1.Tích hợp công nghệ: AI mang lại cho CNC khả năng tự đưa ra quyết định và tối ưu hóa hiệu suất của nó trong thời gian thực.
Gia công CNC truyền thống sử dụng các chương trình cài sẵn để hoàn thành công việc. Mặt khác, các hệ thống CNC thông minh sử dụng thuật toán trí tuệ nhân tạo để cung cấp cho máy khả năng "tối ưu hóa quyết định nhận thức", giúp tăng đáng kể tốc độ và độ chính xác của quá trình phay.
Tối ưu hóa thông minh các tham số của quy trình
Bằng cách sử dụng các mô hình học máy, hệ thống CNC có thể xem xét dữ liệu gia công trong quá khứ và tự động đề xuất các cài đặt cắt tốt nhất, như tốc độ tiến dao, tốc độ trục chính và tốc độ cắt. Chẳng hạn, Siemens đã sử dụng AI để cải thiện các thông số phay, giúp cắt giảm hơn 20% thời gian gia công. Hệ thống AI{3}}CNC do MIT sản xuất có thể phát hiện những thay đổi về độ cứng vật liệu trong thời gian thực, điều chỉnh tốc độ cấp liệu nhanh chóng và ngăn ngừa gãy dụng cụ hoặc biến dạng phôi.
Điều chỉnh-thời gian thực và điều khiển thích ứng
Các thuật toán AI có thể theo dõi trạng thái gia công trong thời gian thực và thay đổi đường dẫn dao cũng như các thông số một cách nhanh chóng bằng cách thu thập dữ liệu từ các cảm biến như độ rung, nhiệt độ và phát ra tiếng ồn. Ví dụ: hệ thống Field của FANUC sử dụng cảm biến rung và thuật toán AI để giảm 60% thời gian ngừng hoạt động của thiết bị khi thiết bị bị hỏng. Phần mềm DELMIA Machining của Dassault Systemes sử dụng đề xuất đường chạy dao thông minh để tự động xác định các đặc điểm hình học của các bộ phận, đề xuất chiến lược gia công tốt nhất cho các lập trình viên và giảm 30% thời gian chuẩn bị.
Cảnh báo lỗi và bảo trì dự đoán
Hệ thống CNC có thể sử dụng các mô hình phân tích chuỗi thời gian và phát hiện bất thường cùng nhau để dự đoán các bộ phận quan trọng như vòng bi trục chính và vít me sẽ bị mòn nhanh như thế nào và đưa ra thông báo sớm về bất kỳ vấn đề nào trước vài giờ. AI đã giúp một công ty tiện ích trên toàn thế giới thực hiện bảo trì dự đoán, giúp tăng 20% thời gian hoạt động của thiết bị và cắt giảm 15% chi phí bảo trì.
2. Quy trình sản xuất: bản sao kỹ thuật số và điện toán biên, giúp nhà máy trở nên cởi mở hơn.
Công nghệ song sinh kỹ thuật số và điện toán biên giúp khả năng gia công CNC thông minh bằng cách cho phép mô phỏng ảo và tối ưu hóa-thời gian thực của quy trình sản xuất. Điều này giúp quá trình sản xuất ô tô tiến tới “nhà máy đèn đen”.
Chương trình gia công và kiểm tra ảo
Trước khi cắt, hệ thống CNC có thể sử dụng mô hình song sinh kỹ thuật số để bắt chước quy trình cắt, kiểm tra xem đường dẫn dao có hợp lý hay không và giảm thiểu các vấn đề như va chạm dao và cắt quá mức. Ví dụ: UG và Mastercam là những ví dụ về phần mềm CAM có thể giảm hơn một nửa lỗi lập trình và tăng tốc chu trình sản xuất thử nghiệm bằng cách sử dụng các mô-đun mô phỏng.
Ra quyết định có độ trễ thấp và tính toán biên
Đặt các mô hình AI nhẹ vào thiết bị CNC để đưa ra quyết định và phân tích dữ liệu cục bộ. Ví dụ: trung tâm gia công đồng thời năm{1}}trục có thể sử dụng điện toán ranh giới để thực hiện các hiệu chỉnh theo thời gian thực- đối với các đường dẫn bề mặt phức tạp trong 0,1 giây. Điều này đảm bảo rằng độ chính xác gia công vẫn ổn định ở mức micron.
Cộng tác trên nền tảng đám mây và tối ưu hóa trên toàn thế giới
Các thuật toán AI được sử dụng để sắp xếp các nguồn lực và lịch trình trên toàn thế giới. Dữ liệu từ một số máy CNC được gửi lên đám mây. Ví dụ: một dây chuyền sản xuất CNC thông minh đã được một công ty phụ tùng ô tô thiết lập để gửi dữ liệu đơn hàng đến máy công cụ trong thời gian thực. Hệ thống tự động lên kế hoạch xử lý nguyên liệu tốt nhất và kết nối với xe AGV để hoàn tất việc phân phối. Điều này giúp giảm 40% thời gian giao hàng cho các đơn đặt hàng đa dạng-và tăng mức sử dụng thiết bị lên 85%.
