機電一體化技術在智能制造中的應用分析

薛怡 薛燕

【摘 ?要】 隨著科技的不斷發(fā)展，智能制造已成為當今中國工業(yè)現(xiàn)代化的核心支柱，為社會經濟的發(fā)展帶來了巨大的潛力。機電一體化技術作為一種集電子、機械和信息等多學科于一體的技術，具有極大的應用價值，能夠更好地開展智能制造，為工業(yè)的發(fā)展提供強大的助力。文章深入探討了智能制造和機電一體化技術的含義，并綜合考量了它們的實際應用，實現(xiàn)了兩者的完美結合，為智能制造的可持續(xù)發(fā)展提供了支持。

【關鍵詞】 機電一體化技術;智能制造;終端設備

機電一體化技術將傳統(tǒng)的機械制造和自動化技術進行有機結合，實現(xiàn)了半自動化，為機械制造產業(yè)的發(fā)展提供了強有力的支撐。智能制造是一種將自動化技術與信息技術相結合的新型制造方式，它能夠模擬人類的決策和處理過程，從而提高機械制造的效率和質量。

一、機電一體化及智能制造概述

（一）機電一體化技術的含義

機電一體化技術可以結合多種技術手段，實現(xiàn)智能化的目標，具體包括了信息處理、自動控制和機械制造。該技術不僅可以有效監(jiān)測目標，還可以優(yōu)化系統(tǒng)的資源配置、提高系統(tǒng)的運行速度，并最大限度地減少能源浪費。機電一體化技術采用了先進的傳輸技術，可以實現(xiàn)與電網、機身和各種設備的無縫連接，并精準調節(jié)系統(tǒng)的參數和運行狀況，實現(xiàn)高效的信息傳輸;通過綜合分析信息要求，能夠有效地控制相關動作，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，相關人員采用機電一體化技術，不僅可以有效地處理信息，還可以按照規(guī)定的流程實現(xiàn)信息傳輸，從而最大限度地減少了信息傳輸的風險。

（二）智能制造的含義

隨著社會的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的機械制造生產管理模式已經不能滿足當今市場的需求，因此相關人員將更先進的技術應用于機械制造中，以實現(xiàn)智能化的轉型升級。目前，工業(yè)生產制造正在大力推行機械化發(fā)展，以期提高生產效率和質量。這要求研究人員必須全面改造機械設備，以縮短生產加工時間、降低生產成本和優(yōu)化資源配置，滿足社會高效率、高質量的生產需求。智能制造技術能夠實現(xiàn)人機一體化，取代了人工勞動，并且可以通過模擬系統(tǒng)對產品進行綜合分析，從而大幅提升產品的生產效率。

二、機電一體化技術的特點

機電一體化技術是一種綜合性的現(xiàn)代科學技術，它有機結合了傳感器控制、自動控制、機械制造和信息處理等多種分支技術，能有效地實施各種功能，有效地監(jiān)測、優(yōu)化了目標，從而調節(jié)了系統(tǒng)的總體資源、減少了系統(tǒng)的能耗、提升了系統(tǒng)的運行效率。機電一體化技術通過利用先進的信號傳輸技術，實現(xiàn)對系統(tǒng)參數和狀態(tài)的快速監(jiān)控，能大幅提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

機電一體化技術的主要特征：1. 結構的優(yōu)化、該技術大幅提高了生產效率，使機械產品的控制更加精確，人們不再需要依賴傳統(tǒng)的手動操作。例如隨著機電一體化技術的發(fā)展，變頻調速電子設備已成功替代了依賴人工操作的傳統(tǒng)機械部件，它們可以通過計算機系統(tǒng)實現(xiàn)對機械產品的自動化控制，不僅可以大幅提高生產效率，還可以有效地優(yōu)化機械產品的結構;2. 通過機電一體化技術的應用，可以實現(xiàn)智能化控制系統(tǒng)的規(guī)劃和管理，從而有效控制了各種系統(tǒng)和程序。如自動采集和處理系統(tǒng)的運行信息，自動檢測、排除系統(tǒng)或程序的故障等。隨著機電一體化技術的不斷發(fā)展和進步，機械制造的效率和質量得到了顯著提升，并且整個制造過程也變得更加安全、可靠;3. 通過結合傳感器技術和信息處理技術，機電一體化技術可以實現(xiàn)更加精準的控制、更高的操作靈敏度，擁有更強大的數據處理能力。該技術的應用，可以使數據處理流程變得更加簡單、高效，并確保了數據交換的安全性，為生產活動和系統(tǒng)運行提供了有力保障。

