智能化工具机技术
智能化技术在机械工程中的应用研究
智能化技术在机械工程中的应用研究发布时间:2021-11-07T09:28:14.441Z 来源:《中国科技信息》2021年10月下30期作者:常柄政[导读] 目前,随着我国物联网行业的不断发展,智能化技术也有了进一步的提升,在很多领域方面都融入智能化技术进一步提高了企业的生产水平,促进我国人民的生活水平有了进一步提高,为人民的日常生活带来更多的便利。
在制造业当中,由以前传统的生产技术变为现在以数控机床为主的自动生产流水线,可以很大程度减少对操作工人的依赖,将生产环节中重复枯燥的生产流程以机器代替,使得企业将工人分配到其他岗位中,可以让工人从事更有价值的工作,为企业的可持续化发展作出进一步贡献,也可以提升自身的工作品质和生活质量。
广西百矿铝业有限公司常柄政广西百色 533000摘要:目前,随着我国物联网行业的不断发展,智能化技术也有了进一步的提升,在很多领域方面都融入智能化技术进一步提高了企业的生产水平,促进我国人民的生活水平有了进一步提高,为人民的日常生活带来更多的便利。
在制造业当中,由以前传统的生产技术变为现在以数控机床为主的自动生产流水线,可以很大程度减少对操作工人的依赖,将生产环节中重复枯燥的生产流程以机器代替,使得企业将工人分配到其他岗位中,可以让工人从事更有价值的工作,为企业的可持续化发展作出进一步贡献,也可以提升自身的工作品质和生活质量。
关键词:智能化;机械工程;自动化一、开环和闭环反馈控制在机械自动化当中,开环控制和闭环控制是两种主要的智能控制回路。
通过以上两种智能控制回路可以有效减少人工的参与式,使自动化生产线完全实现智能化,进一步解放了看守流水线的人手。
在自动化生产中两种不同的智能控制回路起到的效果以及工作原理也有一定的区别。
在开环控制中,来自控制器的控制动作受控过程变量的影响。
例如,在集中供热锅炉的应用中,启动供热锅炉需要通过定时器来进行控制,保证供热锅炉的温度受控制器的控制。
智能制造中的技术和工具
智能制造中的技术和工具智能制造是一种集成了数字化、网络化和智能化等信息技术的制造模式。
其核心是将传统的人工生产与管理方式转化为数字化的自动化和智能化生产管理模式。
智能制造将涵盖智能化设备、智能化生产和智能化管理等方面。
为了实现智能制造,需要有先进的技术和工具的支持。
本文将围绕智能制造中的技术和工具展开探讨。
一、智能制造中的技术1. 工业互联网技术工业互联网技术是指通过互联网将生产设备、传感器、数据存储等物理设备与企业级应用进行连接,实现生产流程的数字化、网络化和智能化。
工业互联网技术将实现设备之间的连接、设备的数据采集、设备的远程监控、设备之间数据的共享等功能,为企业的生产决策提供数据支持。
工业互联网技术的应用将降低生产成本、提高生产效率、改善产品质量,提高企业的竞争力。
2. 人工智能技术人工智能是智能制造中的重要支撑技术之一。
人工智能技术包括机器学习、深度学习、自然语言处理等技术,通过将训练数据输入到算法中,让计算机自主学习并作出预测和决策。
在智能制造中,人工智能技术可用于预测产品需求、预测设备故障、优化生产计划、改进产品设计等方面,提高生产效率和产品质量,降低企业成本。
3. 大数据技术大数据技术是处理企业海量数据的技术,可以为企业提供数据采集、存储、处理和分析的技术支持。
在智能制造中,大数据技术可应用于生产设备运行数据的采集和分析、产品的质量监控和数据分析、客户需求的分析和产品设计等方面,为企业生产决策提供数据支持,提高企业的生产效率和产品质量。
二、智能制造中的工具1. 工业机器人工业机器人是一种与生产设备进行协同工作的自动化设备。
工业机器人可替代人力完成重复性、繁琐或高危的工作,同时可以提高生产效率和产品质量。
在智能制造中,工业机器人可应用于产品装配、涂装、喷漆等工序,可实现高效、精准和稳定的生产。
2. 智能传感器智能传感器是一种能够实时感知、收集和传输环境信息的设备。
智能传感器可以应用于生产设备的监控和数据采集,可以实现设备之间、设备与人之间的数据交互和共享。
人工智能与教育评估:利用智能化工具改进学生评估和教育质量监控。
人工智能与教育评估:利用智能化工具改进学生评估和教育质量监控引言教育评估是教育领域中至关重要的一环,它用于评估学生的学习成果和教育质量。
然而,传统的教育评估方式面临着一系列的挑战,包括主观性和不一致性等问题。
近年来,随着人工智能技术的不断发展,利用智能化工具改进学生评估和教育质量监控已经成为一个备受关注的研究领域。
本文将探讨人工智能在教育评估中的应用,以及如何利用智能化工具改善学生评估和教育质量监控。
人工智能在教育评估中的应用人工智能技术概述首先,让我们先介绍一下人工智能技术的概念。
人工智能,简称AI,是一项科学和技术领域,旨在开发智能机器来模仿人类的思维和行为。
人工智能技术包括机器学习、深度学习、数据挖掘等多个子领域。
这些技术可以使机器具备自动学习和推理的能力,从而解决复杂问题。
人工智能在学生评估中的应用人工智能在学生评估中的应用可以从不同的角度进行探讨。
以下是人工智能在学生评估中的几个典型应用场景:自动评分人工智能可以通过自动评分系统对学生的作文、答题等文本进行自动评分。
传统的评分方式需要老师花费大量的时间和精力,而且容易受主观因素的影响。
而利用人工智能技术,可以基于大量的学习数据进行模型的训练,从而实现自动评分。
这样不仅可以大大节省时间和精力,还可以提高评分的准确性和一致性。
行为识别人工智能可以通过视觉和语音识别等技术来判断学生的行为。
例如,在在线学习平台上,教育者可以通过人工智能系统监控学生的学习行为,判断学生是否专心学习,是否存在分心或者作弊的情况。
通过实时监控学生的行为,可以更好地帮助学生进行自我管理,提高学习效果。
人工智能在教育质量监控中的应用除了学生评估之外,人工智能还可以在教育质量监控中发挥重要作用。
以下是人工智能在教育质量监控中的几个典型应用场景:教学过程分析人工智能可以通过对教学过程的分析,帮助教师了解自己的教学效果,从而进行改进。
利用人工智能技术,可以对教学过程中的教师讲解、学生反馈等多种数据进行分析,从中发现教学过程中存在的问题,并提出相应的解决方案。
AI智能辅助智能化的辅助工具
AI智能辅助智能化的辅助工具在当今互联网时代的快速发展下,人工智能(AI)的应用已经渗透到各个行业领域。
AI不仅可以提高工作效率,还能够解决复杂的问题,为人们提供更多便利。
其中,AI智能辅助工具作为一种重要的应用形式,不仅在工作场所有很大的发展潜力,还在日常生活中为我们提供了极大的帮助。
一、AI智能辅助工具的定义AI智能辅助工具是指利用人工智能技术开发的各种软件和硬件工具,用于辅助人类完成各种工作和任务。
通过机器学习、自然语言处理、数据挖掘等技术,AI智能辅助工具可以模拟人类的思维能力,帮助人们提高工作效率和决策能力。
二、AI智能辅助工具在工作场所的应用1. 自动化流程:AI智能辅助工具可以自动完成一些重复性、繁琐的工作任务,例如数据录入、文件整理等。
这样,员工可以将更多的时间和精力投入到更有创造性的工作上。
2. 大数据分析:AI智能辅助工具可以帮助企业收集、清洗和分析海量的数据,提供对应的数据报告和洞察,为企业决策提供科学依据。
3. 聊天机器人:AI智能辅助工具可以通过自然语言处理技术和机器学习算法构建智能聊天机器人,能够与客户进行自然、流畅的对话,回答问题、提供服务,提升客户体验。
4. 语音识别和语音合成:AI智能辅助工具可以通过语音识别技术将语音信息转化为文字信息,并通过语音合成技术将文字转化为语音播放。
这样可以方便地进行文本编辑、语音输入和语音交流。
三、AI智能辅助工具在日常生活中的应用1. 智能家居:AI智能辅助工具可以将各种家居设备连接到一个智能系统中,通过语音指令或手机应用实现对家居设备的远程控制和管理。
例如,可以通过语音控制开关灯、调整温度等。
2. 智能导航和交通:AI智能辅助工具可以通过定位、路况和交通数据分析,为我们提供最佳的出行路线和交通方式,减少路途中的时间和能源浪费,提高出行效率。
3. 健康管理:AI智能辅助工具可以监测和分析个人的健康数据,提供个性化的健康建议和管理方案。
机械制造的智能化技术发展趋势(三篇)
机械制造的智能化技术发展趋势智能化技术对机械制造行业的发展具有重要意义。
随着科技的不断进步和人工智能的快速发展,机械制造行业也在不断地向智能化方向发展。
