智能设备的设计与制造体系结构分析.pdf

150 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月Applications创新应用2 智能化机械设备设计原则在装备制造业中，研发与设计是促进企业创新发展的重要一环。在实际的设计中，要注重企业的需要，在遵循技术性、标准化、安全性等原则的前提下，进行创新的设计，提高其整体的使用效果。坚持技术性的原则。在进行研究和设计时，应充分考虑其技术问题，并根据其工作特点，使其工作性能最大化。例如：在设计时，应特别注意对自动装置的关键零部件、易损坏或损坏的零部件进行特殊的优化，以保证装置的可靠性，避免设备的故障而影响到整个系统的正常工作。坚持标准化的原则。在现代机械化装备的研制和设计中，标准化是必须遵循的基本准则。（1）设计概念标准化。在设计时，设计人员必须对某些设计符号进行标准化，并严格遵循设计规范，明确关键零件的制造错误，以防止以后使用中出现更多的问题。（2）设计方法标准化。机械自动化装备的开发和设计要与企业的实际需要相符。为了实现这一目标，在进行试验、测量和验证之前，必须根据所获得的数据进行优化，确保自动化设备的最终使用性能，从而满足实际应用的需要。坚持安全性的原则。（1）考虑设备零部件设计的安全性。自动机械装置是由许多零件组成的。在使用过程中，要充分考虑各零部件的材质、规格、型号等，以防止在使用过程中发生严重的变形、裂纹等问题，从而防止发生重大的安全事故。0 引言智能化的设计已逐渐成为当今机械装备的发展趋势。智能技术依托于计算机、通信等技术，而与其他行业相比，在机械设备智能化设计中，必须不断地更新设备的硬件，使其实现自动化和智能化。1 研究背景智能化机械设备设计现状。目前，信息技术的发展主要集中于对信息数据的处理和利用，这取决于信息社会的本质。随着电子、信息技术和计算机技术的发展，对通信设备的使用越来越熟练，越来越多的智能技术引入到了日常的工作中，并将其应用到了机械的设计和研发之中。智能化机械设备设计的意义。（1）机械装置的智能化设计能够增加其功能。智能机械不仅满足了单个生产的需求，而且可以应用到其他的产品上，极大减少了人力成本。这种机械设备是现代工业所迫切需要的，同时也是对智能化的要求。（2）智能机械设备的设计，使产品的精确性得到提高。因为许多产品在传统的生产中都需要大量的人工操作，而人工操作必然会造成产品与需求的不一致。这种误差不是人力可以弥补的，所以，在实际应用中，采用智能的机械代替手工，以智能的方式对产品进行精细的控制，可以使产品达到更高的品质。在简单的制造中是这种情况，而在精密的生产中，更是需要智能的操作。同时，这种智能作业还可以减少生产过程，缩短生产周期。作者简介：张莉,江苏省江都中等专业学校，讲师；研究方向：智能制造系统。收稿日期：2022-10-13；修回日期：2023-05-26。摘要：阐述智能化机械设备设计现状，智能化设备的设计原则，探讨智能化机械设备中的各系统功能，包括结构设计智能处理机、结构设计分析与评价、结构设计动态数据库、制造工艺设计。关键词：智能化设备，结构设计，智能处理机，动态数据库。中图分类号：TH16 文章编号：1674-2583(2023)06-0150-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.06.064文献引用格式：张莉.智能设备的设计与制造体系结构分析J.集成电路应用,2023,40(06):150-151.智能设备的设计与制造体系结构分析张莉（江苏省江都中等专业学校，江苏 225200）Abstract This paper expounds the current design situation of intelligent mechanical equipment,the design principles of intelligent equipment,and discusses the functions of each system in intelligent mechanical equipment,including intelligent processor for structural design,structural design analysis and evaluation,dynamic database for structural design,and manufacturing process design.Index Terms intelligent equipment,structural design,intelligent processor,dynamic database.Analysis of Design of Intelligent Devices and Manufacturing ArchitectureZHANG Li(Jiangdu Secondary Vocational School,Jiangsu 225200,China.