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制造智能技術(shù)研究:工業(yè)自動(dòng)化中的智能制造技術(shù)分析
摘 要:工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),也是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要指標(biāo)。自工業(yè)科技革命之后,世界各國工業(yè)技術(shù)得到了發(fā)展。中國相對于國外發(fā)達(dá)國家而言,工業(yè)生產(chǎn)制造技術(shù)還處于落后階段。為了滿足經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展需要,改進(jìn)工業(yè)制造技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量的保障。針對這一點(diǎn),文章主要分析了智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的運(yùn)用。
關(guān)鍵詞:工業(yè);自動(dòng)化;智能制造;技術(shù)
自動(dòng)化生產(chǎn)是新時(shí)期工業(yè)經(jīng)濟(jì)的先進(jìn)理念,機(jī)電一體化、機(jī)械制造自動(dòng)化等均是工業(yè)自動(dòng)化的具體表現(xiàn)。積極推廣智能制造技術(shù)是未來企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。
1 傳統(tǒng)制造模式的缺陷
不可否認(rèn),傳統(tǒng)手工制作對當(dāng)時(shí)的工業(yè)進(jìn)步起到了推動(dòng)作用,但在倡導(dǎo)科技創(chuàng)新的今天,傳統(tǒng)制造技術(shù)卻顯現(xiàn)了多方面的缺陷。
①生產(chǎn)質(zhì)量低。我國工業(yè)包括重工業(yè)、輕工業(yè)等兩大類別,重工業(yè)指的是采掘業(yè)、原材料加工等,輕工業(yè)則指化工等行業(yè)。傳統(tǒng)的工業(yè)制造生產(chǎn)依賴于手工操作,許多產(chǎn)品的質(zhì)量無法保障,如:機(jī)械制造行業(yè)靠手工打造金屬物件,產(chǎn)品的尺寸、形狀等指標(biāo)很難達(dá)到高水平。
②生產(chǎn)時(shí)間長。傳統(tǒng)工業(yè)制造因缺乏先進(jìn)的工藝流程,制造人員幾乎憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)制造產(chǎn)品。對于一些先進(jìn)的制造工藝未能及時(shí)采用,如:采煤行業(yè)中煤礦開采工藝落后,造成礦工每天的煤礦開采量量少,且礦工需持續(xù)工作12 h以上才能保障足夠的產(chǎn)量,作業(yè)時(shí)間超出預(yù)期范圍。
③生產(chǎn)效益少。企業(yè)投入了大量的成本投入工業(yè)制造,但由于生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo),成批產(chǎn)品無法走向市場銷售,這造成企業(yè)出現(xiàn)貨物囤積現(xiàn)象。此外,由于質(zhì)量問題引起的各種補(bǔ)償問題均給企業(yè)經(jīng)營造成很大的阻礙。早期我國工業(yè)呈現(xiàn)出生產(chǎn)投資大,回收效益少的狀況。
④生產(chǎn)設(shè)備缺。根據(jù)我國工業(yè)發(fā)展歷程可知,早期工業(yè)產(chǎn)品的制造生產(chǎn)70%以上均依賴于手工操作。這不僅是國內(nèi)工業(yè)技術(shù)落后的表現(xiàn),也是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備不足的象征。由于缺乏機(jī)械設(shè)備從事相關(guān)生產(chǎn),手工制造才會(huì)一直占據(jù)工業(yè)產(chǎn)品加工的主流,制約了工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的加快。
2 智能制造技術(shù)的工業(yè)運(yùn)用
改革開放之后,國家對工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給予了高度關(guān)注,全國各地開始積極開展工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)。經(jīng)過近30年的技術(shù)改革,我國的工業(yè)制造生產(chǎn)已經(jīng)掌握了自動(dòng)化、一體化、智能化等多項(xiàng)技術(shù)。有了先進(jìn)技術(shù)為支撐,我國的工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益開始翻倍增長,智能制造技術(shù)在工業(yè)中的運(yùn)用更加普遍。工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中引進(jìn)智能制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下:
①人機(jī)操作。智能制造技術(shù)的較大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了“人機(jī)操作”,企業(yè)在制造高精度、高要求、高質(zhì)量的產(chǎn)品時(shí),必須要使用智能化操控系統(tǒng)保障自動(dòng)化生產(chǎn)的質(zhì)量。如:機(jī)械制造行業(yè)中,對于金屬產(chǎn)品的精度要求十分嚴(yán)格,若依舊安排人工制造加工時(shí)無法達(dá)到精度指標(biāo)的。企業(yè)可利用計(jì)算機(jī)與數(shù)控設(shè)備建立連接,用計(jì)算機(jī)編程后輸入程序指令,機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)可保障產(chǎn)品精度符合要求。
②自動(dòng)設(shè)計(jì)。智能機(jī)器具有強(qiáng)大的推理、預(yù)測、判斷等功能,制造設(shè)備可參照接收到的數(shù)字信號或程序代碼設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品。產(chǎn)品研發(fā)人員把某個(gè)產(chǎn)品的重點(diǎn)參數(shù)及程序代碼輸入智能機(jī)器中,則可通過自動(dòng)設(shè)計(jì)將產(chǎn)品模型顯示在計(jì)算機(jī)上,讓企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況選擇方案投入生產(chǎn)。如:許多企業(yè)采用CAD、proE UG等自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件,獲得的產(chǎn)品模型更加精準(zhǔn)。
