前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇机械智能化范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、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、智能化起着举足轻重的作用。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。
2智能化技术发展趋势
2.1性能发展方向
(1)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。
(2)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。
(3)工艺复合性和多轴化。
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。
(4)实时智能化。
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。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。
2.2功能发展方向
(1)用户界面图形化。
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。
(2)科学计算可视化。
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、虚拟样机技术等,这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化。
多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能PLC。
数控系统内装高性能PLC控制模块,可直接用梯形圈或高级语言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能,编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实侧,用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改,从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用。
多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3体系结构的发展
(1)集成化。
采用高度集成化CPU,RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度,应用LED平板显示技术,可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格,改进性能,减小组件尺寸,掘高系统的可靠性。
(2)模块化
硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化,根据不同的功能需求,将基本模块,如CPU、存储器、位置伺服,PLC、输入输出接口、通讯等模块,作成标准的系列化产品,通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减,构成不同档次的数控系统。
(3)网络化
机床联网可进行远程控制和无人化操作,通过机床联网,可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
关键词:机械制造基础 智能制造 智能化 趋势
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)002-095-01
1 引言
“科技就是力量”,机械制造智能化直接影响着我国机械制造业的发展水平,先进的机械制造技术促进我国机械制造业的发展,落后的机械制造技术则影响我国机械制造也的发展水平。在“十二五”的背景下,对机械制造业新的设计、工艺、功能上的发展固不可少,不过,对机械制造智能化也应该关注。了解世界机械行业发展的现状,对改善我国机械制造水平的不足,以及帮助发展机械制造智能化都有重要的意义。