三、機電一體化技術在智能制造中的具體應用

（一）傳感器技術的應用

隨著科技的發(fā)展，傳感器技術已經成為智能制造的關鍵組成部分，不僅可以極大地提高智能制造的精確度和靈活性，還能極大地提高智能制造的水平和質量。為了實現(xiàn)智能制造，相關人員需要在系統(tǒng)中添加各種類型的傳感器，這些傳感器具有快速更新的特點，可以在規(guī)定時間內實現(xiàn)對一定范圍數據信息的高效處理，還可以實現(xiàn)高精度的動態(tài)捕捉，可以大幅提升生產制造的內容反饋效率。人們利用傳感器技術，可以使智能制造系統(tǒng)實現(xiàn)快速、準確的數據傳輸，并在極短的時間內完成數據中斷處理。可以有效地保證數據的及時性、有序性和完整性，為智能制造提供了強大的支撐。

（二）數控技術的應用

數控技術是機電一體化技術的重要組成部分，它以高效的編程、先進的光電電子控制裝置和可靠的系統(tǒng)驅動，為自動化生產線的實現(xiàn)奠定了堅實基礎。目前，數控技術已經被廣泛應用于智能制造領域，其表現(xiàn)形式為：它利用PLC控制技術和“CPU+總線”的設計模式，創(chuàng)建了一系列三維仿真模型，可以實時地模擬生產過程，讓操作者清晰地了解各種參數、設計流程和工藝缺陷。技術專家們可以通過完善的數據分析精準調整生產流程，并利用先進的智能制造控制系統(tǒng)實現(xiàn)遠程操作，有效地提升了智能制造的質量與效率。

（三）自動化生產及信號處理技術的應用

隨著機電一體化技術的發(fā)展，它已經逐漸取代了傳統(tǒng)的手工操控制造模式，不僅可以大幅提高工作效率，還可以有效地減少人為因素對生產質量的影響，從而顯著改善了產品的性能。機電一體化技術采用了先進的自動化生產及信號處理技術，可以將智能制造系統(tǒng)的終端設備與后臺控制系統(tǒng)實現(xiàn)無縫銜接，以電信號與網絡信號的雙重形式實現(xiàn)快速、穩(wěn)定的數據傳輸，這大幅提高了智能制造的效率，也極大地改善了人們的工作環(huán)境。隨著PLC技術的發(fā)展，自動化生產和信號處理技術的運用，也大幅提高了智能制造系統(tǒng)的信息處理和智能決策能力，從而實現(xiàn)了對特定信號的快速反應，大幅提高了智能制造的效率和安全性。

（四）遠程監(jiān)控技術的應用

隨著科學技術的進步，工業(yè)制造生產活動已經不再是一種危險的行為，人們可以通過采用先進的機電一體化技術實現(xiàn)自動化、精準化和可持續(xù)生產，從而大幅降低了安全風險、保障了現(xiàn)場工作人員的生命安全。機電一體化技術可以實時監(jiān)測智能制造系統(tǒng)的運行情況，包括各個組成部分的運行參數和工作狀態(tài)，能夠使用信息處理技術快速整理和分析這些信息，將其上傳到智能制造管理后臺。通過管理后臺，計算機系統(tǒng)可以根據預定義的參數指標及實際的制造要求，精準分析獲取的信息，并當后臺發(fā)生異常運行狀況時進行警示;可以按照操作者的指令或者管理平臺提供的智能化處理指令，將相關的操作信息發(fā)送至智能系統(tǒng)的終端設備，以及時調整生產流程，解決可能出現(xiàn)的故障，最終達到實時監(jiān)測與遠程控制的目的。與傳統(tǒng)的制造方法不同，這種新型制造方法不需要在現(xiàn)場派遣任何監(jiān)督人員，能夠最大限度地保障工作人員在高危制造過程中的安全。

（五）柔性制造技術的應用

機電一體化技術通過整合數控管理、信息處理和控制管理，可以構建出一個全面的柔性制造體系。這標志著機電一體化技術在制造業(yè)的重大進步，成為當今智能制造的核心應用方式。柔性制造系統(tǒng)不僅可以根據市場狀況分析統(tǒng)計結果、優(yōu)化生產流程和提升企業(yè)的經濟效益，還可以綜合處理智能制造過程中收集的大量數據，實現(xiàn)精準的信息挖掘;采用了先進的技術手段開展精準的制造管理，實現(xiàn)了企業(yè)的高效、精準制造。