智能化技术可以提高机械制造的效率和精度,降低人力成本,更好地满足市场需求。
本文将探讨机械制造的智能化技术发展趋势。
一、大数据和云计算大数据和云计算技术的兴起为机械制造业带来了巨大的变革。
机械制造企业可以通过收集、分析和利用大数据来优化生产流程、预测需求、改进产品质量等。
同时,云计算技术使得企业可以将数据存储在云端,实现数据的共享和实时交流,提高生产效率和响应能力。
二、物联网技术物联网技术将物理设备和电子设备进行互联,使得机械设备能够进行远程监控和控制。
通过物联网技术,机械制造企业可以实现对生产设备的状态监测和故障预警,并可以进行远程维护,降低停机时间和维修成本。
此外,物联网技术还可以实现设备之间的信息共享和协同工作,提高生产效率。
三、人工智能技术人工智能技术在机械制造行业的应用越来越广泛。
通过机器学习、深度学习等人工智能技术,机械设备可以学习和适应不同的工艺条件,优化参数设置,提高生产效率和产品质量。
同时,人工智能技术还可以实现机器视觉、语音识别等功能,使得机械设备可以进行自动检测和诊断。
四、机器人技术机器人技术在机械制造行业的应用也越来越普遍。
机器人可以代替人工完成繁重、危险和重复性工作,提高生产效率和安全性。
通过与人工智能技术的结合,机器人可以进行自主导航、智能抓取等操作,实现灵活的生产线布局和任务分配。
五、增强现实和虚拟现实技术增强现实和虚拟现实技术可以为机械制造提供更好的设计和培训工具。
通过增强现实技术,设计师可以在实际环境中进行模拟和调整,加快设计和改进过程。
通过虚拟现实技术,培训人员可以进行虚拟培训,降低培训成本和风险。
六、自动化和协作机器人技术自动化和协作机器人技术可以实现机械制造的高度自动化。
通过自动化技术,机械设备可以实现全自动生产和装配,降低劳动力需求和人为错误。
智能制造中的五大智能工具
智能制造中的五大智能工具智能制造作为第四次工业革命的核心概念之一,已经受到越来越多的关注。
它的基本思想是将信息技术与制造技术相结合,实现智能化生产、自动化管理和可持续发展。
在智能制造中,智能工具是至关重要的,它们可以帮助企业实现数字化、智能化转型,提高生产效率和质量。
本文将介绍智能制造中的五大智能工具。
一、工业机器人工业机器人是指可以多次执行相同或类似任务的自动化机械设备,具有高速度、高精度、高效率和高灵活性的特点。
工业机器人是智能制造中最重要的工具之一,它可以用于各种制造领域,如汽车、电子、食品、机械、医疗等。
机器人可以替代人力进行重复、枯燥、繁重的工作,大大提高了效率和质量。
二、传感器与物联网技术传感器和物联网技术是智能制造的核心。
传感器可以用于测量和监测物理量或化学量,如温度、压力、湿度、气体浓度等。
利用物联网技术可以将传感器采集到的数据或信息连接到云端,进行实时监测和分析。
这种方法可以让企业及时了解生产状况、优化生产流程、减少能源损失,进而实现智能化制造和可持续发展。
三、3D打印技术3D打印技术是一种将数字模型转换为实物的技术。
它可以直接把电脑中的设计图纸转化为真实的物体,实现自由设计和快速制造。
3D打印技术可以应用于各种领域,如医疗、航空航天、汽车、机械等。
它可以大大缩短产品开发周期,降低产品开发成本,同时也促进了产品的创新和个性化。
四、人工智能技术人工智能技术可以帮助企业实现自动化、智能化生产,包括自动规划、自动控制、自动监测等方面。
人工智能技术可以帮助企业根据生产数据进行分析和优化,提高生产效率和品质。
同时,人工智能技术还可以用于产品设计、分析和优化,提高生产的个性化和创新性。
五、辅助决策系统智能制造中的辅助决策系统是一种能够根据实时数据和信息进行决策的系统。
辅助决策系统可以根据企业的生产规划和目标,分析生产数据和流程,提出最优解决方案。
这种系统可以帮助企业提高生产效率和产品质量,同时也可以降低成本和风险。
数控机床基于传感器智能化控制技术研究
数控机床基于传感器智能化控制技术研究摘要随着科技的不断进步,数控机床在现代制造业中扮演着重要角色。
为了提高数控机床的智能化水平,传感器技术成为关键。
本文针对数控机床基于传感器智能化控制技术进行了研究,介绍了传感器在数控机床中的应用,探讨了传感器智能化控制技术的发展趋势,并对其所带来的影响进行了分析。
1. 引言数控机床作为现代制造业中的重要设备,具有高精度、高效率、可编程等特点,广泛应用于各个行业。
然而,传统的数控机床存在操作复杂、精度不高等缺点。
为了提高数控机床的性能,智能化控制技术得到了广泛关注。
传感器作为智能化控制的核心技术之一,在数控机床中具有重要作用。
本文将重点研究传感器在数控机床中的应用,并探讨其智能化控制技术的研究进展。
2. 传感器在数控机床中的应用传感器作为一种能够将物理量转化为电信号并传输到处理器的设备,广泛应用于数控机床中。
主要应用于以下几个方面:2.1 位移传感器位移传感器用于检测数控机床中各个部件的位置和移动情况,提供反馈信号给控制系统,以实现精确控制和定位。
2.2 压力传感器压力传感器在数控机床中用于监测液压系统的压力变化,实时控制液压系统的工作状态,从而保证数控机床的正常运行。
2.3 温度传感器温度传感器用于监测数控机床各个部件的温度,实时反馈给控制系统,以保证数控机床在工作过程中不会过热损坏。
2.4 加速度传感器加速度传感器主要用于检测数控机床在工作过程中的振动情况,通过对振动信号的分析,可以确定数控机床的健康状况并进行故障诊断。
3. 传感器智能化控制技术的发展趋势传感器智能化控制技术在数控机床领域的发展呈现以下几个趋势:3.1 精度提升随着传感器技术的不断进步,传感器的精度得到了显著提高。
精确的传感器可以更准确地获取数控机床各个部件的状态,从而实现更精确的控制。
3.2 多传感器融合传感器智能化控制技术越来越多地采用多传感器融合的方式实现。
通过将不同类型的传感器进行组合,可以提供更全面的信息,提高控制系统的可靠性和鲁棒性。
智能化评价工具与方法
智能化评价工具与方法随着科技的发展和智能化时代的到来,传统的评价方式逐渐无法满足人们对高效、准确和全面评价的需求。
而智能化评价工具与方法的出现,为各行各业的评价工作提供了全新的解决方案。
一、智能化评价工具的优势1. 提高评价效率:相比传统的手工评价,智能化评价工具能够快速处理大量的数据,并进行自动化的计算和分析,大大提高了评价的效率。
2. 减少人为误差:智能化评价工具基于先进的算法和模型,能够准确判断和评估各项指标,避免了主观评价的偏差和出错。
3. 精确度高:智能化评价工具不受主观因素的影响,过程中不会出现提前确定的结论,能够客观地评价出各项指标的真实情况。
4. 数据处理和分析能力强:智能化评价工具能够将庞大的数据快速整理和归纳,提供清晰的数据分析图表,让人们更直观地了解评价结果。
二、智能化评价方法的应用领域1. 教育领域:传统的课堂评价方式通常只能观察和评估一小部分学生,而智能化评价方法可以通过对大量学生数据的收集和分析,综合考量他们的学习情况,为教学提供有针对性的改进意见。
2. 绩效评估:企业对员工的绩效评估通常依赖于主管的主观判断,而智能化评价工具可以根据员工的工作情况和任务完成情况,以客观的数据进行评价,更公平、准确地评估员工的绩效。
3. 产品质量评价:智能化评价方法可以通过汇集大量用户对产品的反馈和评价,快速了解产品的质量情况,为产品改进和优化提供依据。
4. 市场竞争评估:通过对市场的数据和趋势进行分析,智能化评价方法可以帮助企业了解竞争对手的状况,并评估自身在市场中的竞争力。
三、未来发展趋势1. 机器学习与人工智能的融合:未来智能化评价工具将更加注重机器学习和人工智能的应用,通过对大量数据的学习和应用,不断提高评价准确性和效率。
2. 多维度评价:随着智能化评价技术的不断发展,评价工具将从单一的指标评价发展为多维度、全面性的评价,更好地满足人们对评价结果的需求。
3. 数据保密与隐私保护:随着智能化评价工具使用范围的扩大,数据的保密和隐私保护将成为一个重要的问题,未来的智能化评价工具需要加强数据的安全性和保护。
智能化数控机床关键技术
智能机床的特征