③虛擬生產(chǎn)。虛擬技術(shù)依舊以計(jì)算機(jī)為核心控制,并結(jié)合信號處理、動(dòng)畫技術(shù)、智能推理、數(shù)據(jù)預(yù)測、模擬仿真等功能,對工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程進(jìn)行模擬。虛擬化模擬生產(chǎn)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品存在的問題,對生產(chǎn)制造工藝做進(jìn)一步改學(xué)原料比例調(diào)整提供依據(jù)。
3 結(jié) 語
總之,隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)增長,企業(yè)致力于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制造產(chǎn)品的數(shù)量相比之前更多。面對這種狀況若依舊采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式,則難以滿足生產(chǎn)效率指標(biāo)的要求。
制造智能技術(shù)研究:機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造的應(yīng)用
摘要：在市場經(jīng)濟(jì)逐漸的發(fā)展下，產(chǎn)業(yè)也逐漸的多樣化發(fā)展，同時(shí)科學(xué)技術(shù)也得到了很大的提升，新技術(shù)的出現(xiàn)為人們的生活帶去了很多的便利，同時(shí)也讓產(chǎn)品生產(chǎn)更加的方便與經(jīng)濟(jì)。在眾多的科學(xué)技術(shù)中，在智能制造中運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，大幅度提升了我國制造業(yè)的發(fā)展水平。本文就智能制造相關(guān)概念進(jìn)行了簡述，從而詳細(xì)的闡述了機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的相關(guān)應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：智能制造；機(jī)電一體化；具體應(yīng)用
在科技技術(shù)逐漸發(fā)展下，機(jī)電一體化技術(shù)也具備了更多的優(yōu)勢，并且使其在更多的領(lǐng)域中被運(yùn)用。機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)，讓電子和機(jī)械有效的結(jié)合在一起，進(jìn)而達(dá)到了對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行智能化管控的目標(biāo)，這是智能制造的基礎(chǔ)構(gòu)成。在目前的生產(chǎn)制造中，主要是包含了智能系統(tǒng)以及智能制造技術(shù)。其是目前社會(huì)工業(yè)化發(fā)展的主流趨勢。
1智能制造相關(guān)概念以及機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀
在我們目前的社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀來看，智能制造具體是包括了2個(gè)方面內(nèi)容：其一是智能制造技術(shù)，具體是技術(shù)人員將計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)作為輔助工具，進(jìn)而對特定系統(tǒng)進(jìn)行分析以及決策，從而節(jié)省了大量的人力與財(cái)力。相關(guān)人員只需要使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行分析，提升了研發(fā)的可行性，并且也確保了生產(chǎn)制造的高效性。其二是智能制造系統(tǒng)，這就能夠簡單的理解為人機(jī)一體化，是經(jīng)由智能機(jī)器人與人類專家構(gòu)成的，在運(yùn)用的時(shí)候主要是將計(jì)算機(jī)作為工具，讓人類專家進(jìn)行分析以及構(gòu)思等等，以此替代了在制造工廠中人為的腦力活動(dòng)。智能制造系統(tǒng)是對智能制造技術(shù)的延伸與發(fā)展，其是將網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化技術(shù)整合為一體的制造系統(tǒng)，讓整個(gè)子系統(tǒng)能夠進(jìn)行智能化的運(yùn)行。在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展初期時(shí)，電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)并沒有有效結(jié)合，其主要是依靠電子技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的使用，以此提升機(jī)械生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。不過，在目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀下，機(jī)電一體化被注入了新的活力，其在生產(chǎn)中得到了普遍的應(yīng)用。將其運(yùn)用在智能制造中，更加促進(jìn)了整個(gè)機(jī)械各行業(yè)的發(fā)展，讓生產(chǎn)管理工作實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化，從而讓生產(chǎn)工作的實(shí)施更加的方便。在機(jī)電一體化中涵蓋了很多種技術(shù)，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也融合了更多新的技術(shù)，確保了這種技術(shù)的先進(jìn)性與實(shí)時(shí)性。機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用了電子技術(shù)，在人工智能的基礎(chǔ)上運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到了對機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化管理以及控制，從而讓整個(gè)生產(chǎn)過程更加的方便和高效，也讓生產(chǎn)活動(dòng)更加的規(guī)范。
2機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的具體應(yīng)用