2 机械制造智能化发展的现状
智能制造是从80年代末发展起来的,最早的几本有关智能制造及系统方面的专著是在1988年由Wright MilaciC等人编写的,随后、Kusiak和Pain也相继出版了这方面的研究著作。
国际方面:国际智能化制造业采用或准备采用的先进制造技术主要体现在:(1)新型(非常规)加工方法的发展,包括激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术及两种以上加工方法复合应用等;(2)专业、科学间交叉融合,冷热加工、加工过程、检测过程、物流过程、设计、材料应用、制造等方面,界限逐渐淡化;(3)工艺研究由“经验”走向“定量分析”;(4)高新技术与传统工艺紧密结合,使传统工艺产生显著的、本质的变化,极大地提高生产效率和产品质量;(5)常规制造工艺的优化,以形成优质高效、低耗、少污染的制造技术为主要目标;(6)以计算机与网络技术为核心。
国内方面:我国也在这方面也有所作为。当前,国民经济各部门中智能化已露端倪。机械企业当务之急是进行产品结构调整。在面向市场,特别是面向全球化经济的形势下,我国机械工业各企业在选择产品时都要首先选择带有智能信息技术的机电一体化产品。
3 机械制造智能化发展的必然性分析
智能制造技术(Intelligent Manufacturing Technology,IMT)是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等职能活动,并将这些职能活动与智能机器有机的融合起来,将其贯穿应用于整个制造业企业的各种子系统(如经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造、装配、质量保证和市场销售等),以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化,从而取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动,并对制造业专家的智能信息进行收集、储存、完善、共享、继承和发展的一种极大地提高生产效率的先进制造技术。
智能制造系统(IntellientManufactingS,IMS)是指基于智能制造技术,利用计算机综合应用人工智能技术(如人工神经网络、遗传算法等)、智能制造机器、技术、材料技术、现代管理技术和系统工程理论和方法,在国际标准化和互换性的基础上,使整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化,并使制造系统形成又网络集成的、高度自动化的一种制造系统。
4 机械制造智能化发展的趋势
未来必然是以高度的集成化、柔性化和自动化为特征的智能化制造系统,并以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标,也是当代传统制造技术、新兴计算机技术、人工智能技术等发展的必然结果,亦即在整个制造过程中通过计算机将人的智能活动与智能机器有机融合,以便有效地推广专家的经验知识,从而实现制造过程的最优化、智能化和自动化。对于它的研究不仅是为了提高产品质量和生产效率及降低成本,而且也是为了提高国家制造业响应市场变化的能力和速度,以及在未来竞争中求得生存和发展。它的研究成果,将不只是对制造业有促进作用,还对工业过程自动化或精密生产环境等有应用价值。它的出现将使人们从一个完全崭新的角度去从事科学技术和制造领域的研究。所以,机械制造智能化无疑是本世纪制造技术的最优选择。国际上对其研究的兴起也决非偶然,试想,发达国家一旦拥有这项技术,而我们又在这方面与之相差甚远的话,我们将面临失去更多与之竞争机会的危险。因为一方面它是本世纪的最先进的制造技术,发达国家将不再“依赖”发展中国家的“廉价”劳动力;另一方面专业技术人员和熟练技术工人缺乏问题在我国尤其严重,企业生产中的各个环节相脱节的现象也十分突出。再者,重复投资增大,企业生产的不规范化及自动化程度低下等也是大问题。目前发达国家正在积极起动这一高新技术,并投巨资、集中大批优秀人才进行跨国际合作研究与开发,我国也应当适度开展跟踪研究。因此,基于国外发达国家积极抢占这一国际制造业制高点的严峻形势,参照我国实情,我认为,当前应该系统深入地开展基础理论研究和现有加工单元技术与机器设备的智能自动化研究。特别是开发出具有自身特色的,即能实现高精度、易操作和无人管理的智能制造系统,以满足我国制造业日益发展的需要。如果条件许可。还可试点进行研究领域中的下一代设计过程、工厂、自主功能模块和虚拟制造系统等方面的前期实验研究工作。
