智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用分析

莊志鑫

（新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆 哈密 839000）

1 引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，許多企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到機(jī)電一體化技術(shù)的重要性，并將其應(yīng)用于各個(gè)制造領(lǐng)域，尤其是在工業(yè)制造領(lǐng)域，機(jī)電一體化已成為重要的技術(shù)支撐，并為整個(gè)工業(yè)化的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。在工業(yè)制造中，工業(yè)集成技術(shù)真正有效地將機(jī)械和電子集成在一起，從而實(shí)現(xiàn)最佳的管理。因此，各種集成技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用非常重要，機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中不僅可以有效地節(jié)省大量時(shí)間、勞力和金錢(qián)，而且還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，并最大程度地使工業(yè)生產(chǎn)更加完整。智能制造還使工業(yè)生產(chǎn)工作更加人性化和智能化，從而幫助公司獲得更高的利潤(rùn)和穩(wěn)定的發(fā)展[1]。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的概述

機(jī)電一體化技術(shù)是新型的技術(shù)，有效融合了機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)。機(jī)電一體化的載體有很多種，如機(jī)械部分、信息處理、運(yùn)行部分等。伴隨這些先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)，機(jī)電一體化技術(shù)正在往網(wǎng)絡(luò)化、科技化的方向不斷發(fā)展。與此同時(shí)，人工智能還在機(jī)電一體化技術(shù)上增加了很多先進(jìn)的功能，如自動(dòng)檢測(cè)等，更好地促進(jìn)工業(yè)制造實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)更快趨于成熟。

3 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于智能制造的意義

機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)使其不可避免隨著信息網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展而發(fā)展，如今對(duì)于制造的要求和標(biāo)準(zhǔn)變得越來(lái)越嚴(yán)格，機(jī)電一體化技術(shù)在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生。最初，機(jī)電一體化技術(shù)未能將機(jī)械和電子有效地完美集成。在實(shí)際工作中，兩者獨(dú)立運(yùn)行，甚至主要依靠電子技術(shù)來(lái)提高機(jī)械效率。但是，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用已經(jīng)徹底改變了機(jī)電一體化技術(shù)，尤其是在智能制造中，機(jī)電一體化技術(shù)得到了極大的應(yīng)用，從而最大程度地確保了整個(gè)制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量并促進(jìn)了制造業(yè)的快速發(fā)展。實(shí)際上，機(jī)電一體化技術(shù)本身就是各種技術(shù)的總和，伴隨著各種技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。在智能制造中，機(jī)電一體化技術(shù)合理科學(xué)地利用計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子技術(shù)、人工智能等多種信息處理方法有效地提高了自動(dòng)化管理和機(jī)器控制水平，為企業(yè)提供了幫助，提升了企業(yè)發(fā)展的速度[2]。此外，在實(shí)際操作中，信息網(wǎng)絡(luò)的使用可實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的遠(yuǎn)程控制，使其更加智能化和人性化。因此，機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)是必不可少的，并且已開(kāi)始在整個(gè)制造業(yè)中得到廣泛使用。

4 智能制造中的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化技術(shù)是電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的有效融合，其技術(shù)始于1960 年代，主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的信息生產(chǎn)需要機(jī)電技術(shù)的出現(xiàn)。最初，僅使用電子手段進(jìn)行控制，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。但是，產(chǎn)品的整體質(zhì)量較低，技術(shù)簡(jiǎn)單。然而，進(jìn)入21 世紀(jì)，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始與信息和情報(bào)緊密結(jié)合，機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)逐漸形成，并在許多大型企業(yè)逐漸開(kāi)始流行。目前，智能制造中的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到可以模擬人類大腦并探索人類思維形式的程度。在整個(gè)制造過(guò)程中，智能機(jī)電集成技術(shù)可以對(duì)整個(gè)操作進(jìn)行合理的分析和判斷，并結(jié)合具體的操作條件和實(shí)際條件給出說(shuō)明，從而提供更人性化的發(fā)展空間，因此整體產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率得到了極大的提高。

