機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

王詠人 王巍

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新常態(tài)，想要使得經(jīng)濟(jì)繼續(xù)穩(wěn)步發(fā)展，社會(huì)各界紛紛做出改變，工業(yè)生產(chǎn)也不能例外。要想改變工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域落后的生產(chǎn)方式，就要發(fā)展類似于智能制造的新的生產(chǎn)模式。機(jī)電一體化技術(shù)為實(shí)現(xiàn)該模式提供很多技術(shù)層面的條件。機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)際上把許多先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)融合起來了，如自動(dòng)生產(chǎn)線技術(shù)、柔性控制系統(tǒng)等。在該項(xiàng)技術(shù)的支持下，生產(chǎn)工業(yè)可以為社會(huì)提供更多優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品的同時(shí)也可使企業(yè)從中獲取更高的經(jīng)濟(jì)利益。綜上，憑借該技術(shù)可有有效地在工業(yè)方面實(shí)現(xiàn)智能制造，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)深入的研究和分析是必要的。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；智能制造；實(shí)踐應(yīng)用

引言

機(jī)電一體化將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、微電子技術(shù)以及機(jī)械工程技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行整合運(yùn)用，優(yōu)化了機(jī)械的主要功能，并且最大化的發(fā)揮了其信息功能、動(dòng)力功能以及控制功能。該技術(shù)包含技術(shù)層面和產(chǎn)品層面的內(nèi)容，在發(fā)展和不斷完善的過程中極大的提高了工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。機(jī)電一體化主要經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展，到了20世紀(jì)90年代以后，機(jī)電一體化呈現(xiàn)智能化的發(fā)展趨勢，具有良好的發(fā)展應(yīng)用前景。

1智能制造在體機(jī)電一體化技術(shù)的基本概況

智能制造是現(xiàn)代工業(yè)最新的生產(chǎn)模式，它可以像程序設(shè)計(jì)師一樣進(jìn)行編程，在無人控制的情況下，通過編制控制程序可以像工人操作一樣使機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，更重要的使，它還具有一定的學(xué)習(xí)能力、自我優(yōu)化以及自我修復(fù)的能力，而這些行為都是在相關(guān)數(shù)據(jù)的收集與處理之上實(shí)現(xiàn)的。利用系統(tǒng)還可以開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，在計(jì)算機(jī)的輔助下，它可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行諸如三維立體動(dòng)態(tài)仿真等多項(xiàng)操作。更重要的是，在在一些危險(xiǎn)系數(shù)比較大的工作領(lǐng)域，它甚至可以取代真正的工人。在此之前，一些工人必須去到一些危險(xiǎn)系數(shù)高，污染嚴(yán)重的環(huán)境中開展工作，這些工人的健康狀況因此受到了很大的影響。

智能制造還能夠有效取代人工將有效地解決該問題。總的來說，早日在我國工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造是我國目前追求的重要目標(biāo)之一。它能夠有使企業(yè)的生產(chǎn)成本較以往更低，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)單位的經(jīng)濟(jì)利益將顯著提高。將機(jī)器設(shè)備與計(jì)算機(jī)相互結(jié)合的技術(shù)對(duì)我國工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造有重要的作用，它將各種先進(jìn)的技術(shù)相互結(jié)合在一起，在其發(fā)展過程中，日益呈現(xiàn)出智能化、模塊化等諸多特征。就我國各行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，主要有三個(gè)領(lǐng)域較好地運(yùn)用了該項(xiàng)技術(shù)，它們分別是傳感技術(shù)方面、信息處理技術(shù)方面以及自動(dòng)控制技術(shù)方面。從第一個(gè)方面來看，主要是指在一些設(shè)備的上裝置一些傳感器，它們在收集數(shù)本文對(duì)智能制造在機(jī)電一體化技術(shù)的基本概況進(jìn)行闡述，分析了智能制造中機(jī)電一體化的主要應(yīng)用。摘要據(jù)之后將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，為相關(guān)工作人員提供有用信息。從第二個(gè)方面來看，是指按照相關(guān)規(guī)定科學(xué)地管理機(jī)電信息，利用計(jì)算技術(shù)處理分析數(shù)據(jù)，之后對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。最后一個(gè)方面是指，在未來可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備更好地管控，并且還能夠建立的系統(tǒng)既符合相關(guān)方面的規(guī)定又可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2智能制造中機(jī)電一體化的主要應(yīng)用

2.1制造系統(tǒng)的完善

柔性制造系統(tǒng)實(shí)際上包含有很多內(nèi)容，其中包括信息、物質(zhì)儲(chǔ)存以及數(shù)字控制三種系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，不僅可以高效地利用資源對(duì)多批產(chǎn)品進(jìn)行有序生產(chǎn)，更重要的是，它可以結(jié)合市場對(duì)不同產(chǎn)品的實(shí)際需求，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)方案及時(shí)做出變化，這樣就可以使各種資源充分進(jìn)行利用，減少資源的浪費(fèi)，有利于企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。除上述優(yōu)點(diǎn)之外，在發(fā)生故障的情況下，可以自己對(duì)自己開展檢查工作，于此同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼摹?/p>

