智能制造與先進技術的融合發展探究

郭凌岑

（南充職業技術學院，四川 南充637131）

現階段，我國科技力量的不斷增強，使我國工業水平有了顯著提高，這也使傳統工業領域開始廣泛應用各種先進技術，從而極大推動了機電一體化技術的發展與應用，先進技術與傳統工業之間的融合趨勢也大幅加快，我國工業制造的智能化發展特點變得越來越明顯。在智能化制造下，傳統生產效率得以大幅加快，這也使其在我國社會經濟發展中發揮出了更大的推動作用。機電一體化技術是由許多學科相互交叉后所衍生出的一種新技術，將其應用于工業制造領域，可極大推動我國制造業的發展速度，使工業產品的生產效率及質量得到有效保障。因此，在制造業中加快機電一體化技術的應用與實踐具有重要現實意義。

1 智能制造與先進數控技術

在現有的制造行業中結合先進科學技術的應用，能夠使產品的生產方式變得更加合理，進而使制造技術變得更加高效，利用智能制造技術，可實現對信息內容的儲存與分類，并通過對這些數據與信息進行分析，以此衍生出新的信息，從而使工業制造流程得以實現智能化控制。智能化制造可代替人來完成許多復雜且危險性較高的任務，此外其還能像人腦一樣利用數字化程序來進行數據分析與研究，可以說，在智能化技術的推動下，傳統制造行業的智能化水平正不斷提高，而智能化技術的發展則是以人類智慧為源泉。在機械制造行業中，數控技術在其中發揮著舉足輕重的作用，其作為一種加工技術，能夠高效率地完成生產任務，并可保證生產精度，其主要以數控機床為應用對象，通過數控技術來對以往的機械加工方式進行革新。對于智能化的數控機床來說，只需對相應的代碼進行編寫并輸入，即可使復雜的生產工作得到高效率完成，而且無論是在生產效率，還是在生產精度上，都是以往的機械加工技術所無法比擬的。隨著數控技術的不斷發展，其已經能夠完成越來越多復雜且多樣的加工任務，這不僅使生產效率得到了大幅提高，工作流程也得到了有效規范，并且還減少了人力與時間的投入。

2 智能制造和先進數控技術的融合途徑

2.1 機電方面的融合

智能制造和先進數控技術的融合在機電方面有著重要體現，通過將微處理技術與計算機技術進行結合，并應用于制造設備中，能夠使其高效率的完成工作電壓轉換，進而使工作電壓能夠達到容柵傳感器的工作要求，通過對位移信號進行采集，然后利用LM393來轉換位移信號，這樣電平轉換后的數字信號在經過反相器進行整形后，即可發送至芯片寄存器中，從而使系統能夠獲得所需測量值。先進數控技術與智能制造之間的融合，推動了機電一體化技術的發展，而機電一體化技術也將促使智能制造和先進數控技術進一步融合，從而使工業生產變得更加穩定、制造設備變得更加可靠。

2.2 聯動控制方面的融合

在聯動控制方面，利用數控機床可實現多軸聯動，而多軸聯動則可對材料加工進行有效控制。對于各類加工機床來說，其在運行狀態、設備性能方面有很大差異，當采用聯動控制技術來進行產品加工時難以對其加工精度進行有效控制，而這也會使成品的質量無法達到預期的要求，這不僅會使材料出現不必要的浪費，而且也消耗了大量的時間。通過先進數控技術與智能制造技術的融合，則可實現聯動控制的高速、高精度，進而使上述問題得到有效解決。例如，多工位多工具聯動控制能夠在不同工位上應用多個刀具來對產品進行同步加工，各個工位和對應拋光輪呈現出圓周鏡像對稱分布，從而使實現了對不同工件姿態的同步調整，使工件能夠在三個工位的支持下利用拋光輪進行同步拋光。如圖1所示為多工具多工位聯動控制拋光。

圖1多工具多工位聯動控制拋光

高速、高精度的聯動控制可實時傳輸信息，并通過多軸補償技術來合理控制與補償加工流程中的各個環節，使各個加工環節能夠嚴格按照控制程序來進行。并且，考慮到產品加工過程中存在的干擾，其還會依據PID反饋原理來提高制造加工設備的抗干擾能力，從而使產品加工過程中出現偏差與錯誤的概率得以大幅降低。

