機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

李本冬

（淄博市機(jī)關(guān)事業(yè)社會(huì)養(yǎng)老保險(xiǎn)管理處，山東 淄博 255036）

機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

李本冬

（淄博市機(jī)關(guān)事業(yè)社會(huì)養(yǎng)老保險(xiǎn)管理處，山東 淄博 255036）

以機(jī)電一體化技術(shù)為核心，在分析機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上，探究機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用。

機(jī)電一體化技術(shù)；智能制造；運(yùn)用；途徑

社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)體系的完善與優(yōu)化，同時(shí)提出智能制造的時(shí)代化建設(shè)要求。這就凸顯出機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值與意義，在實(shí)際使用中，借助機(jī)電一體化技術(shù)可以將電子和機(jī)械有效的結(jié)合在一起，提高機(jī)械設(shè)備管理的智能化水平，進(jìn)而達(dá)到智能制造的最終目的。從智能制造的角度上看，智能制造系統(tǒng)由智能制造控制程序與智能制造技術(shù)構(gòu)成，作為社會(huì)工業(yè)化運(yùn)行主體，可以有效提高工業(yè)生產(chǎn)的人性化與智能化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制與監(jiān)督，提高生產(chǎn)水平。對(duì)此，在這樣的環(huán)境背景下，探究機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的運(yùn)用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 機(jī)電一體化技術(shù)的主要特征

1.1 整體結(jié)構(gòu)最優(yōu)化

在傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品中，要想增加使用功能或者是控制規(guī)律，就要以增加機(jī)械機(jī)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)，像一系列齒輪構(gòu)成的變速箱，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)變速；為了控制機(jī)床走刀軌跡而研發(fā)的靠模等，這也是較為直接的技術(shù)方式。但在電子技術(shù)不斷發(fā)展的今天，齒輪變速箱轉(zhuǎn)化為變頻調(diào)速電子裝置，而機(jī)床走刀規(guī)律完全可以依靠計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行控制或是調(diào)節(jié)，綜合機(jī)械、電子、軟件以及硬件等方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)最優(yōu)化。

1.2 系統(tǒng)控制智能化

系統(tǒng)控制智能化作為機(jī)電一體化技術(shù)的顯著特征，其智能化發(fā)展是傳統(tǒng)機(jī)械制造的一大革新，改變傳統(tǒng)機(jī)械人工操作方式，打破復(fù)雜而又單調(diào)的工作情況。系統(tǒng)控制智能化通過(guò)電子控制系統(tǒng)，根據(jù)事前預(yù)定的程序逐一協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)動(dòng)作和功能之間的關(guān)系，進(jìn)而賦予機(jī)電一體化系統(tǒng)自動(dòng)化檢測(cè)、信息處理、修改、診斷以及記錄等自動(dòng)化功能。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)輸入指令開展自動(dòng)化控制，在發(fā)生故障的過(guò)程中可以自動(dòng)應(yīng)急，保護(hù)系統(tǒng)不受侵害，并發(fā)出警報(bào)通知相關(guān)管理人員，進(jìn)而保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全和效率性。

1.3 操作性能柔性化

計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)作為機(jī)電一體化技術(shù)的重要內(nèi)容，在技術(shù)引入后，可以預(yù)設(shè)機(jī)電一體化系統(tǒng)各個(gè)操作工作，按照相關(guān)程序逐一進(jìn)行，并借助電子系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，達(dá)到機(jī)電一體化系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。結(jié)合生產(chǎn)需要改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的過(guò)程中，不需更改硬件機(jī)構(gòu)，在軟件中調(diào)整指令即可實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而提高工業(yè)生產(chǎn)或是智能制造中的效率、質(zhì)量以及安全性。這種軟件是在投入生產(chǎn)之前，軟件工程師按照生產(chǎn)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制，通過(guò)磁盤和數(shù)字通信設(shè)置儲(chǔ)存器進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的目的。

2 機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)智能制造的重要性

2.1 模型優(yōu)勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，為智能制造提供重要的技術(shù)支持，并使其具備較強(qiáng)的模型優(yōu)勢(shì)。相比于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)而言，引用機(jī)電一體化技術(shù)后的智能制造系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)清晰、信息處理能力高、使用范圍廣等特點(diǎn)，使得智能制造系統(tǒng)突破原有確定模型，促進(jìn)智能制造系統(tǒng)的發(fā)展。從另一個(gè)角度上看，機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以有效控制和監(jiān)測(cè)不固定結(jié)構(gòu)模型與參數(shù)，拓展智能制造的使用范圍，進(jìn)而滿足工業(yè)生產(chǎn)需要。

2.2 交換優(yōu)勢(shì)

智能系統(tǒng)以數(shù)據(jù)信號(hào)處理為核心，數(shù)據(jù)處理能力的提升是實(shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)有效運(yùn)行的的主要途徑。也就是說(shuō)，機(jī)電一體化系統(tǒng)若沒(méi)有數(shù)據(jù)信號(hào)指示，系統(tǒng)將無(wú)法正常運(yùn)行，進(jìn)而降低信息處理的細(xì)致性，這也是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障的主要原因。引入機(jī)電一體化技術(shù)后，智能制造系統(tǒng)借助送音器保證信號(hào)傳輸和信號(hào)處理中的精確性，進(jìn)而保證傳輸無(wú)誤。

2.3 控制優(yōu)勢(shì)

