智能制造与先进技术的融合发展探究

郭凌岑

（南充职业技术学院，四川 南充637131）

现阶段，我国科技力量的不断增强，使我国工业水平有了显著提高，这也使传统工业领域开始广泛应用各种先进技术，从而极大推动了机电一体化技术的发展与应用，先进技术与传统工业之间的融合趋势也大幅加快，我国工业制造的智能化发展特点变得越来越明显。在智能化制造下，传统生产效率得以大幅加快，这也使其在我国社会经济发展中发挥出了更大的推动作用。机电一体化技术是由许多学科相互交叉后所衍生出的一种新技术，将其应用于工业制造领域，可极大推动我国制造业的发展速度，使工业产品的生产效率及质量得到有效保障。因此，在制造业中加快机电一体化技术的应用与实践具有重要现实意义。

1 智能制造与先进数控技术

在现有的制造行业中结合先进科学技术的应用，能够使产品的生产方式变得更加合理，进而使制造技术变得更加高效，利用智能制造技术，可实现对信息内容的储存与分类，并通过对这些数据与信息进行分析，以此衍生出新的信息，从而使工业制造流程得以实现智能化控制。智能化制造可代替人来完成许多复杂且危险性较高的任务，此外其还能像人脑一样利用数字化程序来进行数据分析与研究，可以说，在智能化技术的推动下，传统制造行业的智能化水平正不断提高，而智能化技术的发展则是以人类智慧为源泉。在机械制造行业中，数控技术在其中发挥着举足轻重的作用，其作为一种加工技术，能够高效率地完成生产任务，并可保证生产精度，其主要以数控机床为应用对象，通过数控技术来对以往的机械加工方式进行革新。对于智能化的数控机床来说，只需对相应的代码进行编写并输入，即可使复杂的生产工作得到高效率完成，而且无论是在生产效率，还是在生产精度上，都是以往的机械加工技术所无法比拟的。随着数控技术的不断发展，其已经能够完成越来越多复杂且多样的加工任务，这不仅使生产效率得到了大幅提高，工作流程也得到了有效规范，并且还减少了人力与时间的投入。

2 智能制造和先进数控技术的融合途径

2.1 机电方面的融合

智能制造和先进数控技术的融合在机电方面有着重要体现，通过将微处理技术与计算机技术进行结合，并应用于制造设备中，能够使其高效率的完成工作电压转换，进而使工作电压能够达到容栅传感器的工作要求，通过对位移信号进行采集，然后利用LM393来转换位移信号，这样电平转换后的数字信号在经过反相器进行整形后，即可发送至芯片寄存器中，从而使系统能够获得所需测量值。先进数控技术与智能制造之间的融合，推动了机电一体化技术的发展，而机电一体化技术也将促使智能制造和先进数控技术进一步融合，从而使工业生产变得更加稳定、制造设备变得更加可靠。

2.2 联动控制方面的融合

在联动控制方面，利用数控机床可实现多轴联动，而多轴联动则可对材料加工进行有效控制。对于各类加工机床来说，其在运行状态、设备性能方面有很大差异，当采用联动控制技术来进行产品加工时难以对其加工精度进行有效控制，而这也会使成品的质量无法达到预期的要求，这不仅会使材料出现不必要的浪费，而且也消耗了大量的时间。通过先进数控技术与智能制造技术的融合，则可实现联动控制的高速、高精度，进而使上述问题得到有效解决。例如，多工位多工具联动控制能够在不同工位上应用多个刀具来对产品进行同步加工，各个工位和对应抛光轮呈现出圆周镜像对称分布，从而使实现了对不同工件姿态的同步调整，使工件能够在三个工位的支持下利用抛光轮进行同步抛光。如图1所示为多工具多工位联动控制抛光。

图1多工具多工位联动控制抛光

高速、高精度的联动控制可实时传输信息，并通过多轴补偿技术来合理控制与补偿加工流程中的各个环节，使各个加工环节能够严格按照控制程序来进行。并且，考虑到产品加工过程中存在的干扰，其还会依据PID反馈原理来提高制造加工设备的抗干扰能力，从而使产品加工过程中出现偏差与错误的概率得以大幅降低。

