机械制造中的智能化技术研究

机械制造中的智能化技术研究

刘斌

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摘要:机械制造技术主要是指使用机械设备、工具和材料来创造物理产品或部件,涵盖了从设计、原材料采购、加工、组装到最终产品制成的各个阶段。智能化技术可以提高机械制造生产效率和质量,增强制造企业的竞争力。该文以物联网技术和3D打印技术在机械制造智能化制造中的应用为案例开展分析,探究智能化技术在提高机械制造生产线的灵活性、可持续性和创新性中的应用原理、应用流程及发展优势,并展望了未来机械制造智能化发展趋势,通过进一步发展大数据技术、增强现实技术、虚拟现实技术及自适应制造系统,进一步推动产业的转型和提升。研究结果旨在通过不断推动技术创新和应用,持续提高生产效率和质量,为制造企业带来更多机遇,也有助于推动整个产业向智慧化方向发展。

关键词:智能化技术;机械制造;物联网;3D打印;发展方向

0引言

机械制造智能化技术已经取得较为广泛的应用，在智能化技术的助力下机械制造业得以加速发展，在国内外市场上占有一定的市场份额。依据信息化时代发展趋势，机械制造智能化技术有着广阔的发展空间，在此背景下，可加强机械制造智能化技术开放使用，充分借助数字化信息技术推动机械制造业实现自动化、信息化发展。

1机械制造智能化发展趋势

1.1大数据分析和预测性维护

大数据分析和预测性维护是机械制造智能化发展的关键领域之一[1]。通过在机械制造过程中收集大量数据,如生产过程中的传感器数据、设备性能指标、产品质量参数等,然后通过高级分析工具和算法来解析,以识别生产中的趋势、模式和异常情况,此外,企业可以了解哪些因素影响了生产效率,从而做出调整,在设备故障之前进行干预性维护,减少了废品率,提高了产量。

1.2自适应制造系统

自适应制造系统代表着机械制造业的未来,不仅可以为企业带来了更高的竞争力,还使其能够更加灵活地适应快速变化的市场需求。自适应制造系统通过实时数据采集和监控,不断收集有关生产线性能、材料供应、库存水平和市场趋势的信息,相关数据被传输到中央控制系统,为决策提供了基础。其次,基于收集到的数据,中央控制系统使用高级算法和人工智能来分析市场需求和生产能力之间的差距,有助于确定机械制造生产线上可能的瓶颈和短缺。最后,自适应制造系统会自动调整生产计划和资源分配,以满足市场需求的变化。这可能包括重新安排生产顺序、更改工艺参数、调整库存水平或变更供应链合同。这种灵活性和自动化使企业能够更快速地应对市场变化,保持竞争力,并实现可持续增长。

2机械制造智能化技术的应用

2.1计算机集成制造CIM技术

作为机械制造业常用的生产运营方式，计算机集成制造系统的构建依托智能化信息技术组成信息管理系统、工程技术信息系统以及自动化制造、质量信息管理系统等多个分系统，整体涉及机械生产制造中产品生产经营管理、人事管理、物料设备管理以及财务管理等多个模块内容，同时包含了工程辅助设计、计算机辅助分析、机械工艺编制以及柔性制造、自动装配等多项辅助功能；另外质量信息系统侧重于对机械产品生产制造质量的监测分析和产品测试。可以看出，现代化机械制造智能化技术应用范围尤为广泛，计算机集成制造技术在机械生产制造中应用范围较广，涉及内容功能模块较多，利用计算机集成制造技术能够促进机械制造多功能体系与信息处理机制的有效融合，具体表现为制造技术、自动化技术与智能化技术的有效融合。计算机集成制造技术因此成为机械制造业智能化水平提升的重要标识，贯穿于机械生产制造系统的各个运行环节，能够对系统运转参数依据内外部环境变化情况进行及时调整，有利于提高机械制造突发事件应急处理水平。

2.2纳米技术

纳米技术在机械制造业生产领域的应用是智能化技术创新发展的重要体现。随着科技的快速发展，人们认识世界的方式越来越多样化、细微化，在扫描显微镜的支持下人们认识世界的距离已经达到纳米尺度，运用纳米技术实现纳米级精度，纳米技术因此有着极其广泛的范围，且随着纳米技术的研发创新不断衍生出纳米材料技术、纳米加工及装配技术和纳米测量技术等等，能够充分适应机械制造超精密加工需求，纳米精密加工工程已经向原子级别逐步逼近，将其应用到机械制造领域多以精密工程技术和高度自动化技术形式存在。

2.3机械制造智能化技术

现代机械制造技术发展中，精密成形制造技术应用到机械生产制造领域主要涉及产品设备铸造、机器焊接及塑性加工，其中精密成形技术主要包括超精密铸造、锻压、热塑性成形及焊接、切割等精密技术。同时无形切削加工多用于机械加工领域，利用无切削液加工不仅简化了施工工艺，减少冷却液带来的诸多问题，还能达到降低生产成本的效果，减少了废液排放与回收流程。另外，快速成形技术、快速原型零件制造技术在技术设计上遵循材料去除的原则有效突破了传统工艺，采用添加、累积等原理应用与机械制造领域。以上无论哪种工艺技术都能够达到减少原材料及能源耗用量的效果。同时，通过对工艺流程进行简化而合理缩短开发周期，并有效降低制造成本，在此背景下机械制造智能化技术得以全面发展。

3机械制造智能化的发展现状

机械制造的演进与发展经历了数字化、网络化时，现今全面进入智能化时代。机1974年由美、日等国共同科研推出的以CPU为核心的计算机数控机床，机械智能制造处于数字化时代，进入网络时代，1990年代初，ERP、MES等系统相继出现，在此基础上逐渐衍生出CRM、SCM、SRM等信息系统，而当前智能化时代，机械制造有着广阔的发展前景。当前，机械制造智能化技术的应用发展主要体现在智能化、自动化以及多功能化层面。从当前社会经济发展趋势来看，质量管理、成本控制及工作效率成为各个行业领域普遍追求的发展方向，同时也是推动各个行业现代化技术应用发展的重要途径，“十二五”期间相继建设了CAD、PLM、ERP等信息系统，进一步深化机械制造技术的应用。16年，我国机械制造业增加值同比增速3.5%和5.9%，在智能化技术的推动下机械制造业能力将不断增强。首先从机械制造的整个运行周期来看，关于机械制造具体方案的设计可完全由智能化系统代替人工，借助智能化技术来不断提高机械制造产品质量和生产制造效率。

结语

在机械制造领域,智能化技术的研究和应用取得了明显进展,已经较在生产过程中实现了较高的效率、较低的成本和较高的质量水平。本文以物联网技术和3D打印技术为案例进行分析,对技术概念及应用原理、优势进行阐述,并提出机械制造智能化发展趋势,未来制造业将更加数字化、自动化和智能化,以支持决策制定和优化。

参考文献:

[1]牛婧.机械数控加工过程刀具使用优化策略研究[J].农机使用与维修,2022(6):114-116.

[2]唐卿.基于智能制造技术的智能机械制造工艺[J].现代制造技术与装备,2022,58(9):193-195.

[3]黄艳,黄蓉.基于物联网技术的工业机械臂抓取位姿快速检测研究[J].制造业自动化,2022,44(9):189-192+197.