智能机械

智能机械（精选12篇）

智能机械 篇1

当前,电子装置和电液控制装置在行走机械设备中的使用数量显著增加,这为行走机械设备的电液自动化创造了需求,嵌入式液压缸线性非接触式位移传感器也由此得到了快速发展。MTS传感器基于多年来在铁磁材料、磁致伸缩效应和超声波处理等方面的经验积累,其在高精度的非接触式位置测量领域保持着领先的科技优势,公司生产的磁致伸缩传感器——Temposonics■MH系列位移传感器可用于移动非公

路设备的可靠位移测量,可完全嵌入液压缸中并保持电气性能,在非公路设备应用中被越来越多地用作位移反馈解决方案。

MTS传感器由一根铁磁材料的感应元件(亦称作“波导管”)和一个可移动的永磁铁组成。其中,永磁铁在波导管上会产生纵向磁场。当电流脉冲(即“询问信号”)由传感器电子头送出并通过波导管时,会沿波导管产生径向磁场。这两个磁场在波导管相互作用的瞬间会使波导管产生“磁致伸缩”现象,应变脉冲即时产生。这被称为“返回信号”的脉冲以超声波的速度从发生点(即位置测量点)返回传感器电子头,并被应变脉冲转换器检测出来。

与测量相对位移的增量传感器不同,磁致伸缩位移传感器为绝对值输出传感器,始终返回与固定点相应的实际位移测量值。传感器中的移动部件之间可实现非接触式运行,避免了部件磨损。该产品可承受非公路设备中典型的高冲击和振动,并具有抗电磁干扰能力;测量范围为0.05～20m,具备0.1mm的分辨率。与其他技术相比,磁致伸缩传感器具有出色的可重复性。可重复性对于具有平滑运动特性的设备,以及设备上特定功能始终需要在特定位置执行的情况非常重要。

根据IEC 61508标准,MH系列位移传感器符合安全完整性等级2(SIL2)的要求,根据ISO 13849-1标准,其符合性能等级d的要求。鉴于磁致伸缩传感器优越的使用和安全性能,该产品被广泛应用于包括农业、建筑、采矿、废物处理、军事和其他非公路领域。此外,无论是技术还是性能方面,磁致伸缩传感器仍具有极大的升级潜能,对于推动非公路设备中闭环控制系统的发展具有重要意义。

MTS系统公司成立于1952年,之后迅速发展成为力学测试与机械模拟系统和工业自动化测量的市场领导者。MTS传感器为MTS系统公司旗下主要部门组成之一。负责M T S传感器的研究机构位于吕登西埃德(德国)、卡里(美国北卡罗莱纳州)、东京(日本)和上海(中国),主要专注于线性位移传感器和液位传感器的研发。MTS传感器通过持续关注客户的实际需求,不断进行深入研发,为广阔的行走机械市场带来全面革新的解决方案。

参考文献

智能机械 篇2

摘要: 介绍了机械故障中应用的各种人工智能诊断方法及理论, 包括专家系统、人工神经网络等, 根据二者在机械故障诊断中的应用情况分析了它们的优缺点, 并以专家系统在汽车故障诊断中的应用为例, 阐述了专家系统在实际应用中存在的问题。

关键词: 机械故障诊断;人工智能;专家系统;神经网络

中图分类号: TP206

3文献标识码: A

文章编号: 1001-006X(2006)02-0023-02 Artificial Intelligence Applied in Machinery Fault DiagnosisLiMeihua, Han Daming, Lu Huaimin(Northeast Forestry University, Harbin 150040)Abstract: The methods and theories of artificial intelligence diagnosis applied in machinery fault diagnosis of each system are reviewed, including ex pert system and artificial neural network.Based on the actual application of the two methods, the advantages and disadvantages of each system are analyzed.Taking the application of expert system in automobile fault diagnosis as an example, the existing problems of ex pert system are clarified in the paper.Key words: machinery fault diagnosis;artificial intelligence;expert system;neural network 收稿日期: 2005-03-14 第一作者简介: 李美华(1981-), 黑龙江省呼兰人, 女, 硕士研究生, 研究方向: 汽车维修理论与诊断技术。前 言

机械故障诊断是识别机器或机组运行状态的科学, 它研究的是机器或机组运行状态的变化在诊断信息中的反映, 其研究内容包括对机器运行现状的识别诊断、对其运行过程的监测以及对其运行发展趋势的预测3 个方面。就其诊断方法而言, 人工智能的研究成果为机械故障诊断注入了新的活力, 如专家系统、人工神经网络、分形几何等, 但这些新的理论和技术成果大多有待完善。最近有人探索人工神经网络与传统的专家系统结合起来, 建造神经网络专家系统。研究表明新型的专家系统能较好克服传统的专家系统和人工神经网络在各自独立 的缺陷而具有许多优势。人工智能在机械故障诊断中的应用 21专家系统在机械故障诊断中的应用

专家系统也称专家咨询系统, 顾名思义, 专家系统就是能像人类专家一样解决困难、复杂的实际问题的计算机(软件)系统。一个专家系统主要由知识库、推理机、数据库和人机接口等4 个基本部分组成, 其中知识库和推理机是专家系统的核心组件。知识库用于存放推理所需要的规则等信息, 是专家领域知识的集合。推理机的作用是根据所采集到的现场信息, 应用知识库中的知识对设备所处状态进行推理判断, 给出设备有否故障或故障部位等信息。数据库用于存放推理过程中的所需和所产生的各种信息,人机接口则是人与专家系统打交道的桥梁和窗口, 是人机信息的交接点。一个实用的机械设备故障诊断专家系统一般还包括解释程序和知识获取程序, 其中, 解释程序负责回答用户所提出的各种问题,包括与系统运行有关的问题和与系统运行无关的、关于系统自身的一些问题。解释程序是实现系统透明性的主要部件。知识获取程序负责管理知识库中的知识, 包括根据需要修改、删添知识及由此引起的一切必要的改动, 维护知识库的一致性和完整性。知识获取程序使领域专家可以修改知识库而不必了解知识库中知识的表示方法和组织结构等细节问题, 从而大大提高了系统的可扩充性。

22人工神经网络在机械故障诊断中的应用人工神经网络简称神经网络,是在生物神经学研究成果的基础上提出的人工智能概念, 是对人脑神经组织结构和行为的模拟。就机械故障诊断而言, 神经网络使用来自机器不同状态的振动信号,通过特征选择,找出对于故障反映最敏感的特征信号作为神经网络的输入向量, 建立故障模式训练样本集,对网络进行训练;当网络训练完毕, 对于每一个新输入的状态信息, 网络将迅速给出分类结果。23神经网络故障诊断系统和专家系统故障诊断

系统的融合基于神经网络的故障诊断系统和基于专家系统的故障诊断系统可以相互转化。在专家系统故障诊断系统中, 知识是通过规则的方式来表达的, 而在神经网络故障诊断系统中, 知识是通过对样本的反复学习并在此过程中不断调整网络连接权值, 从而使网络误差收敛到全局最小点后储存在这些连接权值中。所以, 要实现由基于专家系统的故障诊断技 术向神经网络故障诊断技术过渡的关键是将规则转化为学习样本, 具体步骤为:

统计在规则表述中诊断对象可能出现的故障征兆与故障原因数目, 分析诊断知识结构, 确定神经网络的输入、输出神经元数目及其网络层次结构;

将专家系统知识库的规则提取出来, 形成神经网络的学习样本;

对神经网络样本学习, 获取各自的连接权值, 形成神经网络故障诊断系统。由神经网络故障诊断到专家系统故障诊断的关键问题是在现有的连接权值中提取规则, 具体步骤为:

已知学习样本时, 可以直接将每一个学习样本转化为一条规则;

未知样本只知道连接权值时, 这种情况很复杂, 一般是通过特殊的算法从网络的输入和输出中提取规则;如果是模糊神经网络, 问题就简单了, 即可以直接从网络 中提取。专家系统在汽车故障诊断中的应用

