探讨智能化技术在机械工程中的运用研究

发表时间:2021/6/4   来源:《科学与技术》2021年2月第5期   作者:童超
[导读] 智能化技术在机械工程中主要体现在生产过程中运用一系列自动化设备来进行生产
        童超
        身份证号码:45030419860721****

        摘要:智能化技术在机械工程中主要体现在生产过程中运用一系列自动化设备来进行生产,所生产出来的产品具有一定的自动化特征,其实现了技术与设备的有效结合,不仅减少了劳动人员的数量,也在一定程度上降低了人工作业的强度。此外,通过智能化技术,还可以对机械运作或者作业过程中所生成的相关数据进行收集与处理,进一步提高机械设备的智能性与高效性。
        关键词:智能化技术;机械工程;运用
        
        1智能化机械工程的基本特点
        智能化机械工程的基本特点是品质高、效率高、四流交汇以及四流集成。智能化机械工程主要以一套智能化机械管理控制系统为运行基础,发挥机械管理控制系统对机械工程生产管理、规划、设计等作用,从而提高机械工程的运行效益,同时可以取代原有低效率的人工生产方式,极大降低生产的出错率,以此有效解放更多的人力资源。此外,智能化机械工程生产系统还具有人性化的生产特点,能够结合实际情况来适当改变智能化系统的相关参数设置,从而可以从不同程度满足不同企业的生产需要,增加整个机械化生产的灵活性,形成适合企业的人性化生产模式。
        2智能化技术在机械工程中的运用
        2.1机械工程生产设备智能化
        机械工程企业要满足市场的需求,满足人们对消费产品的要求,就需要改变以往的工厂流水线生产模式,利用计算机技术来、无线通信技术以及软件工程技术等手段来增加产品的科技含量,提高生产设备的灵活性,这可以实现机械工程生产设备智能化。机械工程生产设备智能化有着很强的精确性,可以进一步降低生产事故发生的可能性,在设备出现一系列故障时,通过智能化操作也可以及时发出警报,并对所出故障的位置以及具体原因进行显示与分析,为后续的维修工作提供一定的借鉴与指导,这可以最大程度上减少生产工作中因意外生产事故所造成的损失,进而提高企业的经济效益。
        2.2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。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。同时,在监控室的工控机中安装盾构机管理程序,仅需要两台调制解调器,分别安装在监控室中以及盾构机中,并且和盾构机的PLC串口进行连接,就能够对盾构机的整体运行状况进行实时监控,以便于及时发现问题,及时调整,确保盾构机的安全可靠稳定运行。
        2.3机械工程自动化中智能化控制
        2.3.1开环和闭环(反馈)控制
        开环和闭环(反馈)控制是机械自动化中最为常用的两种智能化控制回路。

开环控制指的是控制器的控制动作独立于“过程输出”或者“受控过程变量”,而闭环控制则指的是控制器的控制动作主要取决于过程输出。以集中供热锅炉为例进行说明。在开环控制中,定时器起到主要控制作用,无论建筑物温度怎样,热量均会持续一段时间,控制动作主要为锅炉的开启和关闭。而在闭环控制中,需要利用恒温器对建筑物的温度进行监测,并将此信息反馈给控制器,以便于控制器能够将建筑物的温度和恒温器上设定的温度保持一致。
        2.3.2顺序控制和系统状态控制
        顺序控制既可以是固定顺序,也可以是逻辑顺序,依据不同的系统状态来进行不同操作的执行;状态指的是使用系统时可能发生的各种状况。例如电梯系统,依据系统状况来利用逻辑顺序,结合操作人员的具体输入要求来对某些操作进行执行,当操作人员按下对应楼层的按钮时,电梯将上升或者下降到对应楼层,当操作人员按下开门按钮时,电梯将执行开门操作等。
        3智能化技术在机械工程中的具体应用
        3.1履带式凿岩台车
        智能化技术在机械工程中的具体应用首先涉及到的是履带式凿岩台车,其主要是运用在隧道施工过程中,其作为一门专门性极强的重要施工机械,结合智能化技术可以实现对冲击次数、钻进速度等的智能化控制,进而提高施工速度,进一步推动施工工作的顺利完成。
        3.2自卸车
        自卸车主要是运用在矿山开采过程中,在实际的运行过程中可以实现无人驾驶,其结合一定的智能化技术可以实现现场控制的作用。在实际的运行过程中,自卸车可以利用推测航法、GPS技术等来获得指导方向,进而减少运行过程中的误差,这可以规避运行过程中的风险,保证整个开采工作的安全性。
        3.3轮式装载机
        智能化技术的具体应用还涵盖了轮式装载机,其可以与装载机进行有效结合,后续形成V字形自控移动、防侧滑系统等,特殊的控制模式可以在保证自身特点的同时,保证运行过程中的稳定性,进而实现施工工作的质量的提升。
        3.4旋转式扫雪机
        在机械工程企业中,为了提高自身的经济效益,降低人工作业的劳动强度,企业采用了旋转式扫雪机来进行路面的除雪工作,通过智能化技术的改造,扫雪车可以实现GISDUI/GPS的运用,这可以对车辆进行定位并控制其运行方向,这突破了以往的利用车载传感器的检测方式。
        3.5自动化盾构
        自动化盾构在机械工程中也是一个重要的部分,在实际的运行过程中通过智能化技术的运用,可以实现盾构作业控制的自动化,其不仅可以提高实际操作的效率,还可以提高整个操作工作的水平。在实际的运行过程中,主要是利用PLC单片机结合控制杆相结合,对盾构的切割轮进行自动化控制,进而提高机械工程作业的整体质量。
        3.6挖掘机
        在机械工程中,挖掘机的使用非常普遍,但以往的挖掘机由于科技含量较低,在实际的应用过程中难以实现高效工作,这就需要利用智能化技术来进行改造。利用车载计算机、视觉传感器等来对铲斗的位置进行定位、对铲斗的挖掘阻力进行分析、对铲斗的摆动进行检测,进而提高挖掘机的工作效率。
        4结语
        总而言之,机械工程企业要实现稳定、健康的发展,就需要在重视智能化技术的同时,充分利用科学技术来实现产品的差异化,在机械设备运行、企业管理等各个方面实现智能化,提高企业整体的运行效率。
        参考文献
        [1]经济视角下智能化技术在机械工程自动化中的应用[J].吴军万.工程技术研究.2020(05)
        [2]探究智能化技术在机械工程自动化中的应用[J].李耀军.科技创新导报.2019(11)
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