智能机床至少应具备以下特征: (1)知晓自身的加工能力/条件,并且能与操 作人员交流,共享这些信息。 (2)能够自动监测和优化自身的运行状况。 (3)可以评定产品/输出的质量。 (4)具备自学习与提高的能力。 (5)符合通用的标准,机器之间能够无障碍 地进行交流。 与普通数控机床或加工中心的主要区别在于, 智能机床除了具有数控加工功能外,还具有感知、 推理、测系统中的传感器主 要用于拾取切削过程中发出的各种信号,如切削 力、振动、功率、声发射及电流信号等。③是数据 采集与处理,把传感器获取的信号进行采集、A/D 转换、放大、滤波及消除噪声等预处理,然后在时 域、频域、幅域等用不同方法进行分析。④是诊断 决策,利用人工智能技术建立信号特征和刀具磨损 之间的数学模型,实现对刀具状态的分类或刀具磨 损量的精确计算。
T 专题技术
opical Technology
智能化数控机床的关键技术研究
沈阳机床(集团)有限责任公司设计研究院 (辽宁 110142) 张明洋 化春雷 徐兆成
智能化数控机床就是对制造过程能够做出决定 的数控机床,其可以计算出所使用的切削刀具、主 轴、轴承和导轨的剩余寿命,让使用者清楚其剩余 使用时间和替换时间。此外,智能化数控机床可以 了解制造的整个过程,能够监控、诊断和修正在生 产过程中出现的各类偏差,并且能为生产的最优化 提供方案。 中,各种热源的影响常会产生复杂的变形,破坏了 机床各系统间的相对位置精度,造成了加工误差。 据统计,在某些精密加工中,由于热变形引起的加 工误差约占总加工误差的40%~70%。热变形不仅 降低了系统的加工精度,而且还影响了加工效率 的提高。因此,高精度机床要求在规定的恒温条件 下使用,普通环境下使用的数控机床为保证较高定 位精度和加工精度,须使用温度补偿功能来消除附 加误差,温度补偿控制器需具备热测量、热变形建 模、补偿与反馈功能。各种热变形主要包括:机床 热变形、工件热变形以及刀具热变形。 (2)热变形误差补偿的实现方法 在机床靠 近丝杠处安装Pt100 型热电阻传感器,型号为WZP -035,测量范围0~300℃,完全符合机床使用温 度在 5~45℃ 区间的要求,以此进行机床温度的 测量,在PLC上外扩一个双通道的12位A/D转换模 块,将热传感器输入的模拟热信号转换成数字信号 后送至NC-PLC接口。PLC定时采样此温度值,计 算出温度补偿系数,然后送到系统的NCK中刷新温 度补偿参数实现温度误差的实时补偿功能。具体的 硬件连接图如图1所示。
数控机床的智能化自动化技术解析
数控机床的智能化自动化技术解析随着科技的不断发展,数控机床的智能化自动化技术也得到了长足的进步。
在工业生产中,数控机床的应用已经成为不可或缺的一部分。
本文将对数控机床的智能化自动化技术进行解析,探讨其对工业生产的影响和未来发展趋势。
一、数控机床的智能化技术数控机床的智能化技术是指通过计算机控制系统对机床进行智能化管理和操作。
这种技术可以实现机床的自动化、高效化和精度控制,提高生产效率和产品质量。
1. 自动化控制系统数控机床的自动化控制系统是实现智能化的核心。
它由硬件和软件两部分组成,硬件部分包括传感器、执行机构和控制器等,软件部分则是通过编程实现对机床的控制和管理。
2. 数据采集与处理数控机床通过传感器采集工作过程中的各种数据,如温度、压力、振动等。
这些数据经过处理和分析,可以得出机床的工作状态和故障预警,从而及时采取措施进行维修和保养。
3. 智能化操作界面传统的数控机床操作界面通常是一些按钮和旋钮,操作起来相对繁琐。
而智能化操作界面则采用触摸屏等现代化设备,操作更加简便直观。
同时,还可以通过图形化界面实现对机床的远程监控和控制。
二、数控机床智能化自动化技术的影响数控机床的智能化自动化技术对工业生产产生了巨大的影响,主要体现在以下几个方面:1. 提高生产效率智能化自动化技术使得数控机床的操作更加简便,减少了人工操作的繁琐和误差。
同时,机床的自动化控制系统可以实现连续加工和高速切削,大大提高了生产效率。
2. 提高产品质量智能化自动化技术可以实现对机床的精确控制,保证了产品的精度和稳定性。
同时,通过数据采集和处理,可以及时发现和修复机床的故障,减少了因机床问题导致的产品质量不稳定的情况。
3. 降低生产成本数控机床的智能化自动化技术可以减少人工操作和能源消耗,降低了生产成本。
同时,通过数据分析和优化,还可以提高机床的利用率,进一步降低生产成本。
三、数控机床智能化自动化技术的未来发展趋势随着科技的不断进步,数控机床的智能化自动化技术还有很大的发展空间。
工器具智能化管理系统技术方案
工器具智能化管理系统技术方案一、背景介绍劳动现场工具管理要求直接管理,存在管理点多面广,人工清点排查不及时、不准确、劳动强度大的弊端。
频繁发生的系统内工具引发的事件已经引起各级管理的高度重视。
比如目前的机加工项目,工具种类数量多,工具尺寸较大,使用频繁,存放分散,很大程度上加大了管理的难度。
山东瀚岳根据针对劳动工具管理现状,结合十五年的物联网RFID技术的应用实施经验,“量身定制”此RFID劳动工具智能化管理系统解决方案。
二、核心价值通过充分利用该管理系统,加强对工器具的直接管理,形成一套高效实用的工具管理体系,不断提高工具管理的整体水平。
提高了工作效率和工器具管理准确率,减少了人力成本和因人为原因造成的不必要的损失。
三、系统组成RFID应用解决方案系统架构,包含对象层、采集层和应用层;对象层主要是贴标的受控工器具和其使用人员(可选);采集层主要包括固定式RFID数据采集系统和手持式RFID数据采集系统,固定式RFID数据采集系统安装在库房出入口,识别的数据通过局域网与应用层进行通讯,手持式RFID数据采集系统可用来对工器具或人员进行稽查和盘点等,通过WIFI、GPRS或USB与应用层进行通讯;应用层通过与采集层的数据通讯实现各种管理功能。
三、系统功能4.1基础信息4.1.1劳动工具分类此功能用于对劳动工具分类进行增加、修改、删除劳动工具的分类信息。
4.1.2组织机构此功能用于部门的信息进行增加、修改、删除操作。
4.1.3存放位置此功能用于存放位置的信息进行增加、修改、删除操作。
4.1.4基础信息导入此功能用于基础信息的导入,按照给定的模板填写信息,导入系统,实现基础数据的新增和修改操作。
4.2劳动工具管理台账4.2.1劳动工具台账此功能用于对劳动工具台账信息进行增加、修改、删除,劳动工具台账的基本属性和扩展属性,可查看到劳动工具的各个状态。
4.2.2标签发卡发卡功能主要实现:将劳动工具的统一编码写入RFID标签中(也可写入其他编码,系统也可自动生成),作为标签号,同时实标签号与设备信息的一一绑定。
智能制造技术及应用
智能制造技术及应用随着信息技术和自动化技术的飞速发展,智能制造已成为制造业转型升级的重要方向。
智能制造技术是一种将计算机、网络、传感器等信息技术与传统制造技术相结合的新型制造技术,能够实现产品生产全过程的数字化、网络化、智能化和灵活化。
本文将介绍智能制造技术的特点、应用领域以及发展前景。
一、智能制造技术的特点智能制造技术采用了自动化、信息化、数字化、灵活生产等多种技术手段,具有如下特点:1. 高度数字化:智能制造技术采用数字化设计、数字化工艺等技术,实现产品生产过程的全数字化,保证生产数据的真实、精确和可追溯性。
2. 高度网络化:智能制造技术采用互联网、物联网、云计算等技术,实现制造企业内外信息资源的互通共享。
3. 高度自动化:智能制造技术采用先进的自动化控制技术,实现生产全过程的自动化和智能化。
4. 高度灵活化:智能制造技术采用了灵活生产、个性化定制等技术手段,实现对产品和生产过程的自由调整和灵活应变。
二、智能制造技术的应用领域智能制造技术已经在多个领域得到了广泛应用,主要包括以下几个方面:1. 汽车制造:智能制造技术在汽车制造行业得到了广泛应用,主要包括数字化设计、数字化制造、智能物流等领域。
其中,加工中心、数控机床等自动化设备在汽车生产中创造了很大的效益。
2. 电子制造:智能制造技术在电子制造行业同样得到了广泛应用,主要体现在制造过程的高度自动化、智能化和数字化。
特别是人工智能技术的应用,大大提高了生产效率和产品质量。
3. 生物医药:生物医药制造需要高度精密的生产设备和严格的生产环境,智能制造技术能够提供数字化设计、数字化制造、智能控制等技术支持,帮助企业提高生产效率和生产质量。
4. 机床工具:智能制造技术在机床工具制造领域得到广泛应用,主要体现在加工设备的高度自动化和智能化、数字化制造和智能物流等方面。
特别是智能化的设备能够大幅提高生产效率和产品质量。
三、智能制造技术的未来发展智能制造技术是制造业走向数字化、网络化、智能化的必经之路,未来的发展前景非常广阔。
机械工程智能化的现状及发展方向
机械工程智能化的现状及发展方向
机械工程是生产和制造的重要基础,其智能化发展已成为当今制造业领域的重要趋势。