汽车作为一种特殊的机械, 以汽车故障诊断专家系统为例。汽车故障诊断专家系统的开发, 自20 世纪80 年代以来, 可分为雏型期、改进期和发展期3 个阶段。20 世纪70 年代后期至80 年代初期, 为了适应对计算机应用不断增加的现实, 在汽车维修行业中首先开发的就是诊断咨询系统。1986 年, 美国通用汽车公司和福特汽车公司分别推出了称之为CAMS 和SBDS 的故障诊断咨询系统。1986 年,日本丰田汽车公司的维修、信息及技术部门联合开发了

维修技术咨询系统, 1987 年8 月开始用于丰田发动机集中电子控制系统T CCS 的诊断。作为系统信息流, 对维修企业遇到难度较大的车辆故障诊断与维修问题时, 专业技术人员在预制的问诊表上填入有关事项, 并电传到丰田汽车公司维修总部。维修总部的有关人员以此为基础, 把信息输入到维修技术咨询系统,并由专家系统的维修程序提出诊断结果和维修方案。现场技术人员以此为基础进行维修工作并将结果反馈到总部, 以进一步提高系统的诊断精度。进入20 世纪90 年代, 开始出现了专家系统工具的研究。这种专家系统工具具有知识获取支援功能的专用编辑器, 不需要智能语言, 从而解决了过去存在的知识库效率低的缺点。汽车诊断专家系统的功能与特点, 概括地说就是由计算机存储的专家知识, 按照需要可以调用, 即使初学者也能近似地如专家一样进行故障诊断。基于专家系统的故障诊断方法, 在实际应用中存在问题如下:

知识获取的瓶颈问题;知识难以维护;

知识应用面窄;诊断能力弱;不适应模糊问题。应用神经网络技术可以弥补解决传统专家系统在应用中遇到的问题。

(1)对于专家系统的脆弱性, 即知识和经验不全面, 遇到没解决过的问题就无能为力。而利用神经网络的自学习功能, 不断丰富知识库内容,可解决知识更新的问题。

(2)对于专家系统知识获取困难这一瓶颈问题, 利用神经网络的高效性和方便的自学习功能, 只需用领域专家解决问题的实例来训练神经网络, 使在同样的输入条件下, 神经网络便能获得与专家给出的解答尽可能接近的输出。(3)推理中的匹配冲突,组合爆炸及无穷递归使传统专家系统推理速度慢、效率低。这主要是由于专家系统采用串行方式、推理方法简单和控制策略不灵活。而神经网络的知识推理通过神经元之间的作用实现, 总体上, 神经网络的推理是并行的、速度快。4

结

论

随着人工智能的不断发展, 各个领域对人工智能的要求也越来越高。传统的专家系统有它自身的缺点, 神经网络也有其局限性, 正因为如此在机械故障诊断中, 目前将神经网络和专家系统相结合,建造所谓的神经网络专家系统。理论分析与应用实践表明, 神经网络专家系统结合了两者的优点而克服了各自的缺点, 表现出强大的生命力。参考文献

机械专业学生智能的培养 篇3

一、鼓励学生争当优秀技工

我国历史上能工巧匠不乏其人，如木工祖师爷鲁班、赵州桥的建造者李春、纺织能手黄道婆等等，他们在历史上都做出了巨大贡献。在国外，技术精湛的技工也受到社会的尊敬。这些人在发达国家中地位很高，在德国可以和工程师相媲美，工资待遇也较高。一名优秀的技工所做的贡献很难说就比设计人员、科研人员小，更何况我国目前仍处于工艺水平落后、新设备操作人员短缺的时期。

目前，不少企业感慨招聘一个技师比招聘一个研究生还难。某市企业调查队近期对全市制造业中24个大类行业80家企业进行的专项调查显示：在引进高新技术的情况下，企业只有19.5%的技术工人能完全胜任新技术工作。这就造成了一种被动的局面，即一流的产品设计没有一流的技术工人，生产不出一流的产品，影响了产品的竞争力。培养大量高质量的能工巧匠已成为我国职业教育的当务之急。为此，职校教师应时刻鼓励学生树立人人争当能工巧匠的雄心壮志。

二、在教学中要注意贯彻“学以致用”的原则

要不厌其烦地告诉学生，学习机械学科的基础知识，目的是为了将来操作、修理、制造和设计机器。学习书本知识不是目的，目的是应用所学知识解决生产实际问题。要加工一个机械零件，首先要能看懂图样，这就要学习机械制图；接着就要选择加工工序，这就必须具备车工、刨工、钳工、热处理等工艺知识；再次要检查这个零件加工精度是否符合设计要求，就必须具备公差配合的知识和使用游标卡尺等量具的技能。概括起来说，职校所开设的每一门课，都是根据本专业学生将来所要从事的工作设置的，都是以一个机械技术工人或技术人员所必不可少的知识为依据而开设的。

三、在教学中要启发学生多动脑筋、善动脑筋

在传授知识的时候，教师要教学生不要只凭脑子记，而要更多地用脑子想；不仅要知道“是什么”，有的还要知道“为什么”。“为什么”的例子每门课中都有很多，搞清这些“为什么”，就可以加深对基本知识、基本概念、基本技能的理解和掌握。在传授知识的同时，教师要经常启发学生举一反三、闻一知十；认识问题要从多方面、多角度来看；解决问题要从各个途径，千方百计地去思考；要提倡用不同的方法和渠道做习题。要鼓励学生敢于质疑、幻想，通过独立思考提出自己崭新的见解，要读书而不唯书，要尊师但不唯师。

经验证明，书本上的内容难免有印刷上的错误、文字上的疏忽，甚至其他更为严重的错误。教师讲课也难免有口误、笔误，甚至讲错的问题。何况科学总在不断发展，技术总在不断创新，书本上的内容、教师的讲解，即使不出错，也不能说就是解决问题的最佳方案。总之，要把教学搞活，就要鼓励学生开动脑筋、刻苦钻研、深思善学，这样知识积累才会越来越多，脑子才会越来越活。

四、要不断加强学生实践能力的培养

知识怎样才能转化为能力呢？转化的条件主要是靠实践。例如研究机器原理的教授，动手修理机器的能力可能远远不如一个普通的机器修理工人。实践是提高能力的关键，无论是成功的实践，还是失败的实践，对提高能力都大有好处。教授的动手修理能力之所以不如修理工，原因就在于教授缺少这方面的实践。总之，实践是转化剂，有了它，知识才能升华为能力。为此，要使学生不但要多动脑，而且要多动手。

为了提高学生的能力，必须使他们投身于实践活动。学机械类专业的学生要多做开机床、装配机器、修理机器等练习。要多创造机会让学生操作各种机床，有些精密的机床即使暂时不能亲手操作，也要多参观。要组织学生参加钳工、热处理、铸工等工种的操作过程。在教师的指导下，通过学生亲自动手实践，既可以开拓思路，又可以巩固课堂所学知识；既可以坚定学以致用的思想，又可以提高学习兴趣。最主要的是促使学生把知识转化为能力，特别是动手能力。

五、要有意识、有计划地培养学生的自学能力

“有意识”是指教师应把培养学生的自学能力作为自己应尽的义务，“有计划”是指教师培养学生的自学能力应有一套办法和安排，而不可揠苗助长。

1.要使学生充分认识到“自学”的重要性

古今中外凡有成就者，大都是善于自学、勤奋钻研、顽强拼搏、不畏艰难的人。学校为学生学习提供了良好的条件和环境，图书馆、阅览室中各种书籍、期刊、杂志可供查阅；实验室内各种仪器设备齐全可供实验研究；实习工厂内各种机床、量具齐全，可供学习操作技能；更重要的是有各具专长的教师为学生自学提供辅导和指导。学生能否“學有所成”全靠自己的主观能动性。在学校主要是打好基础，而以后能否攀登科学技术的高峰，能否跟上时代前进的步伐，离不开自学。

