先进制造技术文献综述详解
先进制造技术研究综述及发展
先进制造技术研究综述及发展崔海波工程技术学院 2012级机制5班摘要：本文对先进制造技术作了概述，分析了其产生的背景，指出其内涵与特征，介绍其当前的一些研究热点，比如现代集成制造、智能制造、绿色制造、虚拟制造、网络化制造、云制造等，并且分析了先进制造技术发展趋势，最后对先进制造技术的前景进行了展望。
关键词：AMT 概述内涵特征先进制造模式发展趋势0 前言制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,在国民经济建设、社会进步、科技发展与国家安全中占有重要战略地位,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%～55%。
世界各国经济实力的竞争,主要是先进制造技术的竞争,其竞争能力又体现在所生产产品的市场占有率上。
随着经济的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术(advanced manufactuing technology,简称ＡＭＴ)的研究。
[1]1 ＡＭＴ的概述ＡＭＴ,往往用ＡＭＴ来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。
具体地说,ＡＭＴ是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果,并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
与传统的制造技术相比,当代的ＡＭＴ以其高效率、高品质和对于市场变化的快速响应能力为主要特征。
[2]ＡＭＴ是生产力的主要构成因素,是国民经济的重要支柱。
它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务,成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的“土壤”。
尤其是一些尖端科技,如航空航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等技术的出现和发展,如果没有ＡＭＴ作为基础,是根本不可能的。
2 先进制造技术的内涵及特征2.1先进制造技术的内涵先进制造技术是美国于20世纪80年代末期提出的，其根本原因在于其国家竞争力的不断减弱，贸易逆差过大，许多原来占优势的产品都在竞争中败于日本。
论先进制造技术
论先进制造技术摘要：本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。
关键词：先进制造技术；优势；应用前景先进制造技术产生的背景20世纪80年代末，美国首先提出了先进制造技术(Advanced Manufacturing Technolo-gy，AMT)的新概念。
长期以来，美国政府只对基础研究、卫生健康、国防技术等给予经费支持，而对产业技术不予支持，主张产业技术通过市场竞争，由企业自主发展。
20世纪70年代，一批美国学者不断鼓吹美国已进入后工业化社会，认为制造业是夕阳工业．主张经济重心由制造业转向高科技产业和第三产业。
其结果导致了美国在经济上竞争力下降，贸易逆差剧增，日本家电、汽车大量涌人并占领了美国市场。
1988年，美国政府开始投资进行大规模“21世纪制造企业战略”研究，并于其后不久提出了先进制造技术发展目标，制订并实施了先进制造技术计划(ATP)和制造技术中心计划(MTC)。
1991年，白宫科学技术政策办公室发表《美国国家关键技术》报告，重新确立了制造业的地位。
1993年，克林顿在硅谷发表题为《促进美国经济增长的技术——增强经济实力的新方向》的演说，对制造业给予了实质性强有力的支持。
美国在实施上述两项计划后，取得了显著效果。
20世纪90年代，美国经济空前繁荣，失业率降低到历史最低水平，并提出了一系列先进制造技术的新理论、新思想，如并行工程(CE)、精良生产(LP)、敏捷制造(AM)、虚拟制造(VM)等。
