數(shù)控智能在機械制造中的應(yīng)用分析

韋建宇

摘 要：在科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，數(shù)控技術(shù)不斷創(chuàng)新與發(fā)展，這使得數(shù)控智能能夠更加有效、合理、科學(xué)地應(yīng)用于機械制造之中，大大促進機械制造領(lǐng)域更好更快的發(fā)展。那么，數(shù)控智能是如何有效地應(yīng)用于機械制造之中的呢？文章針對數(shù)控智能在機械設(shè)計、機械制造、機械電子及機械系統(tǒng)故障診斷這4個方面的應(yīng)用展開分析和探討，也希望為機械制造領(lǐng)域更加深入的、有效地應(yīng)用數(shù)控技術(shù)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控智能；機械制造；應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)是集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精確度、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、智能化起到舉足輕重的作用[1]。在科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，數(shù)控技術(shù)不斷創(chuàng)新與發(fā)展，這使得數(shù)控智能能夠更加有效、合理、科學(xué)地應(yīng)用于機械制造之中，大大促進機械制造領(lǐng)域更好更快地發(fā)展。由此看來，科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，將數(shù)字智能引用到機械制造中是一項重要舉措，利于改變機械制造現(xiàn)狀，促進機械制造領(lǐng)域朝著智能化、自動化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

1 數(shù)控智能在機械制造中的具體應(yīng)用

參考相關(guān)資料對基于數(shù)控智能的機械制造予以詳細分析，確定其具體表現(xiàn)在機械設(shè)計、機械制造、機械電子及機械系統(tǒng)故障診斷這4方面。

1.1 機械設(shè)計

相對來說，機械設(shè)計是一項復(fù)雜的、繁瑣的、難度大的工作，要想達到設(shè)計目標，在具體進行機械設(shè)計的過程中需要設(shè)計人員對機械的一個模型進行綜合與分析，包括大量高精確度的計算、分析、繪圖等，最終獲得完整的機械圖。但是，通過對以往機械設(shè)計工作落實情況的分析，確定實際機械設(shè)計之中設(shè)計人員難以有效利用精確數(shù)值計算的方法來構(gòu)建關(guān)于機械的數(shù)據(jù)模型，更不能利用CAD制圖技術(shù)做到這一點。而數(shù)控智能有效應(yīng)用于機械設(shè)計之中，能夠充分發(fā)揮其高精確度、高效率、柔性自動化等特點，有效地處理機械相關(guān)數(shù)值數(shù)據(jù)及非數(shù)值數(shù)據(jù)，如數(shù)值數(shù)據(jù)與實際操作經(jīng)驗相集成，構(gòu)建立體化的機械模型，進而優(yōu)化設(shè)計機械，達到設(shè)計目標[2]。

1.2 機械制造

機械生產(chǎn)制造中，首先要確定機械生產(chǎn)計劃，而對于機械生產(chǎn)計劃的制定是從多種因素組合中選出最能滿足所有約束條件的最佳方案。而通過對以往機械制造情況的分析，確定因為沒有立體化的機械模型來呈現(xiàn)機械制造方案，致使機械制造中難以注意到某些細節(jié)，制造的機械存在一些缺陷或不足。而將數(shù)控智能有效地應(yīng)用于機械制造之中，一方面能夠數(shù)字化的制造裝備，促使機械制造自動化、數(shù)字化水平得以提高；另一方面形成柔性制造單元、數(shù)字化車間及數(shù)字化工廠，如此能夠提高機械制造的柔性自動化和智能化水平，使機械制造高質(zhì)高效地完成，如圖1所示。

1.3 機械電子

機械電子系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)比較簡單、元件和運動部件減少，性能高等特點，這使其應(yīng)用越來越廣泛。而在科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的影響下，機械電子系統(tǒng)不斷地優(yōu)化與創(chuàng)新，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，已經(jīng)不能有效地應(yīng)用數(shù)學(xué)解析法來優(yōu)化機械電子系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)了。盡管數(shù)字解析方法具有嚴密性、精確性高等特點，但其也只能處理比較簡單的機械電子系統(tǒng)，而不能給出復(fù)雜的機械電子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)解析式，優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)[3]。針對此種情況，可以將數(shù)控智能有效地應(yīng)用于機械制造之中，以知識信息為基礎(chǔ)來對機械電子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)予以推理和計算，進而優(yōu)化機械電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的有效性。

