淺析智能制造中機電一體化技術的應用

周芳科

（432922196901160076，廣州 510760）

1 引言

智能制造是對傳統工業生產模式的改革，對于提升工業生產效益十分重要。隨著微電子技術和自動化技術的不斷發展，機電一體化技術得到開發和應用，在智能制造中發揮著越來越重要的作用。機電一體化技術有效融合了多種先進技術，例如傳感技術、自動生產線技術、柔性控制系統等，能夠提升制造業的整體運行效率，在保障產品質量的同時，減少生產成本。因此，機電一體化技術能夠更加科學、合理地進行機電設備的管理和控制，其在智能制造中的應用值得深入探討。

2 智能制造概念簡析

智能制造就是充分利用計算機技術，模擬人類思維模式，進行控制程序的編寫，通過程序控制相關的生產制造設備，進而實現無人控制的自動化生產模式。智能制造通過各種自動化控制系統能夠實現各類數據的采集、分析、處理與存儲，并且具有良好的自學習、自優化、自維護功能。在產品設計方面，智能制造還可以充分利用計算機設備進行三維立體動態仿真、設計圖紙比例縮放、多方向視圖展示等。此外，智能制造還能夠有效取代人工崗位，在一些高污染、高危險的工業生產環境中，避免了對員工身體健康的威脅，降低了安全事故的發生概率。總之，智能制造是現代制造行業發展的重要趨勢，能夠有效減少人力、物力的投入，同時避免人為失誤造成的經濟損失，進而促進制造行業的高效、穩定發展。

3 機電一體化技術簡析

機電一體化技術是一種綜合性較強的技術，有效融合了計算機技術、信息技術、自動化技術等，并且朝著智能化、模塊化、網絡化的方向不斷發展[1]。目前，應用較多的機電一體化技術主要有以下幾點：第一，傳感技術，將傳感器安裝在機械設備、電氣設備旁邊，進行信息的實時采集和監控，能夠為機電操控人員提供更加全面的數據；第二，信息處理技術，對機電信息進行科學化、標準化的管理，通過計算機分析和計算，對設備的運行參數進行調整，實現設備信息的自動化處理；第三，自動控制技術，根據工業生產控制的要求，構建完善的自動化控制系統，并利用PID閉環控制原理對機電設備進行控制，進一步提升機電設備的管理水平。

4 機電一體化技術在智能制造中的應用

4.1 傳感技術的應用

在智能制造中，機電一體化技術應用的一個重要表現就是傳感技術。傳感技術的靈敏性和準確性較高，能夠有效抵抗各類環境干擾，進而提升機電設備運行信息采集的精確度。傳感技術具有良好的自動控制和自動調節作用，一旦傳感器失去作用，那么控制對象的參數將得不到有效檢測，進而影響自動化控制系統的控制功能，因此，傳感技術十分重要。此外，傳感器還能夠對零部件直徑、表面粗糙程度、振動、物體形狀等進行檢測，在醫療、軍事、汽車等制造領域應用廣泛。

4.2 自動化生產控制技術的應用

機電一體化技術在智能制造中的應用還體現在自動生產控制技術方面，自動生產控制技術廣泛應用了人機界面控制裝置、可編程序控制裝置、光電控制系統以及傳感器和微電子設備。在智能制造領域，最基本的飲料生產線、印刷包裝生產線、香煙生產線等均應用到了自動化生產控制技術。智能制造還能夠應用機電一體化技術開發制造車間的生產過程跟蹤控制系統，如圖1所示，實現對產品制造流程的數據采集、分析和處理，并通過系統管理、資源管理、技術管理、調度管理、生產過程管理等實現對制造業的綜合自動化管理。

圖1 生產過程跟蹤控制系統

4.3 數控技術的應用

數控技術是一種應用較早的機電一體化技術，為智能制造的發展奠定了良好基礎。在數控加工領域，智能制造系統的性能要求更加嚴格，需要在有效控制和管理各類生產環節的基礎上，對各類模擬信息進行處理。在數控機床生產運行過程中，智能控制系統應用數控技術進行現場的科學動態控制，通過總主線模式和CPU模式實現運行方式的完善，同時能夠利用模糊控制理論和在線診斷技術進一步實現生產效率的提升，此外，還能夠借助各類三維仿真技術進行數控生產的動態模擬，使得技術人員能夠更加直觀地觀察生產制造工藝，進而做出科學的調整。

4.4 柔性制造系統的應用

柔性制造系統主要是信息系統、物質儲存系統以及數字控制系統的總和。柔性制造系統可以滿足多批產品的高效生產要求，同時可以自動根據市場的需求及時調整生產方案，使各種人力、設備資源得到充分利用，在一定程度上降低了生產成本，提高了生產效益。同時，柔性制造系統具有很強的自我檢查能力，可以第一時間對故障進行檢測，及時調整產品的生產策略，減少人力資源的消耗。柔性制造系統（FMS）如圖2所示，主要利用計算機技術實現智能制造，將數控機床、計算機、自動化倉庫等生產要素連成完整的生產網絡，實時滿足相關部門在其生產能力范圍內的生產要求。

圖2 柔性制造系統

5 結語

智能制造是工業生產智能化發展的重要領域，這就需要制造類企業積極引進和應用智能控制技術。機電一體化技術在智能制造中的應用，為提升生產自動化控制水平提供了可靠的基礎，各類控制技術、控制系統的完善，進一步改善了生產控制效果。制造類企業要結合生產需求，積極進行機電一體化技術的研究和實踐，進而提升科技競爭實力。