現(xiàn)代機械制造智能化發(fā)展模式探析論文_優(yōu)秀論文

1、 現(xiàn)代機械制造智能化發(fā)展模式探析論文摘要：隨著計算機技術的高速發(fā)展, 傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革, 各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資。對現(xiàn)代制造技術進行研究開發(fā), 提出了全新的制造模式。關鍵詞：機械制造；智能化技術；體系一、機械制造技術的發(fā)展在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中, 數(shù)控技術是關鍵技術, 它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體, 具有高精度、高效率、柔性自動化等特點, 對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前, 數(shù)控技術正在發(fā)生根本性變革, 由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上, 數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在

2、智能化基礎上, 綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術, 數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制, 加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù), 實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡化基礎上, CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體。機床聯(lián)網(wǎng), 實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。二、智能化技術發(fā)展趨勢2.1性能發(fā)展方向(1)高速高精度高效化。速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng), 同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施, 機床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化。包含兩方

3、面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性, 數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計, 功能覆蓋面大?？刹眉粜詮? 便于滿足不同用戶的需求；群拉系統(tǒng)的柔性, 同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求, 使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整, 從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。(3)工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工。正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后, 通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施, 完成多工序、多表面的復合加工。(4)實時智能化。早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境, 其作用是如何調(diào)度任務, 以確保任務在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計算

4、模型實現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W技術發(fā)展到今天, 實時系統(tǒng)和人工智能相互結合, 人工智能正向著具有實時響應的、更現(xiàn)實的領域發(fā)展, 而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發(fā)展。由此產(chǎn)生了實時智能控制這一新的領域。2.2功能發(fā)展方向(1)用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同, 因而開發(fā)用戶界面的工作量極大, 用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前Internet、虛擬現(xiàn)實、科學計算可視化及多媒體等技術, 也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進行操作, 便于藍圖編程和快速編程

5、、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。(2)科學計算可視化?？茖W計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù), 使信息交流不再局限于用文字和語育表達, 而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g與虛擬環(huán)境技術相結合, 進一步拓寬了應用領域, 如無圖紙設計、虛擬樣機技術等, 這對縮短產(chǎn)品設計周期、提高產(chǎn)品質量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術領域, 可視化技術可用于CAD/CAM, 如自動編程設計、參數(shù)自動設定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。(3)插補和補償方式多樣化。多種插補方式如直

6、線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取?4)內(nèi)裝高性能PLC。數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊, 可直接用梯形圈或高級語言編程, 具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能, 編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實側, 用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改, 從而方便地建立自己的應用程序。(5)多媒體技術應用。多媒體技術

7、集計算機、聲像和通信技術于一體, 使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術領域。應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化, 在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。2.3體系結構的發(fā)展(1)集成化。采用高度集成化CPU, RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片, 可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度, 應用LED平板顯示技術, 可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點?？蓪崿F(xiàn)超大尺寸顯示。應用先進封裝和互連技術, 將半導體和表面安

8、裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格, 改進性能, 減小組件尺寸, 掘高系統(tǒng)的可靠性。(2)模塊化硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化, 根據(jù)不同的功能需求, 將基本模塊, 如CPU、存儲器、位置伺服, PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊, 作成標準的系列化產(chǎn)品, 通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減, 構成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。(3)網(wǎng)絡化機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作, 通過機床聯(lián)網(wǎng), 可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行。不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)當前開發(fā)研究適應于復雜制造過程的、