机械工程智能化的现状及发展方向如下:
一、智能化现状
1、智能化生产线
现代化机器人大量应用于机械生产线,提高了制造效率和质量。
智能化生产线在生产
过程中能够自动完成物料处理、模具更换、产品检测等多种工作,极大提高了生产效率和
质量。
2、智能化设备和工具
在机械生产中,智能化设备和工具可自动感应并适应工作环境变化,实现自动调节、
自动纠错、自动清洁等功能,减轻了劳动力的负担,提高了产品的精度。
随着智能化技术的普及,智能化产品已成为机械工程的重要发展方向。
智能化产品具
有自动化、高精度、便携性等优点,可广泛应用于机械加工、装配等领域。
二、未来发展方向
1、数字化制造
数字化制造是机械工程发展的重要趋势,可实现全生命周期数据管理和控制,提高了
生产效率和产品质量。
数字化制造可以利用先进的计算机技术和高精度的数字化设备进行
设计和生产,实现高效、精确和可靠的生产制造。
2、机器人技术
机器人技术已广泛应用于机械工程中,未来的发展趋势是更智能、更高效、更可靠,
满足复杂环境下的生产需求。
机器人技术的发展将使机械工程实现自动化生产制造,提高
产品的精度和质量。
3、智能化系统集成
智能化系统集成是机械工程智能化发展的重要方向,将不同的智能化设备、工具和工
艺有机结合起来,形成一个具有自动化、协同性和可靠性的机械系统。
智能化系统集成可
以实现生产过程的智能化控制和管理,提高产品的精度和质量。
智能制造技术在机床制造业中的应用
智能制造技术在机床制造业中的应用随着人工智能和互联网技术的不断进步,各行各业都在加速智能化的步伐,机床制造业也不例外。
智能制造技术在其中的应用,不仅为生产企业带来了更高效的生产方式与更好的质量保障,也为用户提供了更便捷的生产体验。
本文将从机床智能制造技术的定义,优势,应用等多个角度,谈一谈智能制造技术在机床制造业中的真正作用。
一、机床智能制造技术的定义机床智能制造技术指的是将先进的计算机技术、机器人和自动化系统、电子技术、信息技术等现代科技与制造业相融合,创造出使传统制造业降本增效、提升品质的技术方案与智能化的设备,从而实现从传统制造向智能制造的转型。
二、机床智能制造技术的优势有哪些?1. 智能制造技术提升了机床制造业的生产效率。
传统制造业中,机床的生产需要手工操作,有时也需要多人才能联合完成。
但智能制造技术的应用,可以将不同的工序与设备自动集成在一起,从而提高生产效率,减少了传统制造业中的生产时间和人工成本。
2. 智能制造技术提升了制造业的产品质量。
传统机床制造业中,会因为人工操作的不稳定性,有时会出现一些质量问题。
但随着智能制造的推广,生产设备的参数可以进行实时监测,并通过反馈调节传感器的数据,使得产品的精度更高且稳定性更好。
3. 智能制造技术提升了工业的安全生产,智能化生产可以有效减少工伤事故的发生。
同时通过预测和检测异常数据,工人与机器人可以共同判断危险状况以及隐患,减少意外事故的出现。
3. 在增加机器人的计算和运算能力的前提下,智能制造技术能够满足用户的实时服务需求,实现24小时无人值守生产。
在用户真正需要加工时,机器人可以悄然进入工厂,启动加工程序,全自动生产,溢出世人的异彩。
三、机床智能制造技术的应用智能机床普遍应用于精密加工,智能机床可以通过激光雷达等方式对零件的位置进行实时监测,以实现高精度加工、高性能和高品质生产。
智能制造技术也逐步应用于工具加工,由于工具的精度对产品质量的影响程度非常高。
数控机床技术的智能化监控与远程操作方法
数控机床技术的智能化监控与远程操作方法近年来,随着科技的不断进步,数控机床技术的智能化水平也得到了显著提升。
智能化监控与远程操作方法作为数控机床技术发展中的重要组成部分,为制造业的数字化转型提供了有力的支持。
智能化监控方法是指利用现代信息技术手段,实时监测和控制数控机床运行状态的技术。
传统的数控机床只能通过物理接触方式进行状态监测,带来了大量的人力资源消耗。
而应用智能化监控方法,可以通过传感器、相机等设备采集数据,并通过网络传输实时监测数控机床的运行状态。
这种方法极大地提高了设备监测的效率和准确性,降低了人力成本。
智能化监控的一项重要技术是数据采集与处理。
通过传感器和相机等设备,可以实时采集数控机床的各项数据,如温度、压力、振动等,并将数据传输到服务器中进行处理。
基于机器学习算法,可以对大量的历史数据进行训练和分析,建立数控机床故障诊断模型,实现对设备运行状态进行预测和预警。
通过远程监控界面,操作人员可以随时查看数控机床的工作状态,并及时采取措施进行调整和维修,确保生产的稳定进行。
另一项重要的智能化监控技术是远程操作方法。
传统的数控机床需要由操纵人员亲临工厂现场进行调整和操作,这不仅费时费力,还面临着一些安全隐患。
而采用远程操作方法,操纵人员可以通过网络远程操作数控机床,无需亲自到现场。
这不仅提高了操作人员的工作效率,还降低了操纵人员的风险。
远程操作方法的实现需要借助开放式网络平台和远程控制系统。
通过网络平台,操纵人员可以远程连接到数控机床所在的工厂,并实时控制数控机床的操作。
远程控制系统可以通过数据库中存储的参数和指令,模拟人工操作的过程,对数控机床进行远程操作。
此外,远程操作方法还可以结合虚拟现实技术,使操纵人员获得真实的操作感觉,提高操作的精准度和安全性。
尽管智能化监控与远程操作方法在数控机床技术中具有广阔的应用前景,但也面临着一些挑战。
一方面,智能化监控和远程操作需要大量的数据支持,而如何保证数据的安全性和可靠性是一个重要的问题。
探索智能化工具的智能生成机理
人工智能系统智能生成机理探索之七探索智能化工具的智能生成机理北京航空航天大学何立民人工智能时代是人类继农业革命㊁工业革命后人类社会最重要的变革时代㊂1936年,图灵㊁邱奇的图灵机模型与可计算原理,奠定了人工智能的智力计算理论基础㊂1956年的达特茅斯会议上,形成了完整的人工智能学科概念㊂1971年半导体微处理器诞生,开启了现代计算机的知识革命㊂随着现代计算机技术的不断发展,人工智能与人类智能渐行渐远,逐步走上独立的发展道路㊂人类无法预计未来,但可以从回顾人工智能既往史中探索弱人工智能时代智能化工具的智能生成机理㊂1回顾人工智能既往史人工智能最简约的定义应该是 人类智力的外部人工仿真 ㊂人类智力有行为智力与思考智力,早期人工智能便有了行为智力仿真与思考智力仿真两个大类㊂行为智力必须具有与外部世界交互的感知与控制,思考智力则无需与外部世界交互㊂这些特点在早期人工智能发展中,表现为两种智力仿真的独立发展道路㊂迄今为止,人工智能已走过了4个时代,即理论时代㊁学科时代㊁产业时代㊁创新时代㊂(1)人工智能的理论时代20世纪30年代是图灵学者们为人工智能奠基的理论时代㊂30年代初,邱奇提出了 万物皆可为函数 的λ算子概念㊂1936年5月,图灵发表了著名论文‘论可计算数及其在判定问题上的应用“,并提出了可实现人类智力计算的图灵机模型㊂1950年,数学家㊁哲学家诺伯特从理论上证明,人类的所有逻辑思维活动都是反馈控制的结果,而反馈控制可以用计算机模拟,从而开启了人工智能智力计算的计算语言与计算机器的探索时代㊂(2)人工智能的学科时代1956年夏天,美国达特茅斯学院举行了历史上第一次人工智能研讨会㊂在研讨会上,麦卡锡首次提出 人工智能 概念,并将人工智能定义为 人工智能就是要让机器的行为看起来就像是人所表现出的智能行为一样 ,这个定义并未能预见未来出现与人类智力渐行渐远的强人工智能的可能性㊂马文㊃明斯基则提出了他对智能机器的看法:智能机器能够创建周围环境的抽象模型,如果遇到问题能够从抽象模型中寻找解决方法㊂达特茅斯会议被认为是人工智能学科诞生的标志,此次会议完善了人工智能的学科概念,使人工智能从理论时代进入到学科时代㊂达特茅斯会议后,在美国掀起了A I理论研究热潮,不少大学开始组建A I中心,A I研究开始快速发展,如逻辑处理㊁自我学习㊁通用解题机㊁L I S P语言㊁机器辅助识别等㊂因此,不少人将1956年定为人工智能元年,并将人工智能视为计算机科学的一个分支㊂(3)人工智能的产业时代20世纪70㊁80年代,是人工智能发展中十分特殊的时代㊂在计算机界人士看来,这是人工智能的衰退期,而对电子技术界人士而言,这一时期正是微电子学㊁集成电路㊁智能电子系统从诞生走向兴旺发达的时期,是A I基础产业发展的奠基时代,是微电子产业㊁半导体芯片产业㊁计算机产业㊁基础软件产业㊁集成开发环境等产业体系逐渐形成的时期㊂1974年M C