機(jī)械加工領(lǐng)域中智能技術(shù)與系統(tǒng)可行性

時(shí)間:2022-11-13 08:11:50

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機(jī)械加工領(lǐng)域中智能技術(shù)與系統(tǒng)可行性

摘要:分析了機(jī)械加工領(lǐng)域智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀,再闡述智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)可行性的研究,總結(jié)出機(jī)械加工領(lǐng)域中智能制造將面臨的問(wèn)題,望其能為我國(guó)機(jī)械加工領(lǐng)域發(fā)展提供有利參考。

關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;智能制造;系統(tǒng)

引言

所謂智能制造技術(shù)(IMT),是指利用計(jì)算機(jī)模擬、分析,對(duì)智能信息收集、存儲(chǔ)、完善、共享的先進(jìn)技術(shù),它在機(jī)械加工領(lǐng)域中的應(yīng)用,既有利于營(yíng)造一個(gè)智能化機(jī)械加工環(huán)境,又有利于提高生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)高度集成化、高度柔性化地生產(chǎn)加工目標(biāo)。以下就是對(duì)智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)可行性方面問(wèn)題的詳細(xì)闡述。

1我國(guó)機(jī)械加工領(lǐng)域智能制造發(fā)展現(xiàn)狀

智能制造是“中國(guó)制造2025”主攻方向,在現(xiàn)代化社會(huì)快速發(fā)展背景下,國(guó)家政府機(jī)構(gòu)先后頒布了《中國(guó)制造2025》和《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2015年版)》,以柔性化、智能化生產(chǎn)模式建立了多個(gè)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目。我國(guó)智能制造起步較晚,對(duì)于工業(yè)傳感器、數(shù)字伺服電機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)不太理想,智能設(shè)備應(yīng)用種類(lèi)較少,且運(yùn)行可靠性不強(qiáng),制約了機(jī)械加工領(lǐng)域智能制造的發(fā)展步伐[1]。進(jìn)入到21世紀(jì)以后,我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)初步建立了智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化體系,推行了一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能制造裝備。在智能制造行業(yè)扶持方面,國(guó)家部署了一系列戰(zhàn)略,并在這個(gè)方面投入了一定量的研究資金。

2IMT與系統(tǒng)的特點(diǎn)、內(nèi)容與目標(biāo)

我國(guó)機(jī)械加工領(lǐng)域中智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)有著人機(jī)一體化、自學(xué)能力、自組織、自律能力和模擬加工技術(shù)等多個(gè)特點(diǎn)。人機(jī)一體化,是指智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)是人機(jī)一體化智能系統(tǒng),它能夠運(yùn)用自身具備的形象思維、邏輯思維和敏銳靈感,從而獨(dú)立分析、判斷、決策任務(wù)。在人機(jī)一體化運(yùn)行環(huán)境下,人與機(jī)械之間保持著互相協(xié)作的關(guān)系,可通過(guò)相互配合更好地完成加工制造任務(wù)。而智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)的自學(xué)能力主要體現(xiàn)于智能制造加工設(shè)備會(huì)不斷進(jìn)行自主學(xué)習(xí),完善系統(tǒng)知識(shí)庫(kù),利用知識(shí)庫(kù)對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷、修復(fù),排除錯(cuò)誤信息,達(dá)到設(shè)備自維護(hù)目的。自組織,是指智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)會(huì)根據(jù)工作任務(wù)將控制系統(tǒng)中各個(gè)單元組成最優(yōu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式,以便于實(shí)現(xiàn)高效率的智能制造。自律能力,是指智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)具備自我分析、反饋、判斷、監(jiān)測(cè)、處理的功能,以人性化的運(yùn)行方式科學(xué)控制系統(tǒng)作業(yè)情況。模擬加工技術(shù),是指智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)在產(chǎn)品生產(chǎn)加工之前,將借用計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖形處理軟件,模擬真實(shí)的加工過(guò)程,不斷優(yōu)化產(chǎn)品制造方案,降低機(jī)械加工中的次品率。

