摘要:在机械工程自动化过程中,智能化技术占据举足轻重的地位,发挥着至关重要的作用。提升智能化技术的水平,必然会带动提高机械工程自动化的效率。本文将就智能化技术在机械工程自动化中的应用进行深入的分析与探究。
关键词:智能化技术;机械工程;自动化;应用;分析
引言
工业4.0以及中国智造的快速推进,使得智能化和自动化不再陌生。特别是在机械工程领域,自动化和智能化更是十分普遍。当前诸如智能机器人、柔性制造生产线/制造单元、智能物流技术等都在机械工程领域中得到应用,且取得了较好的应用成果。可以说,自动化和智能化技术在机械工程领域中的应用,既是时代发展的必然要求,也是科学技术进步的重要体现。
1机械工程智能化概述
机械工程智能化主要指的是在机械工程的加工、设计以及管理等环节中,将自动化技术和智能化技术进行应用。机械工程智能化的特点主要为柔性较高和集成性较高,其能够用计算机操控来替代原先的人工操控,利用计算机来进行判断、分析和决策。随着计算机技术的不断发展,目前机械工程智能化逐渐朝向超薄微型化的方向发展,其既能够降低工人的劳作强度,还能够显著提升生产效率。同时,运用机械工程智能化技术,能够优化配置各类数据库和一些系统软件,真正实现操作、生产加工等环节的无人作业。可以说,机械工程智能化能够进一步优化产品精密度,提升产品质量,压缩生产成本,显著提升生产企业的综合经济效益。
2智能化技术在机械工程中的具体应用
2.1在机械制造设计方面的应用
对于机械工程来说,绘图是机械设计中的重要内容,其质量优劣直接关系到最终设计图纸质量的高低。可以说,机械设计自动化乃是当前机械工程自动化中的重要体现,利用计算机、人工智能等多种智能化技术,能够对机械工程的绘图环节和内容进行简化,并使之形成一个系统化的程序,便于降低设计任务量,提升设计效率和设计效果。同时,利用智能化技术的多维化成果展示功能,还能够直观地将设计师的设计理念和设计意图表现出来,以便及时对相关设计内容进行完善和补充。
2.2在机械工程生产制造方面的应用
机械工程的工作环境较为恶劣,危险系数也极高,这些对于工作人员来说都是极为不利的。而将智能化技术引入机械工程的生产制造领域中,既能够确保工作人员的生命安全,还能够极大地提升生产制造效率。例如进行石料的开采时,传统开采模式多为开采前通过机械来测验土质以及山体的结构,然后根据测量结果来制订开采方案,然测量结果的准确性十分容易受到人为因素和环境因素的影响,这显然会增加开采的难度和开采的风险。此时若引入智能化的凿岩机控制系统,就可以借助机械的自主调整功能来对需要测量的数据进行采集,操作人员仅需要操控机械就可以完成所有的工作。再比如压路机设备,将智能化系统配备在其上,就可以自动收集路面的温度、硬度、路况等,自动形成一套设备工作的参数,使得后续施工活动更易开展。
2.3机械产品智能化
智能化所具备的批量生产能够改变客户对企业的生产需求,对于部分具有特殊需求的客户,智能化生产同样可以满足其相应的需求。同时,智能化机械的生产过程中,智能化系统能够依据客户的实际需求以及产品的具体特点,提供给客户更多的参与度,实现高端个人定制服务,切实提升客户的体验。目前,机械产品众多,可以说是琳琅满目,切实满足了人们的生产和生活需求。下面以盾构机为例,简要分析智能化操控在盾构机中的具体应用。
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盾构机是地下工程建设中不可缺少的重要机械施工设备之一,且能够对土体进行一定的切削作用,然后将土渣进行输送,测量导向纠偏以及拼装隧道衬砌等众多功能。在盾构机中引入PLC控制系统,就能够实现盾构机的智能化操作。由于PLC控制系统的稳定性和可靠性十分理想,在地下工程十分恶劣的环境中,诸如太多的灰尘、渗水较多以及存有腐蚀性的工况下,PLC所具备的稳定性和可靠性也能够完全适应恶劣的地下环境。PLC控制系统还具备较好的适用性,扩展性也极佳,这样就十分容易选取对应的元件,其变成语言也十分简单,对于编程人员的专业技术要求也不高。在盾构机中,包含了数以千计的I/O点控制系统,而对于PLC控制系统来说,对其进行控制是十分容易的,且可以同时实现PID调节以及网络通信等多项任务。此外,PLC控制系统维护起来也是十分简便。可以说,将PLC控制系统运用到盾构机中是十分明智和可行的,在PLC控制系统的作用下,盾构机能够依据制订的程序运行,在实际施工中,仅需要改变编程,就能够对盾构机的操作模式进行控制和调整,提升了盾构机的适用性。
3机械工程智能化的未来发展趋势
3.1性能发展趋势
在未来,机械工程智能化必将朝向高速、高精度、高效化、柔性化、工艺复合性、多轴化以及实时智能化的方向发展。
第一,可以说,随着计算机技术的快速发展以及自动化技术、智能化技术的进一步发展,高速、高精度和高效化势必是机械工程智能化未来的首要发展目标;
第二,智能化控制系统能够依据不同的生产状况、不同的生产需求,随时动态地进行调整,更好地满足生产的需求,实现柔性化管理;第三,智能化系统能够对整个机床进行全权控制,实现多道工序同时生产,真正做到复合加工,不仅提高了生产效率,还实现了多轴和多系统控制功能;第四,和传统的人工调控智能化不同,未来的智能化系统可以做到实时自动化的控制,能够进一步提升生产过程的人性化。
3.2功能发展趋势
从功能角度来看,机械工程智能化未来的发展主要体现在用户界面的图形化、科学计算的可视化、插补和补偿方式的多样化以及内装高性能的PLC等方面。随着用户界面性能的不断改进,借助当前的虚拟现实以及多媒体等技术,提供给用户更加直观的服务体验。智能化系统的科学计算可视化,不仅能够显著降低产品生产周期和生产成本,还能够显著提升整体产品的生产质量。此外,通过多种插补图形的合理运用,使得智能化操作具备更多的可能性。最后,不断改进编程语言,还可以实现更加人性化的设计。
3.3体系结构的发展趋势
从体系结构上看,集成化、模块化、网络化是未来控制模式的主流发展趋势。第一,机械工程智能化未来的发展趋势之一就是可编程的集成电路,将其和高科技的半导体安装技术相结合,能够显著降低生产成本,提升系统的稳定性和可靠性;第二,依据不同的功能,还可以将机械工程划分为不同的独立模块,仅需要对出现问题的某一模块进行修整,能够节省人员成本,提升生产效率;第三,通过远程控制模式,能够实现生产过程的便利性,借助网络作用,还可以最大化改良生产条件。
4结语
总之,智能化技术的快速发展,带给了机械工程领域全新的发展契机。智能化在机械工程中的应用,集中体现在设计制造阶段、生产制造阶段、机械产品领域以及机械控制策略等方面。同时随着信息技术的进一步发展,机械工程智能化在性能、功能和体系结构方面均呈现出新型的发展趋势,必将推动机械工程行业更好、更快、更健康地发展。
参考文献:
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[3]陆泳亨.浅谈机械工程自动化技术中存在的问题和解决策略[J].科技创新与应用,2016(20):125.
论文作者:王阿虎
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/1
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