智能時代機械制造技術的創(chuàng)新問題研究

王 川

(鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術學校，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

0 引言

智能制造符合時代發(fā)展的趨勢，智能時代需要不斷創(chuàng)新來推動技術升級以及進步，在機械制造以及生產過程中注重基礎技術創(chuàng)新、升級以及轉型，助力我國機械制造行業(yè)順利邁入智能時代[1]?；诖?，機械制造技術創(chuàng)新為社會所重視，使機械制造技術的創(chuàng)新效率以及產品品質都有更多的進步。

1 智能制造時代機械制造技術的核心信息設備

為了貫徹落實《中國制造2025》的要求，機械制造技術在創(chuàng)新以及整合過程中需要集合各類社會資源，推動機械制造行業(yè)的產業(yè)發(fā)展。機械制造升級與信息技術的發(fā)展有著緊密的聯(lián)系，落實機械制造技術的創(chuàng)新升級離不開集成電路及專用設備的輔助，離不開信息通信設備的優(yōu)化，離不開操作系統(tǒng)與工業(yè)軟件的應用，最終機械制造技術的優(yōu)化還需要智能制造核心信息設備的輔助以及應用[2]。

智能制造核心信息設備在制造的過程中將各個技術環(huán)節(jié)的信息綜合在一起，達到機械制造技術創(chuàng)新的動態(tài)交互，并在關鍵技術實行的時候落實創(chuàng)新節(jié)點。

1.1 智能通信設備

在智能機械制造技術系統(tǒng)中，創(chuàng)新并應用智能通信設備，給機械技術的應用創(chuàng)造高可靠、高容量、高速度以及高質量的技術實施環(huán)境，利用高速工業(yè)無線路由器和工業(yè)級低功耗遠距/近場通訊設備以及快速自組網(wǎng)工業(yè)無線通訊設備等，為機械制造技術的創(chuàng)新、升級以及使用創(chuàng)造良好的工業(yè)通信網(wǎng)絡，使得智能制造的機械設備能夠高速、安全、可靠的運作，機械制造技術在應用過程中實現(xiàn)快速的工業(yè)通訊。

1.2 智能制造控制系統(tǒng)的搭建

在智能制造控制系統(tǒng)搭建的過程中，可以將智能制造技術更好地應用在機械制造過程中，通過智能制造控制系統(tǒng)的開發(fā)將通信功能分布在機械控制系統(tǒng)中，還可以借助可編程控制系統(tǒng)、工控機系統(tǒng)、嵌入式控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)視控制系統(tǒng)，提高智能制造自主安全可控的能力以及水平，在智能制造控制系統(tǒng)的輔助下，機械技術的創(chuàng)新以及應用的空間更大[3]。其中，分布式控制系統(tǒng)是未來工業(yè)制造的發(fā)展方向，能夠快速適應市場需求以及機械制造的要求，創(chuàng)建先進的制造模式，在過程控制以及過程監(jiān)控的過程中組建通信網(wǎng)絡，以通信系統(tǒng)為紐帶搭建多級計算機系統(tǒng)，提升系統(tǒng)的可靠性、靈活性、功能性、協(xié)調性以及維護能力，讓機械制造技術的創(chuàng)新與通信控制系統(tǒng)深度融合在一起。

1.3 可編程控制系統(tǒng)的運用

可編程控制系統(tǒng)運用的PLC系統(tǒng)，將機械制造的要求進行內部存儲，執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算，通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出方式進行各種控制類型的生產以及設計，方便機械功能的開發(fā)，優(yōu)化機械設計的工作量，為后續(xù)機械維修奠定良好的基礎。工程機控制系統(tǒng)也是工業(yè)控制計算系統(tǒng)，在機械設計以及應用的過程中綜合生產過程、工藝裝備的檢測以及控制，將裝備制造系統(tǒng)以及制造水平綜合在一起，基于先進的機械技術進行深度的自主研發(fā)，提升機械制造技術的水平。嵌入式控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)在智能機械制造系統(tǒng)中的應用是以計算機為基礎進行生產過程模擬以及調度自動化系統(tǒng)的優(yōu)化，對機械現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視以及控制，逐步升級優(yōu)化成為一個先進的監(jiān)視和控制系統(tǒng)。在能量管理系統(tǒng)中，機械制造技術的創(chuàng)新需要一個信息完整、效率高、系統(tǒng)運行快速的系統(tǒng)支撐，對系統(tǒng)的快速診斷以及故障問題進行深度分析，綜合高電網(wǎng)的運用來提升機械制造技術創(chuàng)新的可靠性、安全性以及經濟效益性，減輕電力自動化以及現(xiàn)代化過程中出現(xiàn)的阻力。

