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论机械制造的智能化技术发展趋势

作者：杨子江

来源：《数字化用户》2013年第27期

【摘要】随着社会经济的快速发展，科学技术也在不断地提高。为了满足人们对机械产

品越来越高的要求，传统的机械制造业也发生了根本性的变化，创新已经成为现如今机械制造

业发展的必经之路。经过了解与分析我国现如今机械制造业的发展现状，对机械制造技术的发

展趋势提出了全新的模式。

【关键词】机械制造；智能化技术；体系

机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整

个过程的工程学科，是以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完

整的系统工程。随着社会的发展，人们对产品的要求也发生了很大变化，要求品种要多样、更

新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务

要好、要满足人们越来越高的要求，就必须采用先进的机械制造技术。

一、机械制造技术的发展

当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时

动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基

础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高

精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故

障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网实现了中央集中控制

的群控加工。

二、智能化技术发展趋势

机械制造过程中对速度、精度和效率以及柔性化和智能化的要求是非常高的。由于采用了

许多高速的控制系统，同时又改善了机床的特性，大大的提高了机床的速度、精度和效率。柔

性化不仅仅指的是机械的本身还有群控系统的柔性，数控系统的本身就是采用模块管理的方式

进行管理的，裁剪与组合性比较强，能够满足用户的不同需求；群控系统则是根据不同的制作

流程的要求自动进行调整，使群控系统的效能充分的发挥出来。为了适应快速变化的社会环

境，仅有柔性化是不够的，还应具备智能化。当今社会，科学技术在不断的提高，只有具备了

智能化才能应对更加复杂的发展环境。

（一）性能发展方向

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高速高精度高效化。速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高1.

速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服

系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

柔性化。包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面2.

大。可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群拉系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产

流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

工艺复合3.性和多轴化。以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多

系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动

换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。

实时4.智能化。早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，

以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。

（二）功能发展方向

用户1.界面图形化。用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面

的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分

之一。当前Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术，也对用户界面提出了更高

要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作，便

于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同

方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

科学2.计算可视化。科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局

限于用文字和语育表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环

境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术