智能化機械制造技術的發展探究

陳 蓉 苗喜榮 莊瑞蓮

（江蘇省淮陰商業學校，淮安 223005）

隨著社會經濟迅速發展，智能化技術受關注程度越來越高，尤其是機械工程行業，提高機械工程智能化，不僅能夠滿足制造行業各項需求，還能夠提升產品生產質量與效率，對現代機械工程建設起到了積極促進作用。自動化、信息化技術是其智能化的重要組成部分，但我國機械制造業對相關智能化技術的研究，仍處于摸索性階段，有較大的完善空間，因此本文的研究內容是具有重要的理論與實踐意義的。

1 智能化機械制造技術研究意義

機械工程行業，屬于理論與實踐相結合的應用型工程，在實踐中，必須貫徹國家提倡的高效、節能、環保生產要求，如工業廢液處理、減少資源浪費等。智能化技術的融入，可優化與完善機械生產工序，提升機械產品生產質量與效率，實現資源合理利用，將對生態環境的負面影響降到最低。信息時代下，機械工程行業改革之路無比寬闊，智能化技術不僅改變了傳統機械工程生產模式，而且降低了勞動力強度，機械制造業生產效率也隨之提升。

2 智能化機械制造技術內容

2.1 智能化產品

產品結構調整是機械企業在智能化時代背景下急需完善的工作。新時期，機械工業部門直接面向市場，這要求機械生產部門既要生產產品，又要考慮市場需求。對此，在調整產品結構時，無論是消費品或是市場需求，都會優先選擇智能化機械制造模式[1]。

2.2 智能化制造與管理

信息技術與經濟的快速發展，推動了制造業的進步。但一些制造企業仍難突破發展瓶頸，究其原因是其制造模式無法適應市場環境需求，如產品更新慢、生命周期短、顧客需求無法滿足，促進制造業更新管理方式與生產模式勢在必行。因此機械制造企業應積極引進自動化生產技術，實現信息化管理模式，圍繞市場需求，提升服務質量，優化勞動力與資本投入，向知識生產模式轉變。

另外，機械制造企業在智能化背景下，要轉變傳統的單品固定式、流水線式生產模式，向多品種并行式與柔性的集約生產模式轉變，將以往的分級遞階、多層次管理模式，向人本、精細化管理模式轉變，充分發揮頭腦風暴，及時應對市場需求，最終設立分布式網絡合作、智能化生產管理體系。

總之，先進的制造模式是集智能化、網絡化與信息化為一體的系統，機械制造業必然會向著集約生產轉變，使知識成為主要生產要素，發揮職能制造生產優勢，在以人為本的理念基礎上，不斷向著智能化生產與管理方向發展。

3 智能化技術發展趨勢

3.1 性能發展

智能化機械制造技術發展一大趨勢就是性能智能化，即向著高精度、高效率的趨勢發展，例如各種精密元件（RISC、CPU芯片等）、先進交流伺服系統以及機床改善動靜系統等。此外，性能智能化還包括柔性化、多軸化以及實時智能化功能：柔性化是指數控系統與群拉系統的柔性處理，模塊化設計加之功能全覆蓋，可顯著優化數控系統的性能，具體來說就是根據產流程動態調整料流、信息流，可最大程度地優化群拉系統的性能；多軸化是指復合加工的工序與輔助時間減少，并不斷向著多系列、多軸化的控制功能方向進步，例如復合化的數控機床工藝就是多軸化智能系統的代表，機床裝夾工件后，通過旋轉主軸頭、自動換刀等操作，可實現工件多角度、多工序的復合加工；實時智能化是對傳統的系統進行優化，傳統系統只能在相對簡單的環境中完成任務調度，而利用智能則試圖，能夠通過計算模型，對人類行為進行模擬，人工智能、實時系統間相互帶動與影響，拓展了人工智能的應用領域與性能，如實時響應功能，實現了實時智能控制這一控制功能[2]。

3.2 功能發展

智能化機械制造技術的另外一大發展趨勢就是功能智能化，主要包括了圖形用戶界面智能化、信息可視化、插補與補償智能化、PLC應用以及多媒體技術：圖形用戶界面智能化主要是利用多媒體技術、虛擬現實技術、網絡技術與可視化技術等先進技術，使得用戶界面圖形化，能夠滿足各用戶的操作需求。使用者在操作數控系統時，可通過操作窗口、菜單，實現圖形模擬、編程、圖形仿真等功能；信息可視化主要是指在數據處理、解釋過程中，通過可視化技術使結果分析更加豐富，其中包括文字、圖形與動畫等，結合虛擬環境技術，可應用在無圖紙設計等領域，使產品生產質量、設計周期與產品成本隨之優化。除此之外，可視化技術還可用于刀具補償、數據動態處理、加工過程仿真演示以及自動編程設計等領域；插補與補償智能化，在機械制造技術中引入NANO、圓柱、圓弧、直線以及多項式等插補方式，使測量系統誤差、垂直度以及速度前饋等補償方式更加多元化；PLC的應用，PLC控制模塊在數控系統中的應用，可通過高級語言、梯形圈編程實現在線輔助與調試，修改標準PLC用戶程序，能夠快速建立新的應用程序；多媒體技術，包括通信技術、計算機處理圖像技術、音頻制作技術等功能，同時多媒體技術適用于數控技術領域，可實現信息智能化、綜合化處理，還具備參數監測、設備故障診、實施監控等功能。

3.3 體系結構

目前機械制造體系結構正向著集成化、模塊化與網絡化趨勢發展。從集成化角度分析，機械制造專業應借助集成電路，如ASIC芯片、CPLD和FPGA等技術，優化數控系統軟件、提升硬件運動速度。同時結合LED技術，加強顯示器性能，實現顯示器大尺寸，低耗能目標。最后還要借助先進連接技術，引進先進的封裝技術，減少連接長度，使機械制造技術更加智能。

從模塊化角度看，數控系統的智能化、集成化，離不開硬件模塊化。根據機械數控系統的功能，具體模塊種類也存在差異，但PLC、存儲器、位置伺服以及通信等基本模塊是必不可少的。優良的數控系統，會利用積木方式，確定模塊數量，同時對功能進行優化裁剪，確保各數控系統滿足不同檔次的使用要求。

最后從網絡化角度看，數控系統智能化離不開網絡技術的幫助，通過網絡技術，機械化制造實現了遠程控制、自動化操作以及機床編程等操作，使得機械制造更加便利與精準。通過網絡技術，基床屏幕能夠實時顯示機床畫面，對故障診斷、維護管理等提供了更加準確的參考依據[3]。

總之，智能化機械制造技術的應用發展，應加強實用性、人工性以及操作性功能，并且要注重與其他先進技術進行結合，實現綜合運用功能，提高機械制造整體效益與效能。智能化技術對機械制造業發展影響巨大，需要不斷加強核心技術研發力度，注重智能化技術運用程度，切實拓展與優化機械工程的性能、功能及系統結構。

4 總結

智能化機械制造技術要緊跟時代發展潮流，將機械工程智能化建設放在首要位置，加大創新力度，與時俱進，提高市場占有率。機械制造技術的智能化發展進程復雜且繁瑣，相關企業應遵循“引進來、走出去”的原則，積極借鑒國外先進經驗，進一步推動我國機械制造技術智能化發展進程。