这一切均得益于对制造业的正确认识，以及制造技术的提升和制造业的。
先进制造技术发展的趋势先进制造技术发展的趋势可归纳为“数”、“精”、“极”三点。
“数”就是“数字化”。
“数字化”不仅是“信息化”发展的核心，而且也是先进制造技术发展的核心。
信息的“数字化”处理同“模拟化”处理相比，有着3个不可比拟的优点：信息精确，信息安全，信息容量大。
数字化制造就是指制造业的数字化，它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和。
先进制造技术概述（共5篇）
先进制造技术概述（共5篇）第一篇：先进制造技术概述加工过程监控和传感器技术作业先进制造技术概述一、先进制造技术含义和特征先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是传统制造业不断地吸收机械、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想经济效果的前沿制造技术的总称。
先进制造技术的主要特征：⒈ 先进制造技术不是一项具体的技术，而是一项综合系统的技术。
⒉ 先进制造技术的先进性是建立在不断地汲取其他相关领域新技术的基础上的，是动态的、相对的。
⒊ 创新是先进制造技术的灵魂，并贯穿于制造全过程（产品创新、生产工艺过程创新、生产手段创新、管理创新、组织创新及市场创新）。
⒋ 技术与管理的结合是先进制造技术的一个突破，对市场变化做出更敏捷的反应及对最佳技术经济效益的追求，使先进制造技术十分重视生产过程组织管理体制的合理化和最佳化。
⒌ 市场和工业界的需求是先进制造技术的出发点与归宿，是先进制造技术的动力和目标。
先进制造技术成果的成败取决于生产检验，企业是先进制造技术的创新主体。
二、先进制造技术研究热点目前国内外对先进制造的研究主要有以下几个方面：纳米技术。
纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。
纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、微观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术已经引发一系列新的科学技术。
精密、超精密加工。
精度为3～0.3μm，粗糙度为0.3～0.03μm的叫精密加工。
精度为0.3～0.03μm，粗糙度为0.03～0.005μm的叫超精密加工，或亚微米加工。
浅谈先进制造技术
浅谈先进制造技术浅谈先进制造技术摘要：先进制造技术AMT(AdvancedManufacturingTechnology)是集机械，电子，信息，材料，能源和管理等各项先进技术而发展起来的高新技术，它是发展国民经济的重要基础技术之一。
先进制造技术的一个重要发展趋势是工艺设计从经验判断走向定量分析，其方法就是将数值模拟技术与物理模拟和人工智能技术相结合，确定工艺参数，优化工艺方案，预测加工质量，使生产过程从“理论-实验-生产”转变为“理论-计算机模拟-生产”。
关键词：先进制造技术，内涵，特点，发展趋势一、引言先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Technology)是集机械，电子，信息，材料，能源和管理等各项先进技术而发展起来的高新技术，它是发展国民经济的重要基础技术之一。
先进制造技术是制造业为提高竞争力以适应时代的要求而形成的一个高新技术群，经过发展，已形成了完整的体系结构。
先进制造技术是当今生产力的主要构成因素，是国民经济的重要支柱。
论文大全。
它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务，成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的重要手段。