（1）傳感技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。在集體一體化技術(shù)中，傳感技術(shù)是最為基本與關(guān)鍵的構(gòu)成。因?yàn)槠渚邆浜芨叩男砸约懊舾卸龋軌虮M可能的避免受到外界雜亂信號設(shè)備的干擾。如果把其運(yùn)用在智能生產(chǎn)中，能夠發(fā)揮其巨大的作用，在這個(gè)基礎(chǔ)上建設(shè)相關(guān)的傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)信息之間的相互傳輸，并且使用計(jì)算機(jī)把其收集到的相關(guān)信息進(jìn)行整理與分析，進(jìn)而讓整個(gè)生產(chǎn)過程能夠被有效管控。在目前的生產(chǎn)制造中運(yùn)用的傳感器中，其是以光纖電纜傳感器為主要，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的接口，大幅度減少了設(shè)計(jì)難度以及成本。（2）數(shù)控生產(chǎn)中的相關(guān)應(yīng)用。我們將機(jī)電一體化最早是運(yùn)用在數(shù)控加工技術(shù)方面，其在我國機(jī)械制造水平方面發(fā)揮了很大的作用。把機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在數(shù)控制造中，能夠提高機(jī)械加工的精準(zhǔn)度和機(jī)械加工的效率，數(shù)控生產(chǎn)的主要是在其加工精準(zhǔn)度方面，因此數(shù)控在智能控制系統(tǒng)方面要求比較嚴(yán)格，現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床中運(yùn)用的智能控制系統(tǒng)大部分運(yùn)用的是CPU預(yù)計(jì)總主線模式，這種模式主要是進(jìn)行在線判斷以及智能控制技術(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行三維仿真，對整個(gè)數(shù)控技術(shù)加工的過程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以此對實(shí)際操作提供參考依據(jù)。（3）在自動(dòng)線和自動(dòng)機(jī)械中的應(yīng)用。當(dāng)前很多比較大的企業(yè)中，均是運(yùn)用了自動(dòng)化生產(chǎn)線依據(jù)自動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，這種技術(shù)是使用了電子技術(shù)中光電控制系統(tǒng)和人機(jī)界面控制系統(tǒng)，進(jìn)而對整個(gè)生產(chǎn)制造系統(tǒng)進(jìn)行控制。自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)機(jī)械運(yùn)用范圍比較廣泛，比如目前的電腦以及手機(jī)都是自動(dòng)化生產(chǎn)線。其主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對在生產(chǎn)中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有效融合，即為數(shù)控設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備等相關(guān)的方面進(jìn)行一體化管控，進(jìn)而進(jìn)行集約化以及網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)模式。（4）機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在智能制造中，工業(yè)智能機(jī)器人是最為先進(jìn)的應(yīng)用，其融合了各種相對先進(jìn)的技術(shù)，是將人工智能、仿生技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)的科學(xué)技術(shù)融合的新技術(shù)。機(jī)器人是目前科學(xué)技術(shù)中研究的重點(diǎn)，是控制論以及傳感技術(shù)等相關(guān)的總體，其在生產(chǎn)制造行業(yè)中被廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)生產(chǎn)中智能機(jī)器人的出現(xiàn)與應(yīng)用，提升了產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)也增加了產(chǎn)品產(chǎn)量，并且也減輕了工作人員的勞動(dòng)量。工業(yè)智能機(jī)器人在運(yùn)用時(shí)具備了能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行判斷、迅速完成復(fù)雜的工作流程以及生產(chǎn)度高等相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，并且還能夠運(yùn)用在軍事生產(chǎn)制造中，其得到了各行各業(yè)的高度認(rèn)可。
3結(jié)束語
綜上所述，在目前的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，智能制造是最為主要的發(fā)展趨勢，其能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)化以及智能化的管理，從而提高了生產(chǎn)效率以及質(zhì)量。而機(jī)電一體化是智能制造的關(guān)鍵與基礎(chǔ)，其應(yīng)用水平對智能制造的實(shí)現(xiàn)有很大的影響。所以必須要重視機(jī)電一體化在智能制造中的相關(guān)應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上保障了智能制造能夠更好的發(fā)展，從而為生產(chǎn)企業(yè)帶去更多的經(jīng)濟(jì)效益。
作者：韓韜 單位：陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
制造智能技術(shù)研究:機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造的實(shí)踐
