基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践 徐天辉

发表时间:2021/3/25   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:徐天辉 张朝波 陈兴任
[导读] 摘要:近年来,我国智能机械制造业发展迅猛。
        云南驰宏资源综合利用有限公司  云南省曲靖市  65500
        摘要:近年来,我国智能机械制造业发展迅猛。但是,我们必须清楚地看到,我国的智能机械制造业与发达国家相比还存在很大差距,影响我国智能机械制造业的可持续发展。因此,相关科研人员一定要加大对智能制造时代机械设计技术的研究力度,不断提高我国智能机械制造业,缩小与发达国家的差距。
        关键词:机械制造;人工智能;自动化
        引言
        随着我国机械制造行业的飞速发展,工程项目数量逐年增加,作业环境越来越复杂,如果采用传统的作业方式,作业效率低,已无法满足行业发展需求。在工程机械控制过程中,利用智能化控制技术不仅可以提升机械作业效率,而且能显著减少工程机械安全事故的发生。
        1 机械设计制造及其自动化的积极意义
        传统机械加工方式需要人工进行机械的操作,以及配合机械的相关加工生产,这种方式对工人的需求较大,并且对人机之间配合提出了较高的要求,这种模式生产效率和生产质量均不高。而自动化技术与机械加工的结合,让机械制作实现自动运行,降低工人的劳动强度,从而让机械制造效率更高,并且机械配合精度更高,加工机械产品的质量也更高,同时这种模式也会节省大量人工成本。传统机械生产模式中人工参与机会较多,从而安全风险如机械伤害等事故的发生几率也较大,加之发生安全风险后仍需要人工进行机械停机或其他操作,难以快速消除安全风险。自动化机械设备可以有效避免这种情况发生,自动化设计中可以实现一些安全因素的预防和联动,有效避免安全问题的发生,即使有安全问题发生,也会及时进行联动,将安全问题消除。自动化技术在社会发展过程中发挥着重要的作用,我国不断发展科学技术,同时也提高了机械设计制造及其自动化水平,在各行各业都广泛应用了自动化技术。近些年,自动化技术逐渐发展成为智能技术,解放了劳动力。实现机械设计制造的自动化,开始广泛利用计算机技术,利用机械代替人力劳动,进一步提升机械自动化水平,并在社会发展过程中得到了快速完善。
        2 智能机械制造的主要特点
        智能机械制造的特点主要包含以下3个方面:1)安全性强。因为机械在进行智能化的设计时,整个设计过程是十分的长久与完整的。与此同时,为了确保其的科学性与合理性,在设计的过程中会通过有关的网络载体,对数据进行有效监督与传输,以此来保障操作技术的完善。如果在进行制造的过程中,整个速度变得慢下来,那么此时智能系统就会对其进行检测,并对出现的故障进行解决,以此来保证安全性。2)资源能耗少。智能机械制造业主要就是采取智能化的方式进行机械制造,可以在很大程度上减少对材料的损耗,因为智能化技术可以对材料进行精确的计算,做到最大化的应用。3)更加方便简捷。在进行机械制造的智能化运作时,整个过程都是由机器完成的,工作人员只需要按照指令进行一定的操作便可以完成所有制造工序。
        3 具体应用
        3.1 仿真技术的应用
        计算机模拟仿真技术自产生便得到了极大的重视,并在机械设计制造及其自动化的生产加工过程中得到了广泛的运用,提高了机械设计制造的科学性和合理性。通过计算机软件对产品进行建模,提前感知产品的形态与特点,并对其优缺点进行全面综合分析,确保产品设计的可行性与完备性,保证产品制造的有效性与可用性。除此之外,仿真技术还可以完成产品的功能实现,即不单单只设计出静态产品,而是可以让产品动起来,模拟现实存在的功能。例如,可以编程模拟现实环境,让模型进行功能实现,然后通过运行反馈的数据来判断设计功能的可行性与完备性,进而可以进行修改。同时,由于计算机几乎可以模拟现实存在的可以想象的环境,所以可以对模型进行多环境全方位全面测试,确保产品的环境适应性,防止产品应用过程的毁坏。由此可见,应用计算机模拟仿真技术可以最大程度降低资金投入,最大限度地提高经济效益。