尤其是一些尖端科技，如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等等技术的出现和发展，如果没有先进制造技术作为基础，是不可能实现的。
二、先进制造技术的起源“先进制造技术”一词源于美国。
二战结束之前的制造技术，可以统称为传统的制造技术，美国制造业在第二次世界大战以后，在当时的国际环境背景下得到了空前的发展，并形成了一支强大的研究开发力量，强调基础科学研究的重要性，忽视制造技术的发展。
至20世纪70年代，随着日、德经济的恢复，美国制造业遇到了强有力的挑战，汽车业等行业的霸主地位，遇到了强有力的冲击，出口产品的竞争力大大落后于日、德，美国经济滞胀，发展缓慢。
而日本在过去几十年内不断主动地采用制造新技术，已使其成为制造业公认的世界领袖。
先进制造业文献综述
先进制造业文献综述先进制造业文献综述［摘要］在产业转型问题研究中，“先进制造业”是出现频率非常高的一个提法。
本文综述国内外有关文献，对此进行一些探讨，从国内外学者对先进制造业的界定、先进制造业评价指标和评价方法、国内外先进制造业发展战略研究和相关启示这几个方面梳理理论研究成果。
并得出先进制造业发展本质上体现的是传统产业的升级换代和科学技术的创新发展，工业化和信息化融合共生贯穿先进制造业发展全过程。
［关键词］先进制造业评价指先进制造业战略1.研究背景我国制造业从2011 年开始超过美国成为了世界第一制造大国，但还远不是制造强国。
主要表现为创新能力不强。
我们传统粗放的制造模式已逐渐丧失优势，以先进技术为生产手段是未来制造业发展的必然趋势，面临制造业的转型升级，我们需要努力争夺先进制造业的制高点，《中国制造2025》也确立了我国对制造业发展的目标和决心。
2.先进制造业相关界定国内多数学者认为应该从多个方面对先进制造业的概念进行界定。
王志华（2005）等认为，先进制造业是指采用先进制造技术和现代先进管理模式，具有良好经济效益与社会效益，能够促进产业结构优化与升级，有利于可持续发展与循环经济，体现新型工业化方向的制造业。
黄烨菁( 2010)指出，先进制造业并不是在现有产业划分标准下新设一个行业类别或者按照新分类标准划分一个新行业群体，而是借助制造技术创新，以价值链组织方式的重塑为载体的新型要素筹供与配置方式，这个新型的生产组织方式体现了当代制造业在专业化分工深化以及新型创新方式进程中的发展方向。
原磊和王加胜( 2012)认为，先进制造业不仅仅体现在制造技术的先进性上，更重要的是制造模式和经营管理水平的先进性。
从这些学者对先进制造业的界定中可以看出先进制造技术和先进管理模式是发展先进制造业的重点。
对于先进制造业的界定，国外的不少专家也提出了自己的观点，比如：奥地利的经济学者约瑟夫?熊彼特( 1912)就先进装备制造业发表了他的看法，他提出了创新这个要素是先进装备制造业中必须要有的一个重要因素。
先进制造技术综述完成版
先进制造技术综述摘要：从提出“先进制造技术”概念的国际背景入手,综述了先进制造技术的内涵和特点,强调了先进制造技术在我国现代装备制造业中的重要作用并提出了我国机械工业发展先进制造技术应采取的对策。
关键字：先进制造技术;现代装备制造业；应用；对策一、先进制造技术的提出背景没有制造业,就没有工业;没有先进制造技术,就没有现代装备制造业；没有强大的与高科技相应的现代装备制造业,就不可能有独立自主的现代工业。
科学技术进步和社会需求个性化、多样化的发展,使现代制造业市场出现了前所未有的买方化、国际化的大趋势,传统的制造技术和制造模式已无法适应现代制造环境的严峻挑战。
20世纪70年代,美国许多学者提出美国已进入“后工业化”社会,力图把经济发展的重心从制造业转向服务业等第三产业。
导致了美国科技优势和经济竞争力的衰退。
在某些工业领域诸如家电、汽车和机器人等产品方面的市场竞争力一度明显下降,并有相对落后于日本和德国等国家的危险趋势。
20世纪90年代初开始,克林顿政府发起了振兴美国经济计划,突出了现代装备制造业的支撑作用,强调了技术创新及其成果转化,提出了增强产品市场竞争力的关键是发展“先进制造技术”(Advanced Manufacturing Technology,简称AMT)的新观点和新概念。
