機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的運(yùn)用淺析

摘要：人們對(duì)各種產(chǎn)品需求的增多刺激了生產(chǎn)制造產(chǎn)能的擴(kuò)大，生產(chǎn)制造的任務(wù)艱巨，傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)制造不僅難以保障產(chǎn)能，也無法保障質(zhì)量，越來越多的制造企業(yè)開始了智能化探索，以推進(jìn)智能制造目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，智能制造中涉及到的現(xiàn)代化技術(shù)非常多，機(jī)電一體化是核心技術(shù)，為保障智能制造的建設(shè)水平和效益，相關(guān)制造企業(yè)需加大機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新?；诖耍疚膹臋C(jī)電一體化技術(shù)在智能制造方面的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，重點(diǎn)研究了該技術(shù)的具體應(yīng)用，有利于改變制造行業(yè)的發(fā)展模式。

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

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2021）11-0000-00

我國(guó)是制造大國(guó)，制造行業(yè)每年為國(guó)家貢獻(xiàn)巨大的財(cái)富，但隨著國(guó)際國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的接軌，我國(guó)的制造行業(yè)也在積極探索嶄新的發(fā)展模式，力求通過行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化來提高競(jìng)爭(zhēng)力。一些大型的制造企業(yè)實(shí)施了智能制造，經(jīng)由各種現(xiàn)代化技術(shù)在生產(chǎn)制造流程和控制中的應(yīng)用，生產(chǎn)制造的智能化優(yōu)勢(shì)凸顯，給企業(yè)、行業(yè)都帶來了經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。但我國(guó)制造業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模龐大，并非全部的制造企業(yè)都實(shí)現(xiàn)了智能制造，未來的發(fā)展中，各個(gè)制造企業(yè)都要加大機(jī)電一體化在制造中的應(yīng)用。

1 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

機(jī)電一體化是現(xiàn)代化發(fā)展的技術(shù)表現(xiàn)，此技術(shù)中融合了多種技術(shù)，經(jīng)由這一技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用，可在技術(shù)支持下優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使得生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量更有保障。在傳統(tǒng)的制造領(lǐng)域，產(chǎn)品制造的控制環(huán)節(jié)雖可實(shí)現(xiàn)一定的機(jī)械化，但因?yàn)榧夹g(shù)條件的限制，對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的配置要求非常高，且系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠、功能不足，而機(jī)電一體化技術(shù)在制造中的應(yīng)用，通過對(duì)系統(tǒng)的調(diào)整和優(yōu)化，可克服這些不足，提升制造的智能化水平[1]。

1.2智能化系統(tǒng)

機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用在制造領(lǐng)域后，可在企業(yè)中構(gòu)建起智能化系統(tǒng)，該系統(tǒng)的出現(xiàn)，克服了人工控制的弊端，再加上系統(tǒng)穩(wěn)定性好、功能多樣，可在生產(chǎn)制造中體現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。在信息時(shí)代到來以后，各種信息技術(shù)的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，機(jī)電一體化技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)就在制造行業(yè)中受到了人們的關(guān)注，通過智能化系統(tǒng)的創(chuàng)建，可使得在控制中的人力成本顯著降低[2]。生產(chǎn)制造的過程中，智能化系統(tǒng)中的調(diào)控模塊，可對(duì)生產(chǎn)制造的一切流程、要素都加以科學(xué)調(diào)控，保障生產(chǎn)制造的效率和資源利用，智能化模塊還可實(shí)現(xiàn)對(duì)制造全過程的監(jiān)督，及時(shí)進(jìn)行故障識(shí)別與預(yù)警，即使設(shè)備出現(xiàn)了故障，也可在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常。

1.3靈敏度提高

機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用，還有著極高的靈敏度，這種靈敏性優(yōu)勢(shì)使得在生產(chǎn)制造的過程中，可利用智能化系統(tǒng)來完成對(duì)應(yīng)的控制任務(wù)，不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)中全部過程和要素的動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，還可在控制的同時(shí)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息采集和處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同環(huán)節(jié)、不同部門之間的高效流通，使得相關(guān)人員可在生產(chǎn)制造的過程中，利用數(shù)據(jù)信息來解決難題，輔助決策，提高數(shù)據(jù)安全性、完整性，保持智能制造系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.4模型優(yōu)勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用還具備模型優(yōu)勢(shì)，這一方面的優(yōu)勢(shì)可帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步，使得各個(gè)制造企業(yè)都可以根據(jù)自身的生產(chǎn)制造情況，加大在機(jī)電一體化技術(shù)方面的投入，機(jī)電一體化的模型優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在模型結(jié)構(gòu)、信息處理和生產(chǎn)效率等方面。

