淺談機電一體化在智能制造中的相關應用

于振

摘 要：隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，人們對商品服務能力的要求也越來越高，這使智能控制逐漸成為了現(xiàn)代制造業(yè)的主流，同時也成為了工業(yè)化發(fā)展的主要趨勢。智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用主要涉及到機械制造、機器人、機床、交流伺服、數(shù)控領域、設備裝置等方面，隨著智能控制技術的不斷發(fā)展，也為機電一體化系統(tǒng)帶來了更多樣性的功能，與此同時也帶來了控制難度的不斷提升。本文就智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用進行分析，提出幾點建議，以供參考。

關鍵詞：智能制造;機電一體化;應用

引言

隨著信息化技術的迅猛發(fā)展，機電一體化技術也越來越受到各大企業(yè)的重視，開始著手研究先進的機電一體化技術。更是將機電一體化技術引入到各個的生產(chǎn)領域，使得生產(chǎn)、制造業(yè)猶如雨后春筍般迅猛的發(fā)展起來，給人們帶來了更大的經(jīng)濟利益，在生產(chǎn)中不但節(jié)省了人力、物力，更是在時間、產(chǎn)品質量有更大的提升，增強了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，從而獲得更大的利益。本文分析了機電一體化技術的優(yōu)點，剖析了機電一體化的發(fā)展，同時列舉了機電一體化技術在智能化生產(chǎn)中的應用。更希望機電一體化技術的不斷突破，應用于更多的領域，為人們提供更多的方便。

一、機電一體化技術分析

機電一體化是由電子技術、光學技術、信息技術、計算機技術、控制技術等相融合構成的一項新型技術，具有智能化、網(wǎng)絡化、模塊化、系統(tǒng)化等技術特征。在機電一體化技術應用過程中，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)信息處理技術的應用局限，可基于互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，遠程共享、交流各類信息數(shù)據(jù)，并實時觀測系統(tǒng)運行情況、發(fā)現(xiàn)與上報所存在的系統(tǒng)故障及安全隱患。同時，在智能制造領域中，機電一體化技術也展露出優(yōu)異的非線性與線性控制優(yōu)勢，成為提高智能制造系統(tǒng)運行穩(wěn)定性以及控制精度的關鍵所在。從技術總體應用角度來看，發(fā)揮出改善智能制造精度、增強網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)交流功能、提升制造效率、保證數(shù)據(jù)處理安全等應用作用。

二、機電一體化技術在智能制造中的應用

（一）智能機器人的應用

智能機器人是機電一體化技術的最高技術，因此在智能機器人中需要充分重視電子技術和機械技術的作用，并充分利用仿生學的知識，讓機器人更好地發(fā)揮作用。目前智能機器人也是機電一體化研究的重要方向，智能機器人的應用過程中需要結合傳感技術、控制技術以及信息技術，從而對人類的思維模式進行模仿，賦予機器人更多的判斷能力。利用智能系統(tǒng)，機器人可以對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息進行相應的識別、分析和處理，并集合人類的實際習慣，通過仿生學技術的應用完成相應的操作指令。將智能機器人應用到智能制造中，可以在很大程度上解放勞動力，降低生產(chǎn)成本，同時能在工作時間上延長，充分利用機器人的優(yōu)勢，提升生產(chǎn)量，確保生產(chǎn)質量。最后，智能機器人在應用過程中，還能提升生產(chǎn)的規(guī)范性，從而有效避免生產(chǎn)過程中造成的不必要的失誤，通過這種方式可以進一步提升生產(chǎn)精度。對于機器人而言，比人工生產(chǎn)的適應性更強，因此可以在相對惡劣的環(huán)境下從事生產(chǎn)活動，從而進一步降低生產(chǎn)的風險，提升生產(chǎn)的安全性。

（二）傳感技術

在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式中，受到技術因素限制，企業(yè)與生產(chǎn)人員難以實時獲取生產(chǎn)制造的動態(tài)信息，無法做到對生產(chǎn)制造過程的精確掌握。受這一問題影響，產(chǎn)品制造質量與預期質量有所出入，質量問題較為常見，限制了工業(yè)制造的標準化發(fā)展。傳感技術是機電一體化技術的關鍵分支技術與主要構成部分。在智能制造過程中，基于傳感技術，企業(yè)在生產(chǎn)線上配置適當數(shù)量與型號的傳感器裝置，傳感器將持續(xù)將所采集生產(chǎn)信息上傳至系統(tǒng)，從而實時掌握動態(tài)生產(chǎn)制造情況，及時發(fā)現(xiàn)與解決所存在的生產(chǎn)問題，保證產(chǎn)品生產(chǎn)質量。例如針對生產(chǎn)設備加工誤差問題，智能制造系統(tǒng)對所接收數(shù)據(jù)信息進行分析，當監(jiān)測到各項運行參數(shù)存在異常波動、實時參數(shù)超過額定值時，針對性下達控制指令，校正設備加工精度與參數(shù)，避免誤差積累。在智能制造領域中，常見的傳感技術為光纖傳感技術，這項技術的穩(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。

