淺談機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

范興忠 李萌

摘? 要：近年來，隨著信息化時(shí)代的到來，機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，有力推動(dòng)了工業(yè)制造領(lǐng)域的自動(dòng)化、智能化發(fā)展進(jìn)程，發(fā)揮出顯著的技術(shù)價(jià)值。因此，本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀、未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行以下探究，希望有所裨益。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù);智能制造;應(yīng)用現(xiàn)狀;未來發(fā)展

1 機(jī)電一體化技術(shù)分析

機(jī)電一體化是由電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等相融合構(gòu)成的一項(xiàng)新型技術(shù)，具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、系統(tǒng)化等技術(shù)特征。在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用過程中，既可以快速、持續(xù)采集與分析各類信息數(shù)據(jù)，也打破了傳統(tǒng)信息處理技術(shù)的應(yīng)用局限，可基于互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，遠(yuǎn)程共享、交流各類信息數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況、發(fā)現(xiàn)與上報(bào)所存在的系統(tǒng)故障及安全隱患。同時(shí)，在智能制造領(lǐng)域中，機(jī)電一體化技術(shù)也展露出優(yōu)異的非線性與線性控制優(yōu)勢(shì)，成為提高智能制造系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性以及控制精度的關(guān)鍵所在。從技術(shù)總體應(yīng)用角度來看，發(fā)揮出改善智能制造精度、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)交流功能、提升制造效率、保證數(shù)據(jù)處理安全等應(yīng)用作用。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 智能機(jī)械人

部分企業(yè)的生產(chǎn)線環(huán)境較為復(fù)雜惡劣，受到環(huán)境與人為因素影響，企業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量有所不足，存在一定的優(yōu)化提升空間。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可有效結(jié)合傳感技術(shù)、仿生學(xué)、信息化技術(shù)及機(jī)器人控制論等技術(shù)與學(xué)科領(lǐng)域，使得智能制造系統(tǒng)模仿人類思維模式，在系統(tǒng)生產(chǎn)、運(yùn)行過程中精確識(shí)別與判斷各項(xiàng)信息，以人類智能相似的方式快速做出反應(yīng)，替代人工完成各項(xiàng)復(fù)雜生產(chǎn)與智能制造系統(tǒng)管理工作。

與傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式相比，機(jī)電一體化技術(shù)在智能機(jī)械人領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值如下：（1）降低企業(yè)人工成本。在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式中，企業(yè)需要配置大量一線生產(chǎn)人員，以及高素質(zhì)技術(shù)人員，對(duì)企業(yè)財(cái)務(wù)系統(tǒng)造成較大負(fù)擔(dān)。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)僅需配置一定數(shù)量的智能機(jī)械人，即可在充分保障并提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，節(jié)省大量勞動(dòng)力。（2）提高生產(chǎn)效率。智能機(jī)械人在運(yùn)行過程中，將模仿人類思維模式以識(shí)別、分析各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，再針對(duì)性開展生產(chǎn)工作。但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，智能機(jī)械人并不會(huì)出現(xiàn)疏忽、注意力分散、操作失誤等問題，最大程度降低了人為因素對(duì)生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量的影響系數(shù)。（3）智能機(jī)械人可在長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷運(yùn)行過程中保持較高的生產(chǎn)精度，實(shí)現(xiàn)了不間斷持續(xù)生產(chǎn)，在調(diào)動(dòng)企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)資源的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升了生產(chǎn)效率與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益;智能機(jī)械人具有運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)的特征，被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境中，在受到環(huán)境等因素影響而出現(xiàn)生產(chǎn)事故時(shí)，也不會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡，保障了生產(chǎn)安全。

2.2 傳感技術(shù)

在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式中，受到技術(shù)因素限制，企業(yè)與生產(chǎn)人員難以實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)制造的動(dòng)態(tài)信息，無法做到對(duì)生產(chǎn)制造過程的精確掌握。受這一問題影響，產(chǎn)品制造質(zhì)量與預(yù)期質(zhì)量有所出入，質(zhì)量問題較為常見，限制了工業(yè)制造的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