我國的智能機械制造技術的升級以及創(chuàng)新需要突破現(xiàn)有的桎梏，結合智能信息設備系統(tǒng)進行優(yōu)化以及升級，調整高精度的技術制造以及創(chuàng)新，追求質量，保障機械技術在操作和應用過程中實現(xiàn)技術的深度結合，不斷利用新技術來創(chuàng)新機械制造技術，打開行業(yè)運轉的前景[4]。

2 智能機械制造技術創(chuàng)新的實現(xiàn)路徑

2.1 分散多動力

智能機械制造技術的創(chuàng)新需要做到分散多動力，對于不同實施技術效率的要求，機械制造技術要根據(jù)實際的技術負荷程度、集中動力源的輸出特性以及可調節(jié)性進行改善以及創(chuàng)新，機械制造技術的創(chuàng)新要落實高效、柔性、節(jié)能、高質量的要求，對機器內的各個實施環(huán)節(jié)進行運動特性的實時監(jiān)控。在機械制造技術創(chuàng)新的過程中，分散多動力要求每一個機械設備都能夠達到既定的實施技術效率。在機械創(chuàng)新的過程中，每一個機器設備都應當按照既定的自由度的運動零部件進行動力源的驅動，機械創(chuàng)新應運用不同的動力源類型例如機械、液壓、氣壓等共同驅動同一個運動部件，實現(xiàn)多個傳動零部件的統(tǒng)一運轉。機械技術在創(chuàng)新實現(xiàn)分散多動力的過程中要解決的關鍵技術問題有：分散多動力設立體系的建立、分散多動力優(yōu)化模型的建立、智能型動力源的研發(fā)、智能型分散多動力源的數(shù)據(jù)庫建立、標準化、系列化、模塊化、信息化智能分散多動力功能部件的研發(fā)。

2.2 伺服電直驅的創(chuàng)新技術

機械技術創(chuàng)新的過程中，伺服電直驅技術的創(chuàng)新要經過一套復雜的轉換機構，解決以往機械技術應用中的轉動慣性、彈性變形、反向間隙、運動滯后、摩擦噪聲等問題，在機械制造技術創(chuàng)新的過程中重點解決機械裝備制造的加工精度、運行可靠性等問題的設計，減小維護、維修的時間和成本，在機械傳動環(huán)節(jié)創(chuàng)新的過程中不斷改進傳動性能，提升機械技術創(chuàng)新以及應用的高效性、節(jié)能性、高精度以及高速智能化效力。在直驅與零傳動環(huán)節(jié)設計優(yōu)化過程中，以中間機械傳動環(huán)節(jié)提升電動機直接驅動工作效力，在機械制造技術創(chuàng)新的過程中達到“零傳動”的功能以及效力，這樣可以在未來的機械制造技術創(chuàng)新中借助直驅系統(tǒng)實現(xiàn)真正的機電一體化。在創(chuàng)新直接驅動問題的過程中，要重點解決的問題包括動力學原理、高性能伺服電動機研發(fā)、典型機器伺服電動機直驅方案研究、驅動器以及控制器的研發(fā)。

2.3 集成一體化技術

在機械制造技術創(chuàng)新中，集成一體化技術的創(chuàng)新以及改善，將機械、電氣與軟件融合在一起，對機械制造技術進行智能、高效、精密、低耗能的可靠運行，內部零部件的機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動、電氣傳動等各個內部零部件的優(yōu)化以及創(chuàng)新，使得機械制造技術能夠相互融合，不斷創(chuàng)新以及進步。在集成一體化創(chuàng)新體系搭建的過程中，要實現(xiàn)機械零部件的一體化、傳動系統(tǒng)一體化、自由度動力源與傳動系統(tǒng)一體化、機器動力源傳動、工作機構一體化以及智能傳感器和全面?zhèn)鞲衅髑度霗C械零部件的一體化，綜合集成一體化的技術體系創(chuàng)新以及升級，實現(xiàn)創(chuàng)新水平以及應用水平的升級[5]。

3 結語

在智能應用時代，現(xiàn)代化機械制造以及工業(yè)發(fā)展要不斷順應時代的發(fā)展趨勢進行創(chuàng)新以及提高，借助智能時代下對機械制造技術進行發(fā)展和創(chuàng)新，對現(xiàn)有的機械產業(yè)進行高效管理，同時提高資源利用效率，最終促進機械制造產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和進步。