淺析智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

周芳科

【摘 要】隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷改革和完善，智能制造逐漸發(fā)展起來(lái)，成為工業(yè)智能化的重要發(fā)展方向。機(jī)電一體化技術(shù)綜合了機(jī)械電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等，在智能制造中，能夠有效發(fā)揮自動(dòng)化控制作用，提高智能制造生產(chǎn)效率與質(zhì)量，進(jìn)而確保企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的穩(wěn)定提升。論文對(duì)智能制造以及機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并探討了智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。

【Abstract】With the continuous reform and improvement of industrial production technology， intelligent manufacturing has gradually developed and become an important development direction of industrial intelligence. The electromechanical integration technology integrates mechanical and electronic technology， automatic control technology and so on. In intelligent manufacturing， it can effectively play the role of automation control， improve the production efficiency and quality of intelligent manufacturing， and then ensure the stable promotion of economic benefits of enterprises. This paper briefly introduces intelligent manufacturing and electromechanical integration technology， and discusses the application of electromechanical integration technology in intelligent manufacturing.

【關(guān)鍵詞】智能制造；機(jī)電一體化技術(shù)；工業(yè)；應(yīng)用

【Keywords】intelligent manufacturing； electromechanical integration technology； industry； application

【中圖分類號(hào)】TH-39 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）03-0154-02

1 引言

智能制造是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式的改革，對(duì)于提升工業(yè)生產(chǎn)效益十分重要。隨著微電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)得到開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，在智能制造中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。機(jī)電一體化技術(shù)有效融合了多種先進(jìn)技術(shù)，例如傳感技術(shù)、自動(dòng)生產(chǎn)線技術(shù)、柔性控制系統(tǒng)等，能夠提升制造業(yè)的整體運(yùn)行效率，在保障產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，減少生產(chǎn)成本。因此，機(jī)電一體化技術(shù)能夠更加科學(xué)、合理地進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的管理和控制，其在智能制造中的應(yīng)用值得深入探討。

2 智能制造概念簡(jiǎn)析

智能制造就是充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，模擬人類思維模式，進(jìn)行控制程序的編寫(xiě)，通過(guò)程序控制相關(guān)的生產(chǎn)制造設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制的自動(dòng)化生產(chǎn)模式。智能制造通過(guò)各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)各類數(shù)據(jù)的采集、分析、處理與存儲(chǔ)，并且具有良好的自學(xué)習(xí)、自優(yōu)化、自維護(hù)功能。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，智能制造還可以充分利用計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行三維立體動(dòng)態(tài)仿真、設(shè)計(jì)圖紙比例縮放、多方向視圖展示等。此外，智能制造還能夠有效取代人工崗位，在一些高污染、高危險(xiǎn)的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，避免了對(duì)員工身體健康的威脅，降低了安全事故的發(fā)生概率?？傊?，智能制造是現(xiàn)代制造行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，能夠有效減少人力、物力的投入，同時(shí)避免人為失誤造成的經(jīng)濟(jì)損失，進(jìn)而促進(jìn)制造行業(yè)的高效、穩(wěn)定發(fā)展。

3 機(jī)電一體化技術(shù)簡(jiǎn)析

機(jī)電一體化技術(shù)是一種綜合性較強(qiáng)的技術(shù)，有效融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等，并且朝著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的方向不斷發(fā)展[1]。目前，應(yīng)用較多的機(jī)電一體化技術(shù)主要有以下幾點(diǎn)：第一，傳感技術(shù)，將傳感器安裝在機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備旁邊，進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控，能夠?yàn)闄C(jī)電操控人員提供更加全面的數(shù)據(jù)；第二，信息處理技術(shù)，對(duì)機(jī)電信息進(jìn)行科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理，通過(guò)計(jì)算機(jī)分析和計(jì)算，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的自動(dòng)化處理；第三，自動(dòng)控制技術(shù)，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)控制的要求，構(gòu)建完善的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并利用PID閉環(huán)控制原理對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制，進(jìn)一步提升機(jī)電設(shè)備的管理水平。

