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智能化机械制造技术发展趋势

 论文栏目:制造技术论文     更新时间:2019/1/9 15:37:41   

摘要:机械制造业发展程度,与国防力量以及国民经济息息相关。新形势下,机械制造业发展趋势主要分为三个方面,即性能智能化、功能智能化与结构智能化。因此,以智能化机械制造技术发展为主要研究方向,旨在实现机械制造业低碳经济发展目标。

关键词:智能化;机械制造;发展

随着社会经济迅速发展,智能化技术受关注程度越来越高,尤其是机械工程行业,提高机械工程智能化,不仅能够满足制造行业各项需求,还能够提升产品生产质量与效率,对现代机械工程建设起到了积极促进作用。自动化、信息化技术是其智能化的重要组成部分,但我国机械制造业对相关智能化技术的研究,仍处于摸索性阶段,有较大的完善空间,因此本文的研究内容是具有重要的理论与实践意义的。

1智能化机械制造技术研究意义

机械工程行业,属于理论与实践相结合的应用型工程,在实践中,必须贯彻国家提倡的高效、节能、环保生产要求,如工业废液处理、减少资源浪费等。智能化技术的融入,可优化与完善机械生产工序,提升机械产品生产质量与效率,实现资源合理利用,将对生态环境的负面影响降到最低。信息时代下,机械工程行业改革之路无比宽阔,智能化技术不仅改变了传统机械工程生产模式,而且降低了劳动力强度,机械制造业生产效率也随之提升。

2智能化机械制造技术内容

2.1智能化产品

产品结构调整是机械企业在智能化时代背景下急需完善的工作。新时期,机械工业部门直接面向市场,这要求机械生产部门既要生产产品,又要考虑市场需求。对此,在调整产品结构时,无论是消费品或是市场需求,都会优先选择智能化机械制造模式[1]。

2.2智能化制造与管理

信息技术与经济的快速发展,推动了制造业的进步。但一些制造企业仍难突破发展瓶颈,究其原因是其制造模式无法适应市场环境需求,如产品更新慢、生命周期短、顾客需求无法满足,促进制造业更新管理方式与生产模式势在必行。因此机械制造企业应积极引进自动化生产技术,实现信息化管理模式,围绕市场需求,提升服务质量,优化劳动力与资本投入,向知识生产模式转变。另外,机械制造企业在智能化背景下,要转变传统的单品固定式、流水线式生产模式,向多品种并行式与柔性的集约生产模式转变,将以往的分级递阶、多层次管理模式,向人本、精细化管理模式转变,充分发挥头脑风暴,及时应对市场需求,最终设立分布式网络合作、智能化生产管理体系。总之,先进的制造模式是集智能化、网络化与信息化为一体的系统,机械制造业必然会向着集约生产转变,使知识成为主要生产要素,发挥职能制造生产优势,在以人为本的理念基础上,不断向着智能化生产与管理方向发展。

3智能化技术发展趋势

3.1性能发展

智能化机械制造技术发展一大趋势就是性能智能化,即向着高精度、高效率的趋势发展,例如各种精密元件(RISC、CPU芯片等)、先进交流伺服系统以及机床改善动静系统等。此外,性能智能化还包括柔性化、多轴化以及实时智能化功能:柔性化是指数控系统与群拉系统的柔性处理,模块化设计加之功能全覆盖,可显著优化数控系统的性能,具体来说就是根据产流程动态调整料流、信息流,可最大程度地优化群拉系统的性能;多轴化是指复合加工的工序与辅助时间减少,并不断向着多系列、多轴化的控制功能方向进步,例如复合化的数控机床工艺就是多轴化智能系统的代表,机床装夹工件后,通过旋转主轴头、自动换刀等操作,可实现工件多角度、多工序的复合加工;实时智能化是对传统的系统进行优化,传统系统只能在相对简单的环境中完成任务调度,而利用智能则试图,能够通过计算模型,对人类行为进行模拟,人工智能、实时系统间相互带动与影响,拓展了人工智能的应用领域与性能,如实时响应功能,实现了实时智能控制这一控制功能[2]。