【摘要】社會(huì)的進(jìn)步，科技的日新月異，使科學(xué)技術(shù)得到不斷的創(chuàng)新和進(jìn)步，新的技術(shù)以及生產(chǎn)理念在社會(huì)生活中的各行各業(yè)都得以廣泛應(yīng)用，其中新技術(shù)的應(yīng)用尤其在制造行業(yè)中得到突出的表現(xiàn)，機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的實(shí)踐研究就是一個(gè)很有代表性的例子，機(jī)電一體化的有效應(yīng)用，極大的提高了我國的制造業(yè)發(fā)展水平，增強(qiáng)了我國產(chǎn)品在世界市場上的國際競爭力。因此，本文結(jié)合近期的研究成果，著重介紹機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的實(shí)踐研究應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；智能制造；實(shí)踐研究
1前言
近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)已經(jīng)逐步成為機(jī)械制造與發(fā)展的主要趨勢，使更多的機(jī)械設(shè)備制造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的主要方式，機(jī)電一體化系統(tǒng)在智能制造中的深入應(yīng)用，極大的滿足社會(huì)發(fā)展需求，它將在工業(yè)發(fā)展中表現(xiàn)出無法比擬的優(yōu)越性，滿足工程性與效率需求的同時(shí)，有效減少因人工操作造成的失誤，從而實(shí)現(xiàn)精度的生產(chǎn)，對促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)自能化方面有著舉足輕重的作用。
2機(jī)電一體化概述及發(fā)展現(xiàn)狀
首先，機(jī)電一體化技術(shù)主要是為了滿足社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)的需求，于20世紀(jì)60年代出現(xiàn)，主要是將電子與機(jī)械集于一體的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，其中它涵蓋了計(jì)算機(jī)、機(jī)械、信息技術(shù)、傳感和自動(dòng)控制等多項(xiàng)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。其中，詳細(xì)的說機(jī)電一體化的基本組成部分主要有機(jī)械體，實(shí)現(xiàn)各部件之間的連接構(gòu)造;驅(qū)動(dòng)動(dòng)力部分，提供動(dòng)力并幫助機(jī)械實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，使實(shí)現(xiàn)動(dòng)力功能;遙感測試部分，檢測機(jī)械內(nèi)外部環(huán)境實(shí)現(xiàn)其預(yù)算計(jì)測功能;執(zhí)行部位，接受控制信息，對要求動(dòng)作完成;信息處理單元，運(yùn)算、處理、決策、實(shí)現(xiàn)控制功能。這一技術(shù)進(jìn)入21世紀(jì)以來，融入了微處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的精華，得到了快速發(fā)展，之后又融入信息電子技術(shù)，模擬人腦對生產(chǎn)流程進(jìn)行分析判斷，使企業(yè)的生產(chǎn)逐步實(shí)現(xiàn)智能化。其次，機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀介紹，機(jī)電一體化技術(shù)主要是應(yīng)用于一些大型的生產(chǎn)企業(yè)中，機(jī)電一體化依賴于眾多學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)對人腦的模擬，使其對企業(yè)機(jī)器生產(chǎn)的全過程能夠進(jìn)行有效分析，判斷和處理，通過發(fā)出各項(xiàng)指令操作，通過機(jī)器實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的生產(chǎn)流程，通過機(jī)械設(shè)備進(jìn)行智能控制，運(yùn)用機(jī)械操作代替人力的操作，使整個(gè)生產(chǎn)過程簡單，便于管理，在極大減輕人工工作用負(fù)擔(dān)的同時(shí)，也為企業(yè)的發(fā)展減少了很大的成本。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加深，世界工業(yè)的發(fā)展早已不再僅僅局限于某一領(lǐng)域內(nèi)，或是某一區(qū)域內(nèi)，而是考慮利用最小成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)世界各地的就地取材，面對這種發(fā)展現(xiàn)狀，機(jī)電一體化體系也有了新的發(fā)展要求，將遠(yuǎn)程控制技術(shù)也應(yīng)用于機(jī)電一體化體系中來，因此，不難看出機(jī)電一體化技術(shù)是伴隨著生產(chǎn)技術(shù)要求和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷向前發(fā)展的，機(jī)電一體化技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間，另外，機(jī)電一體化技術(shù)也逐步打破企業(yè)的自有生產(chǎn)方式，通過對機(jī)電生產(chǎn)產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)流程的規(guī)范，從而實(shí)現(xiàn)模塊化的集成機(jī)電生產(chǎn)。
3智能制造技術(shù)及其發(fā)展
智能制造是指通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)程序模擬人類的思維活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器對在無人控制操縱下的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)。智能制造技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)階段機(jī)械制造技術(shù)主流的趨勢，通過智能化的制造可以有效幫助人解決很多復(fù)雜繁瑣的操作，極大的避免了因人工不小心失誤造成的生產(chǎn)損失，提高了生產(chǎn)設(shè)備的度，因此，智能制造的應(yīng)用要比往往傳統(tǒng)的制造具有無法比擬的優(yōu)越性。使機(jī)械設(shè)備的制造在人類不可能達(dá)到的空間展開。智能制造在機(jī)械生產(chǎn)制造方面已經(jīng)為人類創(chuàng)造了很大的價(jià)值。智能控制技術(shù)是發(fā)展人類智能中一個(gè)重要的領(lǐng)域，其主要目的是為了改善以往傳統(tǒng)制造中較為復(fù)雜多樣的控制任務(wù)。
