这是一个开环系统,无论中间发生什么意外,机床都不会知道,也无法做出调整。”
刘涛和李响没有反驳,因为王雷说的就是事实。
“所以,我们要做的,不是让我们的预测更准。”
王雷用笔在两个方框之间,画了一个反向的箭头,形成了一个闭环。
“而是要放弃预测,拥抱变化,我们要让机床拥有感知能力和判断能力。”
他指着那个反向的箭头。
“我们需要一套实时的传感系统。
在刀架上,安装一个高精度的激光测量头,在每一刀切削完成的瞬间,就立刻扫描刚刚加工过的表面,得到最真实的轮廓数据。
在机床主轴上,安装一个高频力矩传感器,实时监测切削阻力。
切削阻力的大小,直接反映了刀具的磨损程度和材料的局部硬度。
还需要一个显微摄像头,对准刀尖。
在两次切削的间隙,自动拍摄刀尖的高清图像,通过图像识别算法,判断刀具是否出现了崩刃或者异常磨损。”
王雷的语速越来越快,他的思路也越来越清晰。
“所有这些传感器采集到的数据,会以每秒上千次的频率,实时传回我们的控制系统。”
他在代表CAM软件的那个方框上,画了一个圈。
“而我们要开发的,不是一个简单的CAM软件。
而是一个全新的系统,自适应加工控制系统。”
“这个系统,不再提前规划好一百多个小时的全部路径。
它只规划下一分钟,甚至下一秒的路径。
系统会根据激光测量头反馈的实际轮廓数据,与周总工设计的理论模型进行比对。
如果发现当前位置的切削深度比预设值少了0.01毫米,它会在下一刀自动补偿回来。
如果力矩传感器发现切削阻力突然增大,说明遇到了硬点,系统会立刻降低进给速度,避免刀具损坏。
假如刀尖崩了,系统会立刻暂停加工,并发出警报,提示更换刀具。
我们不再需要去预测刀具的磨损。
因为系统里的刀具模型,是根据力矩传感器的数据,实时更新。
上一秒,刀具的磨损补偿值是0.05毫米,下一秒,它可能就变成了0.051毫米。
这个补偿,是动态的,是真实的。”
王雷说完,放下了笔。
刘涛和李响完全被这套闻所未闻的理论给震住了。
这已经超出了他们对机械加工,甚至对软件工程的所有认知。
王雷描述的,不止是一个软件,而是一种更加前卫的思想。
“王雷……你说的这些,理论上是完美的。
但是,现实吗?
你说的那些传感器,激光测量头、高频力矩传感器,我们去哪里找?
还有,这么庞大的实时数据流,加上你那个复杂的自适应算法,需要多大的算力?
我们的SGI工作站集群,能撑得住吗?”
所有人的目光,都转向了韩栋。
从王雷开始阐述他的想法时,韩栋就一直没有说话,只是安静地听着。
此刻,他从沙发上站了起来,走到了白板前。
“传感器的问题,我来解决。
启航正在研发的蓝宝石光纤传感器,本身就可以用于高精度的位移和应力测量。
把它和激光器集成,就是你们需要的激光测量头。
至于力矩传感器和图像识别,都不是无法逾越的技术。
只要有需求,启航的实验室就能把它做出来。”
韩栋转头看向王雷,眼神里带着欣赏。
“至于算力,刘涛的担心是对的。
如果用常规的算法,即便把所有的SGI工作站都并联起来,也无法满足实时性的要求。
所以,你的算法,必须是高效的。”
韩栋拿起另一支红色的笔,在王雷画的那个闭环系统上,又加了几个模块。
“你的系统,不能只依靠实时反馈,那只是纠错。
真正高效的系统,还需要预测能力。
但不是李响他们之前那种基于理论的宏观预测,而是基于数据的微观预测。
我会让陆先进总工的材料研究所,把DZ-03G合金的所有性能数据都提供给你。
包括不同温度下的硬度、韧性、热膨胀系数。
我也会让杨东伟总工的团队,用不同型号的刀具,对废料进行大量的破坏性切削实验,建立一个包含切削速度、进给量、切削深度与刀具磨损、切削力之间关系的庞大数据库。
这些,都是你的算法的养料。
你要做的,是让你的系统,去学习这些数据。
要用数学工具,在这些看似杂乱无章的数据中,找到规律,建立模型。
比如,系统学习后会知道,当切削力在某个区间连续波动时,往往预示着刀尖即将发生疲劳断裂。
这样它就可以提前零点几秒发出预警,而不是等到摄像头真的拍到崩刃才去反应。”
韩栋的话,为王雷那套颠覆性的理论,补上了最关键的一块拼图。
如果说王雷提出的,是一个拥有了感官和神经反射的躯体。
那么韩栋赋予它的,就是一个可以学习、可以思考、可以举一反三的大脑。
刘涛和李响已经被震撼的彻底说不出话了。
他们感觉自己多年来建立的计算机科学知识体系,在今天下午,被这两个人彻底重塑。
也许从一开始,韩栋要的根本不是一个CAM软件。
而是借着关山风神这个项目,创造出一套全新的,属于华夏自己的精密制造体系!
“我明白了!”
王雷的呼吸有些急促。
“韩总,您说的这种基于数据学习的预测模型,在计算机领域,有一些前沿的理论,还有更激进的,叫做神经网络。
它们试图模仿人脑的思考方式。
只是……现在还都停留在论文阶段。”
“那就让它在启航,变成现实。”