機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用

徐丕兵 梁麗潔

摘 要：在我國高科技工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中，機(jī)電一體化技術(shù)是非常重要的組成部分。機(jī)電一體化技術(shù)集成了信息、電子計算機(jī)、機(jī)械設(shè)備、電子設(shè)備等技術(shù)手段，可以合理地整合機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)線設(shè)備以及電子設(shè)備監(jiān)控軟件。因此，本文討論了公司智能制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢以及機(jī)電一體化技術(shù)在公司智能制造系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;智能制造;發(fā)展應(yīng)用

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）13-0053-02

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，自動化控制系統(tǒng)和電子信息技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。為了適應(yīng)社會迅猛發(fā)展的要求，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢必然是個性化、小型化、智能化。以下是公司智能制造系統(tǒng)中機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢和應(yīng)用問題的簡要分析。

1 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展概況

機(jī)械設(shè)備技術(shù)和電子信息技術(shù)的集成是機(jī)電一體化技術(shù)最初發(fā)展的基本方式。機(jī)電一體化的基本發(fā)展趨勢主要是基于電子信息技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用，以提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)率。由于技術(shù)含量低，制造操作規(guī)模小，因此不能很好地滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。隨著電子信息技術(shù)和微處理技術(shù)的不斷優(yōu)化升級，機(jī)電一體化技術(shù)在特定制造中越來越普遍。它與諸如信息技術(shù)和電子信息技術(shù)的新技術(shù)有機(jī)地融合在一起[1]。人工智能技術(shù)控制系統(tǒng)逐漸朝著智能化系統(tǒng)方向發(fā)展。

2 企業(yè)智能制造技術(shù)的發(fā)展概況

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)備制造的技術(shù)性也得到了轉(zhuǎn)化和提高。為了考慮社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對機(jī)械設(shè)備商品的日益突出的要求，我們必須積極引進(jìn)繁榮的產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。智能制造系統(tǒng)的技術(shù)性是指基于工業(yè)設(shè)備的全自動驅(qū)動以及原始工業(yè)設(shè)備及其機(jī)械設(shè)備的操縱來操縱生產(chǎn)系統(tǒng)的方式。這是機(jī)械設(shè)備制造業(yè)的必然發(fā)展趨勢。智能制造系統(tǒng)的基本特征包括：獲得、表達(dá)、解決、存儲專業(yè)知識的能力，自我學(xué)習(xí)，自我組織，自我完善，自我維護(hù)以及整合各種信息內(nèi)容的認(rèn)知能力[2]。在特定的生產(chǎn)和應(yīng)用中，傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)總是在下降和變脆，智能制造系統(tǒng)的技術(shù)系統(tǒng)軟件將被廣泛使用并在應(yīng)用中繼續(xù)發(fā)展。依靠電子信息技術(shù)進(jìn)行快速編程，三維界面顯示，使用縮放、多向視圖等，可以實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計和相關(guān)的實際操作，以考慮對圖形設(shè)計精度的高要求?？s短生產(chǎn)周期，在加工過程中完成人機(jī)交互技術(shù)，并合理提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的具體應(yīng)用

3.1 自動生產(chǎn)線與自動機(jī)械的結(jié)合應(yīng)用

將機(jī)電一體化應(yīng)用于智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵性能方面之一是自動化生產(chǎn)線和自動化機(jī)械的應(yīng)用和集成。使用自動化生產(chǎn)線和自動機(jī)械，以便利用智能技術(shù)有條不紊地進(jìn)行操作和工作，在商品加工過程中控制設(shè)備，減少人工服務(wù)的操作過程，并減少加工過程中的人力資源消耗[3]。這兩種技術(shù)主要基于工業(yè)觸摸屏操作設(shè)備的安裝和光學(xué)操作以及其系統(tǒng)軟件的合理操作，應(yīng)用較為普遍，并且可以在許多行業(yè)中看到技術(shù)應(yīng)用的影子。這種應(yīng)用和集成的優(yōu)勢可以及時滿足生產(chǎn)部門的相關(guān)要求，節(jié)省大量的人力和物力，使資本投入到更有價值的工作上，為社會發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

3.2 工業(yè)智能機(jī)器人的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)機(jī)器人是將電子計算機(jī)、人工智能技術(shù)和仿生學(xué)集成全面創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。就目前的科學(xué)研究狀況而言，已經(jīng)開發(fā)出工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)機(jī)器人，并將其用于各個行業(yè)以提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品生產(chǎn)率。工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用具有非常積極的作用：它可以自動檢索設(shè)計者繪制的工程圖，以進(jìn)行有效的原材料分配和制造，然后在整個制造過程中進(jìn)行合理地開發(fā)。發(fā)現(xiàn)問題后，立即停止工作，等待技術(shù)專業(yè)人員的定期檢查和維護(hù)，以防止對貨物造成更大的損害。