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展，智能制造中的機(jī)電一體化技術(shù)已成為各國(guó)主要制造技術(shù)的新研究方向和工作領(lǐng)域。在技術(shù)的不斷改進(jìn)和使用中，遙控技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)也開(kāi)始被機(jī)電一體化技術(shù)所吸收，成為一種新的意義和新的模式。此外，智能操作中的機(jī)電一體化技術(shù)正在真實(shí)環(huán)境中不斷改進(jìn)和完善，幫助公司在各方面打破自身的行業(yè)限制為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造最大價(jià)值。因此，智能制造中的機(jī)電技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其重要性顯而易見(jiàn)。

5 智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)歷了很長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)期，因?yàn)閯傞_(kāi)始的時(shí)候，嚴(yán)重缺乏相應(yīng)的技術(shù)支持和完善的系統(tǒng)程序，導(dǎo)致機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)不能很好地融合在一起，而是單獨(dú)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。之后，我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)不斷趨于成熟，在很大程度上提高了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展速度，并逐漸應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。在生產(chǎn)和生活中，人們普遍應(yīng)用智能制造，極大地促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，逐漸取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，更加高效地服務(wù)于業(yè)務(wù)發(fā)展。在機(jī)電一體化技術(shù)中，電子技術(shù)是核心。設(shè)備的正常運(yùn)行都是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)操作的，快速進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，提高工作效率，降低資金投入，同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，在偏遠(yuǎn)地區(qū)也已經(jīng)實(shí)行了遠(yuǎn)程操控，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行管理和生產(chǎn)工作，方便了生產(chǎn)，改變了經(jīng)營(yíng)模式，更好地促進(jìn)該行業(yè)的發(fā)展。

5.1 傳感技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

隨著信息通信技術(shù)的飛速發(fā)展，傳感技術(shù)已為人們所熟悉。在機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用中，檢測(cè)技術(shù)是最重要和最常見(jiàn)的。遙感技術(shù)的最重要特征是其極高的精度和極大的靈活性，因此，在常規(guī)機(jī)械制造中最小化了來(lái)自各種外部因素的干擾，這就是為什么遙感技術(shù)也能融入機(jī)電一體化技術(shù)的原因。智能制造中的遙感技術(shù)比普通的遙感技術(shù)要好得多，并且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會(huì)進(jìn)一步提高。需要說(shuō)明的是，在實(shí)際操作過(guò)程中，首先要建立科學(xué)的遙感網(wǎng)絡(luò)用來(lái)幫助數(shù)據(jù)和信息實(shí)現(xiàn)有效的傳遞，形成兩者之間的耦合。其次，要求計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)和信息處理中實(shí)現(xiàn)資源的集成和分析，有效控制制造過(guò)程，從而使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程合理科學(xué)。在光纜級(jí)別上存在許多智能遙感技術(shù)，并且大多數(shù)技術(shù)在接口處理中選擇標(biāo)準(zhǔn)化接口，這樣的選擇可以大大降低企業(yè)對(duì)遙感技術(shù)及遙感接口技術(shù)的成本投入[3]。

5.2 機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控生產(chǎn)中應(yīng)用

對(duì)于智能制造中的機(jī)電一體化技術(shù)而言，它首先用于CNC 加工中，而這恰恰是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的主要應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控生產(chǎn)中的應(yīng)用，不僅使整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的質(zhì)量水平提高到了一個(gè)新的層次，而且提高了生產(chǎn)效率，使CNC 生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展得到改善。此外，在數(shù)控生產(chǎn)中的智能制造環(huán)節(jié)由于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用使得加工精度大大提高，達(dá)到了更高的標(biāo)準(zhǔn)，這促使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展達(dá)到新的高度，促進(jìn)了我國(guó)的一般工業(yè)發(fā)展。如今，我國(guó)許多企業(yè)已采用智能管理和控制系統(tǒng)來(lái)有效地控制CNC 機(jī)床。如今，主線模式和CPU 已成為主流，而主線模式則是基于在線診斷和智能控制兩種技術(shù)的三維仿真。在主線模式應(yīng)用過(guò)程中，整個(gè)機(jī)床加工過(guò)程都需要數(shù)據(jù)和信息模擬操作，以便為真正的數(shù)控機(jī)床提供最準(zhǔn)確、最科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，在實(shí)際操作中幫助整個(gè)機(jī)床生產(chǎn)的質(zhì)量和效率達(dá)到最優(yōu)，進(jìn)而促進(jìn)公司的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