3. Kiểm soát chất lượng: phát hiện thông minh và kiểm soát-vòng kín để đảm bảo không có lỗi nào xảy ra.
Bằng cách kết hợp thiết bị phát hiện-có độ chính xác cao và hệ thống điều khiển vòng-đóng, gia công CNC thông minh thay đổi "kiểm tra sau" thành "điều khiển trong-quy trình". Điều này cải thiện đáng kể tính nhất quán của chất lượng sản phẩm.
Kiểm tra chất lượng trực tuyến và sửa lỗi
Hệ thống CNC có thể kiểm tra kích thước và chất lượng sản phẩm theo thời gian thực trong quá trình gia công bằng cách sử dụng hệ thống đo laser, máy đo tọa độ (CMM) và thiết bị kiểm tra quang học. Chẳng hạn, một công ty đã cắt giảm 70% thời gian kiểm tra vỏ hộp số và số lượng lỗi từ 8% xuống dưới 1% bằng cách thêm các mô-đun kiểm tra trực tuyến vào máy công cụ CNC.
Sửa lỗi và điều khiển-vòng lặp đóng
Hệ thống CNC có thể so sánh chuyển vị thực tế với các thông số lý thuyết trong thời gian thực bằng cách sử dụng các thiết bị phản hồi như thước đo và bộ mã hóa. Chúng cũng có thể tự động điều chỉnh tín hiệu điều khiển động cơ servo và loại bỏ các nguyên nhân gây nhiễu như biến dạng nhiệt và rung. Ví dụ: các máy công cụ CNC được tích hợp-trục điện tốc độ-cao, vòng bi áp suất tĩnh không khí và công nghệ xác minh cân bằng động có thể giữ cho độ đảo hướng tâm của trục xoay trong khoảng 0,5 μm, nghĩa là độ nhám bề mặt Ra của bề mặt gia công nhỏ hơn hoặc bằng 0,4 μm.
4. Sản xuất linh hoạt: thay đổi nhanh chóng và tùy chỉnh số lượng lớn để phù hợp với nhu cầu cá nhân
Thị trường ô tô đang hướng tới việc sản xuất nhiều loại ô tô khác nhau với số lượng nhỏ. Gia công CNC thông minh tìm ra điểm trung gian giữa "sản xuất linh hoạt" và "tùy chỉnh hàng loạt" bằng cách sử dụng thiết kế mô-đun và công nghệ chuyển đổi nhanh chóng.
Chuyển đổi và quản lý thư viện chỉ bằng một cú nhấp chuột
Bằng cách tạo thư viện chương trình CNC được tiêu chuẩn hóa, doanh nghiệp có thể nhanh chóng tìm thấy các cài đặt gia công cho các hạng mục khác nhau và thực hiện các thay đổi ở cấp độ thứ hai. Ví dụ: trong khi chế tạo các bộ phận cho các mẫu xe Porsche cũ, các chương trình CNC cho 52000 bộ phận khác nhau được lưu giữ trong thư viện kỹ thuật số. trong khi các bộ phận hết hàng, chúng có thể được sản xuất theo yêu cầu mà không cần phải xây dựng lại dây chuyền sản xuất và thời gian chuyển từ bộ phận này sang bộ phận khác được giảm từ vài ngày xuống còn vài giờ.
Kết hợp và xử lý các quy trình khác nhau
Liên kết năm{0} trục, phay hỗn hợp tiện và các công nghệ CNC khác có thể thực hiện nhiều tác vụ gia công trong một lần kẹp, giúp giảm thiểu sai sót trong khi xử lý và định vị phôi gia công. Ví dụ: một công ty đã giảm 85% thời gian cần thiết cho trục khuỷu của động cơ máy bằng cách sử dụng trung tâm gia công năm-trục và duy trì dung sai hình dạng và vị trí ở mức ± 0,005mm.
Sự hợp tác giữa con người và máy móc và trao cho con người nhiều kỹ năng hơn
Xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP) và thực tế tăng cường (AR) giúp mọi người sử dụng máy CNC dễ dàng hơn. Ví dụ: công nhân có thể thay đổi cài đặt chương trình bằng cách nói chuyện với máy hoặc nhận trợ giúp gia công-theo thời gian thực thông qua kính AR. Điều này giúp người mới bắt đầu học cách gia công các bộ phận phức tạp một cách nhanh chóng dễ dàng hơn.