2.3 误差补偿方面的融合

智能制造和先进数控技术的融合在误差补偿方面也颇具优势，在数控机床中，其联动控制过程中会受到许多因素的影响，这会导致产品的加工精度降低，究其原因在于零部件会因制作和使用而发生不同程度的磨损。随着数控机床的发展，为了降低误差，可采用多源误差补偿技术来实现，通过多源误差补偿技术可使产品加工精度得到显著提高。多源误差补偿技术能够根据机床结构，采用统计与测量等方法来构建误差模型，以此分析材料加工过程中产生的误差量，这样通过在加工时设置对应的反误差量，即可使产品加工过程中产生的误差被抵消。例如在对复杂曲面零件进行多源误差补偿时，数控机床原位检测系统便能够对机床的几何误差、测头预行程误差、测球半径误差、测头安装误差等进行检测，并通过对应的方式来实现误差补偿。如图2所示为数控机床的原位检测示意图。

图2数控机床的原位检测示意图

对于多源误差补偿技术来说，其分为几何误差补偿、力误差补偿、热误差补偿与振动主动抑制四种技术，其中几何误差补偿技术会通过解耦分离来对加工时的补偿值进行计算，然后在实际加工时利用叠加补偿的方式来弥补加工误差。力误差补偿则可使加工机器具备更强大的切削能力，从而使产品在加工时产生的变形误差得到有效控制。热误差补偿则能够利用加工信息来对立体加工模型进行构建，从而使误差测定时间减少，使加工误差预测精度得到有效提高。振动主动抑制则可使加工材料产生的内部振动得到有效抑制，进而使加工控制性能得到有效提高。

2.4 智能控制方面的融合

目前，在加工机床发展中，已经广泛应用智能化技术，这也使人们能够收集到更多的信息来对相应的数据模型进行构建，并依据算法规则来实现信息监控与处理，从而使设备的诊断、统计、优化等具备智能化特征。利用智能化控制技术，可使机床对加工过程进行全方位分析，并对产品加工的各个环节及生产状态进行实时监控，同时也能使设备具备自我控制与维护功能。可以说，在智能化发展中，利用智能化控制技术来采集与分析大数据已经成为其核心所在，大数据的挖掘与计算更使得加工参数得到了有效优化，实现了对运行状态的实际检测。

3 智能制造和先进数控技术的融合发展趋势

就目前来看，我国相比于国外发达国家，在智能化技术研究上的起步相对较晚，这也使我国尚未形成全面而完善的智能化技术研究体系，从而使智能化技术在应用过程中遭遇了许多困难，而这些困难往往需要较长的时间来进行逐一解决。智能制造和先进数控技术在融合发展过程中，需要加强数控技术的应用，使产品加工效率及精度得到进一步提升，同时确保设备的使用安全，为此，国内外许多生产商都致力于研究和应用开放性更高的数控系统，以此实现工业领域的稳定安全生产。随着智能制造和先进数控技术之间融合的不断深入，我国制造业在未来发展中必将以多任务联合处理、有效检测以及精准识别作为全新的发展趋势。

4 结语

总而言之，相比于国外发达国家来说，我国在数控技术发展上还有较长的路要走，只有对国外国家在智能制造和数控技术的发展方向进行全面了解和掌握，才能为我国智能制造和数控技术的融合发展提供指导，而这对于我国推动高新技术的发展与创新具有重要意义。通过对我国智能制造和数控技术在融合过程中所遭遇的困难进行研究，能够帮助相关企业更好地将先进数控技术应用到智能化数控设备中。在工业4.0时代下，我国工业企业需要不断进行技术改良与创新，以此加快智能制造和数控技术之间的融合，提高自身在市场中的竞争能力，并在工业革命中发挥关键作用，以此全面推动智能制造数控技术的发展。