智能化机械制造技术的发展探究

陈 蓉 苗喜荣 庄瑞莲

（江苏省淮阴商业学校，淮安 223005）

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。