智能制造 _原创精品文档.pdfVIP

智能制造是先进制造技术的必威体育精装版的制造模式之一，智能制造系统是一个信息

处理系统，它的原料、能量和信息都是开放的，因此智能制造系统是一个开放的

信息系统。智能制造技术是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科

互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。智能制造是新世纪制造业的发展方

向。由于其实施方案可以在整个制造的大系统(产品的全生命周期)进行，也可以

在单元技术(例如模具设计专家系统、数控机床诊断专家系统、智能机器人等)

上逐步推进，从经济性、实用性讲，也是我国实现制造业跨越发展的必经之路。

引言

智能制造「‘」(工M:IntelligentManufacturing)是一种由智能机器和人

类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如

分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延

伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。并对人类专家的制造智能进

行收集、存储、完善、共享、继承和发展。

1.1智能制造系统概述

智能制造系统「2」就是要通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉与机

器人控制等来对制造技术的技能与专家知识进行模拟，使智能机器在没有人工干

预情况下进行生产。智能制造系统就是要把人的智力活动变为制造机器的智能活

动。智能制造系统的物理基础是智能机器，它包括具有各种程序的智能加工机床，

工具和材料传送装置，检测和试验装置，以及装配装置等。

1.2智能化制造的特点

川智能化制造技术以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高产品对

动态多变市场的适应能力和竞争力为目标。

(2)智能化制造技术不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、生产管理、

加工和装配、销售、维修、服务，以及回收再生的全过程。

(3)智能化制造强调技术、人、管理和信息的四维集成，不仅涉及到物质流

和能量流，还涉及到信息流和知识流，即四维集成和四流交汇是智能化制造技术

的重要特点:

(4)智能化制造技术更加重视制造过程组成和管理的合理化以及革新，它是

硬件、软件、智能(人)与组织的系统集成。

2.智能化制造数控设备的关键技术

机械制造设备的智能化、网络化、以及对神经元网络、云计算技术的研

究与应用，使机械制造工)‘智能化技术得到了跨越式的发展，可以说这是又一

次具有划时代意义的工业技术革命。目前，智能化制造数控设备的关键技术，除

了机械主体以外，主要是由智能数控系统技术、智能感知技术、智能自适应技术、

智能神经元网络技术、智能云计算技术和智能专家系统等主要技术构成。

(1智能化数控系统数控设备智能化的发

展是以数控系统完善的软硬件功能及高灵敏度、高精度感知检测系统为基础，以

适应智能化、信息化、数字化集成技术发展的要求。为追求数控设备加工效率和

加工质量，数控系统不但有自动编程、前馈控制、模糊控制、自学习控制、工艺

参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等智能化功能，并有故障诊断

专家系统，使自诊断和故障监控功能更趋势完善。伺服驱动系统智能化，能自动

感知负载变化，自动优化调整参数。如发那科推出的HRV控制，通过共振追随型

HRV滤波器，可以避免因频率变动而造成设备的共振。通过融合旋转伺服电动机，

高精度、高响应和高分辨率脉冲编码器，实现高速和高精度的伺服控制，保证极

其平稳

的进刀。

(2)智能自适应控制技术自适应控制分为

工艺自适应和儿何自适应。工艺自适应又分为

最佳自适应控制系统(ACO)和约束式自适应(ACC)。自适应控制自20世纪60年代

已开始研究，但用于生产实践尚不普遍。目前应用面较广的还是结构简单的ACC

系统，已用于铣、车、钻、磨、电加工和加工中心等机床上;而ACO多用于加工

因素相对简单的磨削和电火花加工(EDM)上。影响加工的因素很多很复杂，不仅

建立数学模

型困难，而且要实时采集和实时调整参数也有很大难度，有待深入研究。

(3)智能化神经元网络技术最智能的莫过于人的大脑，人工神经元网络

(ANN)是一种模拟

人的神经结构，即类似人的大脑神经突触连接的结构进行信息处理的复杂网络系

统。人工神经网络具有自学习功能、联想记忆功能、非线性映射功能和高速寻找

优化解的功能等。目前，神经元网络多用于数控设备可靠性预测和优化工艺参数

方面，神经元网络在机床数控系统方面的研究与应用尚不多见。随着神经元网络

技术的发展，在数控机床方面的应用可能会有很好的前景，或许会把数控系统的

智能化水平推向高级阶段。