機電一體化技術(shù)在智能制造中的運用

王永玉

（江蘇省江都中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 揚州 225200）

隨著科技的進步，我國對機電一體化技術(shù)的研究逐漸加深，尤其是機電一體化技術(shù)在智能制造中的運用。為了促進我國制造業(yè)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，必須加強機電一體化技術(shù)在智能制造中的運用，堅持機電一體化技術(shù)的創(chuàng)新運用。

1 機電一體化與智能制造概述

1.1 機電一體化技術(shù)

機電一體化技術(shù)是指有效整合各種技術(shù)以實現(xiàn)智能目標的科學(xué)技術(shù)，包括自動控制技術(shù)、傳感器控制技術(shù)、信息處理技術(shù)和機械制造技術(shù)。該技術(shù)已被運用于各種先進技術(shù)的研發(fā)過程中，機電一體化技術(shù)可以充分利用各種技術(shù)的優(yōu)勢，并在實施過程中對目標進行監(jiān)控和優(yōu)化；可以有效配置整個系統(tǒng)的資源，提高系統(tǒng)的運行效率，降低系統(tǒng)運行過程中的能耗[1]。機電一體化技術(shù)的物理結(jié)構(gòu)包括連接各種設(shè)施、電網(wǎng)和機身，通過傳輸技術(shù)調(diào)整系統(tǒng)的運行參數(shù)和狀態(tài)，將控制信號和信號轉(zhuǎn)換為可用的傳輸信號。在系統(tǒng)運行過程中，根據(jù)具體的信息要求控制和分類各種相關(guān)動作，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；在信息傳輸過程中，它不僅可對信息進行處理，而且能按照一定的規(guī)則進行信息傳輸，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。

1.2 智能制造

從內(nèi)涵上講，智能制造技術(shù)是指通過計算機仿真對系統(tǒng)進行正確的分析、判斷和決策，以特定的方式與智能機器有機結(jié)合，并充分運用到制造企業(yè)的整個系統(tǒng)中，從而促進整個制造企業(yè)的有序健康運行。從這個角度來看，智能制造技術(shù)的優(yōu)勢在于可以節(jié)省一定的勞動力，技術(shù)人員只需使用計算機處理、收集和存儲數(shù)據(jù)，就可以大大提高生產(chǎn)效率。

2 機電一體化技術(shù)與智能制造的相關(guān)性分析

在我國現(xiàn)代化進程中，各項技術(shù)不斷發(fā)展，各行業(yè)也正朝著創(chuàng)新和改革的方向發(fā)展，因此新技術(shù)和新理念可以不斷推動著機電一體化技術(shù)和智能制造技術(shù)的發(fā)展。在突破當前發(fā)展的過程中，機電一體化技術(shù)與其他先進技術(shù)進行了有效集成，凸顯了機電一體化技術(shù)的特點和優(yōu)勢[2]。

智能制造技術(shù)通常采取技術(shù)集成的形式，在生產(chǎn)經(jīng)營過程中，智能制造離不開機電技術(shù)的支持，機電一體化技術(shù)可以通過接收相關(guān)信號和指令進行操作。因此，必須將機電一體化技術(shù)運用到智能制造過程中，這也是未來社會發(fā)展的必然趨勢，也是促進智能制造行業(yè)快速發(fā)展的有效技術(shù)手段。要實現(xiàn)合理的創(chuàng)新升級，就必須整合智能創(chuàng)造技術(shù)。

3 機電一體化技術(shù)在智能制造中的運用

3.1 數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)的運用

我國制造業(yè)企業(yè)正處于快速發(fā)展階段，也是轉(zhuǎn)型升級的重要時期。這一階段離不開機電一體化技術(shù)的深入運用。制造型企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到一個關(guān)鍵時期，正在努力利用數(shù)字化技術(shù)進行生產(chǎn)制造，機電一體化技術(shù)的初期發(fā)展是企業(yè)使用智能設(shè)備的初期階段，仿真分析技術(shù)的適當運用對制造業(yè)的高智能化和企業(yè)的運行精度具有積極的影響。

