星空体育:机械智能制造十篇
文章出处:本站 人气:发表时间:2024-02-26 13:36
机械智能制造篇1
1.1性能上高效化和智能化的发展趋势不管是对一个企业还是整个机械制造行业来说,都希望在制造时能够在最少的时间内制造出高精度的部件,不止这些,其他的一些性能参数也要求的比较高。在机械制造的设备上安装了很多传感器和单片机控制器,这些装置的使用也大大提高了制造的精度和质量。尤其是在纳米技术取得了快速的发展和进步之后,它便被广泛的使用在机械制造的整个过程中,也促进了智能化制造技术的快速发展和进步。同时纳米技术的应用和电控系统的引进也进一步提高了智能化制造的精度和生产效率,促进了制造行业的快速进步。随着编程语言的进步,利用编程控制的数控系统也得到了快速的发展,现在工厂里面随处可以看到数控设备、机械手和机器人。这些设备的应用的越广泛就越能够促进智能化机械制造的发展,还能节省人力和减少能耗。除了上述的性能需求以外,智能化制造的发展也更加的全面化和普遍化,这样就能够让更多的客户使用它,通知也使智能化设备的利用率大大提高。智能化机械制造的发展也代替了在恶劣的制造环境中人员的操作,同时也保证了人身安全。
1.2人机关系也越来越合理智能化制造不是操作人员直接控制的,而是利用计算机设备进行程序的编写,并通过程序的运行实现对制造设备的控制,这就需要人机结合的设计也越来越合理化和人性化。在进行机械制造的设计和工艺改进时,基本上摒弃了图纸的设计,改成了用计算机辅助设计,也就提高了设计效率。在机械制造的过程中出现的任何状况都会出现在人机界面上,这样也方便操作人员及时的查找故障原因和做出最快的抢修方案。
1.3结构上的集成化我们可以通过最近几年的智能化机械制造的设备可以看出,智能化的设备的体积越来越小,但是所能执行的功能和实现的制造动作也来越复杂。计算机设备和软件的应用时智能化控制越来越集成化。
2智能化机械制造要考虑的关键
我国在设计智能化制造时也不能根据自己的想法进行天马行空的设计,一定要在设计时考虑它有没有意义和设计价值和实用性。如果我们所进行的智能化设计本身没有太大的适用范围那我们这个设计就没有实用性和设计价值。如果我们设计的智能化制造并没有节省人力和物力,那我们的设计就是没有意义的。
3结语
机械智能制造篇2
当前,国际机械制造智能化以计算机技术和网络技术为核心,结合新型的加工方法,实现了学科和专业的交叉融合。相比于国际机械制造智能化水平,国内机械制造也逐步向智能化的方向发展,如机电一体化产品的应用。诚然,与发达国家相比,我国的机械制造智能化仍处于起步阶段,仍然存在一系列的问题,主要表现在以下几个方面。我国智能化处理技术层面较低。相比于国外常用的数控机床以及柔性制造系统,我国机械制造仍处于单机智能化和刚性智能化的层面,并没有体现出技术的先进性。
我国机械设计水平还相对落后。计算机辅助设计在机械设计中的运用并未普及,大多数机械设计人员在设计时仍采用图纸设计,很少有人使用CAD等机械制图软件,这严重制约了机械制造行业的生产效率,难以满足市场发展的需求。我国机械制造智能化工艺和技术水平还很低。制造工艺和技术往往决定产品质量,我国机械加工还停留在精细加工阶段,智能化的加工手段还未能大规模地引进和尝试,在一定程度上制约了我国机械制造加工效率和工艺水平的提高。以占据机械制造技术体系核心地位的数控技术为例,现代数控技术融合了计算机、自动控制、信息技术等高新技术,呈现出高效率、高精度、自动化等特点,其智能化的趋势也尤为明显。
当前,先进的数控技术已经实现了超小型化以及超薄化,并将模糊控制、计算机、智能计算等领域的最新研究成果引入数控技术的研究中,使得控制系统的精度、效率等有了明显提高,智能化诊断以及故障处理水平有了很大提高,但是,在中国,类似的应用还很少,还需进一步加快研发和应用步伐。
我国机械制造智能化发展方向
人机交互将更加完善。机械智能化通过计算机提供人机交互的接口,计算机的可视化能方便数据处理,同时为操作人员提供必要的解释,使得信息的交流更加快捷和方便。机械设计逐步采用CAD等计算机软件制图技术取代传统的图纸设计方法,有效缩短了设计周期,同时还能保证设计精度。在多媒体技术不断发展的背景下,界面的图形化也是机械智能化的一个发展趋势,通过图形化的界面,设计者就可以很方便地与客户进行沟通,有效地提高了工作效率。此外,多媒体强大的声像、图文处理等功能,也为实时监控和故障检测等智能化处理提供了方便,在生产和管理方面具有很大的优势。
机械智能制造篇3
计算智能(ComputationalIntelligenee,简称CI),又称软计算,该词于1992年被美国学者J.C.Bezdekek首次提出,1994年全计算智能大会明确提出了计算智能的概念,标志着计算智能作为一门独立学科的诞生。传统的人工智能问题的处理、结论的得出都需要在建立精确的数字模型的基础上才能实现,但现实中有很多的数据都是模糊的,无法建立精确的模型,使得人工智能的应用范围相对狭窄,而计算智能则突破了人工智能的瓶颈,以模型为基础,模拟人的理论与方法,只需要直接输入数据,系统就可以对数据进行处理,应用范围更加的广泛。计算智能的本质是一类准元算法,主要包括进化计算,人工神经网络、模糊计算、混沌计算、细胞自动机等,其中以进化计算、人工神经网络及模糊系统为典型代表。
1.1进化计算
进化计算是采用简单的编码技术来表示各种复杂的结构,并通过遗传操作和优胜劣汰的自然选择来指导学习和确定搜索的方向,具有操作简单、通用性强、效率高的优点,其工作原理是通过种群的方式进行计算,借助生物进化的思想来解决问题,分为遗传算法、进化规划及进化策略三大类。
1.2人工神经网络
人工神经网络是一个高度复杂的非线性动力学系统,具有模糊推理、并行处理、自训练学习等优势,其工作原理是仿照生物神经网络处理信息方式,通过不同的算法和结构,将简单的人工神经细胞相互连接,通过大量的人工神经单元来同时进行信息的传播,并将信息储存在改革细胞单元的连接结构中,快速地得到期望的计算结构。生物神经网络的细胞是在不断的生成和更新着的,即部分细胞坏死,整个神经网络仍能维持正常的运转秩序而不会骤然崩溃,同样人工神经网络也有着这样的特性,即使部分神经细胞发生问题,整个网络也能够正常的运转。人工神经网络按照连接方式的不同分为前馈式网络与反馈式网络,前馈式网络结构中的神经元是单层排列的,分为输入层、隐藏层及输出层三层,信息的传播是单向的,每个神经元只与前一层的神经元相连,即信息只能由输出层传向隐藏层再传向输入层,而不能由输出层直接传向输入层;反馈式网络结构中每个人工神经细胞都是一个计算单元,在接受信息输入的同时还在向外界输出着信息。不同的行业和领域可以根据自身的需要将不同的网络结构和学习方法相结合,建立不同的人工神经网络模型,实现不同的研究目的。
1.3模糊系统