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 6 期（总第 357 期）2023 年 6 月 151（2）结合实际应用考虑安全性。考虑到在生产过程中存在的安全隐患，根据自动化设备的结构进行优化，并进行安全事故预防设计。（3）结合应用环境考虑安全性。在研制和开发时，要充分考虑到施工现场的特殊情况，在施工初期要进行安全防护，同时要注意施工期间的噪声、废气等，以防止对环境造成损害。3 智能化机械设备中的各系统功能结构设计系统。结构设计智能处理机、结构设计分析与评价、结构设计动态数据库等。结构设计智能化处理器的工作流程：通过对用户的功能需求的理解，将其功能需求输入到智能机械设计系统，由智能处理器完成结构设计。对功能需求进行分析、预处理，在结构设计中构成功能节点；接着，针对结构设计中各功能节点之间的能力匹配与处理机制，提取出有实用价值的知识库，并对其进行结构设计的方案与模式进行研究。整个系统的结构设计包括了各个部件的组成和整机部件的组成。在此基础上，利用CAD对机床进行参数化、动态、静态性能分析和优化，为机械设计者的设计提供了新的思路。知识基础包括机械设计，生产，自动化等，机械设计和自动化领域的知识和映射信息，机械设备结构的范例。根据结构设计评价准则，结合机械设备的设计方案和模型，对其进行动态模拟、有限元分析、评价和优化，并将结构设计方案、设计模型、分析与评价及最优结果等相关信息，以动态的方式保存在结构设计动态访问产品数据库中。要注意结构设计文件向机械工程师反馈，结构设计文件主要是为结构设计提供辅助说明。智能制造标准体系结构图如图1所示。工艺设计系统。工艺设计系统包括：工艺设计分析与评价、工艺设计文档等。其工作过程是对机械设备的结构设计进行分析与预处理，根据客户的特殊要求，制定装配过程及工艺规格，并与加工、装配方案相结合。设计能力-知识库用于存储过程和模具所需的能力和知识。工艺设计分析与评价是对机械加工工艺和装配工艺进行分析、评价和优化的工艺技术标准。工艺设计的动态存取数据库主要是为了实现工艺设计中的加工方案、装配方案等工艺设计的动态存取。工艺设计文件是将工艺设计体系中所生成的工艺设计信息以文件的形式呈现出来，从而增强了工艺设计文件的可读性。加工设计系统。加工设计系统包括：加工设计智能处理机、加工设计分析与评价、加工设计与设计文件。智能处理器的工作流程：利用智能处理系统，分析、预处理工艺参数，构成工艺设计中的功能节点；在此基础上，利用能力匹配与处理机制，将加工与设计中的各功能节点结合起来，抽取出有实用价值的加工与设计能力，实现刀具轨迹与数控编程。加工设计动态访问数据库是指在数控加工设计过程中，对机床的运动轨迹、数控编程等进行动态访问。加工设计文档主要是介绍加工设计系统的生成过程及结果信息，例如：刀具地走刀路径、数控编程等。分析与评价系统。分析和评价系统包括：结构设计分析与评价以及加工设计分析与评价等，并将设计经验以能力-知识的方式储存于技术-知识库，从而增强系统的智能1。动态存取数据库。动态存取数据库主要包含动态存取数据库、工艺设计动态存取数据库等，存储设计要求，工艺以及成果方案等。4 智能制造系统的发展趋势智能技术在机械设备的设计中的运用，推动了机械的发展，提高了机器的人机互动能力。虽然在不同的行业中，机械设计的不同，但由于采用了智能化的概念，在机械设计的各个方面都有很大的拓展，从而使国内的机械设计水平更上一层楼。智能化的设计思想在不断地普及，机械产品的智能化设计也由单一的整体转向了模块化。此外，将错综复杂的操作机制分解成多个模块，可以有效地改善控制系统的故障恢复率，使设备的操作更智能化，同时也使设备的维修工作更具智能化，充分保证了设备的工作效率和生产能力。5 结语智能设计是当今机械行业的一个重要发展趋势，许多智能技术都融入了机器之中，为设备的发展做出了巨大的贡献。目前，我国的智能机械装备已经有了一定的发展，但发展相对滞后，因此，要格外重视对系统体系结构的有效应用。参考文献1 胡博.机械设备智能设计制造系统体系结构的研究J.襄阳职业技术学院学报,2016,15(05):18-21.图1 智能制造标准体系结构图