3.2功能发展

智能化机械制造技术的另外一大发展趋势就是功能智能化,主要包括了图形用户界面智能化、信息可视化、插补与补偿智能化、PLC应用以及多媒体技术:图形用户界面智能化主要是利用多媒体技术、虚拟现实技术、网络技术与可视化技术等先进技术,使得用户界面图形化,能够满足各用户的操作需求。使用者在操作数控系统时,可通过操作窗口、菜单,实现图形模拟、编程、图形仿真等功能;信息可视化主要是指在数据处理、解释过程中,通过可视化技术使结果分析更加丰富,其中包括文字、图形与动画等,结合虚拟环境技术,可应用在无图纸设计等领域,使产品生产质量、设计周期与产品成本随之优化。除此之外,可视化技术还可用于刀具补偿、数据动态处理、加工过程仿真演示以及自动编程设计等领域;插补与补偿智能化,在机械制造技术中引入NANO、圆柱、圆弧、直线以及多项式等插补方式,使测量系统误差、垂直度以及速度前馈等补偿方式更加多元化;PLC的应用,PLC控制模块在数控系统中的应用,可通过高级语言、梯形圈编程实现在线辅助与调试,修改标准PLC用户程序,能够快速建立新的应用程序;多媒体技术,包括通信技术、计算机处理图像技术、音频制作技术等功能,同时多媒体技术适用于数控技术领域,可实现信息智能化、综合化处理,还具备参数监测、设备故障诊、实施监控等功能。

3.3体系结构

目前机械制造体系结构正向着集成化、模块化与网络化趋势发展。从集成化角度分析,机械制造专业应借助集成电路,如ASIC芯片、CPLD和FPGA等技术,优化数控系统软件、提升硬件运动速度。同时结合LED技术,加强显示器性能,实现显示器大尺寸,低耗能目标。最后还要借助先进连接技术,引进先进的封装技术,减少连接长度,使机械制造技术更加智能。从模块化角度看,数控系统的智能化、集成化,离不开硬件模块化。根据机械数控系统的功能,具体模块种类也存在差异,但PLC、存储器、位置伺服以及通信等基本模块是必不可少的。优良的数控系统,会利用积木方式,确定模块数量,同时对功能进行优化裁剪,确保各数控系统满足不同档次的使用要求。最后从网络化角度看,数控系统智能化离不开网络技术的帮助,通过网络技术,机械化制造实现了远程控制、自动化操作以及机床编程等操作,使得机械制造更加便利与精准。通过网络技术,基床屏幕能够实时显示机床画面,对故障诊断、维护管理等提供了更加准确的参考依据[3]。总之,智能化机械制造技术的应用发展,应加强实用性、人工性以及操作性功能,并且要注重与其他先进技术进行结合,实现综合运用功能,提高机械制造整体效益与效能。智能化技术对机械制造业发展影响巨大,需要不断加强核心技术研发力度,注重智能化技术运用程度,切实拓展与优化机械工程的性能、功能及系统结构。

4总结

智能化机械制造技术要紧跟时代发展潮流,将机械工程智能化建设放在首要位置,加大创新力度,与时俱进,提高市场占有率。机械制造技术的智能化发展进程复杂且繁琐,相关企业应遵循“引进来、走出去”的原则,积极借鉴国外先进经验,进一步推动我国机械制造技术智能化发展进程。

参考文献

[1]胡玉国.基于现代机械制造智能化发展的研究[J].工程技术(引文版),2016,(13):255-256.

[2]程桂娟,芦轶珂.基于现代机械制造智能化发展的研究[J].工程技术(全文版),2016,(5):206.

[3]李秋实.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用[J].山东工业技术,2017,(2):282.

作者:陈蓉 苗喜荣 庄瑞莲 单位:江苏省淮阴商业学校

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