人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用

人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用摘要：我国经济建设最近几年发展非常迅速，加速我国各行业的发展进程，为我国基础建设的不断完善贡献力量，我国是制造业大国，作为工业生产基础的机械制造业，其地位在世界上更是名列前茅。随着我国社会经济的发展，机械制造业作为主要的经济支柱产业，也得到了迅速发展和进步，并以惊人的速度不断发展和完善。为了实现机械设计制造及其自动化水平的全面提升，就需要将人工智能等应用到其中，也就为机械制造行业的发展提供动力，也就使得行业的发展速度大大提升。关键词：人工智能；机械设计制造及其自动化；应用引言科学技术的快速发展给予了我国各行业新的发展空间和发展机遇，加速我国提前进入现代化发展阶段，现代社会正在迅速发展，经济的繁荣和科学技术的前进，都让机械制造工艺不断发生改变。对比与传统的机械制造工艺来看，传统的机械制造工艺依旧不能够满足现阶段生产制造的要求，因此为了能够满足市场的基本要求，加强人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用有着非常重要的意义。1人工智能的学科范畴与基本内涵人工智能是一个多学科领域互相融合、协同发展的技术领域，各门类学科作为人工智能的基本科学支持，通过将制造、装配等具体问题和人工智能的基本成果进行结合，不断拓宽其在自然语言、智能搜索、知识获取和复杂系统等方面的研究范畴，最终实现在生产生活中常见到的智能服务，如智能控制、专家系统、黑灯工厂等。哲学、认知科学、数学、神经生理学、计算机科学等学科领域内的发展是实现人工智能的基础。如通过哲学，确定生产系统中以人为中心的设计规划理念，通过数学中微分、离散等知识抽象出具体问题中的相互关系，通过神经心理学确定人工智能的基本学习规则和方法，最后计算机科学作为载体，运用计算机技术在虚拟端实现智能装备的训练和调试。自然语言处理、智能搜索、机器学习等研究领域是在基础学科的支撑下，结合现实问题所研究出来的，其是实现在基础学科和智能应用服务之间的连接关系，根据智能服务要满足的具体功能，其借助计算机语言，智能算法等对具体问题进行数学描述，对数据记性提取和整理。2人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用2.1计算机辅助设计的智能化分析智能CAD的应用是机械制造中人工智能的一个应用实例，传统机械制造行业中CAD技术的应用是设计产品和进行参数设计的重要途径之一，进行点线之间的联合关系的确定性工作来进行产品的设计等。而智能CAD技术的应用则是结合了专家系统、神经网络算法等进行相关工作领域的收集和提升，对生产过程中产生的问题进行过程分析，并把它们编写成计算机语言，在产品设计和制造过程中。如有问题可以用计算机协助解决好相关的工作问题，提出优质的解决方案。神经网络算法则是利用了人工神经元的特殊性进行产品设计和相关制造过程中的非线性关联的断点数据，使得机械性和自动组合的能力大大增加。在当前的智能CAD技术的应用中已经将多项技术进行了融合和有效的发展，为机械设计制造及其自动化的提升做出了保证。2.2简化传统机械操作程序现代化的机械设计制造简化了传统复杂的机械设计制造，使得整个生产流程更为有序，在对机械操作流程规范化的同时，又简化了传统复杂的操作，为从业人员的操作提供了便利。尤其是计算机等先进网络通讯技术和信息技术的应用，只要提前将任务指令输入到生产机械中，便可利用相关功能来完成对应的任务指令，高效实现了对机械设计制造的生产，还提升了生产速度，凸显了机械设计制造的智能化和自动化水平，有效降低了出错率，安全事故出现频率也大幅度降低，使机械设计制造始终处于优良的运行状态，进而增强了产品质量。