機(jī)械裝備制造中智能化的應(yīng)用

孫明文 劉光輝

摘要：智能化是機(jī)械裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向，其能有效提升機(jī)械裝備的整體性能。本文在闡述機(jī)械裝備制造中智能化技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，就智能化技術(shù)的具體應(yīng)用要點(diǎn)展開分析，并指出智能化技術(shù)在機(jī)械裝備制造中的具體應(yīng)用情況。期望能實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝備制造與智能化技術(shù)的有效融合，繼而提升裝備性能優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展。

Abstract： Intelligence is the main direction of the development of machinery and equipment manufacturing industry， which can effectively improve the overall performance of mechanical equipment. Based on the value of intelligent technology in the manufacture of mechanical equipment， this paper analyzes the application points of intelligent technology， and points out the specific application of intelligent technology in the manufacturing of mechanical equipment. It is expected to realize the effective integration of mechanical equipment manufacturing and intelligent technology， and then improve the performance advantages of equipment and promote the orderly development of the machinery manufacturing industry.

關(guān)鍵詞：機(jī)械裝備;制造;智能化

Key words： mechanical equipment;manufacture;intellectualization

中圖分類號(hào)：TP319? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）16-0161-02

0? 引言

工業(yè)4.0背景下，我國(guó)提出《中國(guó)制造2025》規(guī)劃，明確提出要加快機(jī)械、電子等多個(gè)行業(yè)生產(chǎn)裝備的智能化改造，以此來提高精準(zhǔn)制造、敏捷制造能力。智能化技術(shù)是《中國(guó)制造2025》計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，其對(duì)于整個(gè)機(jī)械裝備制造、乃至整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響[1]。

1? 機(jī)械裝備制造中智能化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

智能化技術(shù)對(duì)于機(jī)械裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有深刻影響。一方面，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)模式下，機(jī)械裝備制造多采用流水線生產(chǎn)方式，這種生產(chǎn)方式具備一定的自動(dòng)化特征。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，其在機(jī)械裝備制造生產(chǎn)過程及裝備本身上的應(yīng)用逐漸增多，這不僅提升了機(jī)械裝備制造的效率和質(zhì)量，而且有效地提升了機(jī)械裝備自身的使用性能。另一方面，在智能化機(jī)械裝備的支撐下，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)管理模式發(fā)生了較大變化，即機(jī)械產(chǎn)品自身的智能化程度提升，這有效地滿足了現(xiàn)代工業(yè)精細(xì)化上生產(chǎn)的需要，促進(jìn)了工業(yè)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

2? 機(jī)械裝備制造中智能化的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 集成化與模塊化

機(jī)械裝配制造中，智能化技術(shù)的滲透融合使得機(jī)械裝備本身出現(xiàn)了集成化、模塊化的特征。從裝備制造過程來看，現(xiàn)代工業(yè)體系下，集成電路和芯片技術(shù)都得到了快速發(fā)展，并且在這些技術(shù)的支撐下，專用集成電路在機(jī)械裝備制造中的應(yīng)用不斷深入;如CPU、FPGA、CPLD等，這些專用集成電路具有較高的集成度，其使得機(jī)械裝備制造領(lǐng)域中的智能化水平呈現(xiàn)出跨越式提升。另外在集成化與模塊化技術(shù)的支撐下，集成電路的密度得到了極大提升，裝備體量持續(xù)減小，同時(shí)其保證了裝備的可靠性與性能。經(jīng)集成化、模塊化技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝配各單元連接，可在CPU、PLC、通信系統(tǒng)、存儲(chǔ)器等單元的共同作用下，實(shí)現(xiàn)裝備的自動(dòng)化控制，繼而滿足各種工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的要求[2]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機(jī)械裝備智能化制造及智能化機(jī)械裝備應(yīng)用中起到至關(guān)重要的作用。在機(jī)械裝備制造股從中，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，可將不同地理位置的裝備連接起來，從而達(dá)到數(shù)據(jù)信息共享的作用?，F(xiàn)階段，機(jī)械裝備制造智能化發(fā)展中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)械裝備設(shè)計(jì)、運(yùn)輸、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)均有廣泛應(yīng)用，其有效地提升了機(jī)械裝備制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，有效地推動(dòng)了機(jī)械裝備產(chǎn)品的創(chuàng)新。