2.要使学生养成自学的习惯

有的学生在错误思想的影响下，考前下功夫，考完就再见，不考不看书。这种被动消极的学习态度，不利于养成独立思考、独立分析问题与解决问题的能力。作为职校机械类课程的教师，应千方百计地启发、诱导学生从内心感到学机械有用、学机械有趣，引导他们自己动手制作模型，查阅参考书，培养自学习惯。当学生在自学过程中遇到困难向教师求教时，教师应热情帮助，耐心讲解，热情鼓励。

3.要教会学生自学的方法

学习方法很重要，古人云：“授人以鱼，不如授人以渔”，今人说：“教人学会，不如教人会学”。职校机械类课程的教师应根据自己的切身体会，向学生传授行之有效的自学方法。要指导学生在阅读时既会浏览性泛读，又会钻研性精读，且能谈出或写出自己的心得体会，对自己的书可以眉批、夹注；如不是自己的书，要会摘录其精华、方法要领。要指导学生养成勤学好问、刻苦钻研的好习惯。总之，要充分发挥教师的主导作用，形成既爱学又会学的好学风。

六、要拓展学生的眼界，使学生的学习面向世界、面向未来

要通过各种途径，使学生对机械这一行尽可能见多识广，眼界开阔对学生发展和能力成长都可起促进作用。要鼓励学生学习新成果、接受新事物，多参观一些机械工业产品的展览会，到工厂参观新的加工工艺，请校内的教师或校外专家给学生作专题报告。如果我们培养出来的学生——未来的技术人才思想活跃、视野开阔，那么他们将来就会不断地吸取和学习国内外机械制造、维修方面的新工艺、新材料、新技术。这样才能使我国的制造业赶超世界水平。

总之，现代科学技术的迅猛发展，对劳动者智能的要求日益提高，为了把职校学生培养成既能动脑、又能动手的技术人员和技术工人，在教学中除了必须使学生掌握比较系统的机械类课程的专业知识外，还必须通过多种方式有目的、有意识地加强学生智能的培养。

（作者单位：江苏省赣榆中等专业学校

机械故障智能诊断的研究 篇4

关键词：计算智能,机械故障,诊断

随着工业生产与科学技术的发展, 现代机械设备发展的一个明显趋势是向大型化、高速化、连续化和自动化方向发展, 结构越来越复杂, 自动化水平亦相应提高, 生产效率也越来越高。但设备故障会影响整个系统的运行, 设备故障造成一定的后果。智能诊断在机械故障诊断中发挥着重要作用, 智能诊断技术的意义重大, 它可以在一定程度上降低机械故障造成的经济损失, 同时还可以降低重大事故的发生率, 提高社会安全生产效率。

1 机械故障概述

1.1 故障概念及故障机理

机械故障是机械运转过程中常见的问题, 故障的确切定义为设备在运行中, 由于某种因素而导致规定功能丧失的现象。故障实际包含两层含义, 其一是当机械系统的工作条件不正常而产生的机械系统功能偏离正常状态, 但这种功能偏离可通过调整参数或者修复零部件而恢复, 这通常称之为故障;其二是系统连续偏离正常功能, 而且偏离程度在不断加剧, 机械功能得不到保证, 这种状态被称之为失效。机械故障按性质和形成原因可分为人为故障和自然故障;按故障发生的时间历程可分为突发性故障和渐进性故障;按故障的维持时间可分为间断性故障和持续性故障。

机械故障机理其实就是揭示机械故障形成原因和发展规律的, 机械故障的发生和发展不仅受到内部设备元件的作用, 而且受到外部环境的影响, 所以将机械故障的发生与发展归结为内在因素和外部条件共同作用的结果。机械故障的内在因素主要磨损、疲劳断裂、腐蚀和气蚀等, 而常见的磨损有磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、微动磨损以及腐蚀磨损;常见的腐蚀有化学腐蚀、电化学腐蚀及应力腐蚀;外部条件主要包含气候状况、生物介质的作用、操作人员状况、载荷状况以及维护和管理水平。

1.2 故障诊断及智能故障诊断

故障诊断是指在一定工作环境中查明导致系统某种功能失调的原因或性质, 判断劣化状态发生的具体部位或部件, 以及预测状态劣化的发展趋势等。其意义在于通过各种监测手段, 判断机械设备的运行状态是否正常;假如机械设备出现异常, 则通过分析, 判断故障原因, 这样可以及时地维修;或者在故障尚未发生之前, 预报可能发生的故障, 以便提前采取措施, 避免发生重大安全事故。

智能诊断是通过模拟人脑的机能来处理各类模糊信息, 这样可以有效地获取、传递、处理、再生和利用故障信息, 从而成功地识别和预测诊断对象的状态, 最后系统再根据诊断的误差自动修正, 并具备自动获取知识的能力。智能诊断技术的核心是人工智能, 它是计算机技术和故障诊断技术结合的产物。智能诊断技术的主要特点体现在以下几个方面:第一, 智能诊断是一个开放的系统, 系统的能力在使用的过程中和同环境进行信息交互的过程中不断提升;第二, 智能诊断系统是由计算机硬件和软件共同组成, 该系统拥有确定的运算程序, 同时还可以诊断需要搜索和利用专家知识和经验实现故障诊断;第三, 智能诊断系统是一个人工智能系统, 它功能的实现依靠机械的硬件和软件设备, 该系统可以实现多故障、多过程、突发性故障的快速诊断。

2 智能故障诊断设计及实现

2.1 智能诊断设计

为了保证机械设备的正常和高效运转, 创造更大的经济效益和避免发生严重的安全事故, 智能诊断系统顺势而生, 并在机械设备故障诊断和维护中得到了广泛地应用。智能故障诊断系统是一个主要针对旋转机械故障诊断的一个功能强大的故障诊断系统, 为了保证智能诊断系统更好地发挥其功能, 就应该注重该系统的整体设计。在系统设计时为建筑结构故障诊断建立了一个接口, 这对日后系统功能扩充非常有利。智能诊断系统设计要采用可持续性发展的理念, 智能诊断系统中包含了多个子系统, 其中包含了针对转子及电动机而建立的独立诊断系统, 这些模块之间具有一定的独立性, 可以进行独立的诊断。然而, 诊断子系统也可以进行集成, 比如说转子诊断模块, 子系统集成后可以得到更加准确的诊断结果。系统设计过程中, 还要注重知识库管理系统的设计, 该系统具有重要的作用, 它使得整个系统在使用的过程当中不断的得到改进与完善。

整个智能诊断系统的设计工具是Visual Basic 6.0, 它拥有良好的人机对话环境和动态图界面。神经网络故障诊断模块采用了Matlba工具箱进行识别和计算, 通过识别和计算可以准确的得出诊断所需的各个节点值, 只有这样才能进一步进行旋转机械转子故障诊断。智能诊断系统设计将整个系统分为了几个子模块, 包括电动机的故障模块、旋转机械类故障诊断模块、往复机械故障诊断模以及轴承等的故障诊断模块。

2.2 故障诊断的实现

机械故障诊断的方法有很多, 在故障诊断过程中要根据诊断时间、诊断地点、诊断对象、诊断人员及诊断设备选择合适的诊断方法。常见的故障诊断方法有离线人工分析诊断和在线计算机辅助诊断, 这是根据诊断环境划分的;根据设备状态信号的物理特征可以将故障诊断分为振动诊断、声学诊断、温度诊断、污染物诊断、光学诊断、强度诊断以及压力诊断等;按诊断的原理可以将诊断方法分为统计识别法、时域分析法、模式识别法等。这些诊断方法都是实现机械故障诊断的重要保障。

