數(shù)控智能在機(jī)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(jī)械制造之中，大大促進(jìn)機(jī)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(jī)械制造之中的呢？文章針對數(shù)控智能在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械電子及機(jī)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(jī)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(jī)械制造；應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)是集微電子、計(jì)算機(jī)、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(diǎn)，對制造業(yè)實(shí)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(jī)械制造之中，大大促進(jìn)機(jī)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(jī)械制造中是一項(xiàng)重要舉措，利于改變機(jī)械制造現(xiàn)狀，促進(jìn)機(jī)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(jī)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(jī)械制造予以詳細(xì)分析，確定其具體表現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械電子及機(jī)械系統(tǒng)故障診斷這4方面。

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)

相對來說，機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的、繁瑣的、難度大的工作，要想達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，在具體進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中需要設(shè)計(jì)人員對機(jī)械的一個模型進(jìn)行綜合與分析，包括大量高精確度的計(jì)算、分析、繪圖等，最終獲得完整的機(jī)械圖。但是，通過對以往機(jī)械設(shè)計(jì)工作落實(shí)情況的分析，確定實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)之中設(shè)計(jì)人員難以有效利用精確數(shù)值計(jì)算的方法來構(gòu)建關(guān)于機(jī)械的數(shù)據(jù)模型，更不能利用CAD制圖技術(shù)做到這一點(diǎn)。而數(shù)控智能有效應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)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(diǎn)，有效地處理機(jī)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(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)相集成，構(gòu)建立體化的機(jī)械模型，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)[2]。

1.2 機(jī)械制造

機(jī)械生產(chǎn)制造中，首先要確定機(jī)械生產(chǎn)計(jì)劃，而對于機(jī)械生產(chǎn)計(jì)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(jī)械制造情況的分析，確定因?yàn)闆]有立體化的機(jī)械模型來呈現(xiàn)機(jī)械制造方案，致使機(jī)械制造中難以注意到某些細(xì)節(jié)，制造的機(jī)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(jī)械制造之中，一方面能夠數(shù)字化的制造裝備，促使機(jī)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(jī)械制造的柔性自動化和智能化水平，使機(jī)械制造高質(zhì)高效地完成，如圖1所示。

1.3 機(jī)械電子

機(jī)械電子系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)比較簡單、元件和運(yùn)動部件減少，性能高等特點(diǎn)，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(jī)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(jī)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(yán)密性、精確性高等特點(diǎn)，但其也只能處理比較簡單的機(jī)械電子系統(tǒng)，而不能給出復(fù)雜的機(jī)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(jī)械制造之中，以知識信息為基礎(chǔ)來對機(jī)械電子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)予以推理和計(jì)算，進(jìn)而優(yōu)化機(jī)械電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的有效性。

1.4 機(jī)械系統(tǒng)故障診斷

機(jī)械系統(tǒng)故障診斷，則是根據(jù)機(jī)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(jìn)而找到設(shè)備故障的所在位置?；谝酝鶛C(jī)械系統(tǒng)故障診斷實(shí)際情況，并且參考相關(guān)資料，確定機(jī)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(jī)械系統(tǒng)故障診斷能夠充分發(fā)揮作用，需要配備經(jīng)驗(yàn)豐富、專業(yè)知識扎實(shí)的維護(hù)保修人員，如此才能針對機(jī)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(jìn)而無法準(zhǔn)確診斷故障問題。而將數(shù)控智能有效的應(yīng)用于機(jī)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(jī)械系統(tǒng)故障問題中，通過智能化的機(jī)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(jī)械系統(tǒng)故障診斷中是非常必要的，能夠提高機(jī)械系統(tǒng)故障診斷水平。

2 機(jī)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(jī)械制造中數(shù)控智能的有效應(yīng)用具有較高的現(xiàn)實(shí)意義，利于提高機(jī)械制造水平，促進(jìn)機(jī)械制造領(lǐng)域更好更快地發(fā)展。當(dāng)前，在此之前需要掌握機(jī)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(jī)、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(jì)算機(jī)的一種智能程序?？茖W(xué)合理地應(yīng)用專家系統(tǒng)，可以綜合運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)及人機(jī)界面等幾部分，能夠?qū)栴}的相關(guān)信息予以收集并且進(jìn)行一定程度的模糊化處理，從而簡化問題，進(jìn)而有效解決問題。

3 數(shù)控智能在機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械電子及機(jī)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(jìn)步與提升。但也不得不承認(rèn)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(jī)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(jī)械制造系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)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(jī)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(jī)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(shí)一點(diǎn)，即數(shù)控技術(shù)在機(jī)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(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械電子系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)故障診斷等方面充分發(fā)揮作用，促使機(jī)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(jī)械制造中數(shù)控智能的應(yīng)用研究，為進(jìn)一步提高數(shù)控智能的應(yīng)用效果創(chuàng)造條件。

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