機電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用與發(fā)展

蘇保照，王春蕾

（青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東青島 266555）

0 引言

機電一體化技術(shù)作為現(xiàn)代高端科技技術(shù)，是結(jié)合多種新型技術(shù)形成的一項技術(shù)，具備多方面的功能和特性，將其應(yīng)用于智能制造領(lǐng)域當(dāng)中，能極大程度提升生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，相應(yīng)縮減生產(chǎn)企業(yè)投入生產(chǎn)的經(jīng)濟成本，更有效地推動制造業(yè)盡早實現(xiàn)經(jīng)濟建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展目標(biāo)。

1 機電一體化與智能制造的相關(guān)性

在當(dāng)代科技高速發(fā)展的歷程當(dāng)中，機電一體化技術(shù)與智能制造成為了技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展史中的一大革新與突破，在實踐應(yīng)用時機電一體化技術(shù)能融合多類科技技術(shù)，顯著突出技術(shù)融合下的優(yōu)勢，而智能制造正需要多類型技術(shù)的融合來提升制造質(zhì)量及水平。在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中，作為主要生產(chǎn)技術(shù)的機電一體化技術(shù)，能夠在實踐應(yīng)中充分融合電子信息和機械等技術(shù)，構(gòu)成龐大的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)來實現(xiàn)機械操作控制的電子信息自動化，極大提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)。

智能制造在人工智能領(lǐng)域發(fā)展當(dāng)中是一項突破與創(chuàng)新，其是由人工科技智能制造技術(shù)為基礎(chǔ)演變形成的，再加以智能化制造方面的革新，運行中與各類技術(shù)密切相關(guān)，制造階段通過控制指令來傳達指令操作，需要將信息科技技術(shù)與人工智能實現(xiàn)有機融合，成為機械控制技術(shù)。機電一體化技術(shù)應(yīng)用于智能制造中有其必然性，是推動現(xiàn)代化智能制造業(yè)更穩(wěn)健發(fā)展的動力和技術(shù)手段；機電一體化技術(shù)若想實現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新與升級，也與智能制造息息相關(guān)，兩者是需要互相的融合。

2 機電一體化應(yīng)用于智能制造中的意義

在機電一體化技術(shù)的應(yīng)用中，機械工業(yè)生產(chǎn)主要應(yīng)用電氣信息技術(shù)來提升機械制造生產(chǎn)的品質(zhì)與效率，尤其是智能制造階段，機電一體化技術(shù)的逐漸完善和創(chuàng)新，在運用了計算機信息系統(tǒng)、電子技術(shù)和人工智能相結(jié)合形式下，實現(xiàn)了對制造中機械設(shè)備的智能化、自動化控制，極大提升了制造業(yè)生產(chǎn)時的效率與產(chǎn)品品質(zhì)。機電一體化技術(shù)應(yīng)用于智能制造當(dāng)中是有著切實性的重要意義，極大程度促進工業(yè)領(lǐng)域盡快實現(xiàn)規(guī)范、智能和自動化的生產(chǎn)，促使其得到更好發(fā)展。

3 機電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用體現(xiàn)

3.1 傳感技術(shù)的應(yīng)用

作為機電一體化技術(shù)最重要的組成部分，傳感技術(shù)的準(zhǔn)確性與可操作性極具優(yōu)勢。智能制造合理運用了傳感技術(shù)，可以實現(xiàn)對外界的實時監(jiān)控，規(guī)避因設(shè)備運行受到外界因素干擾和影響的狀況發(fā)生。在智能制造的實際生產(chǎn)過程中應(yīng)用傳感技術(shù)后，能全面且更高效地發(fā)揮出該項技術(shù)的優(yōu)勢。在生產(chǎn)過程中，傳感技術(shù)創(chuàng)建一個與其相符的能夠智能控制傳感器的終端網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，以此來收獲傳感器所傳遞的信號，進行相關(guān)的處理。

運用計算機系統(tǒng)完善傳感器信號的處理，合理掌握傳感器所傳達的各類信息，為生產(chǎn)進程和操作流程提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和信息。在現(xiàn)階段生產(chǎn)中，光纖電纜傳感器是應(yīng)用較普遍的重要生產(chǎn)設(shè)備，其擁有對應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，可節(jié)省經(jīng)費投入，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛。