人工智能和计算智能诊断是两个具有代表性的故障诊断系统, 人工智能系统是一种基于符号计算的故障诊断专家系统, 这个系统中知识是按照一定的规则用特定的描述符号加以表示、存储和处理。在知识获取过程中, 对事件型知识或从领域专家获取的功能型知识加以描述;计算智能诊断系统是一种基于数值计算的神经网络故障诊断系统。在故障诊断中, 该系统通过诊断推理实现故障诊断, 而诊断推理被理解为根据特定的映射关系, 由故障征兆域到故障原因域的计算过程, 对于复杂的机械系统来说, 这种映射关系并不是简单的线性关系, 最终通过技术征兆数据输出故障原因。总之, 机械故障诊断的实现不仅要依靠科学的诊断方法, 同时还需要根据实际诊断情况选择适合的诊断方法, 只有这样才能得到最准确的诊断结果。

结语

机械工程智能化发展初探论文 篇5

4结语

在我国由农业大国向工业大国的转型过渡过程中，机械制造工程的发展是决定性因素之一，借助智能化技术在机械制造行业的普及应用，将推动国内机械制造类企业实现高效生产、绿色生产。期待着我国的机械制造工程智能化发展越来越顺利，越来越高效，这不仅对于机械制造行业而言是有利的，对于整个国民经济的发展和人们生活水平的提升都是有益的。

参考文献:

［1］李瑞婷，韩辉辉．基于现代机械制造智能化发展的研究［J］．科技风，(04)．

［2］汪洋，杨金勇．浅谈机械制造的智能化技术与机电一体化的结合发展及趋势［J］．黑龙江科技信息，(12)．

［3］赵晓东．机械工程智能化的现状及发展方向探讨［J］．黑龙江科学，2014(03)．

拥抱纺织机械智能化时代 篇6

在3月24日举行的中国纺织机械协会第七届理事会第三次全体会议上，《纺织机械行业“十三五”发展指导性意见》（以下简称《意见》）正式发布。

中国纺织机械协会会长王树田表示，“十二五”期间，纺织机械行业以自主创新为动力，以产品结构调整为主线，努力发展高端纺织装备和优质专用基础件，自主创新能力有所提高，加工装备水平明显提升。展望“十三五”，纺织机械行业将进一步为纺织工业提供高质量、智能化的新型纺织装备，支持纺织产业向技术密集型、资源节约型、环境友好型产业转变。

《意见》在对纺机行业“十二五”取得成绩和存在问题进行总结和回顾的基础上，提出了纺机行业“十三五”发展的指导思想、发展原则和目标。《意见》提出以自主创新为动力、结构调整为主线、质量为基础、市场需求为导向、加强行业自律的基本发展原则，“十三五”期间，将产学研结合研究关键共性技术，重点研发新型纺织机械成套装备及专用基础件，并加快行业服务平台的建设。纺织机械行业将从以往高速规模扩张的发展模式转为以创新为动力的增长模式。

值得关注的是，“十三五”期间将研发、推广一批具有广泛适用性的先进纺织数控技术和智能化纺织装备，《意见》中列入了“十三五”期间重点“科技攻关项目”59项，“先进适用技术推广项目”34项。

回望“十二五”：增速放缓创新升级

“十二五”期间，随着产业结构调整的深入，国产中、高端纺织装备发展较快，受到国内外用户的欢迎，纺织机械行业整体运行稳中有增。

5年来，行业主营业务收入持续增长，2011年历史性地突破了1000亿元大关。2015年，纺织机械行业主营业务收入1179亿元，5年中年均增长3.64%，接近《纺织机械行业“十二五”发展指导性意见》中提出的1200亿元的目标。与此同时，在科技进步的带动下，国产纺织机械延续“十一五”期间形成的销售势头，市场占有率保持在70%以上，出口金额从2011年的22.45亿美元增长到2015年的3.89亿美元，年均增长8.3%。在我国纺织工业增速降低、内需市场需求下降的情况下，我国纺织机械行业持续进行产品结构调整，企业努力进行新产品开发，并积极开拓海外市场，取得了较好的出口业绩，使全行业保持平稳发展。

《意见》在分析“十三五”期间纺机行业面临的发展机遇与挑战后指出，随着中国经济进入“新常态”和纺织工业结构调整的深入，“十三五”期间，纺织机械行业将进入新一轮结构调整发展时期，行业将放缓规模扩张速度，主营业务收入将在稳定的基础上增长；而伴随产品技术含量的增加、创新力度的加大，国产纺织装备的市场占有率和出口金额将会增长。

“十三五”行业经济运行目标为：全行业主营业务收入达到1500亿元；国产纺织装备出口金额超过35亿美元；国产纺织装备国内市场占有率达到80%以上。

《意见》提出，“十三五”行业经济运行目标为：全行业主营业务收入达到1500亿元；国产纺织装备出口金额超过35亿美元；国产纺织装备国内市场占有率达到80%以上。

展望“十三五”：装备智能化引领新趋势

装备产品与制造智能化。在数控技术被广泛采用的基础上，“十三五”期间，纺织机械行业主要技术研发方向是纺织装备产品智能化和装备制造智能化。产品智能化是通过提高纺织装备主机的数控水平和智能化程度以及研发智能化辅助系统，为下游纺织用户提供智能化生产解决方案。装备制造智能化是通过引入智能化机床和辅助机器人等设备，改进与优化自身生产过程。两方面的智能化都将有效减少人为因素对生产的干扰，提高生产效率，稳定并提高产品质量，降低工人的劳动强度，提高优等品率。

装备制造与应用的信息化。传统制造与云平台、大数据、互联网等技术结合，将使信息化和工业化深度融合，为纺织装备制造与应用提供良好的技术支撑。实现机器的集中控制、联网管理与远程监控制造过程，将有效提高生产效率，减少消耗；在品质控制环节，通过对大数据采集与分析，有助于优化生产工艺和改进产品的质量；在销售与售后阶段，通过互联网平台实现资源的有效配置，减少流通环节，降低运行成本。

装备制造服务化。纺织装备制造企业可向下游延伸服务，为客户提供全生命周期的维护与在线支持，提供纺织品生产整体解决方案和个性化设计以及电子商务等多种形式的服务，有条件的企业应积极发展精准化的定制服务，从单一的供应设备，向集融资、设计、施工、项目管理、设施维护和管理运营的一体化服务转变。大型纺织装备制造企业应掌握系统集成能力，开展总集成与总承包服务，鼓励装备制造企业围绕产品功能，发展远程故障诊断与咨询、专业维修、电子商务等新型服务形态。

发展的可持续性。纺织机械及专用基础零部件质量和可靠性的稳步提高，是纺织生产高效连续运行的保障，是提高国际竞争力的基础。“十三五”期间，制造与装配新技术、新工艺、轻量化新材料的应用将成为纺织机械企业关注的重点。对环境影响小、资源利用率高的绿色制造技术的研究与应用，关乎纺织机械行业的未来。

四大关键领域为行业走向高端化打牢基础

随着纺织新工艺和新技术层出不穷，促使纺织机械行业创新向价值链高端延伸，走高可靠性、高技术和高附加值的高端发展路线。高端纺织装备在中国纺织产业链中逐渐占据核心地位，其发展水平是纺织产业的整体竞争力提升的保证。

数字化、智能化纺织装备

智能化连续纺纱生产装备。加快研发智能化纺纱生产关键技术，建立智能化、连续化纺纱工厂，实现纺纱全流程数字化监控和智能化管理，夜班无人值守。清梳联合机实现智能化管理，条并卷机与精梳机间棉卷全自动运转、自动生头，粗纱机与细纱机之间实现多台机间粗纱满、空管自动输送，细纱机粗纱空管与满筒粗纱自动交换，细纱机与自动络筒机间实现多台机组集中控制，实现设备生产过程、故障的远程控制、诊断。采用智能化搬运机器人和运输设备，实现工序间物枓自动输送。

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数控机织装备。采用数字化控制技术，建立具有全面监控能力的数字化机织车间，实现机织车间的织机群控管理。

