智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)研究

摘要：本文介紹了智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的具體應(yīng)用與未來(lái)的應(yīng)用前景，以期通過(guò)將智能技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造設(shè)計(jì)當(dāng)中的方式，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)朝著現(xiàn)代化、自主化的方向發(fā)展，希望能夠給讀者帶來(lái)啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：智能制造;機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù);應(yīng)用前景

引言：在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，為進(jìn)一步降低各類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)人力資源的消耗量，智能制造的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，并且現(xiàn)階段智能制造技術(shù)的合理應(yīng)用，為我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。

一、智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的具體應(yīng)用

就當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展情況進(jìn)行分析可以了解到，為滿(mǎn)足人們的生產(chǎn)生活需要，越來(lái)愈多能夠取代人工簡(jiǎn)單操作的智能化產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，在滿(mǎn)足人們需要的同時(shí)，為機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供了有效的支持。

（一）數(shù)控機(jī)床技術(shù)

在智能制造時(shí)代背景下，數(shù)控機(jī)床作為將機(jī)械、液壓、傳感器等技術(shù)融為一體的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)中，并且隨著當(dāng)前智能技術(shù)水平的不斷提升，作為數(shù)控機(jī)床控制核心的數(shù)控系統(tǒng)智能化水平不斷提高，這種情況的出現(xiàn)使得相關(guān)工作人員可以在機(jī)床操作過(guò)程中，通過(guò)發(fā)送數(shù)字指令，代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工機(jī)床控制生產(chǎn)的方式，在降低機(jī)械設(shè)備操作風(fēng)險(xiǎn)性的同時(shí)，進(jìn)一步提升設(shè)備的操作效率與產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。舉例來(lái)說(shuō)，在汽車(chē)制造行業(yè)，智能數(shù)控技術(shù)與微型精密制造技術(shù)的合理應(yīng)用，使得工作人員可以通過(guò)各種傳感器件對(duì)生產(chǎn)設(shè)備單片機(jī)的工作狀態(tài)加以控制，并且工作人員可以通過(guò)實(shí)時(shí)查詢(xún)?cè)O(shè)備數(shù)據(jù)信息的方式，了解設(shè)備的具體工作情況，在保證機(jī)械設(shè)備依據(jù)設(shè)定程序正常工作的基礎(chǔ)上，可以切實(shí)對(duì)每一個(gè)零部件的質(zhì)量進(jìn)行有效地控制，為汽車(chē)制造活動(dòng)的開(kāi)展提供有力的支持。

（二）水下電動(dòng)機(jī)械臂設(shè)計(jì)

為滿(mǎn)足當(dāng)前水下簡(jiǎn)單作業(yè)的需要，在某款水下電動(dòng)機(jī)械臂設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員將智能制造技術(shù)應(yīng)用到了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中。具體來(lái)說(shuō)，在該款水下電動(dòng)機(jī)械臂設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員先采用智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)模擬水下電動(dòng)機(jī)械臂的自由度，然后在完成機(jī)械臂自由度結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，參照機(jī)械臂的具體設(shè)計(jì)技術(shù)要求，將機(jī)械臂的最大臂長(zhǎng)、標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載、抓取目標(biāo)最大直徑等參數(shù)輸入到三維設(shè)計(jì)模擬軟件當(dāng)中，對(duì)其進(jìn)行三維建模。同時(shí)，為提升機(jī)械臂人機(jī)交互的有效性，在進(jìn)行機(jī)械臂的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以開(kāi)發(fā)以DNC網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的數(shù)控加工平臺(tái)，然后利用基于Windows的IDE操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)機(jī)械臂的人機(jī)交互界面，便于操作人員了解機(jī)械臂的具體水下運(yùn)轉(zhuǎn)情況，進(jìn)一步提高機(jī)械臂水下作業(yè)的有效性。

（三）機(jī)器人群控智能制造系統(tǒng)

