机械装备制造中智能化的应用

孙明文 刘光辉

摘要：智能化是机械装备制造产业发展的主要方向，其能有效提升机械装备的整体性能。本文在阐述机械装备制造中智能化技术应用价值的基础上，就智能化技术的具体应用要点展开分析，并指出智能化技术在机械装备制造中的具体应用情况。期望能实现机械装备制造与智能化技术的有效融合，继而提升装备性能优势，促进机械制造产业的有序发展。

Abstract： Intelligence is the main direction of the development of machinery and equipment manufacturing industry， which can effectively improve the overall performance of mechanical equipment. Based on the value of intelligent technology in the manufacture of mechanical equipment， this paper analyzes the application points of intelligent technology， and points out the specific application of intelligent technology in the manufacturing of mechanical equipment. It is expected to realize the effective integration of mechanical equipment manufacturing and intelligent technology， and then improve the performance advantages of equipment and promote the orderly development of the machinery manufacturing industry.

關键词：机械装备;制造;智能化

Key words： mechanical equipment;manufacture;intellectualization

中图分类号：TP319                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）16-0161-02

0  引言

工业4.0背景下，我国提出《中国制造2025》规划，明确提出要加快机械、电子等多个行业生产装备的智能化改造，以此来提高精准制造、敏捷制造能力。智能化技术是《中国制造2025》计划实现的关键技术，其对于整个机械装备制造、乃至整个工业产业的发展具有深远影响[1]。

1  机械装备制造中智能化技术的应用价值

智能化技术对于机械装备制造产业的发展具有深刻影响。一方面，现代工业生产模式下，机械装备制造多采用流水线生产方式，这种生产方式具备一定的自动化特征。随着智能化技术的发展，其在机械装备制造生产过程及装备本身上的应用逐渐增多，这不仅提升了机械装备制造的效率和质量，而且有效地提升了机械装备自身的使用性能。另一方面，在智能化机械装备的支撑下，现代工业生产管理模式发生了较大变化，即机械产品自身的智能化程度提升，这有效地满足了现代工业精细化上生产的需要，促进了工业产业的持续、稳定发展。

2  机械装备制造中智能化的应用要点

2.1 集成化与模块化

机械装配制造中，智能化技术的渗透融合使得机械装备本身出现了集成化、模块化的特征。从装备制造过程来看，现代工业体系下，集成电路和芯片技术都得到了快速发展，并且在这些技术的支撑下，专用集成电路在机械装备制造中的应用不断深入;如CPU、FPGA、CPLD等，这些专用集成电路具有较高的集成度，其使得机械装备制造领域中的智能化水平呈现出跨越式提升。另外在集成化与模块化技术的支撑下，集成电路的密度得到了极大提升，装备体量持续减小，同时其保证了装备的可靠性与性能。经集成化、模块化技术实现机械装配各单元连接，可在CPU、PLC、通信系统、存储器等单元的共同作用下，实现装备的自动化控制，继而满足各种工业生产任务的要求[2]。

2.2 网络技术

互联网技术在机械装备智能化制造及智能化机械装备应用中起到至关重要的作用。在机械装备制造股从中，基于互联网技术应用，可将不同地理位置的装备连接起来，从而达到数据信息共享的作用。现阶段，机械装备制造智能化发展中，网络技术在机械装备设计、运输、生产、销售等环节均有广泛应用，其有效地提升了机械装备制造企业的市场竞争优势，有效地推动了机械装备产品的创新。

2.3 柔性化技术

相比于传统的机械装备制造形式，机械装备制造智能化对于柔性化技术的应用要求不断提升。柔性制造系统包含了加工、物流、信息流三个子系统，其能在系统结构、人员组织控制优化的基础上，对运作方式和市场营销等内容进行深化改革，这样整个生产系统能对市场需求变化做出快速地适应，继而在降低生产损的基础上，有效地保证了企业的经营效益。在机械装备制造中智能化应用中，同样需深化柔性化技术的应用，通过柔性化的生产方式，实现人员、系统方案、装备等要素的系统控制，以此来使得机械装备制造中智能化技术的应用迈向更高层次。

2.4 绿色化技术

实现机械装备制造智能化生产的目的在于减少装配制造生产中的能耗，实现机械装配制造质量效益、经济效益和生态效益的统一[3]。现阶段，我国机械装配制造领域尚存在较大的资源浪费和环境污染问题，故而应注重绿色化技术的融合应用。在机械装配制造智能化发展的大背景下，还应通过绿色设计、绿色工业、绿色生产、绿色管理等手段，降低机械装备制作中的环境污染，提升资源的利用效率，以此來促进机械装备制作产业的持续、稳定发展。