傳感技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的關(guān)鍵分支技術(shù)與主要構(gòu)成部分。在智能制造過程中，基于傳感技術(shù)，企業(yè)在生產(chǎn)線上配置適當(dāng)數(shù)量與型號(hào)的傳感器裝置，傳感器將持續(xù)將所采集生產(chǎn)信息上傳至系統(tǒng)，從而實(shí)時(shí)掌握動(dòng)態(tài)生產(chǎn)制造情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決所存在的生產(chǎn)問題，保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。例如針對(duì)生產(chǎn)設(shè)備加工誤差問題，智能制造系統(tǒng)對(duì)所接收數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)到各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)存在異常波動(dòng)、實(shí)時(shí)參數(shù)超過額定值時(shí)，針對(duì)性下達(dá)控制指令，校正設(shè)備加工精度與參數(shù)，避免誤差積累。在智能制造領(lǐng)域中，常見的傳感技術(shù)為光纖傳感技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性較為優(yōu)異，最大程度減少數(shù)據(jù)在傳輸過程中所遭受的阻礙。

2.3 在數(shù)控生產(chǎn)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)數(shù)控生產(chǎn)模式中，需同步開展信息采集與處理、模擬生產(chǎn)、產(chǎn)品加工等多項(xiàng)生產(chǎn)作業(yè)，且不同生產(chǎn)步驟之間有著極為緊密的關(guān)聯(lián)。但受到技術(shù)等因素限制，數(shù)控加工效率與產(chǎn)品加工精度有所不足，沒有做到對(duì)數(shù)據(jù)生產(chǎn)價(jià)值的充分發(fā)揮。在數(shù)控生產(chǎn)領(lǐng)域中，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，有效增強(qiáng)了智能控制效果，替代人工、或是輔助人工同步開展數(shù)據(jù)采集、分析等生產(chǎn)工作。同時(shí)，在數(shù)控加工過程中，針對(duì)龐大的信息數(shù)據(jù)量，可采用模糊智能控制以及在線診斷功能，既可以提高系統(tǒng)控制及產(chǎn)品加工精度的基礎(chǔ)上，也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)所存在故障問題、自動(dòng)開展故障診斷與預(yù)警工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各項(xiàng)數(shù)控加工風(fēng)險(xiǎn)因素的有效規(guī)避。此外，在機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，可結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)線實(shí)際情況、原有生產(chǎn)與功能模塊，針對(duì)性調(diào)整技術(shù)與系統(tǒng)參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的無人操作智能制造自動(dòng)生產(chǎn)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中的未來發(fā)展趨勢(shì)

3.1 微型化發(fā)展

微型化技術(shù)發(fā)展理念起源于上世紀(jì)末，指將機(jī)電一體化技術(shù)向微型機(jī)器以及微型領(lǐng)域進(jìn)行發(fā)展，進(jìn)而構(gòu)建微電子機(jī)械制造系統(tǒng)，泛指幾何體積在1cm3以內(nèi)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。與常規(guī)機(jī)電一體化產(chǎn)品相比，微型化產(chǎn)品的體積較小，具有運(yùn)行能耗低、控制精度高、制造成本小、運(yùn)動(dòng)靈活等性能優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于信息、生物醫(yī)療以及軍事等領(lǐng)域。機(jī)電一體化技術(shù)微型化發(fā)展的關(guān)鍵在于加強(qiáng)精細(xì)與超精密加工技術(shù)的研發(fā)力度，如蝕刻技術(shù)、光刻技術(shù)等。

3.2 綠色化發(fā)展

近年來，雖然我國工業(yè)領(lǐng)域得到蓬勃發(fā)展，社會(huì)物質(zhì)基礎(chǔ)得到極大豐富。但與此同時(shí)，生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重污染破壞，且各類不可再生資源的消耗量逐年激增，這都與我國可持續(xù)發(fā)展理念相違背。因此，應(yīng)致力于推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的綠色化發(fā)展進(jìn)程，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用與銷毀過程中，最大化提高資源利用率，以及產(chǎn)品的再生利用價(jià)值。簡(jiǎn)單來講，則是確保機(jī)電一體化產(chǎn)品在使用時(shí)不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，且產(chǎn)品報(bào)廢后可回收利用。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，保證了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，達(dá)到綠色、智能、自動(dòng)的應(yīng)用目的，充分發(fā)揮了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，從根本上解決了各項(xiàng)常見工業(yè)生產(chǎn)問題。同時(shí)，企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)力度，促進(jìn)工業(yè)生 產(chǎn)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 李新偉.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造當(dāng)中的應(yīng)用研究[J].中國新通信，2020，22（03）：231.

[2] 胡江川.關(guān)于智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2020，39（01）：286-287.