基于智能制造技术的智能机械制造工艺分析

摘要：制造业作为经济建设的支柱，是社会与民生发展的保障，也是“产业升级”的必经之路。我国虽为制造大国，但与制造强国仍相差甚远。培育行业新优势，让制造大国转变为超大的制造强国，拓展智能制造关联产业，对经济增长显得尤为紧迫。本文阐述了智能制造的本质，并探讨智能机械制造工艺。

关键词：智能制造技术；制造工艺；关键技术

智能制造原本就是制造业步入创新发展的强大抓手，也是转型升级的可靠之选。加快智能制造，无疑是打造制造强国的必然选择。未来十年，是我国从制造大国变成制造强国的关键时期。为此，要加快发展数字化、网络化、智能化转型，重视智能制造相关产业的工业基础能力建设，推进各类智能制造所需人才的培养培训，聚焦重点领域突破关键智能制造基础共性技术，重点提升重大智能制造装备集成创新能力，同步推进绿色制造，加快实现制造强国的战略目标。

1智能制造的本质

广义上，智能制造涵盖了诸多的理念、思想，从市场调研、概念与实体设计、加工、零部件检测、装配直至报废回收的全部过程，均属智能制造的范畴。智能制造，有如下几层涵义。①生产智能化。依托智能制造，对生产信息进行智能、全方位地把控。②配置智能化。将制造工艺、信息技术加以统筹，利用线上平台整合各类资源，挣脱地域方面的限制，将原料、零部件输送至恰当的地方。③控制智能化。以数字化技术为载体，汇集知识处理、数控技术，能够促进机械制造业的稳定发展。

2智能制造的关键技术

2.1传感检测技术

在智能制造体系中，智能仪器仪表、工业传感器核心器件以及传感器集成应用担任关键的角色。对系统而言，为了对外部世界进行感知，需搭配各类传感器，如声像、声音以及色彩。在传感器输入中，视觉的比重高达80%，对光学信息进行转换，使其成为数字电信号，表示不同像素点各自的灰度、色彩，再现整个场景中的具体画面。当传感器被感知以后，信号也会被转换为其他信号，供计算机系统进行处理，方可体现“智能”。

2.2 3D打印技术

伴随3D打印技术的创新，纳米、生物材料也陆续地涌现。该情况下，制造业模式也迎来颠覆性的变化。作为新型的制造技术，3D打印技术至今尚未做到大规模实用。如金属材料，很多均是选择激光烧结技术。无论金属切屑加工还是增材制造技术，都要遵从高效、实用的原则。在提升效率的同时，传统制造技术仍需设计其他信息接口，为智能制造系统提供周全的服务。

2.3新材料技术

轻量化、方便加工、高性能，这是新材料显著地特点，也是智能制造应当具备的物质条件。一些工业级材料，特别是碳纳米或是碳纤维，未来还应争取更大的创新，以确保物质材料得到持续地优化。

2.4快速识别技术

智能制造系统，应当辨识物件属于何种特性。精准识别，这也是对信息流进行提取的依据。智能制造系统，其核心就是要将物流顺利地更改为信息流。RFID射频识别，是一种典型的无线通信技术，能够准确地识别出无线信号，对系统内部的数据进行读写。在此基础上，创新尖端的识别技术，此乃提取信息流的根本。如工件分类、编码技术，能够对工艺、人员还有设备信息设置单一的编码，录入到整个计算机网络中，促使制造工艺信息化，增强生产环节的可控性。

2.5无线通讯与定位技术

利用RFID、无线传感以及传感器，对生产现场实施全周期地监控，将最顶端的生产数据发送给控制中心，由系统来完成初步地计算。机器沟通的效率相当高，整个操作也十分便捷。依托无线通讯技术，各部门可以对系统里面的信息进行共享，从而为智能系统搭建一座互动的桥梁。实时定位系统，同样也用到了光学、声学技术，精准把控设备的位置，找准物体的地点、特色，使控制系统能够将具体的信息反馈给后台人员。