另外,智能制造系统最终要从以人为主要决策核心的人机和谐系统向以机器为主体的自主运行转变,这就要求智能系统最终必须能够像人一样具备做出符合人文伦理和生态环境伦理的行为。因此,当前,在我国智能化发展初期就应当明确智理化(既智能又符合伦理标准)发展的大方向。
关键词:机械加工 智能化 发展趋势
中图分类号:TH164 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)009-054-02
1 前言
信息科学、材料科学、纳米科学和制造科学是21世纪的主流科学,现代科学技术催生下的高新技术将对全世界的制造业带来重要影响。中国加入世贸组织以来,机械加工产业面临着前所未有的竞争压力,经济社会的不断发展和进步对机械加工生产水平产生更高的要求,使用简单方便、外观美观大方、自动化程度高、价格适中的机械产品日益受到大众的欢迎,这就需要制造企业要采用先进的机械制造技术。与国际上发达的机械加工产业相比,中国的机械制造业一直处于落后水平,导致机械制造加工行业缺乏核心竞争力,影响着我国机械加工行业的国际竞争力。近年来,我国机械制造行业在新工艺、新技术上取得了长足的进步,机械工程发展日益呈现数字化、智能化、精密化等态势,其中智能化是机械加工中需要格外关注的,智能化是高科技水平的代名词,当前智能化产品已经广泛应用于现代人的生活、学习和工作中,机械加工行业也不例外,我们倡导的机械加工智能化是指利用计算机综合应用人工智能技术(如遗传算法、人工神经网络)、技术、现代管理技术及系统工程理论和方法等,实现机械加工的高标准、高要求、精细化以及高质量。使整个企业制造系统各子系统智能化,从而系统整体达到集成化、高度自动化。目前我国在机械加工智能化建设上有两种途径:(1)对国外比较成熟的产品技术进行引入,结合我国实际情况进行消化吸收和创新。(2)自主研发国内已经初具基础的机械加工技术,集成形成先进适用技术和产品,以智能化技术引领提升我国装备与设施智能化水平。
2 机械制造智能化发展的必然性
2.1 机械加工智能化决定着经济现代化水平和程度
马克思曾经说过,不同的社会时期之间的差别不在于到底生产了什么,而在于利用什么进行生产以及怎么生产,这才是主要的,也是说生产技术决定一切。近年来机械制造日益呈现智能化、精细化趋势,数控技术更是目前先进制造技术的代表,数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,是我国机械加工制造行业最核心的智能化生产技术。在我国生物技术产业、国防航空产业以及信息技术产业中都大行其道,数控技术引入到机械加工制造行业后也显著的提高了机械制造的能力和水平,增强了企业适应不断变化是市场竞争需要。很多发达国家都将数控技术和装备作为本国重要的战略能源,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,包括机械制造技术,信息处理、加工、传输技术,自动控制技术,伺服驱动技术,传感器技术,软件技术等。发达国家一方面保护本国的数控技术,控制技术服务出口。另一方面加强对数控产业和技术的投资,尤其在一些“高精尖”数控关键技术方面更是重中之重,也对其他国家实行封锁和限制政策,来使其该项技术能够一直占据科技的最前沿,为其带来丰厚的商业利益。对于我国而言,要充分认识到一点,机械加工智能化不仅仅关乎到机械产品质量和生产效率,更是关乎到国家制造产业的发展战略和发展前景,也是提高一个国家综合能力和国家地位的重要体现。
2.2 机械加工智能化满足市场的需要