4機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用
機(jī)電一體化體系中，智能控制的應(yīng)用途徑十分的廣泛，在我們社會(huì)生產(chǎn)生活的方方面都有體現(xiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段的機(jī)電一體化正在逐漸向人工智能化的方向發(fā)展，這是社會(huì)發(fā)展所需求的在必然趨勢，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與科技發(fā)展相結(jié)合的應(yīng)然產(chǎn)物，在我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展過程中，能夠有效快速實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化是機(jī)械制造發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容，機(jī)電一體化能在提高生產(chǎn)產(chǎn)品效率的同時(shí)，還能確保產(chǎn)品的質(zhì)量，目前的科學(xué)技術(shù)水平在機(jī)械制造的領(lǐng)域內(nèi)較大的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能制造控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)由人工管理操作到智能控制監(jiān)管的有效過度。同時(shí)，智能監(jiān)管控制的部分，還可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備運(yùn)作的檢測預(yù)測管理工作，實(shí)現(xiàn)對可能發(fā)生的機(jī)械事故有預(yù)測的作用，以確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行，或是通過智能控制系統(tǒng)有效協(xié)調(diào)工作的進(jìn)行。(1)機(jī)電一體化中應(yīng)用智能制造的優(yōu)勢。智能控制技術(shù)對機(jī)電一體化系統(tǒng)中的程序或部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能化調(diào)試與控制以保障程序系統(tǒng)工作的安全性;工作人員采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將編寫的程序或是代碼輸入到機(jī)電一體化系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械的智能控制;智能控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)外部環(huán)境變化，對其工作內(nèi)容，進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化工作的度。(2)以機(jī)電一體化體系中智能制造在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用做詳細(xì)解釋說明，智能控制在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩方面，分別是在保暖制冷系統(tǒng)和建筑照明系統(tǒng)中。其中的照明智能控制系統(tǒng)，是通過應(yīng)用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩者有效結(jié)合實(shí)現(xiàn)的，能夠有效的實(shí)現(xiàn)對照明區(qū)域，照明亮度，照明時(shí)間的合理控制與調(diào)節(jié)。從而有效節(jié)約能源，較大可能的提高資源利用率。(3)機(jī)電一體化技術(shù)中的智能制造在數(shù)控領(lǐng)域的有效應(yīng)用。社會(huì)生活的各行各業(yè)都在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，而其中的數(shù)控技術(shù)對機(jī)電一體化技術(shù)的要求越來越高，數(shù)控技術(shù)由于其是進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，數(shù)控技術(shù)在逐步實(shí)現(xiàn)智能化方面具有很大的發(fā)展空間，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在數(shù)控方面實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控，編程，建立自身的數(shù)據(jù)庫。智能控制技術(shù)在數(shù)控技術(shù)中的應(yīng)用還可以實(shí)現(xiàn)，在一些較為大型復(fù)雜的工程問題或是機(jī)器設(shè)備有問題的情況下，人工無法實(shí)現(xiàn)的檢測，借助數(shù)控技術(shù)可以進(jìn)行推理與演算，適時(shí)給出修改意見。
5結(jié)語
伴隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化在智能制造中的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)滲透到了我們生產(chǎn)生活的多方面，這種通過多種高新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物極大的為我們生產(chǎn)生活帶來便捷，這種機(jī)電一體化的智能發(fā)展方式進(jìn)一步推動(dòng)生產(chǎn)方式的深化改革。仍將有廣闊的發(fā)展前景，需要我們相關(guān)從業(yè)人員根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)生活不斷的進(jìn)行改進(jìn)，為我們社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做更大的貢獻(xiàn)。
作者：黃鴻斌 單位：廣東省粵東高級技工學(xué)校
制造智能技術(shù)研究:機(jī)電一體化技術(shù)對智能制造的應(yīng)用
摘要：機(jī)電一體化技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)智能制造方式所不可或缺的一種關(guān)鍵技術(shù)，將其與智能制造技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用具有重要意義，必須引起我們高度的重視。文章對機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對相關(guān)工作能夠有所借鑒。