將數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)與計算機技術(shù)及其相應(yīng)功能有效結(jié)合，可以使整個技術(shù)的使用效果最大化發(fā)揮。此外，數(shù)控制造的渲染和集成功能可以更快地反映智能制造的數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程，從而提高智能制造的整體效率和精度，機械制造企業(yè)在制造工作中必須始終將終端設(shè)計、實時診斷與處理器的具體工作模式相結(jié)合，這是智能控制的優(yōu)勢和特點。對機床的整個生產(chǎn)過程進行三維仿真，可為機床的生產(chǎn)及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)提供準確、完整的參考。

3.2 傳感器技術(shù)的運用

機電一體化技術(shù)包括信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)和智能技術(shù)，對我國智能制造業(yè)的快速發(fā)展起到非常積極的推動作用。與傳統(tǒng)人工制造相比，智能制造不受勞動能力的限制，可以大大提高制造效率，減少人力資源成本。因此在智能制造中，傳感器技術(shù)的運用應(yīng)充分發(fā)揮其精度和靈活性，最大限度地避免外部信號對機械設(shè)備的干擾[3]。

在智能制造的過程中，傳感器也必須依靠無線傳感器，通過高效的信息采集技術(shù)將信號傳遞給使用計算機系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)人員，并利用信息技術(shù)對信號進行合理處理。該功能可以實現(xiàn)對整個制造過程的實時監(jiān)控、合理管理和優(yōu)化。智能制造既能最大限度地提高傳感器的穩(wěn)定性，又能提高傳動的精度和效率。因此，將傳感器技術(shù)運用到智能制造過程中，可以有效減少數(shù)據(jù)傳輸壁壘，優(yōu)化制造過程，促進智能企業(yè)制造業(yè)的順利發(fā)展。目前，為了提高效率，系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)已在我國大部分機械制造行業(yè)得到廣泛運用。

3.3 生產(chǎn)線上的運用

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)發(fā)展越來越迅速，工業(yè)生產(chǎn)線不斷完善。生產(chǎn)線的自動化程度遠遠高于傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)，降低勞動強度，也減少人工成本。因此，通過自動化生產(chǎn)線，可以有效減少影響工人生命健康的風險因素，機電技術(shù)在生產(chǎn)線上的運用，可以實現(xiàn)生產(chǎn)線的智能化、自動化使用。在具體實施階段，生產(chǎn)線模塊應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)線的實際情況合理調(diào)整，并根據(jù)生產(chǎn)要求制訂相關(guān)參數(shù)模塊，確保機電一體化技術(shù)更適合智能生產(chǎn)線的運行，實現(xiàn)無人智能自動化生產(chǎn)線。利用機電一體化技術(shù)對生產(chǎn)車間的設(shè)備和系統(tǒng)進行控制，并定期進行相關(guān)的監(jiān)控維護和日常運行，根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)操作車間設(shè)備和系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)控制目標，有針對性地采取改進措施，完善智能制造系統(tǒng)。

此外，該系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備需要在智能化生產(chǎn)和自動化運行的基礎(chǔ)上全面監(jiān)控，通過安裝監(jiān)控系統(tǒng)及設(shè)備等系統(tǒng)及設(shè)備進行監(jiān)控和報警，并不斷總結(jié)經(jīng)驗，強化自動報警功能。比如，在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)生事故時，相關(guān)人員可以更快、更準確地對系統(tǒng)或設(shè)備進行處理[4]。

3.4 智能工業(yè)機器人的運用

在工業(yè)智能機器人技術(shù)中，機電一體化的技術(shù)含量很高。機電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域具有先進的運用模式，智能工業(yè)機器人技術(shù)有傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、結(jié)構(gòu)技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算機技術(shù)、仿生學(xué)等。產(chǎn)品制造和設(shè)計能力的提升，將推動制造業(yè)的產(chǎn)出上升到一個新的水平，這將有助于提高我國智能制造業(yè)的發(fā)展水平。同時，在制造領(lǐng)域，智能機器人完全取代了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，使得一些操作更加困難、復(fù)雜和冒險，有效降低了風險，確保了員工的安全。為了提供有效的安全保障，工業(yè)智能機器人還可以準確判斷和調(diào)整智能制造過程中所需的生產(chǎn)信息，從而保證生產(chǎn)操作的最終精度。