之后,白宫科技政策办公室发表的国家关键技术报告中有四项涉及先进制造技术领域,即柔性计算机集成制造、智能加工设备、毫纳米级制造、系统管理技术。
面对21世纪国际经济竞争日益激烈的形势，美国、日本、西欧、新加坡等发达国家和地区以及部分新兴工业国都把需投入大量资金的先进制造技术及其系统的开发列为国家的重点发展领域。
美国政府投入14亿美元研发经费将先进制造技术作为1994年度重点扶持的科技领域;1996年用于制造业的生产技术设备更新投资高达3420亿美元;欧共体在1991-1994年期间投入74亿美元研究开发先进制造技术;日本在1986-1993年期间用于制造业的技术设备更新和工艺改造投资达3万亿美元。
先进制造技术文献综述详解
摘要：介绍了电火花加工控制涉及的主要问题及放电状态检测方法。
详细论述了近20年来自适应控制、模糊控制、神经网络控制、遗传算法、专家系统、混合智能控制等在电火花加工中的研究状况.对电火花加工过程中控制变量的优化及过程监测与控制等进行了讨论,就控制技术在电火花加工中的发展趋势进行了展望。
关键词：电火花加工；自适应控制;模糊控制;人工神经网络控制；混合智能控制一、前言经过半个多世纪的研究和开发,电火花加工已成为制造业中一种重要的加工手段，在机械、宇航、电子、仪器、轻工、汽车等领域获得了广泛的应用。
然而,电火花加工过程是一个典型的非线性过程［1］，影响加工过程的因素很多，其中主要是电源参数和伺服运动参数。
电源参数主要包括开路电压、电流、脉冲宽度、脉冲间隔、间隙平均电压、电极放电时间周期等;伺服运动参数包括电极抬刀周期、电极抬刀高度和抬刀速度等；还有其他因素如：工件材料、放电点分布情况、加工深度、电介质浓度、有无冲油等.这些因素相互影响、相互制约,造成了电火花加工过程控制的复杂性。
二、正文本文将介绍电火花加工涉及的主要控制问题和目前的状态检测技术，然后分别叙述6种控制方式(自适应控制、模糊控制、神经网络控制、遗传算法、专家系统、混合智能控制)在电火花加工过程中的应用情况。
1 电火花加工控制技术1.1 电火花加工中的主要控制问题控制对电火花加工质量的优劣一直起着举足轻重的作用，电火花加工过程需解决的主要控制问题有［2]：(1)为了形成有效的放电脉冲,工具电极和工件被加工表面之间必须保持一定的放电间隙，故需控制极间间隙的伺服运动.(2)要形成稳定、高效的电火花加工,火花放电必须为瞬时的脉冲性放电,故电火花加工必须采用脉冲电源。
而脉冲电源的各参数（如:极性、脉宽、脉间、电流幅度)与加工状态及加工速度、加工表面粗糙度、侧面间隙、电极损耗率等加工效果有着密切的联系。
因此,控制脉冲电源的各参数是电火花加工控制的一个重要组成部分.(3)电极的往复抬刀运动及其运动周期对排屑和维持电介质浓度起着关键作用.因此,要形成稳定、高效的电火花加工,电极运动的伺服参数也是电火花加工控制的一个重要组成部分。
先进制造技术论文格式范文（2）
先进制造技术论文格式范文(2)先进制造技术论文格式范文二：先进制造技术及发展趋势[摘要] 论述了先进制造技术的内涵，指出了先进制造技术发展趋势。
[关键词] 先进制造技术信息竞争产品发展趋势一、引言世界各国间的经济竞争，主要体现在机械制造技术为代表的竞争上。
面对激烈的市场变化和技术竞争，经济发达国家都把制造业作为本国的经济支柱，不断调整其发展战略和政策方针。
先进制造技术正是制造业适应时代要求提高竞争力，对制造技术不断优化推陈出新形成的。
二、先进制造技术及其内涵先进制造技术(ATM)这一概念是美国上世纪80年代末期提出来的，很快日本、西欧各国及亚洲新兴工业国家就相继做出响应，纷纷将先进制造技术的研究和开发作为国家的高新技术和优先发展项目。
