智能制造背景下机械设计制造及自动化应用探析

智能制造背景下机械设计制造及自动化应用探析

曹海霞     何荆琪

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摘要：在智能制造背景下，我国机械设计及自动化技术发展被迅速落实，它已经呈现出了技术应用优势，未来技术发展方向为进一步减少人工干预，操作更精细化，适用的领域更加广泛。智能化技术发展，是机械设计及自动化技术发展的基础，社会发展的需求，则呈现出机械设计及自动化技术发展方向。

关键词：智能制造背景下；机械设计制造；自动化应用

引言

智能制造，就是指智能化的技术应用于制造生产中，智能机械制造隶属于智能智造的范畴中。智能机械制造是科学技术发展到一定阶段的产物，与先进的国家相比，我国的智能化机械设计及自动化技术发展还有一些不足，但是未来，我国的技术即有着极大的发展潜力。

1智能制造和机械自动化的概念分析

智能制造是基于人工智能研究提出的，主要包含了智能制造技术和智能控制系统这两项内容。从本质上讲，智能制造作为一种由智能机器人和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，在制造过程中能完成多项智能活动，比如决策、判断、推理、分析等，能运用人机合作取代或延伸部分人类专家在制造期间的脑力劳动，是机械制造自动化发展的必然方向。

2智 能 制 造 背 景 下 机 械 设 计 制 造 的 特 点

2.1减少安全隐患

在机械制造设计领域中运用智能技术，能将生产过程转为自动生产，代替以往人工操作，可以降低安全隐患，确保生产运行中有关人员人身安全，及制造设备的安全稳定运行，从而提高整个生产效率与生产质量。在以往机械设计领域中，想要保证机械设备运行的安全性和稳定性，要求有关人员要严格依照规章制度开展各项工作，机械制造公司还需要设立专门的监督管理机构，组织有关人员成立监督专门小组，对生产过程中可能存在的各类问题进行监督管理，并及时发现问题，通过采取合理的措施消除各类安全隐患，保障整个生产运行顺利开展。但因为人工监督极易发生人员懈怠和检查作业不仔细等问题，导致部门问题不能被及时察觉，引发严重的安全事故，从而影响生产运行进度，不但降低生产工作效率。

2.2利于降低机械制造行业工作强度

机械制造设计是一项繁琐与复杂的工作，在具体制造过程中如果出现任何事物，将直接影响产品质量，并要重新生产，这给工作人员造成很大压力，长时间高度精神集中，不能分神，工作强度很高，而工作人员长此以往承受该种工作压力，可能会造成辞职，致使机械设计制造领域发生“用工荒”现象。运用自动化技术，能缓解人员工作压力，只要定时负责观察设备生产运行状况，依照生产实际状况对设备进行一定的微调，不但可以确保产品质量，还能减少人员工作压力，使人员心神能得到缓冲，大大降低了工作强度，缓解“用人荒”问题。

2.3提高产业生产效率

当前，在智能化制造发展背景下，自动化技术在机械设计制造领域中被广泛运用，很大程度上不但降低了制造成本，还提升了产业生产效率。智能化机械设备操作是当前机械设计制造自动化技术的主要特点，其原理就是在整个系统中进行一定的设置，将其操作模式与方法进行转变，提高机械设计制造自动化工作效率。此外，如果机械设备在整个运行中一旦发生故障或是其他问题，机械设计制造自动化技术能及时排查各类问题和故障，便于有关人员进行维修，从而提高产业生产效率。

3智能制造背景下机械设计及自动化技术应用

3.1智能化的管理系统

搭 建 了 MES、ERP、CRM、QMS、PLM 等信息化管理平台，应用计算机系统对生产全过程进行智能化的管理。开展了数字化智能制造车间，所有的机械制造设备都是数字化设备，人们能够应用标准化的接口与数字化计算机相连，由计算机控制数字化设备生产，并开展统一化的设备生产管理。应用 ERP 系统开展智能化管理，人们能够在系统平台中了解车间的生产计划、采购库存、成本核算、产品销售、决策分析等管理工作 ；能够对生产的每个环节进行全程追踪，并给出动态化的管理过程 ；企业能够提供数据共享，让企业各部门及上下游企业及时获得相应的数据 ；能够了解设备管理情况等，在智能化的环境下，建立一体化的生产物流管理系统。

3.2智能化的机器人系统

智能化的机器人以满足生产需求而应用。当前我国部分企业完成了焊接、打磨、喷涂等智能机器人的研发，让它们代替人工作业。以焊接的智能化技术应用为例，当前企业可以应用平地机后车架焊接系统，利用智能化的变位机系统模块来实现工件全方位焊接，假如机械产品生产的产品结构、重量、尺寸比较统一，那么更加适合智能化机械人批量作业。机器人桁架系统模块可以智能化地操作 X 轴、Y 轴、Z轴，利用生产工具进行作业，其移动范围可达率能满足机械制造的要求。研发了智能焊接软件，它能自动完成位置检测、可以对焊缝进行跟踪、可以实现多层多道焊接，以及建立了焊接专家数据库。当前智能机械人可以完全在生产中代替人工作业。

3.3关键技术的应用

部分企业生产中应用了接触传感器检测、焊缝跟踪、多层多道焊接、焊接参数实时调整、焊接工艺数据库、焊缝轮廓识别技术与打磨轨迹自动规划技术、力控磨抛技术、磨抛工艺专家系统、虚拟工作站仿真技术、涂装参数自动调节技术。这些技术包含智能化的识别技术、操控技术、数字化及计算机计算、模糊决策技术等一系列的现代化科学技术。智能化的技术环境，实际上是将现代化的科学技术集成化，应用于机械设计及生产中。这些科学技术的应用，替代了人的脑、眼、手、腿、脚等，人们只需要设定操作系统的参数，及优化生产模型设计，系统就能够应用这些技术全程完成产品生产。

3.4技术发展的过程

智能化的发展不是一蹴而就的，机械设计及自动化技术发展也是存在阶段性的，它的发展分为以下几个阶段。升级改造阶段，我国曾购买过国外机械制造产品，实际上它是国外企业淘汰下来的产品，其科技含金量并不高，它的自动化程度也不高，然而它能够在某些岗位上代替人工重复作业，它在一定程度上提升了生产自动化，也提高了生产效率。自主研发阶段，通过学习国外的先进技术及进行自主研发，它的目标是能够结合机械制造的需求，研发出可以完成全部焊接流程的机器人。把研发的机器人投入到生产应用中，并在实践中接受反馈，然后不断调整机器人的结构，优化机器人的功能等，最终让机器人的设计满足机械生产的自动化生产需求。

结语

综上所述，我国要在掌握机械自动化控制系统发展方向和主要内容的基础上，根据不同领域提出的设计要求和主要功能，整合分析智能制造背景下的机械设计和自动化技术，加大专业技术人才的培养力度，以此充分发挥机械自动化控制系统的应用价值，提高我国机械制造行业的综合水平。

参考文献

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