数控智能在机械制造中的应用分析

    韦建宇

    

    摘 要：在科学技术蓬勃发展的背景下，数控技术不断创新与发展，这使得数控智能能够更加有效、合理、科学地应用于机械制造之中，大大促进机械制造领域更好更快的发展。那么，数控智能是如何有效地应用于机械制造之中的呢？文章针对数控智能在机械设计、机械制造、机械电子及机械系统故障诊断这4个方面的应用展开分析和探讨，也希望为机械制造领域更加深入的、有效地应用数控技术提供参考依据。

    关键词：数控智能；机械制造；应用

    数控技术是集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精确度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起到举足轻重的作用[1]。在科学技术蓬勃发展的背景下，数控技术不断创新与发展，这使得数控智能能够更加有效、合理、科学地应用于机械制造之中，大大促进机械制造领域更好更快地发展。由此看来，科学技术蓬勃发展的背景下，将数字智能引用到机械制造中是一项重要举措，利于改变机械制造现状，促进机械制造领域朝着智能化、自动化、现代化的方向发展。

    1 数控智能在机械制造中的具体应用

    参考相关资料对基于数控智能的机械制造予以详细分析，确定其具体表现在机械设计、机械制造、机械电子及机械系统故障诊断这4方面。

    1.1 机械设计

    相对来说，机械设计是一項复杂的、繁琐的、难度大的工作，要想达到设计目标，在具体进行机械设计的过程中需要设计人员对机械的一个模型进行综合与分析，包括大量高精确度的计算、分析、绘图等，最终获得完整的机械图。但是，通过对以往机械设计工作落实情况的分析，确定实际机械设计之中设计人员难以有效利用精确数值计算的方法来构建关于机械的数据模型，更不能利用CAD制图技术做到这一点。而数控智能有效应用于机械设计之中，能够充分发挥其高精确度、高效率、柔性自动化等特点，有效地处理机械相关数值数据及非数值数据，如数值数据与实际操作经验相集成，构建立体化的机械模型，进而优化设计机械，达到设计目标[2]。

    1.2 机械制造

    机械生产制造中，首先要确定机械生产计划，而对于机械生产计划的制定是从多种因素组合中选出最能满足所有约束条件的最佳方案。而通过对以往机械制造情况的分析，确定因为没有立体化的机械模型来呈现机械制造方案，致使机械制造中难以注意到某些细节，制造的机械存在一些缺陷或不足。而将数控智能有效地应用于机械制造之中，一方面能够数字化的制造装备，促使机械制造自动化、数字化水平得以提高；另一方面形成柔性制造单元、数字化车间及数字化工厂，如此能够提高机械制造的柔性自动化和智能化水平，使机械制造高质高效地完成，如图1所示。

    1.3 机械电子

    机械电子系统具有结构比较简单、元件和运动部件减少，性能高等特点，这使其应用越来越广泛。而在科学技术蓬勃发展的影响下，机械电子系统不断地优化与创新，使其内部结构越来越复杂，已经不能有效地应用数学解析法来优化机械电子系统内部结构了。尽管数字解析方法具有严密性、精确性高等特点，但其也只能处理比较简单的机械电子系统，而不能给出复杂的机械电子系统的数学解析式，优化系统内部结构[3]。针对此种情况，可以将数控智能有效地应用于机械制造之中，以知识信息为基础来对机械电子系统的结构予以推理和计算，进而优化机械电子系统结构，提高系统的有效性。

    1.4 机械系统故障诊断

    机械系统故障诊断，则是根据机械电子系统表现出的不正常的现象，按照一定的法则，推测出问题产生的原因，进而找到设备故障的所在位置。基于以往机械系统故障诊断实际情况，并且参考相关资料，确定机械系统故障诊断主要包括3个方面，即故障监测、故障分析及处理决策。要想使机械系统故障诊断能够充分发挥作用，需要配备经验丰富、专业知识扎实的维护保修人员，如此才能针对机械系统故障现象来推出故障原因，否则面对这一比较复杂的故障推理过程很容易出现差错或考虑不周，进而无法准确诊断故障问题。而将数控智能有效的应用于机械系统故障诊断之中，则可以将人工智能等方法应用到机械系统故障问题中，通过智能化的机械系统故障诊断，可以在短时间内找到故障原因，并且提出故障问题处理方案[4]。所以，将数控智能有效地应用于机械系统故障诊断中是非常必要的，能够提高机械系统故障诊断水平。

    2 机械制造中数控智能的应用方法

    基于以上内容的分析，确定机械制造中数控智能的有效应用具有较高的现实意义，利于提高机械制造水平，促进机械制造领域更好更快地发展。当前，在此之前需要掌握机械制造中数控智能的应用方法。

    2.1 专家系统

    由知识库、综合数据库、推理机、用户接口及系统输出5个部分组成的专家系统属于计算机的一种智能程序。科学合理地应用专家系统，可以综合运用知识库和数据库中的知识与数据，合理的推理和分析，从而解决只有专家才能解决的比较复杂的问题。

    2.2 人工神经网络

    人工神经网络是指智能控制系统模拟生物的激励系统，将一系列输入通过神经网络产生输出。这里所说的输出与输入都是标准化的量，并且输出是输入的非线性函数，在改变神经元权重的情况下，输出值将会发生改变[5]。

    2.3 模糊集理论

    模糊集理论是指将经典的集合理论模糊化，并引入语言变量和近似推理的模糊逻辑，这使得此理论可以被看作一种具有完整的推理体系的智能技术，包含模糊知识库、模糊推理机及人机界面等几部分，能够对问题的相关信息予以收集并且进行一定程度的模糊化处理，从而简化问题，进而有效解决问题。

    3 数控智能在机械制造系统中的发展趋势

    基于以上内容的分析，确定数控智能在机械设计、机械制造、机械电子及机械系统故障诊断中有效应用，促使以上4个方面都有不同程度的进步与提升。但也不得不承认数控智能的应用还是具有一定局限性的，也可以确定的是数控智能在机械制造系统中有更多应用和发展空间。要想在未来能够将数控智能更加有效地应用于机械制造系统中，应当大力发展数控智能组合，使之能够立足于整个系统上，从提高机械制造系统整体水平的角度出发来优化处理各个部分[6]。所以，数控智能在机械制造系统中的发展趋势是数控智能组合这一方向。

    4 结语

    基于本文一系列的分析，可以证实一点，即数控技术在机械制造领域扮演重要的角色，随着数字智能的逐渐渗透，能够在机械制造、机械设计、机械电子系统、机械系统故障诊断等方面充分发挥作用，促使机械制造逐渐向智能化、自动化、数字化及网络化的方向发展。为此，我国相关研究人员一定要持续致力于机械制造中数控智能的应用研究，为进一步提高数控智能的应用效果创造条件。

    [参考文献]

    [1]陈海勇，朱诗兵，李冲.军事物联网的需求分析[J].物联网技术，2011（5）：53-57.

    [2]朱维章.对沈阳数控技术及产业发展的回顾与思考[J].辽宁经济职业技术学院，2012（23）：257-260.

    [3]王晓静，张晋.物联网研究综述[J].辽宁大学学报（自然科学版），2010（1）：37-39.

    [4]梁志锋，解翔.基于工业以太网的网络数控系统设计及实现[J].现代制造工程，2014（16）：139-140.

    [5]盛伯浩.我国机械加工装备的现状与发展[J].机电新产品导报，2014（91）：122-124.

    [6]李明贵.反映现代工业发展趋势的先进制造技术[J].机电工程技术，2012（37）：239-241.