2.3 柔性化技術(shù)

相比于傳統(tǒng)的機(jī)械裝備制造形式，機(jī)械裝備制造智能化對(duì)于柔性化技術(shù)的應(yīng)用要求不斷提升。柔性制造系統(tǒng)包含了加工、物流、信息流三個(gè)子系統(tǒng)，其能在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織控制優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)運(yùn)作方式和市場(chǎng)營(yíng)銷等內(nèi)容進(jìn)行深化改革，這樣整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)能對(duì)市場(chǎng)需求變化做出快速地適應(yīng)，繼而在降低生產(chǎn)損的基礎(chǔ)上，有效地保證了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益。在機(jī)械裝備制造中智能化應(yīng)用中，同樣需深化柔性化技術(shù)的應(yīng)用，通過柔性化的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)人員、系統(tǒng)方案、裝備等要素的系統(tǒng)控制，以此來使得機(jī)械裝備制造中智能化技術(shù)的應(yīng)用邁向更高層次。

2.4 綠色化技術(shù)

實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝備制造智能化生產(chǎn)的目的在于減少裝配制造生產(chǎn)中的能耗，實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝配制造質(zhì)量效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一[3]。現(xiàn)階段，我國(guó)機(jī)械裝配制造領(lǐng)域尚存在較大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，故而應(yīng)注重綠色化技術(shù)的融合應(yīng)用。在機(jī)械裝配制造智能化發(fā)展的大背景下，還應(yīng)通過綠色設(shè)計(jì)、綠色工業(yè)、綠色生產(chǎn)、綠色管理等手段，降低機(jī)械裝備制作中的環(huán)境污染，提升資源的利用效率，以此來促進(jìn)機(jī)械裝備制作產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

3? 機(jī)械裝備制造中智能化的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 項(xiàng)目概況

天然砂是不可再生資源，近年來，社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)對(duì)于天然砂的使用量不斷增加，這使得天然砂石存量日漸減少，并且天然砂在使用中存在資源和環(huán)境破壞嚴(yán)重的問題，基于此，采用機(jī)制砂取代天然砂成為現(xiàn)代基建產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求。但機(jī)制砂的制取存在一定難度，需進(jìn)行機(jī)制砂制取裝備的系統(tǒng)創(chuàng)新。本司于2020開展綠色環(huán)保、提質(zhì)增效、智能化改造提升項(xiàng)目，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)生產(chǎn)PSFL系列高效、高品質(zhì)立軸制砂整形機(jī)（見圖1）有效地提升了機(jī)制砂的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并促進(jìn)了機(jī)械裝備制造的智能化發(fā)展。

3.2 機(jī)制砂應(yīng)用制取裝備制造現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年砂石骨料用量達(dá)200億t，這些砂石骨料多用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域，市場(chǎng)需求量極大。河道采砂和機(jī)制砂是砂石骨料的兩種基本來看，其中河道采砂造不僅會(huì)造成砂石資源枯竭，而且容易造成水源污染、河堤潰壩問題，基于此，基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域越來越傾向于質(zhì)量穩(wěn)定的高品質(zhì)機(jī)制砂。

相比于天然砂材料，機(jī)制砂質(zhì)量穩(wěn)定、顆粒級(jí)配合理，其對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展具有深刻影響。在我國(guó)，年新建建筑面積多達(dá)20億平方米，這對(duì)于高品質(zhì)機(jī)制砂的制取提出了較高要求，有必要進(jìn)行制砂工藝技術(shù)及成套裝備的全面創(chuàng)新。現(xiàn)階段，機(jī)制砂破碎方式在機(jī)制砂制取中得的應(yīng)用較多，采用該工藝，能有效保證物料級(jí)配和粒型，提升機(jī)制砂的質(zhì)量。從機(jī)制砂破碎過程來看，除高頻電脈沖破碎、高壓水槍噴射破碎技術(shù)外，激光破碎、機(jī)械破碎等在巖石破碎領(lǐng)域研究的重要方向。就目前而言，機(jī)械破碎在機(jī)制砂制取中的應(yīng)用較多，常見的破損機(jī)器不僅包含立軸反擊式破碎機(jī)、可逆反擊式破碎機(jī)，而且涉及錘式破碎機(jī)等裝備的應(yīng)用，這些裝備處理能力保持在100t/h，而功率在200-400kW，此外進(jìn)料的粒度多保持在30mm業(yè)內(nèi)，在機(jī)制砂制取中，這些裝備功耗大，不適用不同規(guī)格料的處理。且現(xiàn)階段的機(jī)械破碎多采用濕法工藝，這種生產(chǎn)方式需要消耗大量的水，產(chǎn)生的污水需要進(jìn)行處理，生產(chǎn)給用高，環(huán)境污染較為明顯?；诖?，干法生產(chǎn)是未來機(jī)制砂生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要方向。