一方面，引入機(jī)電一體化技術(shù)后，大幅度提高智能制造系統(tǒng)中對(duì)高度非線性的實(shí)際控制，在原有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提高監(jiān)控力度，保證系統(tǒng)運(yùn)行效率和運(yùn)行水平。另一方面，在控制效果方面，智能制造系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)之間存在很大的差距，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中控制體系不完善，在傳輸速度與操作功能方面形成較大的影響，進(jìn)而降低了系統(tǒng)整體控制水平。而基于機(jī)電一體化技術(shù)的智能制造系統(tǒng)，具備預(yù)先記憶控制功能的的特點(diǎn)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)完善系統(tǒng)控制體系，進(jìn)而提高系統(tǒng)整體運(yùn)行效率。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的運(yùn)用

3.1 傳感技術(shù)

傳感技術(shù)作為機(jī)電一體化技術(shù)的重要內(nèi)容，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，具有極高的精準(zhǔn)性和敏捷性，可以有效抵抗外來(lái)信號(hào)的干擾，進(jìn)而提高設(shè)備信號(hào)傳輸?shù)木_性和可靠性。在智能制造領(lǐng)域中，傳感技術(shù)提高了智能生產(chǎn)水平。為了發(fā)揮出傳感技術(shù)的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，可以借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，賦予傳感器信息對(duì)接和信息傳輸功能，同時(shí)，計(jì)算機(jī)可以對(duì)收集到的系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)信息進(jìn)行整合和分析，進(jìn)而控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的提升。在現(xiàn)階段生產(chǎn)制造中，從傳感器的使用方面分析，光纖電纜傳感器最為常見，相比于其他傳感器而言性能更高，其標(biāo)準(zhǔn)化接口可以降低智能制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在保證運(yùn)行質(zhì)量的基礎(chǔ)上節(jié)約生產(chǎn)成本。

3.2 數(shù)控生產(chǎn)

從機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的歷程來(lái)看，機(jī)電一體化技術(shù)最早被應(yīng)用在數(shù)控加工領(lǐng)域，并取得顯著成效，促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械制造整體技術(shù)水平的提升。實(shí)際上，機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展直接影響我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程和發(fā)展速度，而機(jī)電一體化引入到數(shù)控制造領(lǐng)域中，不僅提高了機(jī)械加工整體效率，還提高了機(jī)械加工精度，受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注與追捧。現(xiàn)階段，基于數(shù)控生產(chǎn)的智能制造體系中，主要以 CPU為核心模式，借助在線診斷技術(shù)與傳感技術(shù)，構(gòu)建三維仿真模型，模擬整個(gè)數(shù)控加工過(guò)程，進(jìn)而為智能制造生產(chǎn)過(guò)程提供重要的信息依據(jù)。

3.3 自動(dòng)生產(chǎn)線

目前，較大規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè)利用機(jī)電一體化技術(shù)構(gòu)建自動(dòng)化生產(chǎn)線，使用自動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，自動(dòng)化生產(chǎn)線主要通過(guò)光電控制系統(tǒng)與人機(jī)界面控制裝置，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而為安全生產(chǎn)提供重要保障。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的逐漸成熟，自動(dòng)生產(chǎn)線已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的制造生產(chǎn)中，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)建立制造系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)控制相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備，綜合數(shù)控設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備開展生產(chǎn)一體化管理，進(jìn)而促進(jìn)智能制造體系的集約化和網(wǎng)絡(luò)化。

3.4 工業(yè)智能機(jī)器人

工業(yè)智能機(jī)器人作為一項(xiàng)先進(jìn)科研技術(shù)，在實(shí)際研究中綜合多種現(xiàn)代化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)、信息技術(shù)和傳感技術(shù)的高度融合，進(jìn)而推動(dòng)人工智能在智能制造中的應(yīng)用和發(fā)展。就現(xiàn)階段智能制造而言，工業(yè)智能機(jī)器人的應(yīng)用明顯提高了產(chǎn)品綜合質(zhì)量，在增加產(chǎn)品產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，減少了工作人員的重復(fù)性工作，降低其勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能制造的高效性。從大量實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，人工智能機(jī)器人一方面可以對(duì)生產(chǎn)中形成的信息資料進(jìn)行甄別和處理，迅速完成加工流程，提高智能制造綜合效率。另一方面，引入人工智能機(jī)器人可以有效提高生產(chǎn)精確度，可以批量應(yīng)用在軍事制造中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能制造的預(yù)期效果。

4 推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)健康發(fā)展的有效措施

為了推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中的發(fā)展和應(yīng)用，在進(jìn)行機(jī)電一體化體系建設(shè)中，政府要發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，加大對(duì)企業(yè)智能制造的扶持力度，鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，在實(shí)際生產(chǎn)中除了關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益之外，還要重視科研，明確科研對(duì)企業(yè)乃至整個(gè)國(guó)家的作用，強(qiáng)化科研能力，提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而推進(jìn)智能制造行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。從另一個(gè)角度上看，通過(guò)科研促進(jìn)生產(chǎn)力，借助生產(chǎn)力促進(jìn)經(jīng)濟(jì)，可以形成企業(yè)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的良性循環(huán)。對(duì)此，政府部門要高度重視機(jī)電一體化技術(shù)的引用和發(fā)展，做好引導(dǎo)扶持工作，可以組織企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人員參與大型技術(shù)交流會(huì)，學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)，進(jìn)而達(dá)到企業(yè)高產(chǎn)量、低成本的智能制造目的。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)研究機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的運(yùn)用，讓我們知道了機(jī)電一體化主要特征和機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)智能制造的作用，從傳感技術(shù)、數(shù)控生產(chǎn)、自動(dòng)生產(chǎn)線、工業(yè)智能機(jī)器人等方面入手，明確機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，并采取有效措施促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的健康可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而為我國(guó)智能制造事業(yè)添磚加瓦。

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