机械加工行业生产的产品具有双重属性,既可以看作使得生产资料,也可以当作各种消费产品。消费者的消费需求是机械加工智能化的动力。当今社会,包括手机、电脑等智能化产品已经走入千家万户,作为机械加工企业要迅速适应这种变化,把握住市场消费动向,不断加强科技进步,对原有生产工艺和设备进行智能化改造,只有这样才能大大减少产品从研发到投入市场的时间,机械加工企业智能化可以使产业研发速度加快十几倍,对于追求消费个性化、多样化的消费者而言,具有很大的吸引力。另外,传统的机械加工行业主要是劳动密集型企业,需要大量的人力资源,随着我国人口红利的逐渐消失,工人工资大幅上涨,企业用工面临巨大的压力和挑战。而且机械加工环境比较危险,工伤事故难以避免,一旦出现事故,对工人的人身伤害以及对企业的社会形象力都带来恶劣影响,在此前提下,大力发展机械智能化加工就可以节约大量的劳动力,企业管理从低效率、多人力管理模式转变成智力,由劳动密集型企业向技术密集型企业过渡,企业生产过程也由单品种、自动线式转变为多品种、并行式、智能化模式。
3 机械加工智能化发展应该遵循的原则和应用
3.1 机械加工智能化发展应该遵循的原则
(1)价值产出原则。机械制造智能化不是形象工程,是机械加工企业提高效率、降低成本、提高企业利润的重要举措,因此企业在智能化建设过程中要充分考虑企业的实际情况,从投入和产出两方面进行考虑,本着遵循科技发展规律的原则,不断提高其智能化水平。(2)信息化原则。信息就是指资源,未来的机械加工是指智能化的集约生产,未来企业最主要的生产要素就是信息,信息化水平对机械制造企业智能化发展起着关键作用,信息技术就是对信息进行收集整理、存储传输、识别转换等各种处理的整合过程,智能化的实现为提高企业生产水平生产效率以及生产竞争力提供了重要保障。当前,人工智能研究的焦点就是人工智能和分布式计算相结合,用智能化来充实、改进、提升机械加工企业的信息化、网络化,实现高效率和高质量。
3.2 机械加工智能化发展的应用
下面以人工神经网络为例,对机械加工智能化的具体应用进行了分析。人工神经网络是由一些简单的元件及其层次组织的大规模并行连接构造的网络,在机械加工领域的应用十分广泛,已渗透到机械加工领域的方方面面,人工神经网络在机械加工中的具体应用有:
(1)应用人工神经网络选择零件定位基面。如何选择零件定位基面一直是工程设计中的难点所在,以前设计人员在确定零件定位基面时要认真研究零件的几何特征,然后根据几何特征来进行定位基面的选择,在这个过程中必须作为定量化分析、计算出具体数值。事实上,采用人工神经网络可以很好的解决这一难题,运用人工神经网络可以实现从几何形状到编码之间的影射。其次,对零件的几何特征进行编码。利用人工神经网络对机械零件几何特点进行编码可以起到重要作用。对应每一个位置码设置类型码和定位码的方法实现对零件的几何特征的编码。
(2)人工神经网络在加工参数优化中的应用。所谓加工参数就是在机械加工之前,设计人员根据工程加工要求以及各方面条件来确定机械加工参数。从以往经验来看,加工参数与加工之间呈现正相关关系,加工参数制定正确,可以有效的提高加工效果,而人工神经网络是解决加工参数优化的有效途径。
(3)变切削条件下钻头磨损的监控。在自动生产线上,为了实现在线连续监控,对刀具的磨损量不能采用停车直接检测法,而是采用在线间接检测法,即通过测量一系列反映加工状态的动态参数来推算刀具的磨损量。而动态参数和刀具磨损量之间存在着相当复杂的非线性关系,且无法用确切的数学模型加以描述。而人工神经网络正擅长处理这类输人输出关系不明确的映射关系,因而可用来实现刀具磨损量的在线监控。
总之,机械的发展与现代科学技术和整体工业水平息息相关,加强智能化制造是提高机械加工的效率和质量的保证,能极大地提高生产效率、生产技术和生产竞争力。作为机械加工行业要充分认识到这一点,通过有效运用计算机信息系统发展智能化技术,来克服传统加工制造中存在的弊端,促进机械加工产业化的发展。当然,这机械加工智能化是个系统工程,不是一蹴而就就可以完成的,还需要相关设计人员在工作实践中不断地研究和探讨。
参考文献:
[1] 李建勇.机电一体化技术(第1版)[M].北京:科学出版社,2004.
[2] 宋波.论机械制造的智能化技术发展趋势[J].现代商贸工业,2009(21).
[3] 朱森第.我国装备制造业的现状与发展战略[J].机电工程技术,2001,30(2).
建筑机械安全事故的经验教训表明,必须通过科技手段,对建筑机械使用过程和行为进行监管,才能管控设备运行过程中的危险因素和隐患,有效防范和减少建筑机械安全事故的发生。