S48诞生,此后大量的M C U 用于智能系统开发,智能化工具产业迅速形成㊂与此同时,在通用计算机领域,1981年I B M P C刚刚诞生,有些计算机技术界人士错误地将初级阶段的计算机技术用于高端智能化系统领域而导致失败㊂仅1986~1987年,美国A I企业在机器视觉㊁智能卡车㊁战地机器人等产业领域中受挫,损失了近5亿美元,由于A I系统需求下降,A I产业大面积萎缩㊂而这一时期,中国的电子技术领域却迎来了传统电子系统智能化改造快速发展的单片机时代,原有大量的电子技术工程师迅速进入人工智能领域,助推我国制造业向高端智能化转型㊂在回顾人工智能发展史时,不能忽略20世纪70㊁80年代 电子技术领域的A I基础技术产业的大发展时代㊂(4)人工智能的创新时代20世纪90年代,开始了人工智能的创新时代㊂人工智能创新时代是电子科学㊁计算机科学㊁信息科学交叉融合的大科学时代㊂智能电子系统走出电子科学技术领域,在计算机技术㊁信息技术推动下,开始了智能电子系统的创新,一大批新型的智能电子系统(如M P3㊁P D A㊁电子书㊁数码相机等)相继问世;智能电子系统网络㊁软硬件平台㊁芯片技术㊁集成开发环境㊁生态体系㊁系统集成等全新概念形成;在思考智力仿真领域中,深蓝㊁沃森㊁A l p h a G o 的探索,突出了智力计算算法㊁算力㊁数据的三大要素㊂人工智能创新可以预见与人类智力仿真渐行渐远的强人工智能未来㊂2 渐行渐远的人类智能与人工智能人工智能的一个比较流行的定义,是由约翰㊃麦卡锡在1956年的达特茅斯会议上提出的:人工智能就是要让机器的行为看起来就像是人所表现出的智能行为一样㊂另一个定义是指人工智能是人造机器所表现出来的智能性㊂后者并不强调人工智能与人类智能的一致性㊂人类并不拘泥于人工智能是否完全忠实于人类智力仿真,现代计算机技术独特的非人类智力计算发展道路导致人工智能与人类智能渐行渐远㊂人工智能与人类智能的相同点在于:它们都是知识基础上的能力表现,并有智力与思考智力㊂不同点则是:人类智能的个体化㊁多维度㊁无遗传性状,不能转移㊁传播与共享;人工智能表现为群体智力㊁单维度㊁可学习进化,可以转移㊁传播与共享㊂单维度的人工智能也许是现阶段人类刻意所为,人们需要机器人专心工作㊁心无旁鹜㊂人工智能系统的转移㊁传播与共享特点是它的数字化效应,因为所有人工智能系统都是数字化系统,而至今人们尚未发现人类智能的数字化特征㊂综合看来,人工智能除了局限于单个维度外,众多的特征都要优于人类智能㊂目前人类并不急于开发多维度人工智能,并不希望机器过度聪明㊂就其本质而言,人工智能是对人类思维的信息过程模拟㊂对于人的思维模拟,一是结构模拟,仿照人脑的结构机制,制造出 类人脑 的机器;二是功能模拟,暂时撇开人脑的内部结构,而模仿其功能过程㊂前者是近年来多国政府重点实施的大脑工程,后者是现代计算机知识革命一路走来的不断探索㊂从 深蓝 计算机㊁ 沃森 计算机到A l ph a G o ,人们利用快速计算与海量存储能力,逐渐摸索出一条独特的发展道路,即放弃模拟人脑来定义人工智能㊂通过机器学习㊁大规模数据库㊁复杂传感器和巧妙算法来完成特定的任务,而不是 重建大脑 ㊂如果说 深蓝 计算机只是在做大规模的计算与检索, 沃森 计算机则将机器学习㊁大规模并行计算㊁语义处理等技术整合在一个体系架构下来理解人类的自然语言, A l ph a G o Z e r o 则是一个非人类思维棋手㊂可以看出,人工智能与人类智能渐行渐远㊂未来的强人工智能㊁超人工智能时代是人类在想象力基础上的人工智能创新时代㊂3 人类工具智能化的历史必然人类在 人㊁知识㊁工具 的生态体系中发展㊁进化㊂其中,工具中的集成态知识主导了人类的历史进程㊂我们可以从人类知识在原始工具㊁手工工具㊁机械化工具㊁智能化工具的演化中,看到智能化变革的必然结局㊂从原始工具㊁手工工具到机械化工具时代,工具中只有人类知识不断积累的量变,及至人工智能时代,人类工具才完成了从知识到知识行为的质变,从而诞生了智能化工具㊂工具中集成态知识经历了从感性知识㊁理性知识㊁内核知识到数字化知识的演变过程㊂原始社会㊁农业社会是人类的感性知识阶段,原始人类在天然材料(石㊁木㊁玉)的基础上打造工具;农业社会,人类开始在人工材料(铜㊁铁㊁陶士)的基础上打造工具㊂工业社会是人类的理性知识阶段,始于14~16世纪欧洲文艺复兴运动,迎来了人类的自然科学时代,天文学㊁地理学㊁动物学㊁植物学等自然科学研究相继出现,生理学㊁解剖学㊁医学从神学中解放出来,继而近代数学㊁物理学㊁化学形成㊂在物理㊁机械㊁钢铁㊁动力学基础上的蒸汽机推动了资本经济的工业革命㊂蒸汽机以及后来的内燃机㊁电动机构成了机车㊁轮船㊁汽车㊁动力工具等机械化工具的动力机械内核㊂内核化是人类工具具有重要历史意义的发展阶段㊂此前人类所有工具都是形态结构各异的泛性工具,在工业革命时代,各种不同的机械化工具中出现了相同的蒸汽机㊁内燃机㊁电动机动力机械内核,并由此形成庞大的内核产业,以及与之配套的能源产业㊁制造产业㊁材料产业㊂人工智能社会是人类理性知识的异化阶段㊂始于20世纪70年代的半导体微处理器,开启了人类工具的数字化智力内核时代,微处理器基础上的现代计算机的时空量子化技术将智力内核的数字化知识转化成计算机的知识行为能力,从而完成了人类工具从机械化到智能化的知识革命㊂可以看出,人类历史是一部人类工具的发展史㊂原始社会㊁农业社会㊁工业社会是原始工具㊁手工工具㊁机械化工具中集成态知识发展的量变时代,人工智能社会则是人类工具中集成态知识从模拟态向数字化㊁智能化质变的变革时代㊂4 现代计算机知识革命的智力仿真现代计算机的知识革命开启了人工智能的人类智力仿真时代㊂人类智力的二元化决定了现代计算机知识革命的一分为二与合二而一的发展道路㊂现代计算机知识革命的技术基础是微处理器的时空量子化技术,它实现了知识的数字化存储,并将数字化知识转化到知识行为能力㊂由此形成一个归一化的智力内核(嵌入式系统)与一个归一化的智力平台(通用计算机)㊂将智力内核嵌入到工具中实现了软硬件融合的智能化工具,在智力平台上以智力计算方式实现了纯软件形式的智能化工具㊂前者是人类的行为智力仿真,后者是人类的思考智力仿真㊂(1)现代计算机的知识革命现代计算机的知识革命是指微处理技术基础上人类工具的智能化革命,它包括数字化革命与知识行为革命㊂此前所有的人类工具中的集成态知识都呈模拟状态,没有知识行为能力㊂微处理器的空间量子化以0㊁1的二进制状态将人类知识转化成数字化知识;微处理器时间量子化的0㊁1的步进状态,以程序指令方式将知识转化为知识行为能力,从而形成了微处理器基础上软硬件协同融合的智能化工具革命㊂(2)知识革命的数字时空量子化技术人们对时空量子化现象并不陌生㊂通俗地讲,时空量子就是一小份独立空间与一小份独立时间㊂如果能用0㊁1来表示其空间的有㊁无与时间的步进,那就是数字时空量子㊂早期的电影技术就是基于时空量子技术的客观事物影视仿真技术㊂摄影机胶片上的一颗颗感光的银盐颗粒就是空间量子,它可以通过摄影技术将外部世界影像记录在胶片上㊂当摄影机用一份份定格的时间拍摄外部动态世界影像,然后通过放映机,按拍摄时定格的时间量子放映出来,就实现了客观世界动态事物的影像仿真㊂半导体微处理器诞生后,晶体管颗粒阵列实现了人类知识的数字化存储,晶体管0㊁1状态翻转的步进状态实现了知识行为能力转化㊂(3)一分为二与合二为一的智力仿真1971年微处理器诞生后,迅速分化出通用微处理器8088(1979年)与嵌入式处理器8048(1976年)㊂其后,8088基础上的I B M P C (1981年)与8048基础上的M C S 48㊁M C S 51开启了通用计算机思考智力仿真与嵌入式系统的行为智力仿真,如图1所示㊂图1 一分为二与合二为一的现代计算机知识革命思考智力仿真与行为智力仿真的不可兼容性(前者是高速海量的智力计算,后者是物理对象感知基础上的智能控制),决定了人工智能进入两大分支的并行发展阶段㊂嵌入式系统具有普遍的互联网接入能力后,将互联网变革到物联网,又开启了通用计算机与嵌入式系统合二而一㊁相互交融的高级阶段㊂5 知识革命的人工智能基本特点现代计算机知识革命诞生的人工智能,不是简单的人类智力模仿,而是全面反映了人工智能的基本特点㊂这些特点将会延伸到强人工智能甚至超人工智能领域㊂(1)智力仿真的内核形式智能化工具沿袭了机械化工具的独立内核模式㊂机械化工具是以蒸汽机㊁内燃机㊁电动机等动力机械内核的嵌入方式,构成机车㊁轮船㊁汽车㊁动力机械㊁电器机械等工具㊂智能化工具则以嵌入式系统㊁通用计算机软件的智力内核与智力平台方式,构成形形色色的智能设备㊁专家系统㊁自动办公系统㊁科学计算与分析系统㊁数据采集与监控系统等㊂(2)数字化的知识与知识行为现代计算机知识革命是数字化革命,它将模拟世界中的一切事物数字化,实现无限时空的数字存储㊁计算㊁转移㊁传送㊁播放㊁共享㊂所有人工智能系统都是一个数字系统,任何进入人工智能系统的模拟量都要通过A /D 转换,任何人工智能系统对外界事物控制时,都要将数字量转化成模拟量㊂(3)软硬件融合的智力模式人工智能是一种软硬件融合的人类智力仿真模式㊂软硬件融合的基因是图灵机模型与可计算的算法语言㊂任何智能化工具或智能化软件都离不开微处理器与指令基础上的程序软件㊂人工智能体系中,硬件是基础,软件是灵魂㊂ 硬件搭台㊁软件唱戏 表达了人工智能中的软硬件关系㊂硬件舞台为人工智能提供了可能,至于能够实现多高水平的人工智能则由软件决定㊂(4)实时性的不断追求人工智能与人类智力还有实时与非实时的相似性㊂人类智力的实时性多表现在行为智力中,如为躲避野兽来袭,须立即逃跑;开车上路,所有的操作(如加油㊁刹车㊁转向)都必须在瞬间完成㊂非实时的智力多为思考智力,如冥思苦想㊁方案策划㊁仔细琢磨等㊂人工智能中,嵌入式系统的智能化工具一般都有实时性要求,计算机软件(如专家系统)则多为非实时人工智能㊂(5)人类的群体智力仿真人类智力表现为人类的个体智力,既不可传承,也无法共享㊂人工智能是人类的群体智力仿真,体现出人类的群体智力,既可传承(升级),也可共享(移植)㊂因此,人工智能远远超越人类个体智力㊂A l p h a G o 是人工智能典型事例,它集合了许多围棋大师的智力,可不断换代升级,可为大众共享㊂手机中的导航A p p ,综合了实时监测㊁路况识别㊁语音报读㊁实时显示等多种智力,可移植到任何型号的手机中㊂总体来说,人类智力是个体智力的板凳效应,人工智能是群体智力的阶梯效应㊂(6)从模拟世界到数字世界人类生活在大自然中,大自然是一个模拟状态的物理世界㊂而微处理器的0㊁1数字特征决定了人工智能必然是一个数字世界,实现的是人类智力的数字化仿真㊂因此,人工智能系统中所有对物理世界感知所获取的模拟量,必须经A /D 转换;所有对外部物理世界事物的控制,必须经过D /A 转换后作用于物理对象㊂由于人类智力的模拟量不同于人工智能的数字量特征,人类智力与人工智能的感受不尽相同㊂例如,数字影视中,汽车前行时,可看到车轮反转现象,而人类直接观察时绝不会出现这种现象㊂6 盘点智能化工具系统的智能生成机理人类智力是知识基础上的能力表现,人工智能是人类智力的外部仿真,人类工具中普遍存在集成态知识,当工具中集成态知识变革到知识行为能力时,便成为智能化工具,这就是智能化工具系统的智能生成机理㊂(1)智能生成机理的知识基因当原始人打造第一件工具时,就将原始感性知识集成到工具中,成为工具中的集成态知识,表现为工具不变的形态结构㊁理化成分等㊂集成态知识是人类唯一准确㊁可靠㊁可积累与传承人类知识的第三种知识形态,是人类工具智能化的知识基因㊂(2)从知识到知识能力的转化几百万年以来,人类工具从原始工具㊁手工工具到机械化工具,工具中的集成态知识虽然经历了几次重大变革,都是人类知识发展的量变,始终没有出现从知识到知识能力的转化㊂半导体微处理器诞生后,现代计算机的空间量子化技术实现了人类知识的数字化存储,现代计算机的时间量子化技术实现了从人类知识到知识能力的转化,从而完成了人类工具的智能化变革㊂(3)智能化工具实现人类的智力仿真弱人工智能是人类智力仿真的智能化工具时代㊂人类智力有行为智力与思考智力,现代计算机也有行为智力仿真与思考智力仿真能力㊂现代计算机的嵌入式系统实现人类行为智力仿真,现代计算机的通用计算机软件实现人类思考智力仿真㊂人类行为智力与思考智力的不同表现方式,导致嵌入式系统行为智力仿真与计算机软件思考智力仿真有无法兼容的不同应用场景㊂人类智力在高级阶段的行为㊁思考融合,也会体现在物联网时代嵌入式系统感知㊁控制与通用计算机软件的交叉融合中㊂(4)智能化工具软硬件融合的基本形态智能化工具出现以前,所有人类工具都是纯硬件形态㊂智能化工具诞生后,所有智能化工具都是一个软硬件交融的体系结构㊂这是因为,把知识转化成知识行为时,要通过智力计算程序设计的软件技术㊂从这个意义上讲,所有智能化工具的智力都表现为计算机的软件形式,于是才有了嵌入式系统这种软硬件融合的智能化工具与通用计算机智力平台思考智力仿真的纯软件工具㊂(5)不同阶段的人工智能时代半导体微处理器诞生后,迅速分化出嵌入式处理器与通用微处理,顺理成章地满足了人类的行为智力仿真与思考智力仿真㊂因此,最初阶段的人工智能是人类智力仿真的智能化工具阶段,即弱人工智能时代㊂随着人工智能创新时代的到来,人工智能与人类智能渐行渐远,人工智能沿着梦想前行,逐渐进入强人工智能时代㊂强人工智能时代,最终将会以各种形式的类脑工程㊁脑机工程㊁生物大脑工程等先进科技,彻底改变人类,以及人类的生存㊁生活方式㊂(6)人工智能的经济效应与社会效应人工智能全面影响了人类社会,给人类社会带来天翻地覆的变化㊂弱人工智能时代,已全面显示其变革带来的巨大经济效应与社会效应㊂其经济效应是智能化工具独立的知识财富效应,其社会效应是科技文化对人文文化全面入侵而诞生的第三种文化㊂结 语人工智能远未结束,人工智能与人类智能渐行渐远,人们只能从即将结束的弱人工智能中探索智能化工具系统的智能生成机理㊂现代计算机以及微处理器的数字时空量子化,是智能化工具智能生成的技术基础,也是未来探索强人工智能乃至超人工智能的有力武器㊂人工智能的基础是知识,知识学的基本原理有助于人们深刻理解人工智能的智能生成机理㊂未来,人工智能仍然会遵循人类知识的分离性㊁集成性㊁非线性的三大规律发展㊂。
机床智能化技术
机床智能化技术随着科技的不断进步,机床智能化技术在制造业领域得到了广泛应用。
机床是制造业中最重要的设备之一,而智能化技术的引入为机床的生产和运营带来了革命性的改变。
本文将介绍机床智能化技术的概念、优势以及相关应用,并提供一些实用资料供读者参考。
一、机床智能化技术的概述机床智能化技术是指通过信息技术、自动化技术和控制技术等手段,使机床具备感知、决策、执行和优化等智能能力。
智能化技术可以从多个方面对机床进行优化升级,提高生产效率和产品质量。
二、机床智能化技术的优势1. 提高生产效率:智能化技术可以使机床实现自动化生产,减少人工干预,提高生产效率。
2. 优化产品质量:智能化技术可以对机床的参数进行实时监测和调整,确保加工精度和产品质量。
3. 节约能源:智能化技术可以对机床的能源消耗进行优化管理,实现能源的高效利用。
4. 减少人员伤害:智能化技术可以将危险作业环节交给机床完成,减少人员意外伤害的风险。
三、机床智能化技术的应用1. 自动化加工中心:自动化加工中心是一种将多种加工功能集成到一台机床上的设备,通过智能化技术可以实现自主切换不同加工功能,并自动完成加工过程。
2. 智能化监控系统:智能化监控系统可以对机床进行全方位的监测和管理,实时掌握机床的运行状态,并进行故障预警和异常处理。
3. 人机交互界面:智能化技术可以实现人机交互界面的优化设计,使操作更加简单易用,减少人员的操作难度和错误率。
4. 数据分析与优化:通过对机床运行数据的收集和分析,可以为企业提供数据支持和决策参考,优化生产计划和工艺流程。
在附录中,您可以找到以下资料供下载使用:1. 机床智能化技术应用案例集锦:该资料收集了大量机床智能化技术应用的案例,涵盖不同行业和不同类型的机床,供读者参考借鉴。
2. 机床智能化技术实施指南:该资料详细介绍了机床智能化技术的实施步骤和注意事项,帮助读者快速了解和应用智能化技术。
3. 机床智能化技术常见问题解答:该资料整理了机床智能化技术应用中常见的问题和解决方法,提供给读者在实际应用过程中参考。
五金工具行业创新技术解析
五金工具行业创新技术解析近年来,随着科技的不断进步和人们对生活质量要求的提高,五金工具行业也在不断进行技术创新和升级。
新的技术不仅提高了五金工具的品质和性能,还为人们的生活带来了更多的便利和效率。
本文将从几个方面对五金工具行业的创新技术进行解析。
首先,随着智能化的发展,智能五金工具成为行业的一个重要发展方向。
智能五金工具通过加入传感器、芯片和互联网技术,能够实现自动化、智能化的操作。
例如,智能电动螺丝刀可以通过内置的传感器感知螺丝的深度和力度,自动调整转速和力度,从而避免过紧或过松的情况。
智能锤子则可以通过传感器感知到物体的硬度,自动调整敲击力度,使得操作更加精准和高效。
