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摘要:随着信息技术的发明和广泛应用,制造系统进入数字化制造时代,与传统制造相比,数字化制造最本质的变化是在人和物理系统之间增加了一个信息系统,信息系统由软件和硬件组成,对输入信息进行各种计算分析,并代替操作者去控制物理系统完成工作任务。数字化制造通过集成人、信息系统和物理系统的各自优势,其能力尤其是计算分析、精确控制以及感知能力都得到极大提高。上世纪末,互联网技术快速发展并得到广泛普及和应用,推动制造业从数字化制造向数字化网络化制造转变。本文主要分析智能化生产线的关键技术及应用
关键词:智能制造技术;工业自动化;自动化生产线;应用策略
引言
伴随着信息技术与制造技术的发展和融合,智能制造从传统制造向数字化制造、数字化网络制造、新一代智能制造不断前进。信息技术发明以前,人类不断发明、创造与改进各种动力机器并使用它们来制造各种工业品,这种由人和机器所组成的制造系统大量替代了人的体力劳动,提高了制造的质量和效率,社会生产力得以极大提高。
1、智能制造应用技术
1.1 构造智能制造环境的技术
当下,中国在智能制造、构建数字化车间方面有着很高的热情,政府、专家、企业也充满激情地给予力所能及的支持。而构造智能制造技术应用环境,构建数字化车间,有几项关键技术。其一,机器人技术。想要实现智能化、数字化、自动化,机器人技术是必不可缺的首要;其二,人工智能技术。智能制造简单地说就是智能技术和制造技术的融合,以智能技术来对制造中遇到的问题进行解决。更明确的地,智能制造为人工智能技术在制造业中的应用;其三,数字化技术与网络化技术。就制造业自身来说,产品设计技术、制造技术为基础与根本,我们应用机器人、智能、数字化、网络化技术,其目的就是为了提高产品设计能力与产品制造能力。智能制造为高端装备制作业发展的主要趋势,其中,数字车间、工业机器人则是智能制造的重要内容,也可视为主体内容。依靠数字车间机器人应用推广,不仅能提升机器人智能化水平,还能代替传统的体力劳动,甚至替代一部分的脑力劳动。很早就提出了数字车间的概念,先是用机器人替代人工,再推进机器自动化,以自动化设备替换机械设备,最后完成成套化、集成化,以成套设备替换流水线单台作业,也就是智能换数字。
1.2 智能制造应用技术发展趋向
当下,智能制造技术发展已无法脱离数字化技术与网络化技术,可以说,该两项技术为智能制造技术发展的重要支撑。智能制造的原型是制造自动化,相反,现代制造自动化的发展趋向便是智能制造,两者差别所在是智能制造在制造自动化基础上涉足研究范围更广,应用技术更复杂,但这其实也是制造自动化的一种进步。制造自动化目前应用的是人工智能技术,专家以数字化技术设计工艺流程,再交给机器自动生产制造。期间,计算机技术的应用,为人工智能技术成功使用的关键。现代的计算机技术发展已越发炉火纯青,虽然专家在计算机方面的一些未来设想还未实现,但就发展现状来看,将计算机技术和人工智能技术融合应用已为现实。计算机技术可以作为人工智能技术的基础,人工智能技术专家能使用计算机技术来进行神经网络的设计,并保证其符合生产工艺。在高精度工艺需求生产中,计算机技术的优势能得到充分发挥,以保证产品的高质量。
2 智能制造技术在工业自动化生产线中的应用策略
2.1 人机操作
人机操作也确实能够全面地被运用于工业自动化生产线中。正因为越来越多的制造企业对制造的精度、质量和要求提出了更高的要求。如果此时能够借助智能化技术自然可以更好地实现这些要求。例如,在实际制造金属产品时,单纯依靠人工的手段将不能够解决实际工作中存在的问题。智能工业机器人的应用也确实可以更好地提升整体工作效率。
在实际智能制造生产线进行人机操作时,注意先分析具体任务的要求,之后再有效地设置制造单元数控车床、加工中心、功能调试、气动门和其他不同工具的参数,最后才能够让内部和外部的数控系统更好地进行连通,并让人机操作的过程变得更加顺利。
2.2 自动设计
所有智能机器都具有很好的判断力和推理能力,更多的操作者确实可以借助智能机器来更好地设计工业产品,并将机器设备、数字信号处理、编写程序代码和研发产品更好地结合在一起。在具体实践时,如果能够将更多有效的参数输入智能机器内部,自然就可以将产品设计的精度和结构提升到一个新的层次。在实际进行自动设计时,切削加工智能制造控制系统会发挥重要的作用。任何人都可以根据给定的任务要求来针对PLC 控制系统进行编程、安装和调试,本质就是要让设计制造的过程变得更加顺利。
2.3 虚拟化生产
虚拟化生产目前已经在工业领域被广泛应用。本身是以计算机技术为基础进行的生产。重点可以通过预测和智能推理来使得生产的过程变得更加顺利,并让工业生产过程变得更加流畅,最终不仅能够更好地控制产品生产的成本,更能够直接改进智能制造加工工艺。目前所用的虚拟化生产技术其实多数是以无线射频技术为基础的。这一种技术作为一种可读可写的技术,重点可以将识别定位、联网和其他不同的智能制造设备有效地结合在一起,最终更好地提升产品生产的质量。
2.4 工业机器人
多数《政府工作报告》中提出了关于中国智能制造的相关要求,更让中国工业生产和智能制造有效地结合在一起,重点是要研发具有一定自主品牌的工业机器人,这也是生产领域中的重要手段。正是通过先突破原有的核心技术来更好地发展工业,并在此过程中更好地研发关键器件。另外,通过借助产学平台和其他关键技术也能够让开发的过程变得更加顺利,为的是更好地引领整个制造行业向前发展。智能制造应用技术大赛中通过任务书中所提供的部件可以更好地更换工业机器人内部的夹具和其他气动部件。关键时刻更可以通过借助示教器具来完成数控机床、立体仓库上、下料的编程和调试。
结束语
综上所述,在自动化生产车间的智能系统设计的过程中,由于通过软件实现的系统功能的比例正在增加,因此强烈需要支持自动化工程师处理这种复杂性的概念。软件以及这个领域的软件工程需要满足特定的需求,例如关于实时性和可靠性。使软件进化成为可能的基本方法,如变异性建模、跟踪等,目前仅限于软件领域。对于自动化产品,例如空调和自动化生产系统,例如生产(自动化)产品的系统,这些基本方法需要适应其他学科,并与众所周知的和公认的特定领域的方法相联系。
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