關于智能制造中機電一體化技術的應用

胡江川

摘要：在科學技術快速發展背景下，機電一體化技術在智能制造中得到了較為廣泛的應用，并發揮著至關重要的作用，不僅給傳統工業生產改革提供了動力，而且也促進了工業生產效率和質量的提升，是企業獲得良好經濟效益和社會效益的有效支撐。本文主要圍繞智能制造中機電一體化技術的應用進行探討。

Abstract： Against the background of the rapid development of science and technology， mechatronical technology has been widely used in intelligent manufacturing and plays a vital role. It not only provides impetus to the reform of traditional industrial production， but also promotes the improvement of industrial production efficiency and quality， so it is an effective support for enterprises to obtain good economic and social benefits. This article focuses on the application of mechatronical technology in intelligent manufacturing.

關鍵詞：智能制造;機電一體化技術;應用

Key words： intelligent manufacturing;mechatronical technology;application

中圖分類號：TH-39 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）01-0286-02

0 ?引言

智能制造是基于傳統工業生產模式下實施的改革，對工業生產效益的提升具有重要意義。在微電子技術和自動化技術持續發展的背景下，機電一體化技術應運而生，且在智能制造中的作用也逐漸突出。機電一體化技術是傳感技術、自動生產線技術等多個先進技術的整合，能夠在保障產品質量的同時促進制造業整體運行的效率的提升。鑒于此，加大對智能制造中機電一體化技術及應用的探究力度具有重要意義，從而在機電一體化技術支撐下確保對機電設備管理和控制的科學、合理進行。

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。智能制造在多樣化自動控制系統依托下能夠對各類數據進行采集，并以此為基礎實施數據信息的分析、處理與存儲，自學習、自優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生產環境中的應用，不僅避免了因環境對員工身體帶來不利影響的情況，而且安全事故的發生幾率也得到了顯著的降低。總的來講，智能制造為現代制造行業發展提供了明確的方向，既節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生幾率，對制造行業的快速、穩健發展具有重要意義。

2 ?機電一體化技術概述及特征

2.1 機電一體化技術概述

機電一體化技術簡單來講就是以傳統機械技術為基礎，在綜合計算機信息技術、傳感檢測技術等多個技術綜合下衍生出的新型的工業生產技術。促進其在工業生產領域中的運用，對傳統工業生產模式向集約型生產模式轉變具有不可忽視的意義。就現階段的機電一體化技術來講，大型生產和制造企業當中運用相對廣泛，并在模擬人腦背景下實現對企業生產過程的動態監測和分析判斷，為企業生產調整與優化提供了重要參考。此外，此項技術是對以往人工控制、檢測工作的調整與優化，強調以機械控制和檢測為主，不僅使生產過程得到了簡化，而且工作人員的工作量也有效減輕，對企業經濟效益提高具有重要意義。

2.2 機電一體化技術的特征

第一，最優的整體結構。剖析傳統機械產品生產過程可以看出，想要賦予其控制功能和使用功能，必須有相應的機械機構為支撐，例如想要使系統實現變速，就要借助變速箱和變速齒輪的作用。然而，為了推動電子技術的發展，齒輪變速箱逐漸被變頻調速電子裝置替代，對機床走刀規律控制和調節時計算機軟件成為主要應用的手段，并促進了電子、機械和軟件等方式的整合，達到了整體結構的最優化。第二，系統控制智能化。系統控制智能化是機電一體化技術中尤為突出的特征，同時，智能化也為機電一體化技術發展和改革提供了明確的方向。系統控制智能化可以使生產方式得到及時的調整與更改，釋放了更多的勞動力資源。系統控制智能化通常來講主要是在電子控制系統支撐下，按照事前既定程序對各系統動作和功能存在的關系進行的持續性的協調，使其系統擁有更多的自動化功能，如自動化檢測、信息處理等都是上述措施應用下實現的自動化的功能類型[1]。其在實踐應用時，通過輸入相關指令并由系統接收后即可推動自動化控制實現。這樣一旦有故障情況的發生可以自動進行應急處理，既避免了保護系統受到傷害，也能及時通知相關管理人員，為系統安全、穩定運行提供了重要的保障。

3 ?智能制造中機電一體化技術的應用

3.1 傳感技術的應用

傳感技術是智能制作的核心所在，因此，智能制造中機電一體化應用時，要將傳感技術應用作為首先考慮的內容。縱觀傳統產品生產制造系統可以得知，生產制造信息無法實現動態化獲取、潛藏在系統中的細小問題無法得到及時的發現、整個生產過程不能予以實時控制等現象時有發生。而傳感技術的應用可以使上述問題得到有效的解決。例如立足智能制造系統，將定位器安裝在其中，可以在計算機信息技術支撐下實現對生產過程中各項信息和數據的有效獲取、整合、分類和分析，同時，這些數據也是智能制造系統生產調整時的重要參考，從而對整個制造流程進行嚴格的掌控，確保生產產品的質量和性能。現階段，傳感器在光纖光纜中應用廣泛，并在統一接口設計標準下使原本的費用得到有效的降低，進而帶動企業經濟效益的提升。