        3.2 传感技术
        过去的企业生产人员在进行产品制造的过程中,采用的是陈旧的生产技术,大部分凭借的是自己在生产方面的经验,不能及时了解产品在生产过程中的实时动态,以及产品存在的缺陷和异常情况,从而导致生产出来的产品存有很多缺陷,大幅度降低了产品的使用价值。目前在智能制造业生产过程中,人们加入了先进的传感技术,它可以对产品的生产动态进行实时有效的监测,并且将产品在生产过程中出现的异常情况和质量问题进行及时反馈,这就可以及时提醒生产人员针对具体问题进行有效的处理,在提高产品生产效率的同时,也大幅度提高了产品的质量。传感器技术在生产过程中最常用的就是定位器,其操作简便,只需要工作人员将定位器安装在相应的制造系统上就可以了,系统启动之后就可以对产品的生产过程进行全方位实时感知,并且可以记录产品在生产过程中的详细信息,相关工作人员还可以通过信息判断其生产过程是否具有问题,如果有问题就可以按照其反馈的信息对智能系统的参数进行相应的调整和优化,从而让生产出来的产品符合一定的标准。
        3.3 智能制造环境下的资源分类
        首先,智能系统在运转的时候,会对设计的相关信息进行有效采集,之后再按照整个信息要求监理相应的模拟制造流程,从而有效构建以机械为主的资源共享。在此情况下,在控制器中还会有机械标识的部分,它们可以将信息存到制造链中,之后根据材料商所提供的数据,对整个机械制造活动进行有效掌控以及分析。如:在机械制造的过程中,如果信号指示灯发出了变化,那么就需要对整个设计以及制造进行调整,如果没有任何变化,那么就不需要进行调整改变。再者,在进行智能化机械制造的过程中,智能系统与传统的制造系统是存在不同的,所以在判断其的精准性时,一定要通过安装电子机械控制软件,并对其进行及时有效检测分析,对重要的信息进行选择。以此作为标准来盘对材料的使用状况,再进行实际的调整。最后,智能化机械制造系统在针对材料进行有效的选择时,一般会对其的重复使用率进行计算,并且以现有的环境为基准,以此来算出产品具体的生产周期等等。之后进一步对其进行科学的分类,其中会结合对人体可能造成的损伤、能源的清洁性等等。
        3.4 柔性控制系统
        柔性控制系统可以有效实现数字与信息的控制功能,并且能根据实际的生产状况进行自由转换,通过此项技术的应用可以将生产过程中所需要的设备和物料的控制实现智能化,而且多个生产线可以同时进行工作。此外,还可以通过相应的信息技术手段分析市场数据,了解市场的动态,根据市场的需求量调整生产计划,以免出现资源浪费的情况。柔性控制系统还可以通过相应的信息如物流以及自动加工系统,对生产系统进行调整,从而优化生产质量。
        结束语
        目前我国在智能机械制造业方面的发展还是存在不足之处。所以,为了促进机械制造业的可持续发展,以及提高我国的国际竞争力,一定要对智能制造时代机械设计技术进行有效的、深入的研究。在整个过程中,一定要充分实现对资源的分类、对智能技术的融入、对网络技术的应用以及合理运用创新思维,并且要做到节能环保。这样才可以有效提高技术设计的实用性与高效性,使整个机械制造呈现出更好发展优势。
        参考文献:
        [1] 王之亮,曹鹏,王慧妍.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].世界有色金属,2019(16):238+240.
        [2] 韩冬.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].南方农机,2020,51(16):146-147.
        [3] 韩佳轩.从机械设计制造及其自动化的特点看机械设计的发展趋势[J].南方农机,2019,50(22):263.
        作者简介:
        徐天辉,出生年月1978年10月26日,籍贯:云南省曲靖市,学历:工学学士,研究方向:机械设计制造及自动化。
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