2.3工业机器人动作路径智能编程应用随着工业机器人的技术与稳定性日趋成熟，多自由度机械臂广泛应用于焊接、搬运、装配、喷漆、打磨、服务等领域，在出色地完成一个个复杂工作任务的同时，用户对工业机器人的使用环境、用途、编程效率以及智能化程度有了越来越高的追求。现有方法针对特定任务的工业机器人进行编程，所编写程序只适用于该任务，当遇到相似任务时，需要重新进行编程，无法汲取原有编程经验，降低编程效率。在这种形势下，工业机器人编程的自适应性、标准化以及路径点获取的智能化是迫切解决的问题。而人工智能技术的应用，能真正有效的促进工业机器人编程的智能化。例如，当利用工业机器人对铁路钢轨进行焊缝打磨时，现有大多利用人工示教编程的方法，实现规划机器人打磨运动的路径轨迹。该方法对操作者有较高要求，且难以控制钢轨的打磨质量。但引入人工智能技术后，工作机器人则能实现自动编程技术，通过一系列的传感器获取钢轨的表面位置，通过算法实现路径规划，生成工业机器人运动轨迹，大大减少用户针对不同类型钢轨的编程时间，提高工作效率，从而实现工业机器人编程的自适应性。2.4机械生产模式的数字化及智能化就目前来说，在机械产品生产过程中，数字化技术是一项应用较为广泛的技术，能够提高机械产品设计工作的便利性，推动机械产品生产模式创新。技术人员可根据产品设计模型对加工过程进行智能化模拟，在原有模型基础上结合计算机智能技术，设计出更加优秀的产品种类。将计算机技术应用至机械设计制造行业中，能够对机械设计生产流程加以管控，使设计人员提高产品设计方案的精确化水平，高效完成机械设计工作，利用设计产品三维模型，使技术人员更好掌握机械产品设计方案，提高机械产品综合质量。2.5有关柔性化自动技术的应用柔性化自动技术是一种能够确保整个设计的水平得到强化与提升，该项技术主要集中在数据要点上，使得各个环节的应用要点，都能够从根本上得到全面优化与提升，进而确保技术应用的效果，将会得到明确化的提升与增强。还需要切实地把握好，柔性化的自动化技术能够深入优化生产线，使得技术的效果能够在具体应用中呈现出较为理想的效果，当这些方面的要点得到实现后，势必能够优化增强机械设计制造的水平，进而使得机械设计制造产品得到优化与改进，使得整个设计操作的水平更加满足市场以及用户的实际需求。由此可以清楚地发现，柔性化自动技术在机械设计制造领域中的应用，同样也是实际工作开展需要重点把握的内容之一，只有确保这些方面的理解得到提升，最终才能真正有效地加强自动化技术的应用水平，实现机械设计制造的经济效益。2.6有限元仿真分析技术有限元分析技术是利用数据近似的方法对真实物理系统进行模拟，是虚拟仿真技术的一种，但其可以通过有限网格划分对设备的强度、刚度等属性进行数据化表示。如在机械加工过程中，通过对加工过程中刀具的受力情况进行分析，按刚度将刀具划分为不同的等级，在进行不同产品的机加过程中智能选择合适的刀具，减少不必要的浪费和避免加工过程中的安全隐患。2.7机械自动化技术应用分析以某工段热模锻压力机械故障诊断进行分析，人工智能机械制造的应用上经常在实际的工作过程中出现了故障问题，人工智能技术的有效应用可以对于故障诊断系统中的数据和参数进行有效的分析和匹配的工作，在设备正常使用的过程中做好实时的参数对比和分析，一旦发生故障可以及时找出问题的原因。人工智能系统在预设问题的故障分析和相应的操作上都进行了控制，这就是在人工操作和可视的情况下进行了热模锻压力机械故障的自动诊断，设备因此获得了更好的工作性能，在实际的工作过程中提升了实际的效率和质量。结语随着技术的升级和不断改造，机械设计制造及其自动化的传统化发展已经很难适应当前快速发展的经济社会需求。而人工智能技术的注入，将能有效地推动机械制造和自动化的配套技术体系全方面创新和有效发展，从而使传统制造业转型升级，焕