3.2 柔性制造系統的應用

柔性制造系統是包括數字控制系統、信息控制系統以及物料儲運系統在內的綜合性系統，其在實踐過程中應用可以以加工對象為依據進行自動轉換，屬于自動化機械制造系統的范疇。柔性制造系統在智能制造中的應用，可以在充分了解產品生產過程背景下，實現對加工設備、工具和物料儲運系統的合理選擇，之后會在計算機系統作用下對其予以系統化、統一化和自動化控制。就此項制造系統而言，不僅可以滿足多種工件批量高效生產的需求，而且還能圍繞市場需求予以系統化分析，從而在分析結果的引導下對產品生產進行相應的調整與優化，這樣既可以使生產資源得到最大限度的利用，又能促進企業生產效益的提升[2]。客觀來講，柔性制造系統是制造行業中應用最為廣泛的，是集信息系統、自動加工系統、物流系統和軟件系統為一體的系統類型。從信息系統角度來講，其可以對生產過程中產生的各項數據信息進行整合、處理與分析，之后會以計算機技術為載體，將機械設備按層級不同進行控制。從自動加工系統方面來講，主要是以成組技術為基礎，以加工工藝相似零件為對象，以數控機床和專用機床為手段，實施的批量化、集中化生產，從而使產品生產效率得到大幅度提升。從物流系統方面來講，主要是在多樣化運輸聯合裝置輔助下，將各項物料配送作為實際加工過程中的重要任務，是構成柔性制造系統中的不可或缺的因素。從軟件系統而言，其主要是對電子計算機技術的總稱，例如設計、管理、控制和監督等都是其中的重要內容。

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的呈現，集中了電子技術、機械技術和仿生學等多個領域的知識。現階段，圍繞智能機器人開展的研究逐漸豐富起來，并逐漸成為機電一體化技術研究的重要方向。同時，智能機器人還對傳感技術、控制技術和信息技術進行了整合，既可以根據人類思維模式進行模仿，并在智能系統提供的相關數據支撐下實現信息的識別、分析和判斷，又能夠行使人類的行為習慣，以此確保生產操作指令的完成。智能機器人在智能制造中的運用，可以使現有工作人員的工作量得到明顯的減輕，同時，還能保證每天工作的持續性，對產品質量和效率的提升具有重要作用[3]。此外，智能機器人還能推動產品生產過程向規范化所邁進，防止了因人工操作存在失誤造成的生產質量和精度無法保證的情況。智能機器人受惡劣環境影響較小，即使所處生產環境惡劣且危險性較大，依然可以正常工作，對制造生產的安全性開展意義重大。

3.4 自動化生產控制技術的應用

自動生產控制技術是機電一體化技術在智能制造中的又一應用形式，其主要是以人機界面控制裝置、可編程序控制等多個裝置為輔助。對智能制造領域進行深入剖析可知，無論是基本的飲料生產線還是印刷包裝生產線等，都可以看到自動化生產控制技術的身影。同時，車間的生產過程跟蹤和控制系統也是機電一體化技術在智能制造中應用的具體形式，如圖1所示，一方面可以對產品制造流程中的數據予以采集、分析和處理，另一方面借助系統管理、資源管理等多個管理過程也為制造業綜合自動化管理的實現提供了動力。

3.5 數控技術的應用

數控技術應用較早，鑒于此，為智能制造發展提供了基礎與保障。近年來數控加工領域對智能制造系統性能有著較高的要求，除了要對各類生產環節予以控制和管理外，還需要對各類模擬信息予以處理。數控機床生產運行時，智能控制系統會對數控技術進行應用，以此實現對生產情況的動態把控，并借助總主線模式和CPU模式為輔助，推動運行方式向完善化發展[4]。同時，還可以在整合模糊控制理論和在線診斷技術的基礎上提高生產效率。此外，各類三維仿真技術也是對數控生產動態予以模擬的有效措施，一方面幫助技術人員明確生產制造工藝存在的不足，另一方面也為科學化調整提供了方向。

4 ?結束語

總之，工業生產智能化發展必然會在智能制造領域涉獵，對此，制造類企業要深刻意識到智能控制技術的重要性，并注重技術的引進和應用。機電一體化技術應用到智能制造中有著至關重要的作用，既可以推動生產自動化控制水平提升到更高的層次，又可以使生產控制效果得以提升。制造類企業要以實際生產情況和需求為依據，對機電一體化技術予以深入研究和探索，為自身科技競爭力的提升提供重要助力。

參考文獻：

[1]周芳科.淺析智能制造中機電一體化技術的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2018（03）：154-155.

[2]呂陽.關于智能制造中機電一體化技術的運用[J].技術與市場，2019，26（09）：128-129.

[3]劉勝.探討機電一體化技術在智能制造中的實踐分析[J].時代農機，2019，46（06）：125-126.

[4]張俊平.論機電一體化技術在智能制造中的應用與研究[J].計算機產品與流通，2019（05）：103.