1.先进制造技术定义先进制造技术是制造业不断吸取机械、电子、信息、材料、能源，以及现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务等生产制造的全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，以及取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
在不同的国家、不同的发展阶段，先进制造技术有不同的内容及组成。
我国目前属于先进制造技术范畴的技术是一个三层次的技术群(见下图)，三层次都是先进制造技术组成部分，但其中每一个层次都不等于先进制造技术全部。
2.先进制造技术的分类根据先进制造技术的功能和研究对象，可将其技术归纳为以下五个大类。
(1)现代设计技术现代设计技术包含：①现代设计方法。
包括有模块化设计、系统化设计、价值工程、模糊设计、面向对象的设计、反求工程、并行设计、绿色设计、工业设计等。
②产品可信性设计。
可信性设计包括可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、健壮设计、维修设计和维修保障设计等。
③设计自动化技术。
包括产品的造型设计、工艺设计、工程图生成、有限元分析、优化设计、模拟仿真、虚拟设计、工程数据库等内容。
(2)先进制造工艺先进制造工艺是先进制造技术的核心和基础，是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。
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摘要：介绍了电火花加工控制涉及的主要问题及放电状态检测方法。
详细论述了近20年来自适应控制、模糊控制、神经网络控制、遗传算法、专家系统、混合智能控制等在电火花加工中的研究状况。
对电火花加工过程中控制变量的优化及过程监测与控制等进行了讨论,就控制技术在电火花加工中的发展趋势进行了展望。
关键词:电火花加工;自适应控制;模糊控制;人工神经网络控制;混合智能控制一、前言经过半个多世纪的研究和开发,电火花加工已成为制造业中一种重要的加工手段,在机械、宇航、电子、仪器、轻工、汽车等领域获得了广泛的应用。
然而,电火花加工过程是一个典型的非线性过程[1],影响加工过程的因素很多,其中主要是电源参数和伺服运动参数。
电源参数主要包括开路电压、电流、脉冲宽度、脉冲间隔、间隙平均电压、电极放电时间周期等;伺服运动参数包括电极抬刀周期、电极抬刀高度和抬刀速度等;还有其他因素如:工件材料、放电点分布情况、加工深度、电介质浓度、有无冲油等。
这些因素相互影响、相互制约,造成了电火花加工过程控制的复杂性。
二、正文本文将介绍电火花加工涉及的主要控制问题和目前的状态检测技术,然后分别叙述6种控制方式(自适应控制、模糊控制、神经网络控制、遗传算法、专家系统、混合智能控制)在电火花加工过程中的应用情况。
1 电火花加工控制技术1.1 电火花加工中的主要控制问题控制对电火花加工质量的优劣一直起着举足轻重的作用,电火花加工过程需解决的主要控制问题有[2]:(1)为了形成有效的放电脉冲,工具电极和工件被加工表面之间必须保持一定的放电间隙,故需控制极间间隙的伺服运动。
(2)要形成稳定、高效的电火花加工,火花放电必须为瞬时的脉冲性放电,故电火花加工必须采用脉冲电源。
而脉冲电源的各参数(如:极性、脉宽、脉间、电流幅度)与加工状态及加工速度、加工表面粗糙度、侧面间隙、电极损耗率等加工效果有着密切的联系。
因此,控制脉冲电源的各参数是电火花加工控制的一个重要组成部分。
(3)电极的往复抬刀运动及其运动周期对排屑和维持电介质浓度起着关键作用。
因此,要形成稳定、高效的电火花加工,电极运动的伺服参数也是电火花加工控制的一个重要组成部分。
(4)火花放电必须在具有一定绝缘性能的电介质中进行。
因此,电介质的参数(如压力、流量、过滤程度等)对加工过程的影响就必须考虑,故须对这类非电参数加以控制。
1.2 放电间隙状态的检测要做到适应性地调整电火花加工中的电源参数和伺服控制系统,使加工处于稳定、最佳的状态,首先必须正确地检测加工间隙中的放电脉冲,判别电火花加工放电状态[3]。