3.2 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

在當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)中，機械制造所占比率比較大，并且非常重要，在更新技術(shù)應(yīng)用形式和實踐性運用上都具有更高的前瞻性。在機械制造業(yè)中應(yīng)用的機電一體化技術(shù)發(fā)展十分迅速，促使各項技術(shù)領(lǐng)域高效、高速發(fā)展，應(yīng)用中的準(zhǔn)確性也更高。在數(shù)控領(lǐng)域中早已實現(xiàn)兩者的融合，現(xiàn)今數(shù)控技術(shù)仍在持續(xù)發(fā)展、完善，相關(guān)工作者還在持續(xù)優(yōu)化與探索。將數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在機械制造業(yè)實踐生產(chǎn)中，顯著提升了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，故而數(shù)控技術(shù)應(yīng)用成為了機械生產(chǎn)中的關(guān)鍵要素之一。

隨著科技的進步發(fā)展，數(shù)控生產(chǎn)將運用到多個行業(yè)領(lǐng)域中，其生產(chǎn)優(yōu)勢更加顯著和突出，在科技發(fā)展背景下，數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)中的有效融合與應(yīng)用效率都在不斷提升。在智能制造生產(chǎn)中，數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)對自動化和智能化控制的要求較高，對于信息處理技術(shù)、計算機技術(shù)以及數(shù)字化模擬技術(shù)等方面的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)在持續(xù)提高。而機電一體化技術(shù)在數(shù)控生產(chǎn)中的運用，可以在一定程度上促使機械工業(yè)加快發(fā)展進程，在智能制造和數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)有機結(jié)合的背景下，機電一體化技術(shù)更能夠提升數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)在機械加工方面的精度和生產(chǎn)效率。在數(shù)控生產(chǎn)中，智能控制系統(tǒng)目前大部分運用的是“CPU+總線”的設(shè)計模式，以此對數(shù)控生產(chǎn)整個階段實現(xiàn)三維仿真模擬，提升了數(shù)控生產(chǎn)實際的產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率，進而體現(xiàn)出其技術(shù)優(yōu)勢，為數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)在今后工業(yè)生產(chǎn)方面奠定出良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.3 系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用

智能制造是在智能制造技術(shù)和系統(tǒng)共同發(fā)揮作用的情況下實現(xiàn)的，將機電一體化系統(tǒng)與智能制造系統(tǒng)相比較時就能發(fā)現(xiàn)兩者間的顯著區(qū)別。智能制造系統(tǒng)當(dāng)中集成了機電一體化技術(shù)的多項子系統(tǒng)，對于機電一體化的實際應(yīng)用與管理具有更為嚴(yán)格和專業(yè)化的要求。智能制造系統(tǒng)在充分運用了分布式的框架結(jié)構(gòu)，將機電一體化技術(shù)中的各類子系統(tǒng)集成在網(wǎng)絡(luò)空間中，并實現(xiàn)了機電一體化技術(shù)與人工智能系統(tǒng)有機、科學(xué)的融合，進而呈現(xiàn)出更有自律性和科學(xué)性的人機管理模式。

3.4 工業(yè)智能機器人

在智能制造環(huán)節(jié)中，工業(yè)智能機器人的應(yīng)用是現(xiàn)代機電一體化技術(shù)在其中的一類高級應(yīng)用方式，工業(yè)智能機器人技術(shù)的應(yīng)用主要是科學(xué)融合了計算機、人工智能和仿生學(xué)等學(xué)科而成，其研發(fā)問世也是現(xiàn)代新型科學(xué)研究的一大突出成果，更呈現(xiàn)了當(dāng)前機電一體化所具備的兼容性和多功能性等特征。在工業(yè)智能機器人的內(nèi)部系統(tǒng)中所用的是現(xiàn)代化的仿真模擬學(xué)，可將其外觀、整體結(jié)構(gòu)和各節(jié)點的發(fā)力點充分呈現(xiàn)出與人類運作功能的較高相似性，將物理學(xué)特性主要呈現(xiàn)在從事重力裝載的工業(yè)智能機器人身上。

機電一體化技術(shù)的有機結(jié)合和應(yīng)用主要是在各型生產(chǎn)機器系統(tǒng)的內(nèi)部，所制造的工業(yè)智能生產(chǎn)機器人已應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，其能按部就班地在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中工作。正是有智能制造業(yè)的突出貢獻才能創(chuàng)建充分呈現(xiàn)出智能性的工業(yè)機器人，智能制造企業(yè)可以通過智能機器人內(nèi)部的識別系統(tǒng)來對規(guī)范設(shè)計中所標(biāo)示的各規(guī)范、種類和性能不同的物品及材料進行辨別和區(qū)分，并按照實際生產(chǎn)中對生產(chǎn)和加工的基準(zhǔn)條件，以及各環(huán)節(jié)相關(guān)步驟去更合理科學(xué)地實施統(tǒng)一、規(guī)范的安排，繼而按照標(biāo)準(zhǔn)操作來完成整個生產(chǎn)制造流程。