客观世界中的事物都具有不同程度的不确定性,如生活中的“穷与富”、美与丑”“、相关与不相关”无法用一个界线划分清楚,对于事物不确定研究的过程中产生了模糊数学,所谓模糊性是指客观事物差异的中间过渡中的“不分明性”。美国专家L.A.Zdahe教授首次运用了数学方法描述模糊概念,自此之后模糊数学形成了一个新的学科,并在世界范围内发展起来,在医学、农业等方面得到了应用。
2计算智能在机械制造中的应用
机械制造业是国民经济的基础产业,机械制造业的发展对于促进工业生产领域的发展,保持经济稳步增长,满足人们日常生活的需求,提高人们的生活质量有着重要意义。一个国家机械制造业水平的高低是衡量该国工业化程度的重要指标。由于研究角度的不同,机械制造业有着不同的分类,如国家统计局将机械制造行业分为通用设备、专用设备、交通运输设备、电气设备、仪器仪表及办公设备五大类,证券市场将机械制造行业分为机械、汽车及配件、电气设备三大子行业。根据调查显示,2013年我国制造业产值规模突破20万亿元,同比增长17.5%,产值占世界比重的19.8%,经济总量位居世界首位,利润4312.6亿元,增长0.33%,增加值累计同比增长10.4%。随着计算智能研究的深入,计算智能在机械制造中得到了应用。伴随着机械行业的飞速发展,各类生产安全事故也时有发生。造成安全事故的原因是多方面的,首先是操作人员安全意识淡薄;其次是企业的安全管理和监督缺失,我国相当多的机械制造企业不重视劳动安全卫生方面的数据统计和资料积累,为了追求最大利润在安全生产方面投入的资金过少,缺乏对员工开展安全教育的培训。建立科学的安全生产评价方式对于防止各类安全事故,提高安全效益有着积极意义。人工智能的安全评价方法以线性函数为基础,而安全生产评价体系是一个复杂的系统,涉及的内容繁杂,需要考虑的因素很多,存在很大的不确定性,导致得到的结论与实际现场常常不能一致,计算智能以选择非线性函数建立安全生产评价模型,实现对非线性函数关系的拟合,解决了这一难题。在机械制造中存在着大量的模糊信息,如机械设备的损耗、零件设计目标等信息都是用比较模糊的术语来表达,传统的人工智能进行新的零件生产制造时,设计人员对零件进行设计,确定零件的尺寸,然后试生产零件应用在设备中,如不符合要求,再进行调整,这就要求设计人员有着丰富的知识和实践经验,能够根据需要设计出适合的零件,而计算智能以系统论作为基础的,对选择的自变量进行适当的优化和控制,只需要设计人员将零件的形状、大小、作用等输入计算机,并对零件制造的程序编排,利用计算机确定零件的制造技术,同时控制零件的质量,使零件设计、制造的过程更加便捷。
3结语
机械智能制造篇4
关键词:机械制造;智能化技术;体系
1 机械制造技术的发展
在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微 电子 、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经 网络 等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,cad/cam与数控系统集成为一体。机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。
2 智能化技术发展趋势
2.1 性能发展方向
(1)高速高精度高效化。
速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化。
包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大。可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群拉系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3)工艺复合性和多轴化。
以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。
(4)实时智能化。
早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。 科学 技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。
2.2 功能发展方向
(1)用户界面图形化。
用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术,也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
(2) 科学 计算 可视化。
科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字和语育表达,而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域,如无图纸设计、虚拟样机技术等,这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域,可视化技术可用于cad/cam,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化。
多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2d+2螺旋插补、nano插补、nurbs插补(非均匀有理b样条插补)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能plc。
数控系统内装高性能plc控制模块,可直接用梯形圈或高级语言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能,编程工具中包含用于车床铣床的标准plc用户程序实侧,用户可在标准plc用户程序基础上进行编辑修改,从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用。
多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3 体系结构的 发展
(1)集成化。
采用高度集成化cpu,risc芯片和大规模可编程集成电路fpga、epld、cpld以及专用集成电路asic芯片,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度,应用led平板显示技术,可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格,改进性能,减小组件尺寸,掘高系统的可靠性。
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