这是电火花加工控制系统首要解决的关键问题。
1.3 自适应控制众所周知,电火花加工普遍存在加工过程不稳定、易拉弧烧伤工件表面的现象,尤其在中小规准的加工及深盲孔加工中特别突出,妨碍了电火花加工技术的广泛应用。
电火花加工的自适应控制就是基于这类情况被提出来的,学者们就此课题展开了广泛的探究。
比利时鲁文大学的学者通过对自适应控制在电加工中的应用基础和所产生的经济效益的详细阐述,总结了CIRP成员及设备生产商已经建立的ACC系统和ACO系统,展现了ACO系统在参数优化方面较传统控制策略的优势。
Rajurkar等[4]从理论和实验角度分析了已有电火花加工伺服机制,描述了电加工的随机模型,应用自适应控制提出了一种新型的自调节伺服控制器;他们还提出一种多输入模型,通过描述放电间隙平均反馈电压、火花频率和工作台进给率之间的关系,在线估计工件高度来优化火花频率,通过实验证明了自适应控制系统能提高辨识工件高度的稳定性和精度。
周明等[5]通过分析电火花加工过程的线性和非线性特征,利用替代数据法和相空间重建技术中的非线性交互预测法,证明了电火花加工过程的确定性非线性和可预测性。
基于此,建立了描述电火花加工过程的线性时变模型,并据此模型开发了以电极抬刀周期内的电极放电时间为调节参数的自适应控制器。
与开环控制加工相比,其加工效率提高近一倍,加工过程更稳定。
王津等以电极抬刀高度和放电加工时间为调节参数,利用/登山寻优法对其进行寻优,提出了一种新的自适应控制策略,该策略在保证模具表面粗糙度和精度的同时,提高了加工效率。
1.4 模糊控制自从美国加州大学的Zdahe教授在1965年发表的著名论文5Fuzzy sets6中提出模糊集合理论以来,模糊理论得到了迅速发展。
模糊控制技术是应用模糊集合理论、模糊语言变量及模糊逻辑推理进行综合考虑的一种计算机数字控制方法,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题,其研究对象常存在严重的不确定性(模型未知或知之甚少、模型结构和参数在很大范围内变化)及非线性。
由于电火花加工过程是一个复杂的、带有一定随机干扰的确定性非线性的过程,故将模糊控制应用在电加工中是顺理成章的,近20年来国内外的学者们做了大量的探究,并产生了不少商业化的应用。
1.5 神经网络控制人工神经网络是一种新兴技术,利用计算机对人类大脑的功能进行简单抽象和模拟,具有信息分布式存储、大规模自适应并行处理、高度容错性等特点,适合解决复杂的非线性问题。
而电火花加工正是这种具有非线性的系统,难以用具体的数学表达式来描述加工的工艺规律。
赵万生等[6]以峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔、抬刀时间和加工时间为输入参数,以加工速度和表面粗糙度为输出参数,利用人工神经网络建立了电火花加工工艺模型。
经过与实验数据的比较,该模型能预测出给定条件下的加工速度和表面粗糙度。
Liao和Yan等[7]建立了一个8-9-2前馈反向传播神经网络,利用该网络进行工件高度的在线估计,得到的估计值被所提出的规则使用。
根据该规则得到的结果,伺服电压和功率设置可做出相应的调整以适应工件轮廓,达到了稳定和优化加工过程的目的。
肖伟杰等在样本数据的基础上,采用RBF神经网络建立电火花线切割加工的工艺模型,该模型切割速度最大预测误差为9.2 %。
孙悦等基于BP 神经网络模型对用电极(铜)一材料(模具钢NAKS0)的电火花加工系统的一组参数进行了优化。
计算结果表明,减少输入层神经元的数量可加快收敛速度,但计算精度将受到影响。
若保持隐层结构,仅由不同训练函数的学习结果改变权系数(映射)实现网络结构优化,则可能较好地预言加工效果。
1.6 遗传算法遗传算法是由Holland教授于1975年提出的。
它借鉴了达尔文的进化论和孟德尔的遗传学说,其本质是一种高效、并行、全局搜索的方法,能在搜索过程中自动获取和积累搜索空间的知识,并自适应地控制搜索过程以求得最优解。