（六）智能機器人技術的應用

隨著人工智能技術的飛速發(fā)展，工業(yè)機器人已經成為當今智能制造的重要組成部分，它們具備了更高的智能化水平，可以將仿生學、人工智能和機電一體化等多種技術相融合，實現(xiàn)自動化、精準化和可靠化的生產。將人工智能技術應用于智能制造，可以有效地降低勞動強度、減輕人們的工作壓力，這極大地提高了生產效率和質量。智能機器人技術通過安裝多種傳感器，可以實時收集生產過程中的各種數據，并運用人工智能技術進行深度分析，根據結果自動優(yōu)化工作流程、提高操縱精度，最終實現(xiàn)了更高的制造質量和效率。由于其出色的性能，智能機器人被廣泛應用于極端環(huán)境、危險環(huán)境，以及需要極高精度、極大工作強度的智能生產工作中，例如軍工、汽車、船只、自動化裝配和物流搬運等。當前，在智能制造領域，廣泛應用的智能機器人技術包括焊接、搬運和組裝等。

（七）GPS系統(tǒng)的應用

隨著技術的發(fā)展，機電一體化系統(tǒng)的功能日益完善，智能控制技術也得到了廣泛應用，大幅提高了系統(tǒng)的運行效率、機械生產的質量。將機電一體化技術與GPS系統(tǒng)相結合，可以更好地收集和整理GPS定位系統(tǒng)的數據，為智能制造系統(tǒng)的研究和發(fā)展提供了有力支持;可以極大地拓展GPS系統(tǒng)的功能，比如消防、警報等，從而極大地提升了GPS應用的時效性。此外，在機械生產規(guī)模較大、對運行速度要求較高的情況下，GPS系統(tǒng)還能夠實現(xiàn)遠程控制，從而極大地提升了智能制造系統(tǒng)的應用效率。

（八）故障診斷技術的應用

隨著信息技術的發(fā)展，過去的制造業(yè)生產已經從傳統(tǒng)的人工加工和組裝，轉變?yōu)楦又悄芑募庸は到y(tǒng)。機電一體化技術的發(fā)展，使故障診斷技術變得更加重要。故障診斷技術可以自動檢測并解決系統(tǒng)運行過程中的問題，確保了系統(tǒng)的安全性。受多種外部因素的影響，加工系統(tǒng)可能會發(fā)生故障，這將嚴重影響其正常運行。而通過使用自動診斷技術，相關人員能夠精確分析系統(tǒng)的各項參數，從而確定了故障類型，為維修工作提供了有力支持。維修人員還可以通過故障診斷技術詳細地記錄系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，為維護管理工作的優(yōu)化奠定了基礎。

（九）計算機集成系統(tǒng)的應用

計算機集成制造系統(tǒng)將虛擬技術、先進的制造方法和快速制造技術完美地結合在一起，從而實現(xiàn)了機械和電子技術的完美整合。計算機集成系統(tǒng)在汽車制造中的應用尤為普遍，可以大幅提高制造效率。例如工作人員可以采用虛擬技術制造汽車零部件，還可以利用原材料制作出精確的產品模型。虛擬技術可以有效解決汽車在生產過程中的各種問題，例如提升生產效率、優(yōu)化零部件配置，從而最大限度地減少生產成本，減輕了汽車制造企業(yè)的負擔。

計算機集成系統(tǒng)的Agile技術是一種利用IT和先進制造技術來應對市場變化的方法。它通過將數據集成到一個計算機網絡中，實現(xiàn)了分布式的制造流程，并創(chuàng)建了一個虛擬的生產環(huán)境。Agile遵循合作共贏的原則，能夠篩選出符合條件的成員，以盡可能地滿足客戶對機械系統(tǒng)運行的需求。計算機集成系統(tǒng)的應用范圍十分廣泛，不僅可以為各行業(yè)的生產制造活動提供支持，還可以實現(xiàn)信息的有效整合和系統(tǒng)的高效協(xié)調，從而實現(xiàn)生產過程的全面自動化。即便系統(tǒng)在機械的生產過程中出現(xiàn)故障，計算機集成系統(tǒng)也能夠自動識別和處理，大幅降低了人力成本，為企業(yè)的發(fā)展提供了有力支持。

四、結語

機電一體化技術可以實現(xiàn)結構的優(yōu)化、系統(tǒng)的智能化以及更加便捷的交互，將大幅降低智能制造的門檻、拓展智能制造的應用范圍，并大幅提升生產設備的檢測與維護水準。隨著科技的不斷發(fā)展，機電一體化技術已經成為當今智能制造業(yè)的核心，不僅可以提升生產效率，還可以改善產品質量、提升服務水平，為社會帶來更多的福祉。因此各企業(yè)應充分認識到該技術的重要性，并進行靈活地運用，以促進我國智能制造的可持續(xù)、高質量發(fā)展。

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