智能五金工具的出现,不仅提高了工作效率,还降低了人为操作的错误率,为用户带来更好的使用体验。
其次,材料技术的创新也为五金工具行业带来了新的突破。
传统的五金工具多采用钢材作为主要材料,但随着新型材料的涌现,五金工具的性能得到了提升。
例如,碳纤维材料的应用使得五金工具更轻便、更坚固,便于携带和使用。
此外,陶瓷材料的应用也使得五金工具的切割和磨削效果更加精细,同时减少了磨损和热量的产生。
材料技术的创新不仅提高了五金工具的质量和寿命,还为用户带来更多的选择和便利。
再次,机械设计的创新也为五金工具行业带来了新的发展机遇。
新的机械设计可以使五金工具的操作更加轻松和高效。
例如,无线电动工具的设计使得用户不再受到电源线的束缚,可以更加自由地进行操作。
此外,人体工学设计的应用使得五金工具更符合人体工程学原理,减少了使用时的疲劳感和不适感。
机械设计的创新不仅提高了五金工具的使用体验,还提高了工作效率和安全性。
最后,数字化技术的应用也为五金工具行业带来了新的发展机遇。
数字化技术可以使得五金工具的生产、销售和使用过程更加智能化和高效化。
例如,通过物联网技术,五金工具可以与手机或电脑连接,实现远程控制和数据传输。
通过数据分析和处理,可以更好地了解五金工具的使用情况和维护需求,从而提前预防故障和延长使用寿命。
数控机床的智能化改造与应用
数控机床的智能化改造与应用随着科技的不断发展与进步,数控机床的智能化改造成为了当前制造业发展的热点之一。
智能化改造不仅提高了数控机床的性能和精度,还使生产工艺更加高效、自动化程度更高。
本文将就数控机床的智能化改造与应用进行探讨,旨在深入了解智能化改造的意义与影响。
一、数控机床的智能化改造意义1. 提高生产效率数控机床的智能化改造可以实现工艺的智能化控制,提高生产效率,减少人力资源投入,降低生产成本。
通过引入自动化控制系统,使机床自动执行加工任务,不仅能够提高生产效率,还可以避免操作人员的错误和疏忽,保证加工质量。
2. 提高产品精度和一致性智能数控机床能够实现高精度的控制和监测,超出了人工操作的能力范围。
通过精确的程序控制和自动化检测系统,可以保证产品的精度和一致性,提高产品质量。
3. 降低生产环境风险传统数控机床需要人工操作,存在操作人员工作环境恶劣、工作强度大等问题。
而智能化改造后的数控机床可以实现自动化生产,降低了对操作员的依赖,减少了工作环境带来的安全隐患。
二、智能化改造的关键技术1. 数据采集与处理技术智能数控机床需要采集和处理大量的加工数据,通过传感器等设备实时监测机床的工作状态。
然后,利用先进的数据处理技术,对采集到的数据进行分析和处理,为后续的智能控制提供数据支持。
2. 自动控制技术自动控制技术是智能化改造的核心。
通过引入PLC编程和伺服控制系统,实现机床的自动化加工。
自动控制技术可以替代传统人工操作,提高加工效率和产品精度。
3. 人机交互技术智能化改造后的数控机床需要与操作人员进行良好的交互。
人机交互技术包括图形界面设计、语音识别和手势识别等,使操作更加简便、直观。
三、数控机床智能化改造案例1. 智能加工中心智能加工中心通过引入自动送料系统和自动刀具换装系统,实现了加工过程的自动化。
由于该机床具备自动化上下料和刀具换装的功能,大大提高了加工效率。
2. 智能铣床智能铣床具备自动化刀具选择系统和自动调整切削参数的功能。
数字化智能工具辅助
改变生活方式:数字化智能工具将渗透到人们生活的方方面面,从购物、出行到 医疗、教育等,为人们带来更加便捷、高效的生活体验。
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提升社会福祉:数字化智能工具在医疗、环保、能源等领域的应用,将有助于提 高社会福祉,改善人们的生活质量。
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智能家居通过数字化智能工具实现家庭环境的智能化和舒适化 智能家居可以提供安全、便捷、高效的家庭生活体验 智能家居的应用领域包括智能照明、智能安防、智能家电等 智能家居的发展趋势是实现家庭环境的全面智能化和个性化
定义:智能安防系统利 用数字化智能工具,实 现安全监控、报警联动 等功能,提高安全防范 能力。
定义:利用人工智能技 术,模拟人类客服人员 的交互过程,提供自动 化问答和服务的系统
应用场景:在线购物平 台的客服、企业官方网 站的常见问题解答、电 话客服的初步筛选等
优势:快速响应、提 高客户满意度、降低 人工成本等
未来发展:随着技术的 不断进步,智能客服将 更加智能化、个性化, 能够处理更复杂的咨询 和服务需求
未来趋势:数字化智能工具将更加智能化、个性化,为企业创造更多价值
个性化需求驱动:根据用户需求进行个性化定制,提高用户体验。
深度学习技术:利用深度学习技术提高智能工具的认知能力,更好地理解用户需求。
跨界融合创新:将不同领域的技术进行融合,创造出更多具有创新性的智能工具。 数据安全保障:加强数据安全保护,确保用户信息安全和隐私。
数字化智能工具的 应用领域
定义:一种基于人工 智能技术的软件或硬 件工具,能够模拟人 类智能进行各种任务 处理和信息交互。
应用领域:智பைடு நூலகம்客 服、智能语音助手、 智能家居控制等。
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智能化工具機技術目前的領導廠商
文66
機械月刊第三十四卷第三期
如下:三軸鑽孔攻牙加工中心機的領導
中的ISS模組)是必要技術。
廠商為日本Brother與Fanuc公司,五軸 綜合加工機的領導廠商為瑞士Mikron公 司,而車銑複合加工機的領導廠商為日
智能化工具機技術的效益
本Mazak公司,而圖1、圖2和圖3分別為 其智能化程度的整理圖。三軸工具機的 智能化重點在於線上熱誤差補償與刀具
利用智能化工具機技術預期可以改 善工具機的加工效能、精度穩定性與可 靠度,以下是以幾個國外廠商發表的範
監控,和以學習控制技術提升機器的加
例來說明。
工效能。五軸綜合加工機由於加工軸數 複雜且機台結構剛性變化較大,因此除
加工效能提升
了前述的溫度與刀具監控外,必須再加
智能化技術可以在重複性加工製程
入旋轉軸熱變位補償 (例如圖2中的ITC-
最高者應該是車銑複合加工機,由於加
5000rpm,且攻牙精度由第二級提升到
機
工軸數最複雜且具有非圓對稱性的旋轉
第一級(參考圖4)。學習控制也可以使多
專 輯
工件,因此主動式平衡技術 (例如圖3中
軸同動加工速度提升,以圖5的多軸同動
的IBA模組)與防碰撞監控技術(例如圖4
為例,未學習前的加工週期為5.5秒,但
主軸與三軸熱變位補償
智能化振動抑制路徑規劃
刀具斷裂與負載異常線上監控
線上學習控制降低多軸同動誤差與提升加工速度
線上學習控制剛性攻牙的誤差與 提升加工速度
圖1 三軸鑽孔攻牙中心機的智能化程度 (Fanuc RoboDrill)
二○○八年三月號
文67
ITC模組 主軸熱變位補償
SPS 模組 主軸軸承磨耗、潤滑異常監控
的生產線上提升加工效能200%以上,以
5X模組)、切削振動監控(例如圖2中的
FANUC公司[1, 2]公司的學習控制(lea調整策略
control)技術為例,FANUC公司利用學習
(例如圖2中的OSS模組)。智能化程度
控制使剛性攻牙速度由2500rpm提升為
工 具
雖然近幾年來我國工具機業者在高 速主軸、高速進給系統甚至車銑複合加 工技術上已有些突破,但是實際加工效 能還是往往不如國外大廠,經深入探討 與分析原因後,國外大廠已經紛紛利用 控制器與軟體技術來使機器具有智能化 的學習控制(learning control)功能,因為 對於固定製程的重複性加工(repetitive machining) (汽機車零件通常是數十萬件
化工具機技術仍相當陌生與薄弱,但是 台灣具有雄厚的資訊與電子產業技術底 子,如果能善用並結合我國資訊與電子 業的實力,智能化工具機技術或許反而 可以成為我國工具機業者在國際市場的 競爭利器。
參考資料
1. Fanuc公司, “Parts Learning Control to Realize High-speed and High-precision Machining,”網址:www.fanuc.co.jp/ en/product/new_product/2004/0404/ partslearning.html.