關(guān)鍵詞：智能制造技術(shù)；智能制造系統(tǒng)；機(jī)電一體化技術(shù)
1概述
改革開發(fā)以來，我國的各項(xiàng)事業(yè)也都得到了快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)水平尤其是機(jī)械制造水平更是進(jìn)步顯著，正逐漸呈現(xiàn)出從制造自動(dòng)化向著制造智能化的方向邁進(jìn)的趨勢。與傳統(tǒng)制造模式不同，智能制造模式中融入了電子、計(jì)算機(jī)信息等先進(jìn)科技，是一種具有自適應(yīng)加工和綜合自動(dòng)化控制等特征的先進(jìn)生產(chǎn)方式，它的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是將機(jī)械技術(shù)和信息電子技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合使用，從而構(gòu)建出了能夠大幅度提升生產(chǎn)能力和效率的先進(jìn)制造系統(tǒng)，而這就說明了智能制造的實(shí)現(xiàn)過程中就必然離不開機(jī)電一體化技術(shù)。筆者結(jié)合自己的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對相關(guān)工作能夠有所借鑒。
2智能制造的概念及其發(fā)展
在當(dāng)前市場競爭日趨激烈的形勢下，機(jī)械制造企業(yè)都在努力革新自己的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，探尋新的生產(chǎn)方式，而智能制造作為一種更加先進(jìn)的生產(chǎn)方式，自然就引起了越來越多人的重視。現(xiàn)實(shí)中，智能制造一般包含兩層含義，一層是實(shí)現(xiàn)智能制造過程中所需要用到的各種先進(jìn)技術(shù)，另一層就是指代智能制造系統(tǒng)（如圖1所示）。智能制造技術(shù)的提出和應(yīng)用目的就是為了實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)方式，構(gòu)建智能化的制造系統(tǒng)。可以這么說，在機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能化制造也是機(jī)械制造發(fā)展的必然趨勢，對提高生產(chǎn)管理能力、生產(chǎn)效率以及企業(yè)效益等均具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。與傳統(tǒng)的制造技術(shù)不同，智能制造技術(shù)融合電子、機(jī)械以及計(jì)算機(jī)信息等技術(shù)，即智能制造的實(shí)現(xiàn)高度依賴于機(jī)電一體化技術(shù)。智能制造技術(shù)的一個(gè)最顯著的特點(diǎn)就是可以對制造狀態(tài)實(shí)現(xiàn)智能感知，并對感知到的信息進(jìn)行自動(dòng)分析和處理，還可以生成決策指令來對整個(gè)制造加工和管理環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)控制。顯而易見，智能制造技術(shù)的功能就是對機(jī)械產(chǎn)品的加工制造環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)控制，通過對人工決策過程加以模仿來自動(dòng)生產(chǎn)控制指令。這樣做的一個(gè)顯著好處就是降低了人為因素可能造成的干擾。如采用智能制造技術(shù)來生產(chǎn)機(jī)械零件產(chǎn)品就消除了因人工操作失誤而造成的廢品損失，在解放了大量生產(chǎn)勞動(dòng)力的同時(shí)，也極大幅度地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外，對于一些勞動(dòng)強(qiáng)度特別大或者生產(chǎn)過程存在潛在安全隱患的領(lǐng)域，采用智能制造技術(shù)來替代人工生產(chǎn)也是實(shí)現(xiàn)安全和高效生產(chǎn)的一種選擇。總之，智能制造技術(shù)不僅可以大幅度提升生產(chǎn)效率，而且可以在很大程度上杜絕人為失誤的影響，是當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的一種主流趨勢。智能制造系統(tǒng)就是通過運(yùn)用智能制造技術(shù)來構(gòu)建的一種先進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不同，智能制造系統(tǒng)中融入了大量的制造加工狀態(tài)信息，并通過對這些信息進(jìn)行智能處理來及時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前制造環(huán)節(jié)中可能存在的問題，這就為生產(chǎn)加工過程的自動(dòng)化調(diào)節(jié)和控制提供了依據(jù)。此外，智能制造系統(tǒng)還擁有組織、學(xué)習(xí)以及優(yōu)化等眾多功能，如可以對生產(chǎn)加工過程中用到的各類資源進(jìn)行靈活配置，對加工制造過程進(jìn)行合理優(yōu)化，對加工過程進(jìn)行模擬仿真以及可視化展示等，而這些也都迎合了制造業(yè)的發(fā)展潮流。
3機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用
當(dāng)前，機(jī)電一體化技術(shù)正在逐漸和智能制造技術(shù)進(jìn)行融合，同時(shí)兩種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合也為兩者的發(fā)展提供了更為廣闊的空間。可以這樣說，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)逐漸成為了實(shí)現(xiàn)智能制造過程時(shí)的一種不可或缺的核心技術(shù)。例如當(dāng)前智能制造系統(tǒng)中所廣泛采用的傳感器技術(shù)就是二者結(jié)合使用的典范。在智能制造系統(tǒng)中，需要加裝多種型號的智能傳感器來對加工制造狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)測和收集，而這就需要用到機(jī)電一體化技術(shù)來對信號進(jìn)行采集。此外，傳感器監(jiān)測到的信息還需要通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸給控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，而這也需要用到電子信息技術(shù)來構(gòu)建信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。