机械工程自动化领域智能化技术的运用探讨
来源:用户上传
作者:
摘 要：在社会的不断发展下，工业制造逐渐在社会生活中占据重要地位，随着各种新技术在机械工程领域得到应用，机械工程的自动化、智能化都有较大提升，本文围绕智能化技术展开讨论，以机械工程为背景，结合自动化制造案例，对智能化技术的优势和具体应用进行详细介绍。
关键词：机械自动化;智能化;工业制造
将计算、定位以及传感等多项技术集成到一起，形成的一种新型技术，被称为智能化技术。智能技术进军机械行业，为工业生产制造带来重大变革，自动化设备代替人工完成操作过程，实现工厂的流水线化生产。数控加工是智能技术的一大突破，设备在固定程序的引导下完成加工，且系统具备一定的“思考”能力，能快速处理自动化生产中的故障。
一、智能技术优点探析
（一）转化能力强
在机械工程中，很多零件图比较复杂，现场加工人员掌握起来比较困难。这一问题在智能化技术下迎刃而解，零件图中切削量、进给量等图形语言，被计算机直接转换成数据语言，或者直接将图形进行简化，只将重要信息保留下来，操作者对生产要求一目了然，复杂图纸被具体化。
（二）系统精度、速度较快
CPU、RISC 芯片是智能化系统的重要组成部分，芯片内部集成多项高科技，运行速度达到顶尖水平，再结合其它技术，智能系统的反应速度可与人脑相媲美，同时其对设备的控制精度也大大提升。
（三）多系统协调运行
各系统摆脱传统制造的孤立状态，利用传感系统、信息传输技术将各系统连接到一起。产品从设计到生产成型，中间步骤一气呵成，系统会自动判断零件状态，然后将其送往相应装置完成加工，各系统间信息实时传输，实现流水线化生产流程。[1]
二、某公司自动化焊机介绍
公司主要负责设备、零件等焊接工作，结合生产现状，最终选择效率较高的双丝焊机，这种焊机具有较深熔深，焊接出的焊缝性能良好，且焊接过程由程序指挥焊机自动完成焊接任务。若焊缝有特殊的焊接要求，可开启双丝焊接机的双工位设备，在一工位进行正常焊接作业的同时，另一工位能够及时完成上料作业，并进行补焊，焊接质量得到保证，且焊件数量也不断增加。
双丝焊接过程在智能系统的监测下，其焊缝轨迹被系统实时记录下来，若焊缝出现偏离原轨迹现象，系统会自动报警，并切断对焊机的电源供应，强行停止焊接作业，经过校正后，双丝焊接继续进行焊接作业。轨迹跟踪依靠传感器、检测装置实现，此类感应装置相当于智能系统的眼睛，其搜集到的大量数据经过系统自动整理，生成相应的分析图表，进而保证焊機更好的完成自动化焊接作业，保证焊接质量。
车间工人在生产推土机时，就使用到智能化系统，将零部件精度、自动化程序检查完毕后，将程序输入计算机中，利用传感系统将焊接指令传达给焊机，然后进行快速焊接，自动焊接过程一般不会出现停顿，能有效减少断弧现象。与传统人工焊接相比，焊缝质量较高，焊缝分布均匀，不会影响推土机的正常使用。此外，光敏传感、触觉传感装置在系统中也有安装，能捕捉到自动生产过程中的细微故障，并通知工作者对及时修复故障，保证生产过程正常进行。[2]
三、案例分析—数控机床自动化加工
某公司产业主要是棒料机加工，传统加工过程以人工操作和机械作业相结合方式进行，随着市场竞争的不断加大，公司规划将加工过程向自动化加工方向转化。通过对现有机械设备的分析，发现上下料系统中缺少柔性系统，仅仅依靠凸轮连杆、气缸很难完成自动化加工过程，尺寸不等的轴、片状零件不能自动分类装箱，加工工艺比较粗糙和混乱。
公司研发团队不断攻关，将智能系统融入生产工艺中，寻找机械、自动化之间的平衡点，利用智能化技术对连杆、凸轮等机床构件进行优化，实现机床的柔性化要求，机床性能大大提升，柔性系统能自动完成上下料作业，且对零件进行分类，机床对棒料的加工效率明显升高，且产品质量得到保证。经过改造的数控机床，其自动化机加工大致过程如下：
将桁架齿轮组更换成斜齿模组，实现机床的自动化伺服定位，将机械手设计成90°旋转结构，其上下行程由齿轮组进行控制，在系统自动控制下，三爪气动手指完成毛坯件抓取作业。抓取到的毛坯被放在机床工作台上，机械手自动更换合适刀具，在自动化程序控制下，完成零件加工过程。加工好的零件被移送到下料架上，扫描装置对零件外型进行扫描，将其自动分类并放置到相应位置，一个成型零件完成下料，上料架就向机床移送下一待加工零件，继续重复上述过程，进而形成流水线生产。
自动化系统试运行期间，对直径较大零件能快速抓取并完成加工，但由于精度限制，直径在20mm零件，机械手很难自动抓取，针对此问题公司不但提升设备精度和反应速度，对于下料零件直接用托盘接住，改变以前机械手抓取零件方式。随着技术的不断改进，机床的智能化、自动化性能更强，车间每年生产的零件数量不断增长，且不合格品数量减少，成本支出减少，公司经济效益快速增长。[3]
四、结语
目前我国机械制造正面临转型的重要时期，将智能化技术融入机械工程中，是其转型升级的必然趋势。本文通过对两个机械生产案例的详细分析，突出体现智能系统在生产中起到的重要作用，机械自动化程度不断提升，意味着生产过程需要的工人数量会越来越少，工业生产效率也随之提升。目前我国的智能化技术还在不断发展中，机械工程与智能技术的融合也在不断加深。
参考文献：
[1]解华，姜美仙，王涛.智能化技术在机械工程自动化中的应用探讨[J].民营科技，2018（10）：14.
[2]吴恒.智能化技术在机械工程自动化中的应用价值[J].内燃机与配件，2017（12）：113-114.
[3]张鑫.智能化技术在机械工程中的应用探究[J].自动化应用，2018（09）：160-161.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15003089.htm