新型纤维材料生产装备。建立从纺丝、后加工到产品包装运输的全流程智能化长丝生产线和物流系统，实现化纤的生产、收集、检测、运输等环节的自动化和智能化。

数控节能环保型印染装备。建立智能化印染连续生产线和数字化间歇式染色车间，实现对机械参数、生产工艺参数、能源消耗和产品质量进行全方位实时监控，机台或单元机实现闭环控制；集成染化枓自动配送系统，智能化废气、废水排放监控系统和能源回收监控系统，形成覆盖印染全流程的智能化监控系统。

数控非织造布生产装备。面向产业用纺织品，研发多种工艺在线复合成型和混合型非织造装备，研发宽幅高速梳理、铺网与针刺设备，研发与其他非织造技术结合的水刺装备。

智能化针织装备。通过数据网络将针织设备与生产管理系统联通，实现对设备的集群智能控制，对设备状态、生产数据、工艺数据和花型数据进行在线监控。集成计算机辅助工艺设计系统，通过系统联网传送编织文件、设置编织参数、控制编织过程，实现机器分组管理。

纺织专用基础件生产装备与纺织仪器。研发量大面广的纺织专用基础件的高效复合加工专用数控装备和自动化生产线，保证产品加工质量稳定，提高纺织专用基础件的使用寿命，降低能耗和噪声。

智能化服装生产线。开发智能化服装生产线，研发数控服装生产关键装备，建立包含验布、裁剪、缝制、熨烫、检验、包装、储运等全部工序的自动化生产线，达到降低操作人员的劳动强度，提高生产效率、降低成本的目的。开发专用服装生产数字化控制系统，使设计系统与生产管理系统间的信息互联互通，形成建立在互联网平台上的服装生产制造系统。

纺织机械关键共性技术

纺织装备设计制造理论与技术。开展纺织装备设计理论与方法的研究，主要在基于信息化架构下的纺织装备设计技术平台、纺织装备的人因工程工业设计、碳约束下的纺织工业可持续发展装备设计和纺织装备的RFID（无线射频识别）物联网设计四个方面开展。

纺织装备复杂系统及其数字化、智能化控制技术.开展纺织生产过程中的检测与控制技术的应用研究，提升国产纺织装备的性能、效率及加工质量，包括开展纺织装备中的专用传感器、纺织装备的多单元协同控制系统、纺织工业机器人、纺织装备网络监控系统的研发。

纺织装备专用基础件制造与强化技术。纺织装备专用基础件的种类繁多，用量大，对纺织装备的性能和质量有至关重要的作用。开展纺织装备专用基础件精度控制、表面强化、新材料的应用等技术的研发。

互联网与装备制造智能化

纺织机械制造与互联网。研究基于互联网的纺织机械制造技术，推动装备生产制造模式的变革。研发纺织机械制造过程的互联互通体系和关键支撑工具，建设装备制造工业云平台，为纺织机械设计、制造、营销、经营管理、远程监控等生产经营活动提供支撑和服务保障。

纺织机械制造的智能化。构建面向纺织机械制造的CPS体系，重点研究三个方面：推进纺织机械数字化设计和生产，研究纺织机械数字化设计、仿真优化与验证集成体系和纺织机械数字化工厂相关技术；建立纺织机械智能工厂和智能车间，包括智能物流系统、智能加工系统、智能自动化装配一集纺织机械整机智能测试与质量控制系统，实现纺织机械制造系统的自动化和信息互联互通；建立面向纺织机械制造的大数据和云计算平台，对制造数据进行采集、管理、储存、挖掘分析。研发企业应用软件，具有在线监控、预防性维护、物流预测和智能决策等功能。

纺织机械质量管理与标准化工作

质量管理方面。建立企业质量保障体系，开展纺织机械智能制造基础通用标准、评价规范的研究。加强制造与装配现场的管理，加强装备制造过程中的质量监督与检验。加大技术改造投入力度，提高加工装备和质量检测仪器的技术水平和精度等级。提高行业质量监督水平，为企业提供包括标准宣贯、质量检测、咨询等全面质量服务。

标准化工作方面。完善纺机机械与附件领域的标准化体系，充实标准化工作人员队伍，提高标准制修订水平。标准化工作与纺织机械行业的发展密切结合，紧跟行业产品结构调整的步伐，起到促进纺织机械行业技术创新与规范行业竞争的作用。重点开展新型纺织装备的关键技术标准的制定。在跨领域新技术标准方面，开展纺织机械与附件社会团体标准的制定工作。

智能型服务机械人 篇7

人类发明各类机器和工具的主要目的是增强或延长人的体能和智能。

随着医疗、卫生和生活等等条件的完善, 人类的寿命在不断提高。因此, 无论是发达国家还是发展中国家都正在面临人口老化的问题。目前, 一个很大的社会需求是:如何利用高科技的手段, 来帮助老年人 (包括年长工作者) 更长久地维持独立的工作机会, 独立的生活机会, 和相对独立的护理康复机会。

关键技术:本项目的目的是设计、生产和提供能为老年人服务的智能机械人, 并成为全球首家在这一领域里的知名企业。它的产品主要有老年陪护机械人, 老年助理机器人, 老年助动机器人, 老年康复机器人。

合作方式:本项目对各种融资方案持开放态度, 如风险投资和政府投资。

工程机械智能冷却系统研究 篇8

目前,国内传统工程机械冷却装置大多采用普通冷却风扇,普通风扇通过皮带与发动机输出轴直接连接,不能根据被冷却温度变化调节转速,温度得不到有效控制,因此能耗很大,又不能满足温度部件的最佳温度工作区。少数工程机械冷却装置采用液压马达驱动的温控风扇,虽然可以根据温度进行调节转速,但受到液压驱动本身效率低,并且电设备冷却特性与传统机械冷却特性有所不同,很难同时满足所有各个部件处于最佳温度工作区。尤其是电传动工程机械,本身温度部件增加很多,如电机、电动机及各控制器等,各部件的温度参数直接影响其效率、安全等重要性能,各个温度部件的最佳温度工作区又不一样。

当前以低碳节能、绿色环保为经济主题,电传动工程机械冷却的高效性是节能降耗的重要指标。使用传统机械或液压驱动冷却风扇,无法满足电传动工程机械冷却的大负荷、高效率、低消耗的要求。随着智能化技术在工程机械上的应用,同时电传动工程机械容易得到电能资源,故本文设计了一种智能控制电驱动的温控风扇和泵独立冷却系统是节能降耗、提高冷却效率,满足各温度部件不同冷却要求的理想技术。

1 系统组成

工程机械冷却系统设计的合理与否会很大程度上影响其工作效率和寿命,因此,为保证各部件正常工作,必须对这些在高温条件下工作的部件加以冷却。电驱动工程机械的冷却系统与传统的工程机械有很大的不同,传统的工程机械冷却对象主要是发动机、变速箱、侧减速器和中冷器等机械热源部件,冷却液温度一般在100℃以上,使用的冷却系统基本上都是采用发动机自带水泵冷却发动机,液压系统冷却利用空气冷却。如图1所示,工程机械智能冷却系统装置由1辅助功率控制器、2独立电路温度传感器、3电源逆变器、4出水管路、5止回阀、6副水箱、7出水管路、8独立电路冷却器、9止回阀、10发电机、11作液压油冷器、12发动机、13水泵电机、14电动水泵和15止回阀等部件组成。

2 系统控制原理

工程机械中各热源部件工作温度不同,对冷却散热要求也不同,尤其是电子器件和工作液压油所需冷却温度较低,所以对辅助功率控制器、电源逆变器、发电机、工作液压油冷却器进行独立的冷却。