總之，在構(gòu)建智能制造系統(tǒng)的過程中，必不可少地就需要用到機(jī)電一體化技術(shù)來達(dá)到各種信號檢測和傳輸?shù)哪康摹Ｊ聦?shí)上，智能制造是在制造自動(dòng)化高度發(fā)展的基礎(chǔ)上所誕生的一種新型制造理論，而數(shù)控技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化的一種關(guān)鍵技術(shù)。眾所周知，數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)就離不開機(jī)電一體化技術(shù)，它對數(shù)控系統(tǒng)的要求非常高，不僅涉及到模擬、信息處理等多種技術(shù)，還包括對所有數(shù)字加工環(huán)節(jié)的自動(dòng)優(yōu)化和管理。目前絕大多數(shù)制造企業(yè)都應(yīng)用了數(shù)控機(jī)床，其數(shù)控系統(tǒng)主要采用的是“CPU+總主線”的結(jié)構(gòu)形式，通過在線診斷和模糊智能控制的方式來對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行多通道的管控。除此之外，一些國內(nèi)外先進(jìn)企業(yè)構(gòu)建的無人化生產(chǎn)線和無人工廠也是機(jī)電一體化技術(shù)和智能制造技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的典范。在這些生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，工業(yè)機(jī)器人被大量使用，它們和數(shù)控機(jī)床之間可以通過物聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)互連互通，并通過構(gòu)建基于人工智能的智能控制系統(tǒng)來對所有制造過程進(jìn)行控制。
4結(jié)束語
總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)智能制造方式所不可獲取的一種關(guān)鍵技術(shù)，將其與智能制造技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用具有重要意義，必須引起我們高度的重視。此外，智能制造技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)合還會(huì)推動(dòng)二者各自擁有各大的發(fā)展空間，這對機(jī)械行業(yè)的未來發(fā)展也將產(chǎn)生巨大的積極作用。
制造智能技術(shù)研究:智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的運(yùn)用
摘要：本文根據(jù)數(shù)控技術(shù)的基本思路，對數(shù)控技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行敘述，總結(jié)出機(jī)械制造中智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的有效應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù);智能機(jī)器人;機(jī)械制造
引言
人們對機(jī)械制造設(shè)備的要求越來越高，因?yàn)槲磥懋a(chǎn)品需具備制作精度高、生產(chǎn)投放周期短、個(gè)性化定制、批量小、種類多等特點(diǎn)，而傳統(tǒng)的老式設(shè)備不能滿足相關(guān)要求。智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)不僅是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備復(fù)合化、智能化、自動(dòng)化的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代制造機(jī)械的核心。所以，在制造業(yè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)占據(jù)著不可或缺的地位。本文旨在詳細(xì)介紹數(shù)控技術(shù)的原理、發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
1智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)基本思路
智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)，即為了實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)過程中傳統(tǒng)人力操作轉(zhuǎn)化為自動(dòng)化或半自動(dòng)化，憑借電腦編程對機(jī)械加工進(jìn)行控制的一項(xiàng)技術(shù)。數(shù)控機(jī)械操作臺，如圖1所示。數(shù)控技術(shù)將光機(jī)電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，故其優(yōu)點(diǎn)具有整合性，表現(xiàn)為高精度、自動(dòng)化或半自動(dòng)化、高效率、有效節(jié)約人工成本。
數(shù)控技術(shù)的基本設(shè)計(jì)思路：
（1）技術(shù)人員通過測量相關(guān)產(chǎn)品，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)和圖紙；
（2）通過編程軟件，將所需加工產(chǎn)品的加工數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)程序；
（3）將程序進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)控設(shè)備的拷貝，如智能機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等；
（4）技術(shù)人員調(diào)控程序開始生產(chǎn)。編程過程中，為了避免人工手動(dòng)編程，辦公軟件大都可以實(shí)現(xiàn)在電子圖紙到程序的直接轉(zhuǎn)變。數(shù)控技術(shù)工作時(shí)，以計(jì)算機(jī)程序?yàn)榛A(chǔ)，不僅需要編碼器、傳感器等電子設(shè)備，還需要自動(dòng)控制技術(shù)。
智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：
（a）能夠靈活調(diào)整，如所生產(chǎn)的零件需要尺寸調(diào)整，只需調(diào)整數(shù)控設(shè)備參數(shù)；