（三）數(shù)控技術應用

數(shù)控也是一體化體系的重要技術載體，在優(yōu)化制造生產(chǎn)環(huán)境方面發(fā)揮著重要的支撐作用，是促使工業(yè)制造實現(xiàn)智能化發(fā)展的關鍵手段。在智能制造領域數(shù)控生產(chǎn)比較普遍，同時對生產(chǎn)環(huán)境和作業(yè)標準具有著嚴格的要求。在環(huán)境方面，相關單位需要注重先進技術和設備的引進，積極引進計算機構建完善性的自動化控制體系，通過編程等操作對設備運行參數(shù)進行智能設置，從而實現(xiàn)設備運轉的自動化控制。例如，在機床廠工作環(huán)境領域，數(shù)控作業(yè)體系的組成要素主要以總主線和CPU為主。在控制設備自動運行的同時也能夠精準地檢測到設備內(nèi)部所存在的故障隱患，以便工作人員可以根據(jù)參數(shù)反饋情況合理制定維護方案，實現(xiàn)精準維修。

（四）智能控制在機械制造中的應用

機械制造是機電一體化系統(tǒng)的重要組成部分，且隨著智能制造理念的提出，機電一體化設備也正逐漸取代人工操作設備而廣泛應用到制造業(yè)中。計算機軟件技術不斷發(fā)展，計算機輔助技術已經(jīng)與傳統(tǒng)的機械設計理論和加工工藝融為一體，并在智能控制手段下，共同構成了新型的機械制造技術，也被稱之為智能制造系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)其主要特點就是利用計算機代替人工操作而進行機械設計工作，完善人腦在設計過程中出現(xiàn)的漏洞和缺陷，發(fā)揮計算機技術科學嚴謹?shù)膬?yōu)勢。在這一過程中，智能控制技術主要是利用神經(jīng)網(wǎng)絡模型和模糊數(shù)學理論來對產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)過程進行建模，確保整個生產(chǎn)環(huán)境和流程的嚴謹科學，最大限度的降低成本，滿足社會需要，保證產(chǎn)品性能的最優(yōu)化。

（五）機電一體化在自動化生產(chǎn)線中的應用

制造業(yè)的發(fā)展帶動了經(jīng)濟發(fā)展，說到生產(chǎn)大家都會想到生產(chǎn)車間中長長的流水線，不同線段的工人從事著不同的工作。隨著信息化技術和人工智能的高度發(fā)展越來越多的企業(yè)生產(chǎn)線逐步實現(xiàn)自動生產(chǎn)線和自動機械的運用。這是智能制造中機電一體化運用的重要體現(xiàn)。在自動化生產(chǎn)線中，主要通過使用總控裝置對電子技術、信息技術的使用和處理做到精準把控，從而對整個制造過程能夠起到嚴格管控的作用，在生產(chǎn)方面減少了體力勞動，生產(chǎn)線全自動化更加提升了生產(chǎn)質量和生產(chǎn)效率。目前大部分的電子產(chǎn)品在生產(chǎn)中都是實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線和自動機械應用。

（六）在人機一體化技術的應用

人機一體化也是未來智能制造的一個重要發(fā)展趨勢，人機一體化不同意機械智能化，更強調(diào)人與智能機械的共同協(xié)作生產(chǎn)，在科研等領域正被積極研究。在該技術中，人依然是控制生產(chǎn)的主要角色，而智能設備充當收集、處理部分信息等技術輔助工作。機電一體化技術在其中的應用重難點，將是要協(xié)調(diào)解決智能機械于人的工作范疇、一些控制操作中的主被關系等問題，使人機一體化技術能實現(xiàn)更為智能、全面、專業(yè)的技術控制。

結語

綜上所述，在我國智能技術的研究過程中，改善智能制造水平需要充分發(fā)揮機電一體化技術的應用，因此在計算機技術、大數(shù)據(jù)技術以及5G技術的推動下，我國的智能化生產(chǎn)將會迎來新的發(fā)展契機。

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