(shù)控數(shù)據(jù)庫最優(yōu)化軟件，使數(shù)控數(shù)據(jù)實現(xiàn)最優(yōu)化。這樣最終加工程序完成后，H-SMART便開始加工，按照前面所說的工藝自主對所有模型進行計算和加工直至結(jié)束。

為了將這樣的多道工藝順暢有機地結(jié)合起來，在H-SMART和各軟件之間采用了內(nèi)存共享的方式。如若各軟件在共同的領(lǐng)域更新信息，那么H-SMART將根據(jù)更新的信息掌握工藝、控制各軟件、傳輸數(shù)據(jù)。

但并非單純共享信息就可以了，還需要對各工藝進行正確的分析和判斷（見圖3），比如前面工藝中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是否有效、如若存在問題是否能夠解決、在后續(xù)工藝中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是否符合規(guī)則等。這是以對加工工藝的充分了解和整合工藝的設(shè)計為基礎(chǔ)的。

追求非交互式CAM的全自動工藝

圖 3

在最近的大部分機床控制系統(tǒng)中，人機接口并沒有變得更加簡單方便或者從利用一個設(shè)備將現(xiàn)有的電腦和控制器集合起來的概念中擺脫出來。

但是S M A RT-U a X旨在從CAM數(shù)據(jù)的變換作業(yè)到最優(yōu)化、設(shè)置、加工這一整體工藝中，實現(xiàn)全自動化編輯和加工。即使產(chǎn)生問題也能掌握產(chǎn)生問題的原因，不僅可重啟機器進行加工，同時還能在各個加工階段自動檢查工具狀態(tài)并進行矯正。

如果說之前SMART-UaX涉及的領(lǐng)域只是石墨電極加工，那么現(xiàn)在SMART-UaX正在準(zhǔn)備范圍更廣、形態(tài)更復(fù)雜的金屬加工用SMART機器。

即使機器制造得再好，如果使用的人不好好利用，那么也很難擺脫普通機床、控制器的局限。智能技術(shù)的根基是將人的創(chuàng)意和IT技術(shù)融合起來，使機器最大限度地自主發(fā)揮其原本的性能。就像追求“終極自動化（Ultimate Automation）”的字面意義一樣，我們可以通過SMART-UaX展望機床的未來。