该智能冷却系统由电动水泵驱动冷却液循环,经过冷却管路连接的辅助功率控制器、电源逆变器、发电机、工作液压油冷却器串行循环,回到独立电路冷却器在冷却风扇的作用下对高温冷却液进行冷却。在辅助功率控制器冷却液出口和电源逆变器冷却液入口之间安装温度传感器,检测冷却液的温度状态信息,并将温度状态信息传递至发动机ECM,经过信号转换处理传递至水泵电机控制器来控制电动水泵驱动电机的转速,同时温控风扇转速满足不同工况下的冷却需要。采用集成式散热器,即独立电路冷却器、发动机散热器、空冷器三散热器一体并联安装,集中布置在冷却风扇的后侧,这样有利于强化低温冷却水路散热能力,保证低温电子部件在其许可温度范围内工作、可以提高冷却系统冷却效率,减小空间布置。

3 具体实施方式

如图2所示,工程机械智能冷却系统包括传统设备冷却回路和电设备冷却回路。两个冷却回路有独立的电扇、风扇执行电机、散热器、冷却泵、温度采集单元。

传统设备冷却回路实施方式:温度采集单元采集发动机水温、歧管进气温度、工作液压油温度信息,转化为数字信号上传CAN网络。根据分析结果调节PWM的输出的占空比,将PWM信息传给控制PWM放大级,通过PWM放大级控制电机和冷却泵;电机驱动风扇,吹散热器散失冷却液热量,降低冷却液温度;电泵使冷却液在管路里循环流动;通过调节控制器输出PWM的占空比就可以实现对风扇转速和冷落回路的流速的调节,即调节散热的快慢,满足传统设备的冷却要求。

电设备冷却回路实施方式:温度采集单元采集发电机水温、电动机水温、控制器及辅助电源水温信息,转化为数字信号上传CAN网络。之后的实施方式与传统设备冷却实施方式相同。

4 结语

本文研究的工程机械智能冷却系统,与传统机械或液压驱动工程机械相比,节能减排效果明显,尤其冬季的冷却控制可以借助自然温度冷却平衡,大大减少两个风扇运行量,实现节能目的,具有低碳绿色的经济与社会双重效益。智能控制的电机驱动独立冷却系统中的两个冷却回路独立安装,可以合理利用工程机械上的空间,导线布置比流体管路布置简单容易。

参考文献

[1]李淑廷.工程机械电液驱动智能冷却系统的研究.山东农业大学,2007(05)

机械设备的智能化设计 篇9

在经济发展的前提下,生产水平的提高及对机械设备的应用,使机械设备的智能化设计越来越受到社会和使用企业的重视。传统的机械设备虽在生产中占有较大比重,但随着生产水平越来越高的要求,传统的机械设备已经无法满足日益增长的生产需求。此时,智能化机械设备应运而生,并逐渐应用和占领了生产设备市场。智能化设备的设计和应用,不仅能够提高社会生产力,还具有提高生产水平、减少投入成本、减少人员投入等众多优势。因此,对于“机械设备的智能化设计”的研究,具有极大的现实意义。

1 机械设备智能化设计的意义

首先,设计智能化的机械设备,能够减少人员的投入,提高生产力。传统机械设备在使用中,一般需要投入的人员较多。生产线中,各个流程的人员都需要对机械设备进行操作,才能够保证产品的流水化生产。对于日益提高的生产原材料成本,机械设备使用中的人力增加,必然带来经济效益的减少。针对此种现状,设计智能化的机械设备就具有很高的市场价值。通过信息技术、通讯技术、网络技术,设计智能化的机械设备,从而使用较少的操作人员,对智能化机械设备进行操作,就能够达到完成生产的目的。这样就可以缩减人员使用,缩小投入的人力成本,提高生产力。

其次,将机械设备进行智能化设计,可以使机械设备的功能增多[1]。采用智能化的机械设备,不但能够符合单一生产的需要,还能够将其运用于其他产品生产中,从而进一步缩减人员投入。这样的机械设备才是当今生产中急需的设备,也是满足智能化需求的。

再次,设计智能化的机械设备,能够改善产品的精度。由于很多产品在传统生产时需要很多的人力进行操作,而人为操作必定会使产品与要求之间产生偏差。这些偏差无法用人工来弥补,因此将智能化机械设备投入到使用中,使机械取代人工操作,并利用智能化水平来控制产品的生产精细,才能够使生产的产品更加满足质量要求。简单的生产中尚且如此,对于精密的仪器生产,更需要智能化的设备操作[2]。同时,这样的智能化操作也会减少生产流程,大大缩短生产工期。

最后,智能化机械设备的设计与应用,是我国经济发展的必然趋势。我国机械设备的智能化设计与使用,起步相对较晚,而面对目前经济全球化的时代背景,生产从单一化向多元化方向发展,我国很多机械设备在使用中已经无法满足日新月异的经济发展需求。因此,只有设计智能化的机械设备,才能使生产逐渐向多元化方向转变,才能使生产得以创新,提高我国的生产水平,并逐步适应和追赶上国际经济的发展脚步。

2 机械设备在智能化设计中的要求

所谓智能化机械设备,即是在机械设备中加入电子信息技术、通讯技术和网络技术,使之在满足传统机械设备的设计要求上,更加满足智能化操作与使用需求。

2.1 改变传统机械设备结构

在进行机械设备的智能化设计时,要考虑传统机械设备的设计基础和特点,有针对性地对机械设备进行结构改造。因此,要对不满足智能化设计需求的传统设备材料进行更换和新材料的替代,并将电子信息数据处理技术理念和网络通信及远程操控技术理念运用到机械设备中,使之与传统机械设备相融合[3]。

2.2 将感应技术运用其中

将感应技术和数据信息传递技术应用在智能化机械设备的设计中。将感应设备添加在机械设备中,对生产中所涉及的场地、环境、气候等因素做出明确判断,才能更好地完成生产工作。正常情况下,在进行智能化机械设备操作时,利用设备中的信息采集功能,将生产中的数据信息及时、准确地传递给操作人员,操作人员根据内容进行生产前的分析工作,并操作智能化机械设备进行独立且自动化的生产操作,来完成生产要求。对于不满足施工要求的情况,则要进行中和分析[4]。例如:某网络工程公司在进行小区弱电系统施工中,采用了具有感应技术的智能化机械设备。由于在施工前对小区楼体构造和环境进行了数据分析,发现了该小区墙体薄、地下电力输送设备有浸水情况,并且分析出墙体材质会阻碍无线信号的传输。于是,根据施工成本、设备投入等综合方面考虑,该网络工程公司无法得到合同中相应的效益回报,因此取消了该工程的弱电施工合同,使网络公司避免了损失。这就是将感应技术运用于智能化机械设备设计中的优势。

2.3 采用机械故障检测并修复技术

对生产中出现的机械故障问题,智能化机械设备会做出有效的故障检测,并针对故障内容进行系统内故障排除和解决方案应对,从而进行机械设备的自我修复,并将问题通过信息采集系统传递给操作者。操作者再根据实际情况,对智能化机械设备做远程操控,解决因系统故障而无法得到有效修复的情况。

3 智能化的机械设备未来的发展形式分析

将信息技术、通讯技术和网络技术运用在机械设备的智能化设计中,使智能化机械设备成为可能,也使智能化设备在使用中创造出了很高的经济效益。在当今社会生产与发展中,智能化机械设备已经被较为广泛地应用于各行各业。根据未来发展的趋势,智能化机械设备还将进行诸多完善工作。

首先,在设计方面,将影像传输技术和语音传输技术应用于智能化机械设备中,使未来的机械设备拥有可视化的视频操作和语音识别功能,成为集众多本领于一身的智能化机器人。通过操作人员的语音,就可以完成机械设备的生产工作[5]。其次,在操作方面,未来的智能化机械设备操作更简便,这样会使操作人员对机械设备进行较快的适应和操作。最后,在设计中的材料应用方面,未来的智能化机械设备将采用更轻巧、便捷、环保的材料,如将纳米技术运用其中,不仅可以使机械设备的性能更好,还使设备制造免去了环境污染的困扰,一举多得。

4 结语

综上所述,在当前的新形势下,机械设备的智能化设计是社会发展过程中的必然产物。在机械设备的设计中,只有将信息技术、通讯技术、网络技术等融合到机械设备的设计中,才能生产出具有智能化的机械设备。虽然我国在智能化机械设备的设计和投入使用中还存在部分亟待解决的问题,但我们必然攻克机械设备设计中的难关,将机械设备的智能化得以更好地完善,才能促进机械设备的智能化发展,才能为我国的经济建设做出更为积极的贡献。

摘要：本文简述机械设备智能化设计的意义,提出机械设备在智能化设计时的设计需求,并进一步探讨机械设备的智能化设计及其在未来发展的趋势,旨在为机械设备能够更快、更好地投入生产,为我国经济的发展做出贡献。

关键词：机械设备,智能化,设计理念

参考文献

[1]李琪.机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势[J].山东工业技术,2016,(3):22-23.