機器可靠度提升
日本FANUC與Brother公司都已經 開發出利用主軸馬達電流監控刀具破損 與負載異常的技術,以圖8的FANUC公 司的智能化刀具管理與監控(AI tool life management/AI tool monitoring)為例, 可以線上監控刀具斷裂與刀具負載異常 狀況。而瑞士Mikron公司則利用智能化 主軸(嵌入溫度計與加速度計,如圖9所 示)而開發出主軸軸承異常線上監控的 SPS(Spindle Protection System)與切削振 動監控的APS(Advanced Process System) 模組,前者利用嵌入式溫度計可以監控 主軸軸承磨耗與潤滑異常,而後者則利 用嵌入式加速規可以監控切削振動,並 進行切削條件最佳化調整,由於過度的 切削震動會惡化主軸軸承壽命、刀具磨 耗速度與工件的表面粗糙度,APS可以 利用切削振動信號再兼顧加工效率與機 器的可靠度。
學習控制後降為2.3秒,加工效率的提升 將近220%。
另以瑞士Mikron公司的智能化加工 系統(smart machining system)的操作者支 援模組OSS(Operator Support System)模 組為範例,OSS模組將加工目標分為速
度(time)、精度(accuracy)和表面粗糙度 (surface quality)組成一個三角形目標,加 工技術人員可在這個三角形內任意設定 加工目標並由OSS自動調整最佳加工參 數。以模具粗加工為例,最高的材料去 除率( 亦即最短的加工時間)是最重要加
2. MMS Online, “Repetitive Part Cutting: Improve Productivity by Learning Path Error,”網址:http://www.mmsonline. com/articles/0507ex2.html.
作者簡介 陳政雄現任職國立中正大學機械系 暨國立中正大學先進工具機技術研 究中心主任 專長: •工具機 •光機電整合系統
文68
工件主軸自動平衡系統 機台干涉碰撞監控系統
線上維護 支援系統
警告訊息語音提示系統
圖3 車銑複合加工機的智能化程度(Mazak)
機械月刊第三十四卷第三期
M6×1.0mm攻牙 傳統控制
學習控制
剛性攻牙 同步誤差
90 pulses 主軸速度
JIS 等級2
820ms(減少30%) 同步誤差 15 pulses
二○○八年三月號
文69
工目標,因此設成圖6.a狀態;若是加工 目標是形狀精度為第一優先則設定為圖 6.b狀態,也可同時考量精度與表面粗糙 度,設定為圖6.c狀態,根據Mikron公司 的經驗,OSS模組可以提升機器效能數 十%以上甚至到2倍。
機器精度穩定性提升
以Mikron公司的智能化主軸(嵌入式 熱變位計,如圖7.a)與ITC模組為例(如圖 7.b),利用熱誤差補償技術可以大幅改 善機器的熱精度,縱然機器加工條件在 作動態變化,例如改變加工條件(鑽孔、 銑削或換刀與更換工作台),可以將主軸 的動態熱誤差由動態熱誤差補償技術, 動態熱誤差在20微米以內。而國內的法 人單位所開發出來的主軸熱變位補償技 術僅能補償主軸的類靜態熱誤差(quasistatic thermal growth),尚無動態熱誤差 補償技術。
智能化工具機技術
文/陳政雄
前言
根據美國工具機協會的調查顯示全 球工具機年產值有將近一半是賣到汽機 車零組件生產線,而3C產品生產線則 是工具機產品中成長速度最快的一塊市 場,這種高使用率工具機的市場約佔了 60%的工具機全球總產值。我國工具機 年產值以綜合加工機為最大宗年產量將 近1萬5千台,年產值近300億元,但客戶 仍以單機作業的機械加工廠居多,對於 汽機車零組件與3C產品的金屬機殼加工 生產線所需的量產型高使用率的鑽孔攻 牙中心機與綜合加工機,則仍為日本與 歐洲廠商天下,因為量產型高使用率工 具機最重要的性能指標是高加工效能、 高穩定性與高可靠度,而這正是國內工 具機業者最欠缺的技術環節。
JIS 等級1
主軸速度
2500rpm
5000rpm
圖4 利用學習控制提升剛性攻牙的速度與精度
無學習控制
4工件/23秒
工
加工速度
具
2m/min
機 專
加工週期
輯
=5.5秒
有學習控制
加工速度 6m/min 加工週期 =2.3秒
5um/div
同精度高速加工 10工件/23秒
生產力提升
5um/div 圖5 利用學習控制提升多軸同動加工速度與精度
表面粗糙度
表面粗糙度
表面粗糙度
精度
速度
精度
速度
精度
速度
文70
(a)模具粗加工
(b)精度優先的加工
(c)精度與表面粗糙度兼顧的加工
圖6 Mikron公司的OSS模組
機械月刊第三十四卷第三期
嵌入式熱變位計
(a) 嵌入式熱變位計的智能化主軸
範例: 位移
工作台交換 刀具交換 安裝工件
工
具
(b) ITC模組
文72
機械月刊第三十四卷第三期
ITC-5X 旋轉軸熱變位補償
智能化主軸 嵌入式溫度、振動與熱變位計
SIGMA模組 加工排程管理與監控
RNS 模組 機台遠端診斷與監控
OSS 模組 自動化伺服參數最佳化調整
APS 模組 切削振動線上監控
圖2 五軸CNC綜合加工機的智能化程度 (Mikron)
軸向熱變位補償系統 切削振動抑制系統
主軸振動與熱變位監控系統
結語
隨者電子、感測器、無線通訊、網 路和軟體技術的快速發展,智能化工具 機技術已經在業界實用化了,例如歐洲 的Step-tech、Mikron、日本的Fanuc、 Mazak、Makino、Mori-Seiki,美國的 Drake Manufacturing等紛紛將智能化技 術實現在主軸、磨床、塘孔加工機、鑽 孔攻牙中心機、五軸綜合加工機、車銑 複合加工機等產品上。在這些智能化的 技術中,以線上熱誤差補償與線上刀具 監控是所有廠商技術的共同焦點,其他 次要的智能化技術項目包括學習控制、 切削震動監控、切削條件最佳化、主軸 軸承健康監控、主軸與工件的主動式動 平衡、五軸與車銑複合加工機的防碰 撞、自動化生產排程管理等。由國外 的案例已經證明智能化工具機可以有效 的提升工具機的加工效能、精度穩定性 與可靠度,這對於汽機車零組件與3C 產品的金屬機殼加工生產線所需的量產 型高使用率的綜合加工機是重要的性能 指標。雖然我國工具機業者目前在智能
/年,而3C金屬機殼則可超過百萬件/年 ), 機器可以經由初始的幾個工件的加工資 訊,在CNC控制器上透過學習控制技術 將加工效能逐漸提高,根據國外業者的 經驗(例如FANUC公司[1, 2])經由4到5次 的工件加工學習後,加工效能可以提升 200%以上。