3  机械装备制造中智能化的应用实践

3.1 项目概况

天然砂是不可再生资源，近年来，社会基础建设对于天然砂的使用量不断增加，这使得天然砂石存量日渐减少，并且天然砂在使用中存在资源和环境破坏严重的问题，基于此，采用机制砂取代天然砂成为现代基建产业发展的内在要求。但机制砂的制取存在一定难度，需进行机制砂制取装备的系统创新。本司于2020开展绿色环保、提质增效、智能化改造提升项目，该项目设计生产PSFL系列高效、高品质立轴制砂整形机（见图1）有效地提升了机制砂的生产效率和质量，并促进了机械装备制造的智能化发展。

3.2 机制砂应用制取装备制造现状

据统计，我国每年砂石骨料用量达200亿t，这些砂石骨料多用于基础设施建设领域，市场需求量极大。河道采砂和机制砂是砂石骨料的两种基本来看，其中河道采砂造不仅会造成砂石资源枯竭，而且容易造成水源污染、河堤溃坝问题，基于此，基础设施领域越来越倾向于质量稳定的高品质机制砂。

相比于天然砂材料，机制砂质量稳定、颗粒级配合理，其对于建筑行业的发展具有深刻影响。在我国，年新建建筑面积多达20亿平方米，这对于高品质机制砂的制取提出了较高要求，有必要进行制砂工艺技术及成套装备的全面创新。现阶段，机制砂破碎方式在机制砂制取中得的应用较多，采用该工艺，能有效保证物料级配和粒型，提升机制砂的质量。从机制砂破碎过程来看，除高频电脉冲破碎、高压水枪喷射破碎技术外，激光破碎、机械破碎等在岩石破碎领域研究的重要方向。就目前而言，机械破碎在机制砂制取中的应用较多，常见的破损机器不仅包含立轴反击式破碎机、可逆反击式破碎机，而且涉及锤式破碎机等装备的应用，这些装备处理能力保持在100t/h，而功率在200-400kW，此外进料的粒度多保持在30mm业内，在机制砂制取中，这些装备功耗大，不适用不同规格料的处理。且现阶段的机械破碎多采用湿法工艺，这种生产方式需要消耗大量的水，产生的污水需要进行处理，生产给用高，环境污染较为明显。基于此，干法生产是未来机制砂生产技术发展的主要方向。

3.3 PSFL系列立轴制砂整形机

工业制砂生产过程，机制砂破碎方式、机制砂的筛分环节是一定向机制砂的两个重要因素。其中，其中破碎方式属于制砂级配的内在因素，而筛分环节属是决定颗粒级配的外在因素，绿色环保、提质增效、智能化改造提升项目实践中，本司设计PSFL系列立轴制砂整形机，其中研制的立轴双反击破碎机不仅具有破碎比大、节能降耗大的特点，而且破损机制砂的粒型好、粒径模数均匀连续级配好，此外装备耐磨件寿命长、破碎物料范围宽，且具有调节维修方便的特征，有效地满足了《GB/T14684-2011建设用砂》的标准要求。

本项目研制的立轴反击式破碎机整体性能如表1所示。相比于传统的机制砂生产装备，该装备生产应用中融合使用了集成化与模块化技术，并在网络上技术下进行装备控制和柔性化管理，并在机制砂制作中考虑生态效益，有效地提升了机制砂机械装备的智能化水平，保证了机制砂的生产质量。

从立轴反击式破碎机生产机制砂品质来看，本司设计生产的PSFL系列高效、高品质立轴制砂整形机具有以下优势：其一，本装备降低了每立方混凝土综合成本，破碎比大，达20：1，能耗控制作用突出，生态效益好。其二，所生产机制砂材料突出，其中骨料颗粒呈多棱形接近圆形，且粒径在0.15～4.75mm之间，连续级配好，将其用于混凝凝土生产后，能有效提升混凝凝土流动性和品质。其三，对于石粉量量控制的控制效果较高，且在生产中，通过优选机分选，可满足多级配、多用途混凝土骨料的需求。其四，本装备实现了智能化生产控制，且从生产过程来看，其具有耐磨性好，性价比高的特点，实验表明，每付耐磨件可破碎石灰石30～40万吨，有效地满足了新时期机制高效化、高品质和智能化生产需要。

4  结语

机械装备制造是现代工业发展的基础，同时也是衡量国家工业化发展水平的重要指标。新时期，人们只有充分认识到机械装备制造智能化发展的价值，并在机械装备制造现的基础上，深化多种信息技术的应用，才能有效地提升机械装备制造的智能化水平，提升机械装备整体性能，促进现代工业的持续、稳定发展。

参考文献：

[1]鑫龙，崔世超，焦可如，等.智能自动化技术在机械设计中的应用研究[J].装备制造技术，2019，293（5）：122-124.

[2]张永波.智能化质量管理在机械制造业的应用[J].商品与质量，2020（4）：227.

[3]张珂.智能化技术在机械工程自动化中的应用[J].商品与质量，2019（9）：5.