遗传算法不依赖于问题的具体领域,对问题的种类有很强的鲁棒性,所以广泛应用于函数优化、计算机科学、人工智能、信息技术及工程实践。
往复走丝电火花线切割加工是我国独创的电火花加工技术,其机床结构简单、生产成本和使用成本低、易实现大厚度切割,但较低的加工精度限制了其广泛的应用,而解决此问题的方法是进行多次切割。
哈尔滨工业大学的研究人员[8，9]通过设计正交试验确定影响较大的因素后,对其进行单因素试验,然后根据最小二乘法建立影响较大因素的方程,最后使用遗传算法分析了可获得最佳表面粗糙度的加工参数。
此外,还通过设计正交试验,从电参数与非电参数方面分析了各因素对加工精度的影响,确定影响较大的因素后,对其进行单因素试验,然后用MATLAB等工具对实验数据进行拟合得到目标函数,通过遗传算法优化目标函数,从而得到加工效果和加工精度都较佳的加工参数,最后得到了实验的验证[10]。
1.7 专家系统专家系统是指能在某特定领域内,以人类专家的水平去解决该领域中技术问题的计算机问题求解系统。
它能在特定领域和范围内,运用领域专家的专门知识和推理能力,解决在通常情况下难以处理的问题,故专家系统又称为知识库专家系统或知识基系统。
通常,一个以规则为基础、以问题求解为中心的专家系统,主要包括知识库、推理机或推理机制、综合数据库、解释接口或人机界面及知识的获取等5个部分[11]。
专家系统的强大功能使其非常适合应用在电火花加工机床的控制中。
Dekeyser等基于脉冲检测和线切割热模型,建立了一个线切割专家系统,减少了断丝,提高了机床的自动化水平。
此外,还针对电火花线切割加工中切割速度慢、加工精度低、工件表面质量差等问题,建立了一个基于知识的专家系统。
赵万生等[12]结合电火花加工的工艺规律和专家系统的特点,对专家系统在电火花加工中的应用进行了深入分析,并对电火花加工自动编程专家系统的开发方法与策略进行了研究。
孙利生等分析了影响电极损耗的因素,讨论了智能电流波形发生器和加工面积在线识别的原理,提出了基于加工面积在线识别和工艺知识库的电极损耗专家控制器。
1.8 混合智能控制上述各种控制技术在电火花加工过程中的应用并不是相互独立的,由于各自都存在着自身无法克服的缺陷,采用单一控制方式很难获得满意的控制效果。
因此,相互间取长补短,在充分发挥自身优势的同时,通过相互结合取得联合增值效应,就成了必然趋势。
对此,国内外学者进行了广泛研究。
1.8.1 广义自适应控制自适应控制需要准确的数学模型,而电火花加工放电规律是极其复杂、无法用准确数学模型去描述其放电机理和规律的,因此把其他控制技术引入电火花加工过程的自适应控制中,以弥补自适应控制无法准确建模及参数耦合问题[13]。
1.8.2 模糊神经网络控制(神经模糊控制)对于神经网络来说,知识抽取和知识表达较困难,而模糊信息处理方法对此却很有效;另一方面,模糊推理很难从样本中直接学习规则,且在模糊推理过程中会增加模糊性,但神经网络却能进行有效的学习,并因采用联想记忆而降低模糊熵[14]。
罗元丰等[15]给出了一种神经模糊控制算法,其中模糊推理部分由22-50-11的三层BP神经网络构成,该控制器在中、粗规准加工时可明显提高加工效率。
Yan等基于模糊控制建立了一个分层自适应控制系统,该系统基于提出的8-9-2三层BP神经网络所估计的工件高度来进行加工参数的优化,并给出参考目标值,实验表明所建立的系统是有效的。
Be-hrens等提出了一个神经模糊间隙控制器,实现了放电间隙的自适应控制。
崔红阐述了常规模糊神经网络在设计过程中仍然存在的两方面问题,即初始模糊模型的确定和模糊神经网络大都不具备反馈结构。
针对这两方面的问题,提出了一种改进的关系聚类方法和一种综合改进的递归补偿模糊神经网络。
基于此,建立了电火花加工工艺效果预测模型,实现了指定加工条件下的工艺效果预测,得到了良好的预测精度。
1.8.3 基于遗传算法的神经网络系统神经网络易陷入局部极小、收敛速度慢,而遗传算法具有很强的全局搜索能力,且具有并行运算的特点,优化速度很高,适用于实时系统参数的优化。
因此,将遗传算法应用于神经网络,可优化其结构,提高其收敛速度。