2機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的實(shí)踐運(yùn)用策略

2.1數(shù)控技術(shù)

近年來，隨著我國(guó)國(guó)際影響力的增強(qiáng)，制造業(yè)已經(jīng)成為了我國(guó)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，每年都為國(guó)家創(chuàng)造了巨大的效益。在制造領(lǐng)域，不同主體之間表現(xiàn)出激烈的競(jìng)爭(zhēng)，為贏得競(jìng)爭(zhēng)力，很多制造企業(yè)都在開展智能制造模式的探索，機(jī)電一體化的出現(xiàn)和應(yīng)用，帶動(dòng)了全行業(yè)的進(jìn)步。數(shù)控技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用范圍顯著擴(kuò)大，當(dāng)制造企業(yè)在制造中應(yīng)用了這一技術(shù)后，就可通過數(shù)據(jù)信息的采集、分析來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)、工作過程的自動(dòng)化控制。根據(jù)當(dāng)下數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，在該技術(shù)中融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)等，不同技術(shù)在制造系統(tǒng)中的相互配合，不僅可提高制造的效率，更可以保障產(chǎn)品的質(zhì)量[3]。與機(jī)電一體化技術(shù)的其他技術(shù)相比較，數(shù)控技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用相對(duì)早，在多年的發(fā)展過程中，此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用都相對(duì)成熟，給行業(yè)帶來了巨大的效益和發(fā)展?jié)摿?。?shù)控技術(shù)下的數(shù)控生產(chǎn)模式，提高了加工制造效率，就智能制造中的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用，大多選用的是CPU+總線的模式，這一模式下，可對(duì)制造開展三維仿真模擬。

2.2傳感技術(shù)

傳感技術(shù)也是機(jī)電一體化中不可或缺的技術(shù)，因?yàn)閭鞲屑夹g(shù)的特點(diǎn)，可在制造過程中發(fā)揮智能化的優(yōu)勢(shì)。但在傳感技術(shù)的應(yīng)用中，需根據(jù)制造流程和要求，配備各種的傳感器，多個(gè)不同類型的傳感器，也就可在生產(chǎn)系統(tǒng)中構(gòu)成完善的傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在后續(xù)生產(chǎn)制造的過程中，各個(gè)傳感器可在生產(chǎn)的過程中進(jìn)行自動(dòng)的數(shù)據(jù)信息收集，目標(biāo)信號(hào)的接收與傳輸更怯便捷。傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造過程中的智能化控制，控制精度和準(zhǔn)度都更有保障。我國(guó)智能制造雖取得了一定的發(fā)展成就，但在智能制造的過程中，所配備的各類智能設(shè)備，在運(yùn)行過程中極易受到各種因素的干擾，信號(hào)接收和傳輸無法保持正常，各個(gè)制造企業(yè)在當(dāng)下的技術(shù)條件下，加大了傳感技術(shù)的應(yīng)用，在構(gòu)建了傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)且綜合了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)后，可在生產(chǎn)制造的全過程中直接進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集、存儲(chǔ)和分析[4]。很多的智能制造中，傳感技術(shù)的應(yīng)用都配備了光纖電纜傳感設(shè)備，此設(shè)備的使用，可發(fā)揮設(shè)備的功能優(yōu)勢(shì)，采集到完整、準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。

2.3計(jì)算機(jī)集成數(shù)字化采集技術(shù)