在工業(yè)生產(chǎn)中智能機器人還擁有極強的自動化監(jiān)控功能，可以針對生產(chǎn)產(chǎn)品的各制造環(huán)節(jié)都實施檢測和檢測到位。若是在檢測中發(fā)現(xiàn)了該設(shè)備設(shè)施運行失誤或存在錯差，便會立刻暫停生產(chǎn)制造的各項相關(guān)工作，同時將錯誤點所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)街行目刂葡到y(tǒng)。而控制系統(tǒng)得到信息后便會發(fā)出預(yù)警裝置，相關(guān)的技術(shù)人員在得到預(yù)警裝置的提醒后，便會實施系統(tǒng)檢測以及相關(guān)的維修作業(yè)。如此可見，將智能生產(chǎn)機器人應(yīng)用于制造業(yè)當(dāng)中可以極大降低故障和事故的發(fā)生概率。

3.5 自動化生產(chǎn)線技術(shù)

在我國的工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展歷程中，運用機電一體化技術(shù)能夠逐漸降低傳統(tǒng)模式下人工勞作的概率，在解放勞動力的基礎(chǔ)上，極大提升和實現(xiàn)了工業(yè)智能、自動化的生產(chǎn)操作水平。在當(dāng)下智能制造環(huán)節(jié)中，逐漸實現(xiàn)了智能自動化的生產(chǎn)、控制普及率，因此在智能制造中有效應(yīng)用機電一體化技術(shù)也成為了加快實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線與機械智能化來控制生產(chǎn)的效果。應(yīng)用電子技術(shù)形成了對自動生產(chǎn)線的光電控制與人機交互，以計算機控制系統(tǒng)對自動生產(chǎn)線實施綜合管控，呈現(xiàn)出生產(chǎn)和制造無人化的局面，也促使了制造業(yè)良好發(fā)展，展現(xiàn)出智能制造的發(fā)展優(yōu)勢。而且在科學(xué)管控方式下，自動化生產(chǎn)線構(gòu)成了生產(chǎn)與控制相結(jié)合的一體化管理模式，隨著時代發(fā)展，自動化生產(chǎn)線技術(shù)逐漸朝向網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)形式發(fā)展。

4 智能制造中機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷演變、發(fā)展、創(chuàng)新，為機電一體化技術(shù)今后的發(fā)展與革新提供了堅實的保障基礎(chǔ)。從近幾年的發(fā)展情況來看，機電一體化技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出小型化的趨勢，這是此項技術(shù)革新和發(fā)展的主要趨勢。并且，發(fā)展成小型化的機電一體化技術(shù)也將系統(tǒng)體積演變得越來越小，能耗越來越低。在多項技術(shù)的科學(xué)融合下，該項技術(shù)會越來越完善，在生產(chǎn)中的效率和產(chǎn)品質(zhì)量也得到顯著提高。

在今后的工業(yè)生產(chǎn)過程中，對于人工智能技術(shù)方面的要求也將會逐漸提高，而且也不光只是工業(yè)機器人這方面的智能應(yīng)用，還需要有智能化的數(shù)據(jù)技術(shù)等先進技術(shù)的應(yīng)用。對于當(dāng)前的智能數(shù)據(jù)技術(shù)，我國在其應(yīng)用方面還有極大的發(fā)展空間。所以在智能制造中，一定要充分運用科學(xué)技術(shù)，以此提升機電一體化技術(shù)在數(shù)據(jù)機床上的應(yīng)用范圍，以期更早實現(xiàn)數(shù)據(jù)機床的智能化生產(chǎn)與控制。機電一體化技術(shù)的實際應(yīng)用與發(fā)展原則是提升生產(chǎn)中效率與質(zhì)量，以便于更好地服務(wù)于人民的生活和生產(chǎn)，所以，機電一體化技術(shù)會朝著更加科學(xué)和更為人性化的方向發(fā)展。

5 結(jié)束語

隨著當(dāng)下機電一體化技術(shù)的應(yīng)用率逐漸提升，傳統(tǒng)制造生產(chǎn)模式已逐漸走向智能化和自動化，更推動了智能制造快速實現(xiàn)多樣化的生產(chǎn)形式。經(jīng)濟高速發(fā)展是必然的發(fā)展結(jié)果，更是綜合性的科技技術(shù)體現(xiàn)，在生產(chǎn)和發(fā)展歷程中會融合諸多新型科技技術(shù)，而機電一體化技術(shù)在智能制造當(dāng)中的應(yīng)用也促進了綜合集成，快速完成整體優(yōu)化，從而加快了產(chǎn)業(yè)改革，并且在快速革新和推進中為生產(chǎn)企業(yè)謀求到更多的發(fā)展機會和經(jīng)濟效益。