[2]焦岩,张兆亮.机械设备的智能化设计[J].科技创新与应用,2016,(5):108.

[3]梁海东.基于智能化的机械设备设计[J].装备制造技术,2014,(8):272-273.

[4]农应斌.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技传播,2013,(2):65,51.

机械图字符智能识别方法研究 篇10

随着计算机技术的发展,人们已逐渐开始用计算机进行绘图。但是还存在着大量的手绘图纸以及以往留存下来的纸质图纸。这些图纸在生产制造中需要输入计算机,这样我们就面临怎么样输入的问题,一种方法是用作图软件重新绘制,另一种方法是设计实现一种智能识别系统自动输入到计算机中,为作图软件所利用。机械图纸中存在着各种各样的、交叉的线条及圆、圆弧等。图形的位置、宽度、形状等信息都不能丢失.另处还包含有标注信息各种符号等等[1]。本文针对机械图纸字符的特点提出了一种方法,能高速有效地理解机械图纸的字符。

2 机械图的字符组成和处理方法

机械图的字符主要分为三个部分:横线上的数字、圆圈中的数字、英文字符序列。进行识别的思想基本上是一致的,都是先找到热点区域,然后和已经生成好的模板进行匹配。其中如何寻找热点区域,稍有区别。

2.1 横线上的数字

对于寻找横线上的数字,其主要思想是找到可能的数字热点,并判断其下方是否有横线,其步骤是[2]:首先根据对数字的截图确定10个数字的大小,进一步确定进行扫描时扫描框的大小,例如,扫描框大小21*90对应于数字1,60*90对应于数字0、2、3...9,要求略大于相应字符。进行扫描时,确定可能是数字方法图如图1所示。

其中pix_1是指从(x+1,y+1)到(x+1,y+height)这一列像素和,pix_2是指从(x+1,y+1)到(x+width,y)这一行像素和,pix_3,pix_4,pix_5,pix_6的定义类似。其中width和height分别代表扫描框的宽度和高度。当扫描到(x,y)点时,如果pix_1>0,pix_2>0,pix_3=0,pix_4=0,pix_5=0,pix_6=0,则找到了一个可能的热点。接着对这个可能的矩形框热点区域进行裁剪,让矩形框尽可能恰好框住热点,当然如果此时的矩形框太小需淘汰(可以确定此时识别的不是数字),然后检测这个热点区域下方是否有直线,检测的方法是首先在这个热点区域下方画一个矩形框,然后裁剪矩形框,接着判断矩形框的宽度是否等于热点区域的宽度,高度是否大于0小于6。如果满足,则可以确定当前的数字是横线上的数字[3]。

2.2 圆圈中的数字

对于寻找圆圈中的数字,其主要思想是找到圆圈的圆心,其步骤是:为了确定圆心的位置,分别从八个方向来寻找圆圈的边界,分别是0度,45度,90度,135度,180度,235度,270度,315度,八个方向,如下图2所示,寻找圆圈边界的方法是:首先根据机械图的圆圈的大小以及圆圈中数字所在圆圈中的位置大致可以推测圆圈距离圆心多少像素,大约40到60左右。然后从40到60扫描,得出圆圈大致的半径。八个方向同理得到八个半径。然后对于这八个半径进行比较,如果相差很小,则说明找到了圆圈热点区域。

2.3 英文字符序列

对于寻找英文字符序列,其步骤是:首先根据对英文字符的截图确定10个数字和52个英文字母的大小,进一步确定进行扫描时扫描框的大小,例如一般字符38*60,大字符60*90,52*90,j为20*68,F为50*62,竖着的Q为66*48,个别的t为35*62,个别的f为28*62等等。要求略大于相应字符[4]。

根据扫描框大小进行扫描,找到英文字符热点区域的方法类似于2.1中找到数字热点区域的方法,然后再进行字符识别。

3 机械图字符的识别方法

字符识别要用到OCR识别思想[5,6],具体是进入OCR识别函数后,首先判断当前要识别的字符序列的方向,如果是竖着的,将其旋转90度,调整为横向。接着再将要识别的字符序列顺时针旋转90度,此时要识别的字符序列的方向变为竖着的,接着将当前的字符序列划分为首行和剩余行,然后将首行的一个字符逆时针旋转90度,接着将这个字符调整大小为45*80,与模板中的字符一一进行匹配,选择相关系数最大的即为当前字符识别出的结果。循环多次即可得到字符序列的识别结果。

以下图3字符序列english为例,由于已经是横向,不需调整,然后将其顺时针旋转90度,接着将english划分为首行e和剩余行nglish,接着将e逆时针旋转90度,调整大小为45*80,与模板中的字符一一进行匹配,选择相关系数最大的即为当前字符识别出的结果,假设此时已成功识别出e。然后对剩余行进行处理,同样对剩余行nglish划分首行n和剩余行glish,同识别出e类似可以成功识别出n,按照如此循环,最终可以成功识别出字母english。

对于圆圈中的数字的识别处理较为简单,当找到圆圈热点区域后,就可以开始对圆圈中的数字进行OCR识别,以最终确定热点区域的数字。

对于横线上的数字和英文字符序列的识别较为复杂一些,当找到热点区域后,虽然找到了单个数字或者一个英文字母热点区域,但是要得到一个数或者一个单词,一个句子,就需要将相近的热点连通,形成一个连通域,最终形成了很多个连通域。接着,依次提取连通域,确定连通域矩形框的大小,然后对矩形框中的热点区域进行OCR识别[7]。

4 结束语

根据上述的机械图字符的识别方法我们识别出来图纸上的三种字符并应用于实践工作中,识别的横线上的数字、圆圈中的数字、英文字符序列效果如图4、图5、图6。

摘要：分析了机械图字符的组成部分,特点以及智能识别图的知识,并提出了机械图字符智能识别的处理方法 ,给出识别算法。该方法成功应用于机械图字符智能识别中。

关键词：机械图字符,智能识别,算法

参考文献

[1]胡友兰、常明田等.工程图纸智能识别的分层理解模型[J].计算机工程,1998,24(12):50-55.

[2]CAOXUCJUN,HEZHIJUN,PANYUNHE.Autonlated Design of House-floor Layout with Distributed Planning.Computer Aided Design,1990,22(4):213.

[3]张树生.一种基于线的标号传播二值图象连通体快速检测方法[J].计算机研究与发展,1994,31(l:0)51-54.

[4]王慧.基于模板匹配的手写体字符识别算法研究[D].北京交通大学,2012:22-54.

[5王伟,马永强,彭强.SVM多类分类器在车牌字符识别中的应用[J].计算机工程与设计,2011,(9):3166-3169.

[6]陈进.车牌识别系统关键技术的研究[D].中国科学技术大学,2009:10-60.