計(jì)算機(jī)集成數(shù)字化采集技術(shù)也是智能制造中的重要技術(shù)，對(duì)智能制造而言，為有效推進(jìn)各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，就需要注重生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)信息采集，從而在此實(shí)現(xiàn)上將這些采集到的信息高效利用起來。計(jì)算機(jī)集成數(shù)字化采集技術(shù)應(yīng)用時(shí)需配備相應(yīng)的設(shè)備，以保障數(shù)據(jù)采集工作的高質(zhì)量完成，比如，可配備微電子設(shè)備、傳感器、人機(jī)界面控制裝置。不論是哪一種產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，都可以利用計(jì)算機(jī)集成數(shù)字化采集技術(shù)來完成數(shù)據(jù)的采集，在此基礎(chǔ)上開展相應(yīng)的控制，控制體現(xiàn)出全過程、全方位和動(dòng)態(tài)化特征。在形成了跟蹤控制系統(tǒng)以后，系統(tǒng)中的智能化模塊可自動(dòng)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)流程的分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)制造過程中各個(gè)要素的制造狀態(tài)、參數(shù)信息，將所獲得的信息實(shí)時(shí)上傳到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，也就可完成自動(dòng)化控制。

2.4柔性制造系統(tǒng)

機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用包含了多種的技術(shù)，其中，柔性制造系統(tǒng)也在制造領(lǐng)域引起了人們的關(guān)注，越來越多的制造企業(yè)中都設(shè)計(jì)了柔性制造系統(tǒng)，根據(jù)此系統(tǒng)的構(gòu)成，主要包含有信息控制系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)和物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)，不同子系統(tǒng)的相互配合，可在生產(chǎn)制造的過程中，實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，滿足生產(chǎn)制造要求。柔性制造系統(tǒng)在智能制造中應(yīng)用時(shí)，后臺(tái)管理人員可在系統(tǒng)中實(shí)時(shí)掌握產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度與流程，在對(duì)數(shù)據(jù)加以科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，也就可根據(jù)需求來進(jìn)行設(shè)備、工具、物料等的調(diào)配與決策，保障生產(chǎn)制造的高效開展。柔性制造系統(tǒng)在智能制造中應(yīng)用后，產(chǎn)品生產(chǎn)越發(fā)高效，企業(yè)所生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量可符合市場(chǎng)需求，給企業(yè)創(chuàng)造了巨大的效益。伴隨著我國(guó)制造行業(yè)的進(jìn)步，一些大型的制造企業(yè)中，因?yàn)槠湟?guī)模較大、技術(shù)水平高，為滿足智能制造的要求，這些企業(yè)中都引入了柔性制造系統(tǒng)，此系統(tǒng)的應(yīng)用類型相對(duì)較多，企業(yè)可從自身的生產(chǎn)特點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行柔性制造系統(tǒng)的選擇，使得在生產(chǎn)時(shí)，該系統(tǒng)可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、整合與處理，達(dá)到對(duì)生產(chǎn)制造的分層控制目標(biāo)。

2.5智能機(jī)器人

信息時(shí)代到來后，我國(guó)的智能技術(shù)發(fā)展迅猛，再加上市場(chǎng)上各類產(chǎn)品需求的增長(zhǎng)，很多制造企業(yè)都面臨著巨大的生產(chǎn)壓力，為確保制造企業(yè)的生產(chǎn)效率、質(zhì)量都可滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求，一些制造企業(yè)都加大了在智能制造方面的探索，力求通過智能化技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用來提高生產(chǎn)效率，給企業(yè)創(chuàng)造更大的發(fā)展契機(jī)，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)凸顯，針對(duì)傳統(tǒng)人工制造所存在的諸多問題，逐步研發(fā)出了各種的智能機(jī)器人，這些智能機(jī)器人的使用，實(shí)現(xiàn)了智能化制造。事實(shí)上，智能機(jī)器人中包含的現(xiàn)代化技術(shù)非常多，具有學(xué)科交叉性，我國(guó)關(guān)于智能機(jī)器人的研究日漸深入，取得了豐碩的研究成果，智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用已經(jīng)成為了機(jī)電一體化中的重點(diǎn)內(nèi)容。傳感技術(shù)、控制技術(shù)和信息技術(shù)等，都是智能機(jī)器人中不可或缺的技術(shù)，這些技術(shù)的綜合應(yīng)用，可使得在產(chǎn)品制造的過程中，可模仿人類思維來進(jìn)行問題的處理，智能制造系統(tǒng)可對(duì)所采集到的一切數(shù)據(jù)和信息加以處理，在信息綜合的基礎(chǔ)上開展判斷和決策。根據(jù)智能機(jī)器人在制造領(lǐng)域的應(yīng)用，智能機(jī)器人可替代人工作業(yè)，使得制造企業(yè)在制造過程中的人力投入量大大降低，工作負(fù)擔(dān)顯著減小，保持不同生產(chǎn)流程的高度銜接，提高生產(chǎn)效率和效益。此外，智能機(jī)器人的配置，還可規(guī)范制造和生產(chǎn)流程，使得一切的制造流程都可按照既定標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施，避免因?yàn)槿斯ゅe(cuò)誤操作所引起的制造誤差，提高產(chǎn)品質(zhì)量，控制加工制造誤差。即使生產(chǎn)條件相對(duì)惡劣，智能機(jī)器人也可克服這種惡劣環(huán)境的干擾，保持正常的生產(chǎn)作業(yè)。