（b）能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)品的加工，如憑借機(jī)器人手臂可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜多面體或復(fù)雜零部件的加工；
（c）定位相對簡化，傳統(tǒng)工藝一般邊定位邊加工，而數(shù)控設(shè)備完成一次定位后可以完成多個(gè)產(chǎn)品尺寸的加工；
（d）模塊化應(yīng)用使效率大幅提高，如沖孔數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，數(shù)控設(shè)備會(huì)自主調(diào)整模塊沖頭直徑完成生產(chǎn)，不再需人工選擇沖頭；
（e）有利于制造生產(chǎn)中其他技術(shù)的應(yīng)用，如自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助制造、相關(guān)電子技術(shù)等。
可見，數(shù)控技術(shù)大幅提高了機(jī)械制造的效率、質(zhì)量、功能，使傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。
2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展
目前，我國在實(shí)際生產(chǎn)中還需要進(jìn)口大量高復(fù)雜度、高精度的數(shù)控系統(tǒng)和設(shè)備，但發(fā)展智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在我國勢在必行。機(jī)械制造技術(shù)的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化成為新時(shí)代的發(fā)展方向，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢是智能化、復(fù)合化、多功能化。
3數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用
3.1零件加工
以某個(gè)零件的制造為例，如圖3所示，對一個(gè)圓弧等分孔群進(jìn)行加工，以A度為起始角，然后每隔B度進(jìn)行一次鉆孔，鉆孔的深度是Z，鉆孔數(shù)量為H，此零件的圓中心為O，圓弧等分孔進(jìn)行宏程序加工。零件加工時(shí)，可以采用智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)宏程序完成參數(shù)化加工，調(diào)用語句XYZRFIABH、Pxxxx、G65，宏程序的程序號為xxxx。其中，Y、X是圓的中心坐標(biāo)，然后分別是增量角度、起始鉆孔角度、圓半徑、切削進(jìn)行的數(shù)度、鉆孔的固定循環(huán)點(diǎn)坐標(biāo)、鉆孔深度及數(shù)目孔。該零件的圖心坐標(biāo)是（100，50），圓的半徑是100。在對該零件進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，要調(diào)用H8、B45、A15、100、I、500、F、R30、Z-50、50、Y、X100、Pxxxx、G65，這樣就能完成同類零件的數(shù)控加工。
3.2軌跡規(guī)劃
機(jī)械加工過程中，工業(yè)機(jī)器人可以有效完成多種不同的運(yùn)動(dòng)軌跡以滿足生產(chǎn)。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡生成直接影響零件加工的形狀和精度，如機(jī)器人自動(dòng)拋光系統(tǒng)與CAM軟件模塊為基礎(chǔ)，再運(yùn)用UGCAM軟件中的多軸銑加工功能模塊，從而獲取型腔表面的有效信息；之后利用輔助區(qū)域驅(qū)動(dòng)法映射生成復(fù)雜型腔表面的多軸數(shù)控加工軌跡，對工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后將多軸數(shù)控加工軌跡有效轉(zhuǎn)化成機(jī)器人拋光加工軌跡，從而有效進(jìn)行零件拋光。
3.3離線編程
機(jī)器人可以通過離線進(jìn)行機(jī)械裝置的編程，而該功能的智能性與靈活性取決于機(jī)器人是否具有良好的編程能力。機(jī)械加工過程中，它的應(yīng)用范圍一直在不斷擴(kuò)大，同時(shí)也增加了其工作復(fù)雜程度，逐漸取代了傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床加工。例如，以CAD圖形的仿真方法及離線編程為基礎(chǔ)，利用機(jī)器人來輔助彎曲金屬板，利用CAD信息輔助設(shè)計(jì)機(jī)器人單元設(shè)計(jì)等。或以REISRV16OS機(jī)器人作為仿真加工的平臺，隨之建立工業(yè)機(jī)器人削加式的原型系統(tǒng)，同時(shí)建立后置處理系統(tǒng)平臺，有效完成3D、2D的樣件加工。
3.4剛度
對于工業(yè)機(jī)器人加工穩(wěn)定性及其質(zhì)量的影響，剛度是極其重要的優(yōu)化性能。目前，機(jī)器人已經(jīng)替代了傳統(tǒng)的機(jī)械加工中設(shè)備CNC，但生產(chǎn)過程中的一些高剛度、精度要求方面仍然存在局限性。為此，對機(jī)器人機(jī)械加工方面的剛度性能進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以傳統(tǒng)的剛度映射為模型，通過辨識實(shí)驗(yàn)獲得機(jī)器人關(guān)節(jié)剛度。對機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度及加工位置進(jìn)行約束，以機(jī)器人末端剛度橢球沿待加工曲面主法矢方向的半軸長度為優(yōu)化指標(biāo)，采用遺傳算法進(jìn)行機(jī)器人姿態(tài)優(yōu)化。同時(shí)，建立較為穩(wěn)定的剛度數(shù)學(xué)模型，確定剛度參數(shù)，再給予末端執(zhí)行器力矩和力。優(yōu)化工業(yè)機(jī)器人的零件加工過程，建立機(jī)器人剛度模型，檢測合成零件的信息，并綜合末端執(zhí)行器相應(yīng)的切削力，判斷切削力，找到機(jī)器人好的加工位置。
4結(jié)語
機(jī)械制造行業(yè)對經(jīng)濟(jì)效益的提升具有重要意義。鑒于我國智能機(jī)器人數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用尚不發(fā)達(dá)，我國需要加大力度做好數(shù)控技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。
作者：魏志麗 單位：廣東松山職業(yè)技術(shù)學(xué)院