智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用研究

汪坤鵬 李夢(mèng)飛

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)綜合了電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、信息技術(shù)等多方面科技領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，將工業(yè)生產(chǎn)中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有機(jī)組合，通過主控裝置進(jìn)行系統(tǒng)的控制，從而極大提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，成為我國(guó)大力發(fā)展科技的有效推動(dòng)力。本文就以機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用進(jìn)行探討，為相關(guān)的工業(yè)智能制造工作者提供參考。

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

1機(jī)電一體化技術(shù)的概述

20世紀(jì)中期，機(jī)電一體化技術(shù)主要結(jié)合了簡(jiǎn)單的電子與機(jī)械相關(guān)技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)在制造業(yè)中主要目的是促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)效率的提升，但是技術(shù)的使用初期技術(shù)不完善，并且技術(shù)水平并不高，無法將其投入到大范圍的制造業(yè)生產(chǎn)中。隨著計(jì)算機(jī)與微處理的不斷革新，也提高了加工生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)的使用范圍與頻率。與此同時(shí)，將機(jī)電一體化技術(shù)不斷地融入信息與智能控制等技術(shù)中，使當(dāng)前的機(jī)電一體化技術(shù)走向了智能化發(fā)展的道路。將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用到智能制造中去，實(shí)質(zhì)上就是融合信息技術(shù)、智能技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的大發(fā)展。

2機(jī)電一體化技術(shù)的特征

2.1最優(yōu)化的整體結(jié)構(gòu)

在傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，要想將控制功能和使用功能加入其中，就有必要設(shè)置出相應(yīng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，如：變速箱或變速齒輪，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變速。但是，為了發(fā)展電子技術(shù)，齒輪變速箱開始向變頻調(diào)速電子裝置轉(zhuǎn)化，而機(jī)床走刀規(guī)律的控制或調(diào)節(jié)可以依靠計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行，并將電子、機(jī)械、軟件以及硬件等方式綜合到一起，使整體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。

2.2智能化的系統(tǒng)控制

機(jī)電一體化技術(shù)的智能化系統(tǒng)控制是其一個(gè)最顯著特征，與此同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和改革內(nèi)容就是智能化。系統(tǒng)控制的智能化能從根本上改變生產(chǎn)方式，也解放了勞動(dòng)力。不僅如此，系統(tǒng)控制智能化主要是利用電子控制系統(tǒng)，根據(jù)事前所預(yù)定的程序?qū)Ω飨到y(tǒng)動(dòng)作及功能的關(guān)系進(jìn)行逐一的協(xié)調(diào)，賦予機(jī)電一體化系統(tǒng)多種自動(dòng)化功能，如：自動(dòng)化檢測(cè)、信息處理、修改、診斷及記錄等。在應(yīng)用的實(shí)際過程當(dāng)中，系統(tǒng)根據(jù)所輸入的指令實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，故障發(fā)生時(shí)能自動(dòng)應(yīng)急，又不傷害保護(hù)系統(tǒng)，也警告了相關(guān)的管理人員，確保了系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

3智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1傳感技術(shù)

將先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用到智能化制造中去，必然會(huì)觸及到機(jī)電一體化技術(shù)中的部分核心技術(shù)，而其中的重要技術(shù)就是傳感技術(shù)，該技術(shù)的特點(diǎn)是靈敏性、準(zhǔn)確性。在智能制造中，傳感技術(shù)能在生產(chǎn)相關(guān)的機(jī)械設(shè)備不受外界因素的干擾方面發(fā)揮出極大作用，保證了信號(hào)傳輸?shù)木珳?zhǔn)性及可靠性，對(duì)比來說，這是普通傳感器所無法做到的。正是因?yàn)閭鞲衅魉哂械倪@些優(yōu)點(diǎn)，所以將其應(yīng)用到智能制造中，通過遠(yuǎn)程操控達(dá)到了自動(dòng)化和智能化的目的。傳感技術(shù)在智能制造中應(yīng)用，可以構(gòu)建一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，保證了信息的連續(xù)傳輸，而且能共享信息，為制造中心下發(fā)智能化生產(chǎn)命令提供有力的依據(jù)，智能制造的效率得以提高。

3.2數(shù)控技術(shù)

在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展過程中，數(shù)控技術(shù)是其重要組成部分，也是完美升級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)的重要技術(shù)，機(jī)械生產(chǎn)中充分利用利用數(shù)據(jù)控制技術(shù)，可以全面提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量。智能制造中廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，有利于推進(jìn)智能制造系統(tǒng)的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用體現(xiàn)在以下方面：一是在智能制造中應(yīng)用了數(shù)控技術(shù)中數(shù)據(jù)模擬及信息處理技術(shù)，使智能制造的高效性與精準(zhǔn)性得到提高。二是數(shù)據(jù)技術(shù)通過數(shù)據(jù)模擬、信息處理和感應(yīng)技術(shù)等，對(duì)智能制造過程中存在的異?？梢约皶r(shí)的發(fā)現(xiàn)，用對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理來處理這些異常情況，由此便可以順利的進(jìn)行智能制造生產(chǎn)，與此同時(shí)智能制造的管理水平也得到提高。三是在智能制造中，密切結(jié)合數(shù)控技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、功能軟件技術(shù)，由此可以形成一個(gè)三維仿真動(dòng)態(tài)畫面，從而對(duì)生產(chǎn)流程及各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息也能更明確的掌控，操控智能制造生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)度由此提高，生產(chǎn)更安全、更精準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，基于數(shù)控生產(chǎn)的智能制造技術(shù)系統(tǒng)，生產(chǎn)模式的核心為CPU。