智能机械 篇11

刘经南院士、中国农业大学汪懋华院士等来自农业科学、导航技术两大领域的专家学者跨界对话，在第14次金桥产业技术创新会议上展开“北斗 农业=精准农业”的议题。作为拥有数千年农业文明历史的大国，中国自主创新的北斗卫星导航系统正不断投入实用，我国农业生产方式也有望发生本质变化。比如，今后可能真的“没人种地”了。

美国主导的GPS全球定位系统，早已应用于精准农业。在农业高度自动化的条件下，农业生产机械接收卫星定位信号，在大田里循着既定路线自助耕作，甚至发展为智能化农机。刘经南认为，精准农业或者精密农业，对卫星定位精度的要求达到厘米级或分米级的水平。

目前，我国已成功发射20多颗北斗导航卫星，组网形成一个巨大星座。天上北斗加之北斗地基增强系统，已可以满足农庄厘米级、全国分米级、全球米级的高精度实时定位导航需求。借此引导，就可以实现大豆等作物“厘米精度”的播种、分米级精度的大田精细管理、米级精度的拖拉机数千公里跨区作业调度管理，达到精准农业、精密农业需求。

备受关注的无人驾驶车真正上路、形成无人车交通系统，可能还需假以时日；那么，大田里的无人农业机械车辆种地，则可能更早实现。刘经南认为，我国农业用车物联网，也就是农机车联网，正在走向人、车、路与环境的协同感知阶段。

“无人自主农机車将实现24小时不间断作业。”汪懋华院士也认为，农业机械自动导航技术，可支持夜间作业，大大减轻农事工作者的劳动强度。今后，晚上可以种地，农业机械的利用率也将随之大大提高。

上海市农业机械化管理办公室主任施忠表示，智能化农业机械，将成为“十三五”期间上海农业机械化发展的新亮点。目前，光明米业崇明生产基地已将沪上华测公司开发的自动导航系统用于小麦播种机；上海司南卫星导航公司生产的北斗导航支持系统，也在嘉定外闵基地试验。今后，上海将重点发展智能化农机在耕地整地、机械播种、开沟作埂等环节的应用，为进一步利用物联网技术实现精准控制打好基础。

智能机械 篇12

在加工过程中存在着以下问题: (1) 在线测量的困难, 包括传感器的选择、设计、最优定位、数据冗余引起的信息混乱, 传感器失效引起的混乱等; (2) 过程模型的不确定性, 包括参数的不可知性、状态变化的不确定性、信息的模糊性、多维信息的偶合性等使得控制性差; (3) 过程的快速性, 使实时控制难以实现等; (4) 系统处理多级信息反馈时的不稳定性。

智能制造技术实质上是智能控制在制造中的运用, 从控制理论观点来看仅表示可能运用的控制方法, 并不说明方法的因果或隶属关系。如果考虑到知识描述和信息集成, 则内容更为丰富。自适应控制方法往往选择作为智能机床控制的基本方法, 它可以根据加工条件的改变而自动改变参数, 实现最优过程控制。但是由于在线测量仪器及测量信息的不完备性和不可靠性, 以及复杂过程的物理模型的建模不淮确性, 使得自适应控制方法的应用受到很大的限制。人工智能无疑是智能制造技术最强有力的理论基础和技术手段。目前, 专家系统在一些有限领域中得到了成功的运用, 它可以为IMS提供知识获取、知识表示和知识利用的基本手段。

大多数人工智能系统都采用“产生式”系统结构。产生式系统是由数据库、规则库和推理机组成, 它方便地描述了问题求解过程。多层次的问题求解过程对应IMS中的多级控制结构最低层的目标级, 即对应于机床及生产设备的控制级。较高级的产生式系统解决较低级产生式系统中的状态描述、操作改变以及规划或策略选择等问题, 间接影响目标问题的求解。

在加工过程控制级, 目前专家系统常常只用于一些简单的控制算法、状态辨识算法的监督和监控, 用以提高算法的可靠性、安全性或柔性。该专家系统用于加工过程控制的两种操作模式: (1) 控制模式选择型; (2) 自适应修正型。

机械系统的状态监控是智能制造系统的重要研究内容。对制造系统而言, 状态监控主要有刀具破损和磨损状态检测、工序过程监视、机床运行状态监视、机床状态监控、加工精度监控等内容, 下边对一些检测内容和方法加以简单介绍。

加工过程工件的监视项目有:工序监视 (是否为所要求的加工) 、工件监视 (是否是规定的加工件) 、工件安装位姿监视 (是否进入正确安装的位姿) 、尺寸与形状误差监视、表示粗糙度监视等。工序监视、工件监视和工件安装位姿监视多采用机器视觉或光视方法, 工序监视也有用噪声等监视法的。尺寸与形状监视法有直接与直接测量法两类, 长度尺寸测量是位移测量的一种, 位移测量可以采用各种位移传感器, 如变阻器式、差动变压器、电容式、涡流式、同步机、计量光栅、激光比长仪等, 这些传感器均可进行连续位移测量。现代数控机床上一般配有专用测量头, 也可进行长度测量。形位公差一般采用离线方式在专用仪器上进行。表面粗糙度一般多采用光学法测量为主, 光学法的优点是检测信号的获取可不直接接触被测表面, 易于快速检测, 识别能力强, 但现场干扰大, 多采用激光来测量。

机床的可靠运行是加工系统稳定、实现高生产率的前提。机床的动态精度直接影响加工精度。

(1) 驱动系统的监控。采用高分辨率的检测传感方法与装置监视机床运动位移, 并以位移误差作为反馈控制信号经伺服驱动系统进行反馈补偿, 减小或消除位移误差。

(2) 主轴轴承与主轴回转部件监视与控制。主轴回转误差对工件圆度和孔系同轴度影响很大。主轴轴承与主轴轴系的监视方法有:轴承寿命监视—振动法、声发射法、扭矩法等;圆度监视与控制——静压空气支承/涡流传感器或激光扫瞄, 电感或电容传感器及码盘/微型计算机控制下的伺服机构;热变形监控—应变片/温度补偿系统;同轴度监视—激光同步扫描孔系中的各孔, 利用微机求解同抽度。高精度空气支承主铀的监控系统分辨率可达纳米级, 主轴回转误差控制在0.05m以内。

(3) 机床状态监视。机床工况监视的检测传感参数包括:主轴或进给电动机的电流、电压、功率、力/扭矩、转速、振动、温度、接触或接近、切削液流量等。通过这些参数集中的元素传感可实现功率过载监视、切削力监视、颤振监视、刀具一工件或机床运动部件与其他部件碰撞监视、切削液控制等, 并可在此基础上实现自适应控制。另一种分法, 是把颤振监视、碰撞监视、切削力/扭矩监视归入切削过程监视。

(4) 精度监视与控制。加工误差可以由加工机床误差 (几何误差、位移误差与伺服进给系统误差) 、刀具误差 (切削刃磨损、刀具调整误差、刀具弹性与热变形误差) 、工件/夹具误差 (定位与装夹误差、工件/夹具弹性与热变形误差、工件材质不均匀性) 组成。此外, 在精度监视中还要考虑环境条件、系统运行工况和检测系统等项误差。对于机床自身的几何误差 (又称原始误差) 、静态力变形 (如自重和稳态切削力等引起的) 和动态误差 (运动不平稳性、热与动态力的影响) , 一般采用误差的硬软件补偿法进行补偿, 实现误差控制。加工误差的监控采用实时过程监测与反馈修正法和循环中检测法。实时过程监测法在加工过程中对试件或工件的尺寸、形状与位置误差直接进行实时监测, 根据监测结果由计算机系统求出误差值, 进行反馈修正。循环检测法包括工序前与工序后检测, 即在线或在机对刀具磨损、工夹具与工件位置进行检测, 保证工件坐标原点精度和加工余量的合理分配 (工序前测量) 和在加工工序完成后离线测定加工精度指标, 反馈给NC系统进行修正, 防止继续出现废次品或不合格的精度项目。

摘要：制造技术包括人类对制造过程的行为认识, 以及对解决制造问题各种方法的认识等。而随着科学技术的进步, 制造技术也与时俱进的发生着变化, 智能制造系统就是其表现之一。本文主要论述智能制造技术机械系统及其重要研究内容机械系统的状态监控。