本文關(guān)于機(jī)械加工領(lǐng)域中智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)可行性研究?jī)?nèi)容主要是智能設(shè)計(jì)、智能工藝過(guò)程編制和智能監(jiān)測(cè)等等。從智能設(shè)計(jì)上來(lái)看,在機(jī)械加工中,可利用IMT,建構(gòu)一個(gè)以“機(jī)械制造”為主的資源共享中心,用數(shù)據(jù)模擬生產(chǎn)過(guò)程。同時(shí),在控制器中設(shè)置標(biāo)識(shí)單元,主要用于存儲(chǔ)生產(chǎn)鏈中供應(yīng)商提供的批次分析運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù),當(dāng)信號(hào)感應(yīng)指示燈由綠變?yōu)榧t時(shí),安排專(zhuān)業(yè)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方案作出調(diào)整,待信息反饋恢復(fù)正常之后,繼續(xù)進(jìn)行智能設(shè)計(jì)。在機(jī)械加工智能設(shè)計(jì)環(huán)境下,工作人員可利用智能系統(tǒng)上電子機(jī)械操控板塊分析產(chǎn)品質(zhì)量,監(jiān)控產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程,模擬產(chǎn)品制造工藝。這種智能設(shè)計(jì)方式將進(jìn)一步提高機(jī)械加工領(lǐng)域整體生產(chǎn)水平。從智能工藝過(guò)程編制角度來(lái)看,在機(jī)械加工中,可利用IMT技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)智能工藝過(guò)程。以空心軸加工為例,可利用3D打印(增材制造)技術(shù)與銑削加工技術(shù)的結(jié)合,編制智能化生產(chǎn)中零件工藝,確定定位基準(zhǔn)、裝夾方式、表面加工方法、機(jī)床選擇、刀具選擇、切削用量、工藝路線、加工順序、工藝卡片、工藝過(guò)程和數(shù)控加工工序等等步驟,通過(guò)智能工藝過(guò)程的編制提升機(jī)械加工質(zhì)量。關(guān)于機(jī)械加工領(lǐng)域中智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)可行性研究目標(biāo)是用智能取代部分腦力勞動(dòng),以人機(jī)一體化的智能加工優(yōu)化制造過(guò)程。俗話說(shuō):“工欲善其事,必先利其器”。在機(jī)械加工領(lǐng)域中把智能制造作為載體,以智能化、網(wǎng)絡(luò)分布式管理方式管控機(jī)械加工過(guò)程,用高檔數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人、增材制造裝備(3D打印機(jī))等智能設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)管理,可促進(jìn)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的協(xié)同加工。同時(shí),因計(jì)算機(jī)設(shè)備具備工程物理仿真、工藝仿真等功能,可降低機(jī)械加工中次品率。關(guān)于機(jī)械加工領(lǐng)域中智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)可行性的研究目標(biāo)還在于構(gòu)建一個(gè)可適應(yīng)市場(chǎng),有著經(jīng)濟(jì)性、集成性、開(kāi)放性、兼容性的生產(chǎn)系統(tǒng)。

3機(jī)械加工領(lǐng)域中智能制造面臨的問(wèn)題

在機(jī)械加工領(lǐng)域智能制造中仍然將面臨一些問(wèn)題。首先,從市場(chǎng)應(yīng)用角度來(lái)看,在機(jī)械加工領(lǐng)域?qū)嶋H發(fā)展過(guò)程中,為了真正實(shí)現(xiàn)對(duì)智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)的應(yīng)用,既需要在前期投入大量資金,又對(duì)人員專(zhuān)業(yè)技能提出了更高的要求。因而,投資者更傾向于傳統(tǒng)成熟且穩(wěn)定機(jī)械加工行業(yè)的投資,對(duì)投入產(chǎn)出比例不高的智能制造興趣不大,機(jī)械加工領(lǐng)域智能制造需要進(jìn)行進(jìn)一步的完善。其次,從技術(shù)上來(lái)看,機(jī)械加工領(lǐng)域?qū)⒚媾R著利用先進(jìn)制造技術(shù)提高原料訂購(gòu)、產(chǎn)品加工、產(chǎn)品銷(xiāo)售、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等各個(gè)環(huán)節(jié)集成自動(dòng)化水平的問(wèn)題。再次,從研究方向角度來(lái)看,對(duì)于智能決策、智能加工系統(tǒng)等的研究將成為機(jī)械加工行業(yè)智能制造發(fā)展最大挑戰(zhàn),這是一個(gè)非常值得深思的問(wèn)題。智能制造與傳統(tǒng)機(jī)械加工行業(yè)相比,有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)高效化、高質(zhì)化、智能管控目標(biāo),但其前期投入要比傳統(tǒng)機(jī)械加工行業(yè)高。在這一背景下,我國(guó)機(jī)械加工領(lǐng)域應(yīng)圍繞這一問(wèn)題積極探求可行性的問(wèn)題解決措施,迎合現(xiàn)今信息化時(shí)展趨勢(shì),不斷優(yōu)化機(jī)械加工中的智能系統(tǒng),努力營(yíng)造一個(gè)良好的智能制造環(huán)境,讓人們更加青睞智能制造。

4結(jié)語(yǔ)

在21世紀(jì)背景下,智能制造技術(shù)(IMT)將成為機(jī)械加工領(lǐng)域賴以行進(jìn)的基本軌道。而如何在機(jī)械加工智能制造中融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、制造加工技術(shù)、信息技術(shù)等,將成為亟待解決的問(wèn)題。在未來(lái),機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)投入更多的精力研究智能制造技術(shù)(IMT)與系統(tǒng)可行性,不斷增強(qiáng)實(shí)踐生產(chǎn)中的智能制造水平,提高機(jī)械加工領(lǐng)域整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

參考文獻(xiàn)

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作者:羅華進(jìn) 單位:廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校