3.5 在建筑施工領(lǐng)域的運用

智能控制技術(shù)在建筑領(lǐng)域有著廣泛的運用。例如，在各種設(shè)備的智能控制系統(tǒng)中，一般都有1 套負反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過分析調(diào)節(jié)結(jié)果控制初始放電，保證適當?shù)姆烹?。又如，照明控制可以控制光源、?shù)量和亮度，光照強度等同于某些設(shè)置，照明開關(guān)可通過智能系統(tǒng)實時控制。系統(tǒng)電源電壓也可以分為幾個等級來控制光源的強度。此外，還可以安裝一些太陽能電池板，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，前端太陽能電池板可以通過智能控制系統(tǒng)實時控制，最大限度地接收太陽能。再如，在火災(zāi)報警命令系統(tǒng)中，可以設(shè)置傳感器，將空氣中的煙霧量轉(zhuǎn)換為電子信號，當煙霧濃度大于一定值時，自動打開報警功能[5]。

3.6 電子運用自動化生產(chǎn)

自動化生產(chǎn)技術(shù)在電子集成技術(shù)體系中占有重要地位，被運用于智能制造過程時，可以充分利用自動化和自動化生產(chǎn)線提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。三維自動化倉庫、數(shù)控機床和計算機集成智能制造方法在我國印刷飲料包裝自動化制造企業(yè)中得到了廣泛運用，生產(chǎn)形式的結(jié)構(gòu)有電力型和網(wǎng)絡(luò)型兩個特點。主要特點如下：1）有效節(jié)省時間和物力；2）可以滿足企業(yè)各部門的具體需求。需要強調(diào)的是，自動化生產(chǎn)技術(shù)適合市場上對產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品多樣化要求較高的中小智能制造企業(yè)。

3.7 柔性制造系統(tǒng)的運用

柔性制造系統(tǒng)可以實現(xiàn)信息控制、物料傳輸、數(shù)控等功能，并可以在制造過程中根據(jù)實際情況改造加工對象，實現(xiàn)制造自動化。柔性制造系統(tǒng)可以批量生產(chǎn)大量零件，具有很高的靈活性，可根據(jù)市場需求的變化調(diào)整生產(chǎn)產(chǎn)品，實現(xiàn)人力資源和設(shè)備的合理使用，提高生產(chǎn)效率；可以解決傳統(tǒng)機械制造行業(yè)庫存高、資源利用率低、市場靈活性低的問題，從而保證穩(wěn)定的生產(chǎn)能力和提高產(chǎn)品質(zhì)量，并具有良好的可擴展性。

3.8 計算機集成制造系統(tǒng)的運用

計算機集成系統(tǒng)將設(shè)計制造與營銷管理相結(jié)合，可實現(xiàn)系統(tǒng)中的信息共享，企業(yè)管理部門需及時獲取必要的信息，進行有效的管理。由于數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)管理機制非常智能，制造系統(tǒng)在智能電子集成制造中得到了有效的體現(xiàn)，改善了企業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略，優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高了經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的抗風險能力，使制造企業(yè)在市場競爭中脫穎而出[6]。

4 機電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展前景

智能技術(shù)的發(fā)展越來越迅速，越來越多智能機器人被廣泛使用。一方面，我國大力發(fā)展國家智能技術(shù)，并積極創(chuàng)新與運用；另一方面，通過國家合作、資本收購等先進制造業(yè)加快智能化建設(shè)。智能技術(shù)是制造的核心和基礎(chǔ)，為了將智能技術(shù)充分融入制造過程中，必須促進機電一體化技術(shù)的發(fā)展。

智能機電設(shè)備制造和智能制造、機電一體化技術(shù)之間具有重要的聯(lián)系，我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和現(xiàn)代化，以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和突破可以加速整個制造業(yè)的變換。要想提高智能制造水平，就必須促進機電一體化技術(shù)的發(fā)展，將制造企業(yè)的每一個生產(chǎn)設(shè)備、每一個環(huán)節(jié)都融入智能控制之中，從而使制造企業(yè)的管理和生產(chǎn)實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

5 結(jié)束語

總體而言，智能制造可以有效代替人工操作，高效解決問題，在工業(yè)領(lǐng)域快速實現(xiàn)智能制造，降低生產(chǎn)成本，因此機械設(shè)備與計算機的結(jié)合對我國工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造具有重要意義，能順應(yīng)時代發(fā)展潮流。