4 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

4.1 傳感技術(shù)的應(yīng)用

在智能制造中，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要表現(xiàn)就是傳感技術(shù)。傳感技術(shù)的靈敏性和準(zhǔn)確性較高，能夠有效抵抗各類環(huán)境干擾，進(jìn)而提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)行信息采集的精確度。傳感技術(shù)具有良好的自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，一旦傳感器失去作用，那么控制對(duì)象的參數(shù)將得不到有效檢測(cè)，進(jìn)而影響自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制功能，因此，傳感技術(shù)十分重要。此外，傳感器還能夠?qū)α悴考睆?、表面粗糙程度、振?dòng)、物體形狀等進(jìn)行檢測(cè)，在醫(yī)療、軍事、汽車等制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

4.2 自動(dòng)化生產(chǎn)控制技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用還體現(xiàn)在自動(dòng)生產(chǎn)控制技術(shù)方面，自動(dòng)生產(chǎn)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用了人機(jī)界面控制裝置、可編程序控制裝置、光電控制系統(tǒng)以及傳感器和微電子設(shè)備。在智能制造領(lǐng)域，最基本的飲料生產(chǎn)線、印刷包裝生產(chǎn)線、香煙生產(chǎn)線等均應(yīng)用到了自動(dòng)化生產(chǎn)控制技術(shù)。智能制造還能夠應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)發(fā)制造車間的生產(chǎn)過(guò)程跟蹤控制系統(tǒng)，如圖1所示，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品制造流程的數(shù)據(jù)采集、分析和處理，并通過(guò)系統(tǒng)管理、資源管理、技術(shù)管理、調(diào)度管理、生產(chǎn)過(guò)程管理等實(shí)現(xiàn)對(duì)制造業(yè)的綜合自動(dòng)化管理。

4.3 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)是一種應(yīng)用較早的機(jī)電一體化技術(shù)，為智能制造的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。在數(shù)控加工領(lǐng)域，智能制造系統(tǒng)的性能要求更加嚴(yán)格，需要在有效控制和管理各類生產(chǎn)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)各類模擬信息進(jìn)行處理。在數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，智能控制系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的科學(xué)動(dòng)態(tài)控制，通過(guò)總主線模式和CPU模式實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式的完善，同時(shí)能夠利用模糊控制理論和在線診斷技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升，此外，還能夠借助各類三維仿真技術(shù)進(jìn)行數(shù)控生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)模擬，使得技術(shù)人員能夠更加直觀地觀察生產(chǎn)制造工藝，進(jìn)而做出科學(xué)的調(diào)整。

4.4 柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用

柔性制造系統(tǒng)主要是信息系統(tǒng)、物質(zhì)儲(chǔ)存系統(tǒng)以及數(shù)字控制系統(tǒng)的總和。柔性制造系統(tǒng)可以滿足多批產(chǎn)品的高效生產(chǎn)要求，同時(shí)可以自動(dòng)根據(jù)市場(chǎng)的需求及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方案，使各種人力、設(shè)備資源得到充分利用，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益。同時(shí)，柔性制造系統(tǒng)具有很強(qiáng)的自我檢查能力，可以第一時(shí)間對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)策略，減少人力資源的消耗。柔性制造系統(tǒng)（FMS）如圖2所示，主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能制造，將數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等生產(chǎn)要素連成完整的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)滿足相關(guān)部門在其生產(chǎn)能力范圍內(nèi)的生產(chǎn)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

智能制造是工業(yè)生產(chǎn)智能化發(fā)展的重要領(lǐng)域，這就需要制造類企業(yè)積極引進(jìn)和應(yīng)用智能控制技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用，為提升生產(chǎn)自動(dòng)化控制水平提供了可靠的基礎(chǔ)，各類控制技術(shù)、控制系統(tǒng)的完善，進(jìn)一步改善了生產(chǎn)控制效果。制造類企業(yè)要結(jié)合生產(chǎn)需求，積極進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)的研究和實(shí)踐，進(jìn)而提升科技競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

【參考文獻(xiàn)】

【1】杜旭升.試論智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（06）：125.