1.4 機械系統(tǒng)故障診斷

機械系統(tǒng)故障診斷，則是根據(jù)機械電子系統(tǒng)表現(xiàn)出的不正常的現(xiàn)象，按照一定的法則，推測出問題產(chǎn)生的原因，進而找到設(shè)備故障的所在位置。基于以往機械系統(tǒng)故障診斷實際情況，并且參考相關(guān)資料，確定機械系統(tǒng)故障診斷主要包括3個方面，即故障監(jiān)測、故障分析及處理決策。要想使機械系統(tǒng)故障診斷能夠充分發(fā)揮作用，需要配備經(jīng)驗豐富、專業(yè)知識扎實的維護保修人員，如此才能針對機械系統(tǒng)故障現(xiàn)象來推出故障原因，否則面對這一比較復(fù)雜的故障推理過程很容易出現(xiàn)差錯或考慮不周，進而無法準確診斷故障問題。而將數(shù)控智能有效的應(yīng)用于機械系統(tǒng)故障診斷之中，則可以將人工智能等方法應(yīng)用到機械系統(tǒng)故障問題中，通過智能化的機械系統(tǒng)故障診斷，可以在短時間內(nèi)找到故障原因，并且提出故障問題處理方案[4]。所以，將數(shù)控智能有效地應(yīng)用于機械系統(tǒng)故障診斷中是非常必要的，能夠提高機械系統(tǒng)故障診斷水平。

2 機械制造中數(shù)控智能的應(yīng)用方法

基于以上內(nèi)容的分析，確定機械制造中數(shù)控智能的有效應(yīng)用具有較高的現(xiàn)實意義，利于提高機械制造水平，促進機械制造領(lǐng)域更好更快地發(fā)展。當前，在此之前需要掌握機械制造中數(shù)控智能的應(yīng)用方法。

2.1 專家系統(tǒng)

由知識庫、綜合數(shù)據(jù)庫、推理機、用戶接口及系統(tǒng)輸出5個部分組成的專家系統(tǒng)屬于計算機的一種智能程序。科學(xué)合理地應(yīng)用專家系統(tǒng)，可以綜合運用知識庫和數(shù)據(jù)庫中的知識與數(shù)據(jù)，合理的推理和分析，從而解決只有專家才能解決的比較復(fù)雜的問題。

2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是指智能控制系統(tǒng)模擬生物的激勵系統(tǒng)，將一系列輸入通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生輸出。這里所說的輸出與輸入都是標準化的量，并且輸出是輸入的非線性函數(shù)，在改變神經(jīng)元權(quán)重的情況下，輸出值將會發(fā)生改變[5]。

2.3 模糊集理論

模糊集理論是指將經(jīng)典的集合理論模糊化，并引入語言變量和近似推理的模糊邏輯，這使得此理論可以被看作一種具有完整的推理體系的智能技術(shù)，包含模糊知識庫、模糊推理機及人機界面等幾部分，能夠?qū)栴}的相關(guān)信息予以收集并且進行一定程度的模糊化處理，從而簡化問題，進而有效解決問題。

3 數(shù)控智能在機械制造系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢

基于以上內(nèi)容的分析，確定數(shù)控智能在機械設(shè)計、機械制造、機械電子及機械系統(tǒng)故障診斷中有效應(yīng)用，促使以上4個方面都有不同程度的進步與提升。但也不得不承認數(shù)控智能的應(yīng)用還是具有一定局限性的，也可以確定的是數(shù)控智能在機械制造系統(tǒng)中有更多應(yīng)用和發(fā)展空間。要想在未來能夠?qū)?shù)控智能更加有效地應(yīng)用于機械制造系統(tǒng)中，應(yīng)當大力發(fā)展數(shù)控智能組合，使之能夠立足于整個系統(tǒng)上，從提高機械制造系統(tǒng)整體水平的角度出發(fā)來優(yōu)化處理各個部分[6]。所以，數(shù)控智能在機械制造系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢是數(shù)控智能組合這一方向。

4 結(jié)語

基于本文一系列的分析，可以證實一點，即數(shù)控技術(shù)在機械制造領(lǐng)域扮演重要的角色，隨著數(shù)字智能的逐漸滲透，能夠在機械制造、機械設(shè)計、機械電子系統(tǒng)、機械系統(tǒng)故障診斷等方面充分發(fā)揮作用，促使機械制造逐漸向智能化、自動化、數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。為此，我國相關(guān)研究人員一定要持續(xù)致力于機械制造中數(shù)控智能的應(yīng)用研究，為進一步提高數(shù)控智能的應(yīng)用效果創(chuàng)造條件。

[參考文獻]

[1]陳海勇，朱詩兵，李沖.軍事物聯(lián)網(wǎng)的需求分析[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011（5）：53-57.

[2]朱維章.對沈陽數(shù)控技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的回顧與思考[J].遼寧經(jīng)濟職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2012（23）：257-260.

[3]王曉靜，張晉.物聯(lián)網(wǎng)研究綜述[J].遼寧大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010（1）：37-39.

[4]梁志鋒，解翔.基于工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)[J].現(xiàn)代制造工程，2014（16）：139-140.

[5]盛伯浩.我國機械加工裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].機電新產(chǎn)品導(dǎo)報，2014（91）：122-124.

[6]李明貴.反映現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展趨勢的先進制造技術(shù)[J].機電工程技術(shù)，2012（37）：239-241.