3.3 PSFL系列立軸制砂整形機(jī)

工業(yè)制砂生產(chǎn)過程，機(jī)制砂破碎方式、機(jī)制砂的篩分環(huán)節(jié)是一定向機(jī)制砂的兩個(gè)重要因素。其中，其中破碎方式屬于制砂級(jí)配的內(nèi)在因素，而篩分環(huán)節(jié)屬是決定顆粒級(jí)配的外在因素，綠色環(huán)保、提質(zhì)增效、智能化改造提升項(xiàng)目實(shí)踐中，本司設(shè)計(jì)PSFL系列立軸制砂整形機(jī)，其中研制的立軸雙反擊破碎機(jī)不僅具有破碎比大、節(jié)能降耗大的特點(diǎn)，而且破損機(jī)制砂的粒型好、粒徑模數(shù)均勻連續(xù)級(jí)配好，此外裝備耐磨件壽命長(zhǎng)、破碎物料范圍寬，且具有調(diào)節(jié)維修方便的特征，有效地滿足了《GB/T14684-2011建設(shè)用砂》的標(biāo)準(zhǔn)要求。

本項(xiàng)目研制的立軸反擊式破碎機(jī)整體性能如表1所示。相比于傳統(tǒng)的機(jī)制砂生產(chǎn)裝備，該裝備生產(chǎn)應(yīng)用中融合使用了集成化與模塊化技術(shù)，并在網(wǎng)絡(luò)上技術(shù)下進(jìn)行裝備控制和柔性化管理，并在機(jī)制砂制作中考慮生態(tài)效益，有效地提升了機(jī)制砂機(jī)械裝備的智能化水平，保證了機(jī)制砂的生產(chǎn)質(zhì)量。

從立軸反擊式破碎機(jī)生產(chǎn)機(jī)制砂品質(zhì)來看，本司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的PSFL系列高效、高品質(zhì)立軸制砂整形機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì)：其一，本裝備降低了每立方混凝土綜合成本，破碎比大，達(dá)20：1，能耗控制作用突出，生態(tài)效益好。其二，所生產(chǎn)機(jī)制砂材料突出，其中骨料顆粒呈多棱形接近圓形，且粒徑在0.15～4.75mm之間，連續(xù)級(jí)配好，將其用于混凝凝土生產(chǎn)后，能有效提升混凝凝土流動(dòng)性和品質(zhì)。其三，對(duì)于石粉量量控制的控制效果較高，且在生產(chǎn)中，通過優(yōu)選機(jī)分選，可滿足多級(jí)配、多用途混凝土骨料的需求。其四，本裝備實(shí)現(xiàn)了智能化生產(chǎn)控制，且從生產(chǎn)過程來看，其具有耐磨性好，性價(jià)比高的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)表明，每付耐磨件可破碎石灰石30～40萬噸，有效地滿足了新時(shí)期機(jī)制高效化、高品質(zhì)和智能化生產(chǎn)需要。

4? 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械裝備制造是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)也是衡量國(guó)家工業(yè)化發(fā)展水平的重要指標(biāo)。新時(shí)期，人們只有充分認(rèn)識(shí)到機(jī)械裝備制造智能化發(fā)展的價(jià)值，并在機(jī)械裝備制造現(xiàn)的基礎(chǔ)上，深化多種信息技術(shù)的應(yīng)用，才能有效地提升機(jī)械裝備制造的智能化水平，提升機(jī)械裝備整體性能，促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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