智能制造中機電一體化技術的應用

曹善武

浙江大華科技有限公司 浙江杭州 310000

1 智能制造概念闡述

智能制造就是借助計算機技術，通過模擬人類思維對控制程序進行的編寫，并在程序支撐下對相關生產制造設備予以的控制，旨在推動無人控制的自動化生產模式的實現(xiàn)。智能制造在多樣化自動控制系統(tǒng)依托下能夠對各類數(shù)據進行采集，并以此為基礎實施數(shù)據信息的分析、處理與存儲，自學習、自優(yōu)化和自維護是其突出功能。從產品設計角度來講，智能制造借助計算機設備也為設計圖紙的比例縮放、多維度的視圖展示提供了可能。此外，智能制造的出現(xiàn)也是對以往人工崗位的有效替代，尤其在高污染和高危險工業(yè)生產環(huán)境中的應用，不僅避免了因環(huán)境對員工身體帶來不利影響的情況，而且安全事故的發(fā)生幾率也得到了顯著的降低。總的來講，智能制造為現(xiàn)代制造行業(yè)發(fā)展提供了明確的方向，既節(jié)省了人力和物力資源的投入，又減少了因人為失誤導致的經濟損失情況的發(fā)生幾率，對制造行業(yè)的快速、穩(wěn)健發(fā)展具有重要意義。

2 機電一體化與智能制造

2.1 機電一體化

機電一體化是以計算機技術、信息技術、自動控制技術等技術綜合形成的有機系統(tǒng)。在大數(shù)據的推動下，機電一體化系統(tǒng)的精密程度不斷提升，其中電子技術在機械生產中的應用在很大程度上改善了生產效率。此外，在電網技術的應用方面，機電一體化的應用也呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景[1]。

2.2 智能制造

智能制造技術是對人工智能研究的拓展，就當前的社會生產情況而言，智能制造的作用主要體現(xiàn)在以下兩個方面：①智能制造技術通過計算機模擬系統(tǒng)對相應的工程進行科學的決策，從而降低成本，減少人力物力的支出，改善生產效益。②智能制造中機電一體化系統(tǒng)，通過人工智能機器人和人類專家共同組成，從而不斷改善機械制造的水平。

3 機電一體化技術在智能制造中的應用

3.1 傳感技術的應用

作為智能制造中的核心技術，傳感技術對于機電一體化技術意義重大，因此在實際生產中需要充分考慮傳統(tǒng)技術的應用缺點。就傳統(tǒng)的生產制造系統(tǒng)，對于信息的獲取和處理存在效率低下的問題。通過傳感技術的應用而言，可以通過對生產過程中的信息進行獲取，從而及時對生產情況進行調整，從而控制整個制造流程，還能及時對生產的產品進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)質量問題及時預警處理，從而保證總體的生產質量[2]。

3.2 柔性制造系統(tǒng)的應用

這種系統(tǒng)包括數(shù)字控制系統(tǒng)和信息控制系統(tǒng)，同時還能做好物料儲運等工作。因此在實際生產中能結合實際情況進行自動的轉換。通過將其應用到智能制造中，可以借助計算機系統(tǒng)對加工的設備、工具以及物料的存儲工作進行智能控制。通過這種系統(tǒng)可以實現(xiàn)多個生產線的同時加工，因此能夠不斷提升生產效率。另一方面借助計算機大數(shù)據技術的優(yōu)勢，還能對市場的數(shù)據進行有效分析，及時分析市場對產品的需求量，從而調整生產的情況，進一步提升生產資源的利用率。就當前而言，柔性制造系統(tǒng)最重要的應用還是體現(xiàn)在信息系統(tǒng)、自動加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)中。在不同的系統(tǒng)中都能通過計算機控制系統(tǒng)的作用，對生產的數(shù)量和模式進行調整，從而改善生產的質量和效益。

3.3 智能機器人的應用

智能機器人是機電一體化技術的最高技術，因此在智能機器人中需要充分重視電子技術和機械技術的作用，并充分利用仿生學的知識，讓機器人更好地發(fā)揮作用。目前智能機器人也是機電一體化研究的重要方向，智能機器人的應用過程中需要結合傳感技術、控制技術以及信息技術，從而對人類的思維模式進行模仿，賦予機器人更多的判斷能力。利用智能系統(tǒng)，機器人可以對系統(tǒng)的數(shù)據和信息進行相應的識別、分析和處理，并集合人類的實際習慣，通過仿生學技術的應用完成相應的操作指令。將智能機器人應用到智能制造中，可以在很大程度上解放勞動力，降低生產成本，同時能在工作時間上延長，充分利用機器人的優(yōu)勢，提升生產量，確保生產質量。最后，智能機器人在應用過程中，還能提升生產的規(guī)范性，從而有效避免生產過程中造成的不必要的失誤，通過這種方式可以進一步提升生產精度。對于機器人而言，比人工生產的適應性更強，因此可以在相對惡劣的環(huán)境下從事生產活動，從而進一步降低生產的風險，提升生產的安全性。

3.4 數(shù)控生產中的應用

智能控制技術是智能制造生產中的重要技術，也是保證加工順利的保證。通過將機電一體化技術應用到數(shù)控生產中，可以更好地收集生產信息，并及時進行處理模擬，可以有效提升控制效果，從而提升生產效率。在數(shù)控生產中，重要的就是對生產精度的控制，因此這種控制對智能制造系統(tǒng)有著較高的要求。中央處理器和數(shù)據總線作為我國當前數(shù)控機床的重要組成部分，可以利用智能控制系統(tǒng)對生產線進行模糊控制，并在生產中及時做好相應的診斷工作，改善存儲設備的精確度。對于機械制造行業(yè)，對于產品生產設備的選擇，通常會使用通用設備，但通用設備在使用過程中存在流程復雜的問題，對于簡單產品的生產勢必會造成能源的浪費。因此我國在設備的改進過程中，應該做好產品的分類處理工作，提高設備的針對性，并通過對市場的調查，不斷開發(fā)設備的特色，有利于企業(yè)鑄造品牌。還應該重視對優(yōu)秀人才的引進，尤其是專業(yè)的節(jié)能人員，充分借助創(chuàng)新思維，完善機械制造業(yè)的產業(yè)鏈結構。

4 結語

綜上所述，在我國智能技術的研究過程中，改善智能制造水平需要充分發(fā)揮機電一體化技術的應用，因此在計算機技術、大數(shù)據技術以及5G技術的推動下，我國的智能化生產將會迎來新的發(fā)展契機。