論機械制造的智能化技術發展趨勢

摘 要：隨著現代科學技術的快速發展，機械制造業面臨著不同方面的發展要求，尤其是計算機的發展應用在很大程度上改變了原有的機械制造的生產模式，機械制造技術從單一的生產模式開始與計算機技術，信息技術相結合。文章就針對其機械制造的智能化技術進行簡要分析。

關鍵詞：機械制造；智能化技術；發展趨勢

1 機械制造技術的發展

機械制造業作為一個傳統的領域已經發展了很多年，積累了許多理論和實踐經驗，但隨著當今社會的發展，人們的生活水平不斷提高，各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經深入到各行各業并已成為基礎工業的機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。先進制造技術這個概念的提出為機械制造業的發展指明了方向。

因社會的發展變革，數控技術在一定程度上也發生了根本性的改變，由原來的封閉式開環控制模式轉變為通用型開放式動態環控模式。數控技術在集成化的基礎上，實現了超小超薄化；其在智能化的基礎上，綜合了多種多媒體，神經網絡等多學科技術，以高效，便捷，精準的控制方式進行加工處理，能夠自動的修正和調節各項參考數據，實現了在線診斷故障和智能化處理的工作原理；數控技術在網絡化的基礎上，與CAD/CAM集為一體，更加快捷的實現了中央控制的集中群控加工。

2 智能化技術發展趨勢

2.1 性能發展方向

2.1.1 速度，精度，效率的高標準化。機械制造技術最重要的性能指標則是速度，精度，效率的高效結合與統一，它采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字服務系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

2.1.2 柔性化。a.群拉系統的柔性：在很大程度上滿足了生產流程的不同需求，可以任意自動的調整物料與信息之間的數據，最大限度的發揮群控的系統效用。b.數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大?？刹眉粜詮姡阌跐M足不同用戶的需求。

2.1.3 工藝復合性和多軸化。工藝復合化通常是指將一臺機床一次裝夾后，運用多種技術措施如自動換刀，旋轉刀頭，轉臺等，將不同工序，復雜的數控機床進行復合加工。它的主要發展方向已經由原來的減少工序，輔助時間改變為多功能，多軸，多系統控制的方向發展。這種發展方向必然適應時代發展的需要，以便更好的為數控機床服務。

2.1.4 實時智能化。隨著科學技術的不斷進步與發展，人們對于計算機的使用已經相當普遍，并且應用于各個領域之中，由此出現了實時智能控制系統，它是將實時系統與智能化相結合在一起，用計算機模型模擬出類似人類的各種智能行為來完成規定時間內所要完成的任務，這樣就可以大大的減少人力在機械上浪費的時間，更加能夠提升運作效率。并且這種智能化研究的主要目的就是進行調度，保證其在理想狀態下，更方便快捷的完成工作任務。

2.2 功能發展方向

2.2.1 用戶界面圖形化。隨著虛擬技術，因特網，科學技術的可視化以及各種多媒體的廣泛發展，人們對于計算機界面的使用提出了更高的要求。界面對于數控機床而言，它是溝通使用者的一個重要窗口和紐帶。由于用戶群體不同，他們對于界面的標準也是有所不同的，這就給計算機軟件開發研制帶來了一定的挑戰。更多的用戶希望能夠通過界面來編制程序，做一些動態的立體三維圖來更好的展示數控系統的獨特性，通過這些圖形模擬，動態跟蹤和模仿，可以從不用角度進行分析和研究，實現了視圖和局部的顯示比例功能有效發揮。

2.2.2 科學計算可視化。對于數控而言，可視化尤其的重要。它對于提高產品質量，工作效率，縮短設計產品的周期，減少成本等方面都發揮著不可替代的作用。就當今社會而言，要想更好的將計算機網絡應用于各個領域中，就必須走多元化的發展道路，這樣才能適應時代發展的脈搏，推動其各行業的快速發展。就數控機床而言，我們要做的就是將可視化技術與虛擬技術相結合在一起，進一步拓寬其研究領域，采取的方式就是可以利用CAD/CAM等技術，自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

2.2.3 內裝高性能PLC。計算機的廣泛應用，帶動了很多高性能技術的發展，數控機床在編控的過程中就將一種高性能的控制模板PLC應用于界面之中，這種控制模板可以有效的提高語言編程，使其更加直觀的進行調試和在線解決一些所存在的問題，用戶可以很快的查找出問題，并可以在PLC中直接的進行修改編輯，通過這種方式可以有效的建立自己的應用程序，提高運行。

2.2.4 多媒體技術應用。網絡化的快速發展，使得多媒體技術得到了更廣泛的應用，由于其計算機具有獨特的綜合處理能力，可以將聲音，文字，圖片有效的整合在一起，因此可以更加直觀的診斷出生產設備及在運作中出現的一些問題。利用這種多媒體技術有效的監控測試，可以大大降低錯誤的出現頻率，具有很強的使用價值。

2.3 體系結構的發展

2.3.1 集成化。采用高度集成化CPU，RISC芯片和大規?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度，應用LED平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點。可實現超大尺寸顯示。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，掘高系統的可靠性。

2.3.2 模塊化。硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化，根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服，PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。

2.3.3 網絡化。機床聯網可進行遠程控制和無人化操作，通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行。不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

2.3.4 通用型開放式閉環控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。

3 智能化新一代PCNC數控系統

當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能，智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術，網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環控制體系。