在進(jìn)行零部件生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器人群眾智能制造系統(tǒng)主要控制對(duì)象為車(chē)間工件加工機(jī)械設(shè)備，并且系統(tǒng)控制設(shè)備主要包括機(jī)床上（下）料、主（從）站、數(shù)控加工、信息化管理等部分，并且通過(guò)系統(tǒng)對(duì)各設(shè)備進(jìn)行單元協(xié)調(diào)的方式，實(shí)現(xiàn)零部件產(chǎn)品的自動(dòng)加工、質(zhì)檢、運(yùn)輸、補(bǔ)償與入庫(kù)，切實(shí)減少人工生產(chǎn)管理消耗的時(shí)間，提升零部件產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)器人群控智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以應(yīng)用智能制造技術(shù)，使系統(tǒng)通過(guò)對(duì)不同設(shè)備狀態(tài)、人機(jī)交互需要等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、執(zhí)行的方式，自主完成零部件生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)流程與信息系統(tǒng)間的溝通協(xié)調(diào)，人與加工設(shè)備間的交互。在利用機(jī)器人群控智能系統(tǒng)生產(chǎn)零部件的過(guò)程中，首先由系統(tǒng)控制機(jī)床上（下）料設(shè)備將等待加工的工件運(yùn)輸?shù)綌?shù)控加工單元，然后由加工單元依據(jù)零部件的生產(chǎn)需要，對(duì)工件的體積、形狀等因素進(jìn)行處理;其次，由上（下）料設(shè)備將完成加工的零部件運(yùn)輸?shù)綑z測(cè)單元，由檢測(cè)設(shè)備對(duì)零部件的加工精確度進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)信息上傳至總控單元;最后，若加工完成的零部件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，則需要數(shù)控系統(tǒng)在補(bǔ)償工件誤差后，將不合格的零部件運(yùn)送到加工機(jī)床，由機(jī)器人單元對(duì)其進(jìn)行加工、檢測(cè)、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)炔僮鳌?/p>

二、智能制造時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用前景

（一）人機(jī)互動(dòng)便利性大幅度提升

在智能機(jī)械時(shí)代背景下，智能設(shè)備研發(fā)朝著操作簡(jiǎn)便化、操作感性化的方向發(fā)展，這種情況的出現(xiàn)有效推動(dòng)了現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，為我國(guó)整體社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了有效的支持。具體來(lái)說(shuō)，在機(jī)械設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，無(wú)論設(shè)備智能水平是高還是低，都需要人工對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，但相較于傳統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程都需要人工操作的機(jī)械設(shè)備，智能機(jī)械設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以自行通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，然后由工作人員對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析后，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作處理?，F(xiàn)階段，為切實(shí)降低人員操作智能機(jī)械設(shè)備的難度，利用智能技術(shù)對(duì)人機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行合理優(yōu)化，降低人機(jī)交流的難度，已經(jīng)成為進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)之一。舉例來(lái)說(shuō)，相較于傳統(tǒng)主要以人工繪圖為主的機(jī)械設(shè)計(jì)方式，當(dāng)前更多的設(shè)計(jì)人員應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行智能機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)處理，這種機(jī)械設(shè)計(jì)方式的應(yīng)用，不僅可以有效縮短機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造所需的時(shí)間，還能進(jìn)一步提升繪圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（二）產(chǎn)品生產(chǎn)朝著節(jié)能型的方向發(fā)展

在機(jī)械生產(chǎn)制造行業(yè)飛速發(fā)展的背景下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了有效的發(fā)展，但生產(chǎn)制造過(guò)程中消耗的大量能源、排放的大量污染物對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，現(xiàn)階段，面對(duì)人們環(huán)保意識(shí)不斷提升的情況，為了在滿(mǎn)足人們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品需要的基礎(chǔ)上，減少對(duì)資源的消耗，可以將智能制造技術(shù)融入機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作當(dāng)中，用機(jī)械設(shè)備對(duì)資源進(jìn)行精確地管理，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。舉例來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品生產(chǎn)往往會(huì)消耗大量的石油資源，為降低因生產(chǎn)造成的資源浪費(fèi)，利用智能技術(shù)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，成為了一項(xiàng)極為必要的工作。

結(jié)論：總而言之，在經(jīng)濟(jì)、科技等方面水平不斷提升過(guò)程中，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展需要，合理應(yīng)用智能制造技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)加以?xún)?yōu)化，成為了一項(xiàng)極為必要的工作。

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作者簡(jiǎn)介：景德春;男;1990.02.28;江蘇如皋市;漢;本科;助理工程師;機(jī)械設(shè)計(jì)。