5.3 自動(dòng)生產(chǎn)線與自動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用

根據(jù)目前的情況，我國(guó)一些規(guī)模較大的生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)機(jī)械。此類機(jī)械設(shè)備也是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的重要體現(xiàn)。在實(shí)際操作過(guò)程中，該技術(shù)主要使用人機(jī)界面控制裝置和廣播電視控制系統(tǒng)對(duì)電子技術(shù)進(jìn)行精確控制，然后嚴(yán)格控制整個(gè)制造過(guò)程，既保證了全面、多層次的控制，又有效地提高了制造質(zhì)量和效率。就目前而言，使用自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)機(jī)械設(shè)備在制造業(yè)中已較為普遍。例如，在最常見(jiàn)的手機(jī)和計(jì)算機(jī)制造過(guò)程中，我們使用自動(dòng)生產(chǎn)線，這不僅節(jié)省了人工和成本，而且大大提高了工作效率，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)使集約化生產(chǎn)的作用最大化。

5.4 工業(yè)智能機(jī)器人應(yīng)用

根據(jù)我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用，機(jī)器人的應(yīng)用更加先進(jìn)。智能工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用技術(shù)包括各種先進(jìn)的理念、學(xué)科知識(shí)和較高的技術(shù)要求，例如仿生學(xué)、人工智能和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等最基本的技術(shù)，這些技術(shù)的整合也將最大限度地提高機(jī)器人的質(zhì)量和效率，并在一定程度上減少資金投入，但也要盡量避免人為錯(cuò)誤。目前，各國(guó)對(duì)智能工業(yè)機(jī)器人的研究依舊如火如荼，許多領(lǐng)域都是機(jī)器人研究的主要目標(biāo)。希望通過(guò)研究使智能制造最大化的同時(shí)幫助制造過(guò)程復(fù)雜而煩瑣的信息得到有效過(guò)濾和驗(yàn)證，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率[4]。

6 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和實(shí)踐后，已經(jīng)廣泛使用智能化生產(chǎn)，并且取得了顯著的成果，對(duì)制造業(yè)的發(fā)展起到不可磨滅的作用。同時(shí)，人們也在不斷深入的分析和探索機(jī)電一體化技術(shù)，使得該技術(shù)逐漸成熟和完善，在不久的將來(lái)，智能制造會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景，應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。從目前機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展情況可以看出，該技術(shù)正朝著人性化和小型化的方向發(fā)展。在小型化方面，重點(diǎn)考慮的是改進(jìn)該技術(shù)的產(chǎn)品類型和結(jié)構(gòu)，使其更小巧且方便運(yùn)輸。不僅要減少產(chǎn)品的一些損耗，還要制造更多的產(chǎn)品?？傊?，機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用是為大眾提供更好的服務(wù)，要用人的思維方式去設(shè)計(jì)和完善技術(shù)，不斷滿足人們對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用需求，進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)電一體化的發(fā)展。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，智能制造已開(kāi)始廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。其中，智能制造和機(jī)電一體化最為接近，并且兩者相輔相成。智能制造為機(jī)電一體化技術(shù)提供了更高的效率，而機(jī)電一體化技術(shù)也為智能制造提供了更多的可能性。機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用不僅使整個(gè)制造更加準(zhǔn)確，提高了生產(chǎn)質(zhì)量和工作效率，而且節(jié)省了人工和成本，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、大批量、多樣化的生產(chǎn)，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率得到了提升，使我國(guó)的一般工業(yè)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，幫助其達(dá)到一個(gè)新的水平。