鉴于建筑机械安全事故频发的严峻形势,2010年,国务院的《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》在第9条“强制推行先进适用的技术装备”别提出“大型起重机械要安装安全监控管理系统”;国家安全生产监管总局的《关于贯彻落实国务院(通知)精神强化安全生产综合监管工作的指导意见》,在第19条“推进大型建筑机械安装安全监控管理系统”中提出“重点推进在塔机和电站塔机上安装应用安全监控管理系统……2012年在全国推广应用”。住房和城乡建设部的《关于贯彻落实的实施意见》,在第3项要求“加强安全生产保障体系建设”中强调“工程项目的起重机械设备等重点部位要安装安全监控管理系统”。
智能化系统建设
为了便于阐述智能化在建筑机械上的应用研究,本文选取塔吊作为研究对象。塔吊的智能化主要是塔吊安全监控系统,主要包括6个部分:主控器、传感器、显示器、通信模块、塔吊工监控软件、远程监控平台。塔吊安全监控系统是将塔机报警及工作记录显示装置、塔吊群防互撞及区域保护系统、远程在线电脑监视管理系统融为一体,可实时在塔吊、在线电脑上显示塔吊或塔吊群的工作状况,同时具有黑匣子功能、手机提醒功能、防互撞和区域保护功能、超载警示功能、防倾斜功能等。该监控平台采用触摸屏操作,信息直观易读,安装使用简便,在塔吊使用过程中,为操作人员和监管人员提供了全面的塔吊工作状态信息和充分的安全保障。
塔吊运行数据采集
通过精密传感器,实时采集吊重、变幅、高度、回转转角、环境风速等多项安全作业工况实时数据。
实时显示
通过显示屏,以图形数值方式实时显示当前实际工作参数和塔吊额定工作能力参数,使驾驶员直观了解塔吊工作状态,正确操作。
单机运行状态监控
监控单台塔吊的运行安全指标,包括吊重、起重力矩、变幅、高度、工作回转角及作业高度风速,在临近额定限值时发出声光预警和报警。
单机防碰撞监控
监控单台塔吊与建筑物的干涉防碰撞、禁行区域、塔吊自身各种限位,在临近额定限值时发出声光预警和报警。
塔吊群防碰撞
监控塔吊群实时干涉作业的防碰撞,使塔吊驾驶员直观、全面地掌握周边塔吊与本机塔吊当前干涉情况,并在发现碰撞危险时自动进行声光预警和报警。如图1所示。
远程可视化监控平台
塔吊安全监控系统的远程可视化监控平台,可在系统的主界面显示塔吊的相关信息,如:塔吊编号、起吊重量、小车变幅、起吊力矩、负载系数、现场风速、作业转角等信息,还可显示工地名称、开发商名称、施工单位、安全责任人、责任电话、塔吊坐标等信息。如图2所示。
违规操作发生时,系统触发手机短信告警,向有关人员自动发送手机短信,实时告知报警内容。如图3所示。
塔吊安全监控系统采用主控器及分布式数据服务器进行数据存储,保证数据安全;通过传感设备及无线通信技术,及时准确地将现场信息反映到用户界面。同时,通过层级权限设计,对塔吊安全进行全方位监管:施工单位――施工现场塔吊的及时监控和历史查询;租赁单位――对本公司塔吊所在的地理位置、运行状况进行查看和统计;监管部门――便于对所管辖区域进行监管和统计查询,使各级领导能够全面掌握所有塔吊的分布情况和运行状况。
良好的推广价值
基于互联网技术开发的塔吊安全监控系统,在全面、系统地实现塔吊单机运行安全监控和群塔作业防碰撞监控功能的同时,还创造性地实现了塔吊的开放式、实时动态监管,实现了塔吊上网,使塔吊驾驶员、工地安全负责人、施工单位、安全监管部门、租赁公司等相关各方都能实时、动态地监控塔吊的运行工况和安全状态。如图4所示。
推广使用塔吊安全监控系统,通过高科技手段获取真实的第一手数据,而且不可人为更改,为贯彻国家标准及相关文件要求,提供了强有力的技术支持。同时,也促进了相关管理法规的落实。
推广使用塔吊安全监控系统,是加大监督管理力度、消除事故隐患的需要。安装塔吊安全监控管理装置可以有效减少违规现象的发生,并形成一定威慑力。塔吊管理人员已经习惯的“灰色地带”,经过数据提取和分析,将全部开放和实时、动态监管;不熟练的甚至不具备资质的操作人员的技能评估,将通过数据统计被曝光;所有塔吊的使用过程(包括吊载状态和非吊载状态)将通过数据分析得到再现,从而使相关人员的工作状态被有效监督。有些管理人员错误地认为,只要保证目前的安全限位器正常使用就能保证塔吊安全,实际上,非超载状态的安全和所有的运行记录,是无法通过目前的安全限位器实现的。