3機(jī)電一體化技術(shù)在制造領(lǐng)域的未來發(fā)展

3.1自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中的應(yīng)用雖取得了一定的成效，但一些小型制造企業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用尚不成熟，未來還有著巨大的發(fā)展空間，比如，自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)也是未來需重點(diǎn)關(guān)注的方面，這一技術(shù)應(yīng)用以后，可在制造的過程中克服時(shí)間、地點(diǎn)的限制，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目標(biāo)。具體的監(jiān)控工作開展是由傳感器和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)來完成的，自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)形成后，可在制造的過程中，對(duì)全部的流程和要素都開展連續(xù)化監(jiān)控，監(jiān)控表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)化、實(shí)時(shí)性特征[5]?，F(xiàn)階段的一些制造企業(yè)雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)控，但是其系統(tǒng)規(guī)模和功能有限，在小范圍的監(jiān)控中非常有效，如果要滿足大規(guī)模生產(chǎn)的自動(dòng)化監(jiān)控，就需要在原有基礎(chǔ)上擴(kuò)展系統(tǒng)功能，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2機(jī)械與信息技術(shù)工程融合發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中應(yīng)用時(shí)，未來還需重視機(jī)械與信息技術(shù)的高度融合，經(jīng)由二者的科學(xué)融合，可有效減少制造中的一些問題。在技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，再加上各個(gè)制造企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模明顯擴(kuò)大，單一的主體技術(shù)構(gòu)建模式顯然已經(jīng)無法滿足智能制造的目標(biāo)，而需要實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)控制模式的高度融合，以發(fā)揮系統(tǒng)的功能優(yōu)勢(shì)。制造企業(yè)中復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備配置和生產(chǎn)流程，都要求在開展智能制造的過程中，需有效通過新技術(shù)的使用來促進(jìn)機(jī)械與信息的融合，在實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備科學(xué)控制的基礎(chǔ)上，保障各種信息資源的高效利用，用信息數(shù)據(jù)來輔助生產(chǎn)決策。

4結(jié)語

制造行業(yè)在當(dāng)前邁入了嶄新的發(fā)展階段，全行業(yè)范圍內(nèi)都在大力推進(jìn)智能制造建設(shè)，但智能制造的實(shí)施需有機(jī)電一體化技術(shù)的支持，為提升智能制造水平，各個(gè)制造企業(yè)都要立足于自身的發(fā)展，著力推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]張馨仁.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（6）：146.

[2]劉明.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用分析[J].數(shù)字化用戶，2017，23（22）：86.

[3]李明.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2020，38（3）：2.

[4]潘愛民.機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的應(yīng)用研究[J].湖南農(nóng)機(jī)，2017，44（8）：54.

[5]步延生，陳恒超，楊龍.智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國(guó)新通信，2019，21（5）：116.

收稿日期：2021-10-08

作者簡(jiǎn)介：田飛（1974—），女，山西忻州人，大專， 研究方向：機(jī)電、安全。

Abstract： People increasing demand for various products to stimulate the expansion of production capacity， production and manufacturing of a difficult task， the traditional manual production not only difficult to safeguard capacity， also can't guarantee quality， more and more intelligent manufacturing companies began to explore， in order to promote to achieve the goals of intelligent manufacturing， intelligent manufacturing involves in modern technology is very much， Mechatronics is the core technology， in order to ensure the construction level and efficiency of intelligent manufacturing， relevant manufacturing enterprises need to increase the innovation of mechatronics technology. Based on this， this paper from the advantages of mechatronics technology in intelligent manufacturing， focusing on the specific application of the technology， is conducive to change the development model of manufacturing industry.

Key words： Mechatronics technology; Intelligent manufacturing; application