2.2傳感技術(shù)的發(fā)展

對(duì)比我國目前將機(jī)器設(shè)備與電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合的各個(gè)領(lǐng)域，傳感技術(shù)是將該技術(shù)運(yùn)用的較好的。傳感技術(shù)利用自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)可以更好地開展信息收集工作。傳感技術(shù)還可以自動(dòng)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，如果傳感器無法正常工作，那么就會(huì)無法精確高效地收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，最終自動(dòng)化控制系統(tǒng)自然也會(huì)受其影響，在這種情況下，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析，從而無法對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。綜上，傳感技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和機(jī)器設(shè)備相結(jié)合在實(shí)際應(yīng)用方面發(fā)揮了巨大作用，它使得收集與處理數(shù)據(jù)更加精確、穩(wěn)定、高效。這也是該技術(shù)在很多方面得到了利用的重要原因之一。

2.3自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展

除了上述方面，自動(dòng)生產(chǎn)控制技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了將機(jī)器設(shè)備與計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合。在實(shí)際中，自動(dòng)生產(chǎn)控制技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域很廣，比如人機(jī)界面控制裝置、可編程序控制裝置等。它同樣也體現(xiàn)在智能制造領(lǐng)域的各種生產(chǎn)線上，比如人們熟知的飲料生產(chǎn)線就用到了該技術(shù)。通過將計(jì)算機(jī)與機(jī)器設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，可以隨時(shí)監(jiān)督與控制產(chǎn)品的生產(chǎn)，同時(shí)可以對(duì)產(chǎn)品制造流程方面的有用的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。在此基礎(chǔ)上，通過多方面對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行管理，最終可以在產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2.4先進(jìn)制造技術(shù)加強(qiáng)

在我國，如果追問哪一領(lǐng)域最早將計(jì)算機(jī)和機(jī)器設(shè)備進(jìn)行結(jié)合的化，這就是數(shù)控技術(shù)了。為了適應(yīng)智能制造系統(tǒng)的應(yīng)運(yùn)與發(fā)展，在實(shí)際運(yùn)用層面，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)做出更高的要求。要求其在對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行科學(xué)高效管控的基礎(chǔ)上處理多種模擬信息。企業(yè)在運(yùn)用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)時(shí)，利用系統(tǒng)監(jiān)控可以對(duì)生產(chǎn)的整個(gè)流程進(jìn)行實(shí)時(shí)操控。益于在總主線模式和CPU模式運(yùn)行方面不斷取得的突破，使得生產(chǎn)效率得到了有效提高，促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)的加強(qiáng)。

2.5機(jī)器人技術(shù)得以解決

智能制造還能夠有效取代人工將有效地解決該問題。早日在我國工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造是我國目前追求的重要目標(biāo)之一。它能夠使企業(yè)的生產(chǎn)成本較以往更低，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)單位的經(jīng)濟(jì)利益。將機(jī)器設(shè)備與電子計(jì)算機(jī)相互結(jié)合的技術(shù)對(duì)我國工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能制造有重要的作用，它將各種先進(jìn)的技術(shù)相互結(jié)合在一起，在其發(fā)展過程中，日益呈現(xiàn)出智能化、模塊化等諸多特征。按照相關(guān)規(guī)定科學(xué)地管理機(jī)電信息，利用計(jì)算技術(shù)處理分析數(shù)據(jù)，之后對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在未來可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備更好地管控，機(jī)器人技術(shù)得以加強(qiáng)，并且還要是建立的系統(tǒng)既符合相關(guān)方面的規(guī)定又可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

3機(jī)電一體化未來發(fā)展趨勢

（1）更多微型化設(shè)備出現(xiàn)。隨著機(jī)電一體化的發(fā)展，未來將有更多微型化的設(shè)備出現(xiàn)，并且可以在航空航天以及生物醫(yī)學(xué)方面得到應(yīng)用。機(jī)電一體化微型化發(fā)展依賴于微機(jī)械技術(shù)、軟件技術(shù)以及微電子技術(shù)的發(fā)展。據(jù)國外專家研究表明，微電子機(jī)械設(shè)備可以達(dá)到1立方厘米以下體積，未來可以達(dá)到微米和納米的精度。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展。機(jī)電一體化在多個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用會(huì)產(chǎn)生多種產(chǎn)品，需要與之匹配的電氣接口、信息接口、傳輸接口，使制造過程變的更加復(fù)雜。未來機(jī)電一體化會(huì)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模塊化生產(chǎn)，滿足生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化需求。

（3）在人工智能方面得到進(jìn)一步開發(fā)利用。機(jī)電一體化的智能化特點(diǎn)比較鮮明，可以完成傳統(tǒng)機(jī)械無法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)精度和效率，在模擬人類操作程序的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行更為精準(zhǔn)的判斷和分析，并且可以進(jìn)行自動(dòng)決策，實(shí)現(xiàn)了人腦功能，節(jié)省了人力成本和時(shí)間成本，因此機(jī)電一體化未來可以在人工智能方面得到進(jìn)一步的開發(fā)和利用。

4結(jié)束語

當(dāng)下智能制造是我國工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域追求的重要目標(biāo)之一，而機(jī)電技術(shù)一體化技術(shù)不斷進(jìn)步為該生產(chǎn)模式的實(shí)現(xiàn)提供了一些現(xiàn)實(shí)層面的幫助。將計(jì)算機(jī)與機(jī)器設(shè)備相結(jié)合的技術(shù)有利于幫助我國在工業(yè)生產(chǎn)方面盡快實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，促進(jìn)了各類管理控制系統(tǒng)的不斷完善，適應(yīng)了生產(chǎn)方面和人民需求方面的變化。相關(guān)行業(yè)大力推進(jìn)該技術(shù)的進(jìn)步與應(yīng)用，這將會(huì)使得我國的工業(yè)生產(chǎn)方面在產(chǎn)品市場上更有競爭力。

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