3.3工業(yè)智能機(jī)器人

在研發(fā)機(jī)電一體化技術(shù)以前，專家學(xué)者就發(fā)明出從事工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人，一般情況下，工業(yè)機(jī)器人是有一定缺陷存在的，只是按照已經(jīng)設(shè)計(jì)好的動(dòng)作開展重復(fù)的勞動(dòng)，無法靈活的處理生成環(huán)境所產(chǎn)生的變化。由于科學(xué)技術(shù)的影響，智能化的機(jī)器人已經(jīng)出現(xiàn)在工業(yè)的智能化制造領(lǐng)域，對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)也是一次新突破。在工業(yè)的生產(chǎn)制造中，主要利用了人工智能技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等優(yōu)勢(shì)，工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量也得到相應(yīng)提高。智能化工業(yè)的機(jī)器人優(yōu)勢(shì)較多，其中包括對(duì)信息資料的有效區(qū)分、精準(zhǔn)的從事生產(chǎn)、生產(chǎn)過程的準(zhǔn)確快速完成等。

3.4 智能系統(tǒng)化應(yīng)用

機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展理念很大程度上是體現(xiàn)在機(jī)電技術(shù)和機(jī)電設(shè)備兩兩組合上。系統(tǒng)化發(fā)展最終的應(yīng)用還是要應(yīng)用在實(shí)際工程的系統(tǒng)上，在實(shí)際工程建設(shè)的過程中，一定要確保獨(dú)立運(yùn)營(yíng)機(jī)電系統(tǒng)，這樣才能保證系統(tǒng)分化，在多臺(tái)機(jī)電設(shè)備同時(shí)運(yùn)營(yíng)的情況下，運(yùn)行流暢，協(xié)作有力。同時(shí)，能在應(yīng)對(duì)外界復(fù)雜多變的環(huán)境變化中，機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)能有效采取正確應(yīng)對(duì)方式。當(dāng)然，這樣的機(jī)體的運(yùn)作方式，都必須要有完善的一體化系統(tǒng)的自律分配系統(tǒng)，才能更好的完成機(jī)械工程的工作。在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的今天，信息技術(shù)在各行各業(yè)都發(fā)揮著作用，對(duì)于機(jī)電一體化的系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)有了越來越明確的定位，那就是全方位立體化的機(jī)電一體系統(tǒng)將統(tǒng)一系統(tǒng)指令，分化系統(tǒng)操作，形成類似于子母體系統(tǒng)的智能化。在現(xiàn)代的背景下，系統(tǒng)越來越科學(xué)化的發(fā)展。

3.5 自動(dòng)化生產(chǎn)

自動(dòng)化生產(chǎn)是智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的具體表現(xiàn)，一條條無人的生產(chǎn)線，通過光電控制，將產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和精準(zhǔn)化表現(xiàn)的淋漓盡致。人們只需要在界面中輸入制定的程序，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的全方位控制。就現(xiàn)階段而言，自動(dòng)化生產(chǎn)即使已經(jīng)在我國(guó)工業(yè)的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。特別是在一些比較精密的設(shè)備生產(chǎn)中，比如說，手機(jī)、電腦等，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)備相融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備一體化的管理，形成了現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)模式。

3.6 計(jì)算機(jī)集成

人的大腦就是由無數(shù)的神經(jīng)元組成的神經(jīng)系統(tǒng)來完成整個(gè)的思維能力，來對(duì)外界的信息進(jìn)行采集、分析、整理、處理等一系列的思維過程。通過模擬人類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形成的智能信息處理系統(tǒng)，能夠?qū)?shù)字化信息進(jìn)行分析，并且得到非常準(zhǔn)確的結(jié)果，分析其中的關(guān)聯(lián)，生成對(duì)應(yīng)的函數(shù)，保證后續(xù)的生產(chǎn)或技術(shù)上的需要。在這個(gè)基礎(chǔ)上，由于單一的系統(tǒng)并不能滿足人們生產(chǎn)的需要，因此需要通過與各部門之間的聯(lián)合，將原有的計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)升級(jí)為主干系統(tǒng)，即智能制造系統(tǒng)，這樣就具備了一定的繼承性的特征。對(duì)于企業(yè)來說，這樣集成化不僅僅能夠完成生產(chǎn)的需求，而且能夠激發(fā)企業(yè)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)，在智能制造中得到了廣泛應(yīng)用，在很大程度上提高了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，機(jī)電一體化技術(shù)將機(jī)器設(shè)備與電子技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了新型的制造模式，推動(dòng)了我國(guó)制造業(yè)的改革與轉(zhuǎn)型，為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展注入了新的活力，未來制造領(lǐng)域的智能化技術(shù)，將會(huì)為企業(yè)和社會(huì)謀求更多福利。

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