使用塔吊安全监控系统,是提高从业人员素质、提高监督管理技术水平的需要。通过处罚驾驶员操作过程中打反车、急停急吊、斜拉斜吊等错误行为,教育驾驶员和管理者进行安全操作,能够降低恶性事故的发生概率。特别是当塔吊驾驶员观察不到所吊重物时,若指挥人员不限制工人装配的货物状态(重量、位置),起吊时驾驶员可通过监控系统获知所吊重物是否超载或斜拉,及时采取措施纠正。
关键词:工程机械技术;智能化;信息化;发展趋势;研究
分析作为行业发展的重要技术支持,工程机械技术影响着我国城镇、工业和信息等多领域的发展速度和规划。我国作为工业技术兴起较晚的发展中国家,各行业对工程机械技术的智能化和信息化发展趋势认识不够深入,工程机械技术人员对智能化和信息化技术掌握程度有待加强,一定程度上制约了我国工程机械技术智能化和信息化的发展。我们需要通过合理化的途径与措施加强改善工程机械技术在实际应用中的整体效果。工程机械是用于工程建设的机械设备的统称,是各行业建设设备的统称。工程机械包括的机械种类繁多,如挖掘机、压路机、起重机和混凝土搅拌机等,这些机械设备通常被应用于电力建设、路面铺设、矿山开采、港口物流和国防建设等重要的大型工程领域。本文中所讲的工程机械技术,是对工程机械涉及的力学、材料学、工程设计等学科综合应用的实用性技术。
一、国内外工程机械技术发展现状
(一)国外工程机械技术发展现状长期以来,国际上使用的先进高效的工程机械设备大都是产自美国、俄罗斯、德国等国家,理论上讲,这些与之相关的核心技术的研发均掌握在这些技术发达的先进国家,垄断了核心工程机械技术的国家在推动技术发展的进程中发挥着重要的作用,以卡特彼勒的998H型轮式装载机为例,虽然是最早型的装载机,但直至今天它仍然凭借着先进的节省燃油的燃油管道系统、发动机怠速停机和降档功能、负载控制系统和自动限位系统等诸多优点活跃在各个国家的工程建设中[1]。总而言之,国外工程机械技术仍旧处于行业发展的前列,为工程机械技术的发展不断创新研发出新的核心技术,推动着行业技术的更新与突破。
(二)国内工程机械技术发展现状1991年1月国家启动了“863计划”,开始了对挖掘机和推土机机器人化的研究与开发,并号召各大高校、科研所和研究院共同参与到技术的改良与推进中。这一阶段性的创新推动了我国的工程机械技术的发展,实现了从依赖国外进口到先进技术引进再到国内各企业自主研发的转变,现如今经过二十多年的改革研发,我国已经可以实现自主生产,走向高速发展的新阶段。
二、工程机械技术的应用与分析
(一)电子智能化控制技术电子智能化控制技术是指操作者可以通过电子系统计算机控制,可以实现坐在驾驶室就能对机械设备进行操作和控制,以达到灵活多变、方便操作的目的。电子智能化控制技术包括转向装置和行走装置,主要是通过电子系统对设备进行操作和指挥,这一过程不仅简化了现有机械设备的电路系统,还可以提高机械设备的稳定性和生产工作效率。
(二)虚拟样机技术虚拟样机技术是由当今最先进的计算机技术发展而来的,其工作原理是通过运用计算机的仿真软件对其受力、运动、设计进行分析,以此来检验生产成果是否能够达到预期效果[2]。在此之前,工程机械设备生产出来的产品需要人为的对其进行检验和分析,具有检验难度大、人力成本高、花费时间较长、准确度和科学性较低的缺点,现如今,随着虚拟样机技术的研发与使用,技术人员可以通过建模、运动、分析和优化来获得理想的参数,在此数据参数的基础上制作出最优的方案。虚拟样机技术不仅可以弥补原有技术的不足,更可以精进工作程序,科学化智能化的完成每一个环节的衔接,提高工作效率。
(三)混合动力技术工程机械设备大都体积较大,需要较高的推动力才能完成设备的驱动和工作,这一点导致生产过程中需要消耗大量的能源,导致资源的浪费[3]。使用混合动力技术主要是通过动力系统将多余的有可能会被浪费的能量与能源进行转换,这种技术可以减少能源的浪费和不必要的消耗,将这些能源转换至其他机械设备的工作流程使用,提高能源的合理化利用和利用效率,减少对发动机工作的依赖。
三、工程机械技术的发展趋势
随着科学技术的发展,互联网信息技术已经成为未来工程发展必须依托的基础,智能化和信息化是工程机械技术未来发展的必然趋势。对此,技术人员应以三点为主要研发重点:首先,以电子化和自动化结合为发展方向,有利于提高生产效率,节约生产成本;其次,以远程操控为技术研发方向,有利于节约人力资源,避免资源的浪费;第三,注重虚拟化和机群控制的多技术融合,有利于获得理想参数,制定出最优方案。促进工程机械技术向智慧化和信息化方向发展,有利于提高机械设备的生产效率和精准率。