2.3 誤差補償方面的融合

智能制造和先進數控技術的融合在誤差補償方面也頗具優勢，在數控機床中，其聯動控制過程中會受到許多因素的影響，這會導致產品的加工精度降低，究其原因在于零部件會因制作和使用而發生不同程度的磨損。隨著數控機床的發展，為了降低誤差，可采用多源誤差補償技術來實現，通過多源誤差補償技術可使產品加工精度得到顯著提高。多源誤差補償技術能夠根據機床結構，采用統計與測量等方法來構建誤差模型，以此分析材料加工過程中產生的誤差量，這樣通過在加工時設置對應的反誤差量，即可使產品加工過程中產生的誤差被抵消。例如在對復雜曲面零件進行多源誤差補償時，數控機床原位檢測系統便能夠對機床的幾何誤差、測頭預行程誤差、測球半徑誤差、測頭安裝誤差等進行檢測，并通過對應的方式來實現誤差補償。如圖2所示為數控機床的原位檢測示意圖。

圖2數控機床的原位檢測示意圖

對于多源誤差補償技術來說，其分為幾何誤差補償、力誤差補償、熱誤差補償與振動主動抑制四種技術，其中幾何誤差補償技術會通過解耦分離來對加工時的補償值進行計算，然后在實際加工時利用疊加補償的方式來彌補加工誤差。力誤差補償則可使加工機器具備更強大的切削能力，從而使產品在加工時產生的變形誤差得到有效控制。熱誤差補償則能夠利用加工信息來對立體加工模型進行構建，從而使誤差測定時間減少，使加工誤差預測精度得到有效提高。振動主動抑制則可使加工材料產生的內部振動得到有效抑制，進而使加工控制性能得到有效提高。

2.4 智能控制方面的融合

目前，在加工機床發展中，已經廣泛應用智能化技術，這也使人們能夠收集到更多的信息來對相應的數據模型進行構建，并依據算法規則來實現信息監控與處理，從而使設備的診斷、統計、優化等具備智能化特征。利用智能化控制技術，可使機床對加工過程進行全方位分析，并對產品加工的各個環節及生產狀態進行實時監控，同時也能使設備具備自我控制與維護功能。可以說，在智能化發展中，利用智能化控制技術來采集與分析大數據已經成為其核心所在，大數據的挖掘與計算更使得加工參數得到了有效優化，實現了對運行狀態的實際檢測。

3 智能制造和先進數控技術的融合發展趨勢

就目前來看，我國相比于國外發達國家，在智能化技術研究上的起步相對較晚，這也使我國尚未形成全面而完善的智能化技術研究體系，從而使智能化技術在應用過程中遭遇了許多困難，而這些困難往往需要較長的時間來進行逐一解決。智能制造和先進數控技術在融合發展過程中，需要加強數控技術的應用，使產品加工效率及精度得到進一步提升，同時確保設備的使用安全，為此，國內外許多生產商都致力于研究和應用開放性更高的數控系統，以此實現工業領域的穩定安全生產。隨著智能制造和先進數控技術之間融合的不斷深入，我國制造業在未來發展中必將以多任務聯合處理、有效檢測以及精準識別作為全新的發展趨勢。

4 結語

總而言之，相比于國外發達國家來說，我國在數控技術發展上還有較長的路要走，只有對國外國家在智能制造和數控技術的發展方向進行全面了解和掌握，才能為我國智能制造和數控技術的融合發展提供指導，而這對于我國推動高新技術的發展與創新具有重要意義。通過對我國智能制造和數控技術在融合過程中所遭遇的困難進行研究，能夠幫助相關企業更好地將先進數控技術應用到智能化數控設備中。在工業4.0時代下，我國工業企業需要不斷進行技術改良與創新，以此加快智能制造和數控技術之間的融合，提高自身在市場中的競爭能力，并在工業革命中發揮關鍵作用，以此全面推動智能制造數控技術的發展。