2.6数据采集与分析

中央处理系统，其数据都是源于采集系统，有助于用户从质量、工艺方面对产品作出评估。如今，采集系统基本上都是以微处理器、PLC控制器为载体，其稳定、精准性有待提升。同时，与智能系统也要设计一个高端传感器接口，对数据进行准确采集。

2.7预测型智能制造技术

智能诊断、维护，这是智能制造系统最为核心的两大功能。经长期的使用，设备会磨损、其性能也会衰退，从而引起故障甚至是停机。而预测型制造，即在第一时间评估设备是否健康，并非事后抢修，也不是提前更换一些可持续使用的部件。相反，是对设备可能失效的时间做出预测，制定具体的维修方案，促进“准时”维修，提高设备的可用性。构建寿命预测数学模型，该类数据处理与计算，有助于提高智能制造水平。

2.8 机器人技术

机器人，关键是以智能来取缔人类，完成某些特定的动作。如今，机器人承接的任务早就从简单的焊接、装配升格为元件生产。其硬件持续改进，而软件提升很大程度上决定了机器人今后的类型、范围，使其更加精准、灵活。未来，利用机械自身学习可以适应生产，使其与人类达成互动。机器人语言、人工智能以及多机协作，均为机器人技术应当解决的难题。

3 智能机械制造工艺的创新发展

3.1 分散多动力

为推动机械制造工艺的创新，分散多动力是不可忽略的要点。根据集中动力源具体的负荷大小、输出特性，我们有必要对机械制造工艺进行适时地更新。为了对机械制造工艺加以创新，应当对机器中的各环节的运动特性予以监控。各类机械设备，其技术效率均必须满足行业标准，此乃分散多动力的前提。机械制造工艺，应当利用液压、气压或是机械等不同的动力源，对某个运动部件进行驱动，确保零部件得到自如地运转。关于分散多动力，今后我们应当着力于解决多动力优化模型、模块化这些问题，要建立新的数据库，研发适用性更高的动力源，解决技术方面的难题。

3.2 伺服电直驱

在机械制造行业，动力源是十分关键的问题。伺服电直驱，也是极具创新力度的制造驱动技术。而创新不是一蹴而就的，关键还是要解决弹性变形、动作迟缓以及转动惯性这些较为现实的难题，让机械制造保持更高的精度，在更加安全的状态下运行，节省维护方面的成本，缩短天数。关于传动创新，核心还是要让设备保持优越的传动性能，让制造工艺逐步迈入智能，节省运行环节的耗能。对于直驱、零转动，要让电动机达到足够的直驱效力。有关伺服电直驱，其性能不能太低。需根据动力学原理，对转动模式做出深层次的探究，推出其他类型的控制、驱动器。这样一来，从技术层面为机械制造工艺与创新做好坚强的后盾。

3.3 集成一体化

集成一体化，同样也是制造工艺不可忽略的创新之举。换言之：要将电气技术、设备制造还有管理软件多方联合，推动制造工艺走向高精密、智能化，在耗能小、效率高的情况下运行，对液压、电气还有机械设备的传动方式作出改进，确保智能化技术能够深层次地融入到制造工艺中，使制造工艺得到逐步地创新。对一体化体系进行建立时，需确保零部件、传动系统以及动力源做到一体化，在零部件中成功地嵌入专门的智能传感器。利用设备运转来采集相关的数据，促进智能化管理，提高制造水平与效率。除上述外，集成一体化还需将智能化管理统筹于生产环节，以管理促生产，推动机械制造业的综合性发展。

结束语

智能化时代，为加快机械制造业的创新步伐，使其走向高度智能化，前提是研发、推广领先的智能化技术、制造工艺。以技术促生产、管理，确保机械制造的能效，使其达到制造行业的节能标准，节省耗能、成本，推动机械制造业的全力发展。

参考文献

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[2] 国机智能技术研究院．国机集团智能工厂规划与技术标准[S]．北京：国机智能技术研究院，2018．

[3] 数字经济网．中国工程院正式提出新一代智能制造[Z]．2018．