机械制造过程中自动化与智能化应用研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 15 日 作者简介:高亮(1986),男,汉族,辽宁阜新人。-51-机械制造过程中自动化与智能化应用研究 高 亮 沈阳万益安全科技有限公司,辽宁 沈阳 110015 摘要:摘要:在当今社会,提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量以及减少人工劳动强度是制造业追求的目标。自动化与智能化技术的应用可以有效解决这些问题,为机械制造业的发展提供强大的技术支持。因此,对机械制造过程中自动化与智能化应用进行深入研究具有重要的理论意义和实际价值。本文旨在分析自动化与智能化技术在机械制造过程中的应用现状,探讨其优势与不足,并展望未来的发展趋势。关
2、键词:关键词:机械制造;自动化;智能化;应用研究 中图分类号:中图分类号:TH16 1 机械制造自动化与智能化概述 1.1 机械制造自动化与智能化的定义及发展 机械制造自动化与智能化是利用自动化技术与信息技术相结合,实现机械制造过程的智能化与自动化。其发展经历了从机械化、自动化到数字化、智能化的过程。在机械制造领域,自动化与智能化技术的应用可以提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量以及减少人工劳动强度。随着制造业市场竞争的加剧,对机械制造过程的自动化与智能化要求越来越高。1.2 机械制造自动化与智能化的主要技术 机械制造的自动化与智能化技术,其主要有:传感器技术、自动控制技术、计算机辅助设计
3、与制造技术、机器人技术、网络通信技术、大数据与云计算技术等等。这些技术在机械制造的步骤中,举足轻重,为自动化与智能化的实现打下技术基础。1.3 机械制造自动化与智能化的应用领域 诸如自动汽车制造、飞机制造、船舶制造、机床制造以及家用电器制造等领域,广泛发挥了这些技术的应用。这些领域对产品的质量和生产的效率,有着极高的要求,因此,自动化与智能化技术的应用,显得极其重要。2 机械制造自动化 2.1 机械制造自动化的原理 机械制造的自动化,是自动化技术运用在机械制造过程中的一种方式,其核心的理念就是用各种传感器、执行器、控制器以及其他的自动化设备,按照既定的程序和指令,对机械制造的过程进行自动控制和
4、操作。因此,机械制造自动化的原理主要包括以下三个方面:(1)感知机理:传感器是一种把力,位移,速度,温度等物理量转化为电信号的器件。在加工自动化生产中,利用传感器对加工生产中的各个参数进行实时监控与检测,为生产自动化的实现奠定了基础。(2)数据处理技术:数据处理技术是对由各传感器数据进行处理、分析、运算的设备。在加工自动化生产中,通过对各传感器数据的分析,按照预先设定的工艺规程和指示,对加工工艺进行自动控制。(3)执行原理:执行器是将电信号转换为机械运动的装置。在机械制造自动化过程中,执行器根据信息处理系统发出的指令,对机械制造过程进行自动操作。2.2 机械制造自动化的优势 2.2.1 提高生
5、产效率 机械制造自动化的核心优势在于能够提高生产效率。自动化设备可以实现连续生产,减少生产过程中的停顿时间。同时,自动化设备具有较高的重复精度和稳定性,可以降低生产过程中的人力和物力消耗,从而提高生产效率。2.2.2 降低成本 机械制造领域的自动化应用,我们可以看到生产成本减低的可能性。原因便是自动设备在消减人力与物力的使用,而同时,原始材料与能源也因此得以节省,没有浪费。更重要的是,自动设备提升了生产过程的稳定性,事故与损失大幅减少,成本效益自然得中国科技期刊数据库 工业 A-52-以提高。2.2.3 提高质量方面 机械制造自动化的好处不只在于降低成本这一面。产品的质量也因此得到明显提升。自
6、动化设备凭借高精度、高重复性的操作,极大降低了人为因素对质量的影响。并且,自动化设备能实时追踪生产过程中的各类指标,实行对产品质量的动态控制,这便大大提高了产品的合格率。2.2.4 减轻劳动强度 机械制造自动化能够缓解人的劳动力。借助自动化设备,那些重度的、重复的、危险的任务可以代替人工完成。这无疑降低了工人的劳动强度,是他们在生产中的环境和生活质量得以提升。2.2.5 促进产业升级 机械制造自动化是实现制造业转型升级的重要手段。随着自动化技术的不断发展,企业可以实现生产过程的数字化、网络化和智能化,推动制造业向高附加值、高技术含量、高环保性能的方向发展。2.3 自动化在机械制造中的局限性 虽
7、然在加工工艺中,自动化有着明显的优点,但是也有一些限制:(1)投入费用:采用自动控制的装备及工艺,其投入费用高。对中小企业来说,投资是一个很大的限制。(2)技术要求:对自动控制系统存在着一些技术上的要求,要求企业必须有足够的技术力量与人力资源。而那些技术力量薄弱的公司,要实现其自动化的难度就更大了。(3)适应性:不是每一种机器加工工艺都可以采用自动控制的方法。在一些特定品种、规范要求下,或在制造工艺中必须进行人为介入时,采用自动控制是很困难的。(4)存在着潜在的风险:在运行中,由于自动化设备的运行,存在着设备失效和失控等问题,因此对其进行了研究。所以,企业在应用自动控制的过程中,应将其作为一个
8、重要的方面来加以重视,以提高其安全性。3 机械制造智能化 3.1 机械制造智能化的原理 机械制造智能化是在自动化基础上,通过引入人工智能技术,实现对机械制造过程的智能化管理和优化。其核心原理主要包括以下几个方面:(1)数据的收集与处理:这就倚赖诸多的传感器及监测设备,以时刻准确收集处于制造的动态的机械数据。而后,对收集来的数据进行筛选、解析、存储,以备后续的探究与分析。(2)信息的通信:此环节,我们运用网络通信的技术,形成设备与设备、设备与计算机系统之间,无阻的信息传输与通信,使得生产过程中形成飞速互通。(3)人工智能算法的应用:以机器学习、深度学习等智能算法,深度剖析、智能化解析在生产过程中
9、收集得的数据,以求生产过程的优化,提高工艺效益。(4)控制系统的运用:根据前述人工智能算法所得的分析结果,我们再进行设备参数和控制策略的调整,使其自动化,从而落实生产过程的智能化管理。3.2 机械制造智能化的优势 3.2.1 机械制造中的柔性制造 机械制造智能化可以实现柔性制造,提高生产过程的灵活性和适应性。通过人工智能技术对生产过程进行优化调度和控制,使得生产过程能够快速适应市场需求和生产任务的变化,提高生产效率和产品质量。3.2.2 机械制造中的复杂问题 机器加工的智能是一种能够较好地处理机器加工中出现的各种难题的方法。利用人工智能的方法,对海量的数据进行分析与处理,能够挖掘出制造工艺中存
10、在的问题与规律,从而达到对制造工艺进行预报与优化的目的。同时,它也为工程人员提供了一种新的解决方案,并对其进行了改进,从而改善了产品的性能与品质。3.3 智能化在机械制造中的未来发展方向 3.3.1 深度学习与机器视觉 未来智能化机械制造将更加依赖深度学习和机器视觉技术。这些技术可以对生产过程中的大量数据进行分析和处理,实现对产品质量和生产效率的实时监控与优化。此外,深度学习技术还可以辅助工程师进行产品设计和工艺优化,提高产品的性能和质量。3.3.2 自主决策与智能控制 在人工智能的推动下,智能化机器加工将逐步向自动化、智能化方向发展。在此基础上,本项目提出一种基于人工智能的加工工艺设计方法,
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