3.3 傳感技術(shù)的應(yīng)用

像其他表現(xiàn)形式一樣，傳感器技術(shù)在自動化控制和監(jiān)督過程中也起著極其重要的作用。傳感技術(shù)不僅要求極高的靈敏度和準(zhǔn)確性，而且還需要具有減少外部干擾甚至屏蔽外部干擾作用的能力。這樣可以優(yōu)化智能制造的操作步驟，減少外部干擾，提高成功率。傳感器技術(shù)在智能制造過程中會失去其原始功能，因此許多電子系統(tǒng)和手動系統(tǒng)在出現(xiàn)錯誤時都無法檢測到各種參考指標(biāo)，沒有傳感器技術(shù)的靈敏性和準(zhǔn)確性，智能制造就無法正確判斷指標(biāo)是否滿足要求，也無法檢測出過高的指標(biāo)，這最終使自動化難以實現(xiàn)，還取決于人力和物力以及最終的檢測和實施。傳感技術(shù)不僅是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的重要體現(xiàn)，而且是智能制造過程中不可或缺的一部分，決定了是否只有系統(tǒng)才能執(zhí)行自動化工作和自動化檢測。

4 機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展趨勢

4.1 自動機(jī)械及自動生產(chǎn)線的發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)在公司智能制造系統(tǒng)中的杰出表現(xiàn)主要是自動化機(jī)械和自動化生產(chǎn)線。關(guān)鍵是依靠電子信息技術(shù)（光學(xué)自動控制系統(tǒng)和工業(yè)觸摸屏控制系統(tǒng)）全面地操縱操作步驟[4]。該技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，例如飲料自動生產(chǎn)線和印刷包裝生產(chǎn)線。柔性制造技術(shù)性是指電子計算機(jī)自動化技術(shù)生產(chǎn)和制造系統(tǒng)軟件的技術(shù)性。關(guān)鍵是將一系列規(guī)模經(jīng)濟(jì)（例如自動倉庫、電子計算機(jī)、數(shù)控車床等）整合到一個統(tǒng)一的行為主體中，以便將生產(chǎn)模式與網(wǎng)絡(luò)動態(tài)聯(lián)系起來。這樣，一方面可以考慮各部門的有關(guān)規(guī)定，另一方面可以節(jié)省大量的物力和時間。該技術(shù)密鑰適用于對設(shè)計方案和各種產(chǎn)品類型有較高要求的中小企業(yè)。

4.2 工業(yè)智能機(jī)器人的發(fā)展

工業(yè)智能機(jī)器人是機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的先進(jìn)應(yīng)用。工業(yè)智能機(jī)器人技術(shù)專注于通過整合仿生學(xué)、計算機(jī)、人工智能和其他學(xué)科而獲得的新科學(xué)研究成果。機(jī)器人技術(shù)是一種結(jié)合仿生、傳感技術(shù)、力學(xué)、計算機(jī)、人工智能、信息、控制論等技術(shù)的高科技技術(shù)，在當(dāng)前研究中非常普遍，并且具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。工業(yè)智能機(jī)器人有利于產(chǎn)品的快速更換，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化勞動條件等。工業(yè)智能機(jī)器人的優(yōu)點是：精度高，在軍事和建筑領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價值，并得到一致認(rèn)可。復(fù)雜的工作流程可以快速完成，可以實現(xiàn)有效信息自動識別并獲取。

4.3數(shù)控生產(chǎn)的發(fā)展趨勢

在社會經(jīng)濟(jì)中，機(jī)械制造不僅扮演著非常重要的角色，而且可以促進(jìn)該國工農(nóng)業(yè)的發(fā)展。我國數(shù)控生產(chǎn)企業(yè)是應(yīng)用CNC生產(chǎn)機(jī)電一體化技術(shù)生產(chǎn)的行業(yè)。CNC生產(chǎn)所需的智能控制系統(tǒng)具有非常嚴(yán)格的指標(biāo)和要求。首先，它涉及系統(tǒng)中相關(guān)模擬信息和數(shù)據(jù)的處理。其次，它處于控制之中。生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理體現(xiàn)了非常關(guān)鍵的功能。對于當(dāng)今我國的主要機(jī)床工廠來說，主干線和CPU模式是CNC機(jī)床構(gòu)造的主要類型，這種模式可以借助模糊智能控制和在線診斷來提高存儲設(shè)備的精度，并通過計算機(jī)和其他相關(guān)軟件實現(xiàn)三維仿真動態(tài)圖像的實現(xiàn)，使整個生產(chǎn)過程特別有效和逼真，從而準(zhǔn)確地指導(dǎo)員工。

5 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的應(yīng)用有效地改變了過去低效的運(yùn)營方式和生產(chǎn)方式。隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢，它結(jié)合并應(yīng)用了各種高科技科學(xué)技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)在公司智能制造系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢和應(yīng)用可以促進(jìn)各種技術(shù)的相互滲透，進(jìn)一步改革和創(chuàng)新傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的精益生產(chǎn)方法，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率和制造質(zhì)量，最終完成更多的工作，實現(xiàn)理想化社會經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳開朗.機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中得發(fā)展應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（25）：165.

[2] 劉繼峰.簡述機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（17）：71.

[3] 李相洋，王壯芬.論述機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用[J].四川水泥，2015（11）：166.

[4] 關(guān)林林，陳崗.智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（16）：251-252.

Abstract：In China's high-tech industrial production technology， mechatronics technology is a very important part. Mechatronics technology integrates information， computer， mechanical equipment， electronic equipment and other technical means， which can reasonably integrate mechanical equipment production line equipment and electronic equipment monitoring software. Therefore， this paper discusses the development trend of the company's intelligent manufacturing system and the development trend and application of mechatronics technology in the company's intelligent manufacturing system.

Key words：mechatronics;intelligent manufacturing;development and application

收稿日期：2020-06-08

作者簡介：徐丕兵（1976—），男，山東青島人，本科，研究方向：智能制造領(lǐng)域。