機械智能化制造技術的實現與應用

曾志芳

【摘要】智能化技術是集成了現代信息技術、精美傳感技術、計算機技術與網絡技術的綜合技術媒介的統稱，在國民經濟建設與發展中起到了十分關鍵的作用，日益展現出獨特的價值。在工業化生產中大幅度、全方位的運用智能化技術可以很好的提升工業生產的效率和質量，同時降低人員的損耗與勞動強度。機械制造是新時期工業生產的重要形態，也集中表現了智能化技術運用的價值，可以視為智能化技術與工業生產相結合的典范。

【關鍵詞】智能化 技術 機械

【中圖分類號】TH16 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）20-0059-01

一、機械智能化制造技術的實現

隨著經濟的快速發展，計算機技術也不斷創新，現階段的數控技術已經發生了翻天覆地的變化，原有的專用型封閉式開環控制系統已經逐步被淘汰，慢慢被通用型開放式的實時動態全閉環控制系統所取代。數控技術還使超薄外觀得以實現，并將多媒體、神經網絡、計算機等多種科技相結合，在智能化基礎上實現了高速度、高精度、高效率的加工模式，且在制造過程中可以對已完成的加工進行自動修正和自動檢測，對未達成的參數進行調整，實現了在線檢測和在線故障排除。且隨著網絡的不斷發展，數控技術與CAD融為一體，進行機床間聯網，實現了集中式智能化機床管理。

二、機械智能化制造技術的應用

1.性能方面的應用。機械制造技術中最核心最關鍵的性能指標是運行速度和運行精確度。在現代化制造過程中，使用了高速CPU芯片和多元化CPU控制系統，還加入了高分辨率檢測軟件，并采取一系列防錯手段，大大提高了制造過程的效率。機械制造技術包含兩大柔化性，首先是數控系統自身具備的柔性，在數控系統中，主要使用模塊化設計方式，極大覆蓋了所有功能，且具備極強的可裁性，根據用戶的要求制定不同的方案。

其次是群控系統的柔性，即使是同一個群控系統，也能夠對不同的生產流水線進控制，并自動監控其不同要求所決定的物料信息及參數設置，最大程度地實現了群控系統的工作效率。機械制造技術中還存在為了減少工作程序和輔助時間，而產生的工藝復合形式的制造過程。數控機床的工藝復合化通常是指某個工裝件在一臺機器上安裝后，通過各種不同的工藝手段對零件進行復雜的加工，實現多工序同時進行。

機械制造技術中還有一個較為高端的技術，稱為實時智能化技術。最初的實時系統僅是在較為簡單的環境基礎上定義的，它的作用僅僅停留在如何對任務進行調整，如何對操作進行修改，如何通過這些手段來保證各項任務在規定的時間內有效完成。而高科技產物下的人工智能化實時則是企圖通過計算模型來對人類的各種智能行為進行重組，并實現其作用。現階段的科學技術已將實時系統與人工智能化互相結合，取長補短，人工智能正朝著更加現實的領域不斷前進不斷發展，實時系統也向著更加智能化的應用領域邁出了一大步，正是由于這種進步，才使得現在的實時智能控制取得了萬眾矚目的成績。

2.功能方面的應用。數控系統和使用者之間唯一的對話窗口就是用戶界面了。由于不同制造行業產品的不同，他們對機械用戶界面的要求也隨著不同，因此對用戶界面進開發時所花費的工作量是非常龐大的，用戶界面的設計逐漸成為計算機軟件開發中最具難度的過程，再加上目前的因特網、虛擬現實等媒體技術的產生，對用戶界面的設計提出了更苛刻的要求，用戶界面的設計成為了一項急需創新的事項。現階段使用最廣發的用戶界面類型是圖形用戶界面，圖形用戶界面的創造，很大程度地為非專業人士提供了便捷，即使是非專業人士，也能根據窗口的顯示進行簡單的操作，可以在界面上進行各種類型的編程、三維彩色立體圖顯示、操作示范等功能。

科學計算可視化的產生不僅可以運用在高效數據處理和數據分析方面，不再將文字表達作為唯一的信息傳播途徑，還可以直接運用在圖形和動畫等可視信息方面。這種將可視化技術與虛擬技術相結合的方式，在很大程度上拓展了其運用領域，這種方式可以減少圖紙設計時間和虛擬樣機技術設計時間，這樣就大大縮短了產品的設計周期，提高了性價比，在降低其生產成本的同時還提高了產品質量。

在數控技術方面，可視化常被運用在CAD領域，例如自動編程、自動設定參數等可視化演示等。多種插補方式包括直線型插補、圓形插補、柱狀插補、橢圓形插補、螺栓型插補、NANO插補、多方位式插補、多孔性插補等等。其多種補償功能包括空間間隙補償、平行度補償、故障式補償、象限誤差補償和統計補償、溫度補償、垂直度補償、平面補償等等。有關數控系統內存在的內裝高性能PLC控制模塊，能夠使用梯形圖對其進行高級語言編程，可以通過直觀的在線調整等功能提供幫助。在編程工具中含有在車床上使用的PLC標準和用戶程序實例示范，用戶能夠根據PLC標準在原有的程序基礎上自行修改，這樣的操作模式給予了用戶對程序建立的需求。

多媒體技術與聲像技術融合在一起，使計算機在處理文字與聲像方面的能力更加直接更加具體，大大提高了計算機的綜合性能。在數控技術領域中也是如此，在數控技術領域中也是如此，運用多媒體能夠將信息的處理轉向更加綜合和智能的形式，在實時監控系統及生產現場，可以對設備的故障進行及時報警及診斷，并對過程參數的設置進行監督和測量。

3.體系結構方面的應用。采用高度集成化的CPU和RISC芯片及大范圍的集成電路、專用電路相結合，均可到達提升數控系統的集成度及軟件和硬件的效率。FPD平板技術顯示的采用，也大大提高了顯示器的基本性能。平板顯示器的產生為用戶帶來了極大的方便，它采用高科技含量技術，將顯示器設計為重量輕、耗能低、便于攜帶的物體。并在原先基礎上將顯示屏尺寸加大，實現超大屏幕顯示，成為21世紀顯示器的引領者。它的設計原理是運用高科技封裝及互聯技術，將半導體及表面安裝技術相結合，以此來增加集成電路的密度，并將互連長度降低，從而大大降低產品生產成本，并優化其性能，使零件大小縮小，并提高了其可靠性。

采用通用計算機所組成的模塊化和嵌入式結構，便于擴展和升級，這樣的結構可以組成不同層次和不同類型的數控系統。現在傳統數控系統的基礎上提出了更新的閉環控制模式，由于制造加工過程中具有較多變量因素，且工藝參數復雜，其中包括尺寸、溫濕度、摩擦、形狀等關鍵因素，因此要全方面控制過程中的每個關鍵因素，最好采用多變量閉環控制方式來對其進行監控，在整個加工過程中對其參數進行控制。

三、結束語

新時期機械制造的技術變革以智能化技術的普遍應用為主要標志，也彰顯出智能化技術的巨大優勢，不僅可以推動機械制造產業的快速發展，而且能夠實現機械制造的現代化與實時智能化，真是“一舉多得”。

參考文獻：

[1]趙蘭.機械制造的智能化發展研究2011.9.

[2]賀廣華.機械制造的智能化技術的發展探索2017.2.

[3]汪洋.淺談機械制造的智能化技術與機電一體化的結合發展及趨勢2013.7.