淺談機電一體化在智能制造中的相關應用

于振

摘 要：隨著工業化的不斷發展，人們對商品服務能力的要求也越來越高，這使智能控制逐漸成為了現代制造業的主流，同時也成為了工業化發展的主要趨勢。智能控制在機電一體化系統中的應用主要涉及到機械制造、機器人、機床、交流伺服、數控領域、設備裝置等方面，隨著智能控制技術的不斷發展，也為機電一體化系統帶來了更多樣性的功能，與此同時也帶來了控制難度的不斷提升。本文就智能控制在機電一體化系統中的應用進行分析，提出幾點建議，以供參考。

關鍵詞：智能制造;機電一體化;應用

引言

隨著信息化技術的迅猛發展，機電一體化技術也越來越受到各大企業的重視，開始著手研究先進的機電一體化技術。更是將機電一體化技術引入到各個的生產領域，使得生產、制造業猶如雨后春筍般迅猛的發展起來，給人們帶來了更大的經濟利益，在生產中不但節省了人力、物力，更是在時間、產品質量有更大的提升，增強了產品的生產效率，從而獲得更大的利益。本文分析了機電一體化技術的優點，剖析了機電一體化的發展，同時列舉了機電一體化技術在智能化生產中的應用。更希望機電一體化技術的不斷突破，應用于更多的領域，為人們提供更多的方便。

一、機電一體化技術分析

機電一體化是由電子技術、光學技術、信息技術、計算機技術、控制技術等相融合構成的一項新型技術，具有智能化、網絡化、模塊化、系統化等技術特征。在機電一體化技術應用過程中，既可以快速、持續采集與分析各類信息數據，也打破了傳統信息處理技術的應用局限，可基于互聯網或局域網，遠程共享、交流各類信息數據，并實時觀測系統運行情況、發現與上報所存在的系統故障及安全隱患。同時，在智能制造領域中，機電一體化技術也展露出優異的非線性與線性控制優勢，成為提高智能制造系統運行穩定性以及控制精度的關鍵所在。從技術總體應用角度來看，發揮出改善智能制造精度、增強網絡化數據交流功能、提升制造效率、保證數據處理安全等應用作用。

二、機電一體化技術在智能制造中的應用

（一）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，機器人可以對系統的數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。

（二）傳感技術

在傳統工業生產模式中，受到技術因素限制，企業與生產人員難以實時獲取生產制造的動態信息，無法做到對生產制造過程的精確掌握。受這一問題影響，產品制造質量與預期質量有所出入，質量問題較為常見，限制了工業制造的標準化發展。傳感技術是機電一體化技術的關鍵分支技術與主要構成部分。在智能制造過程中，基于傳感技術，企業在生產線上配置適當數量與型號的傳感器裝置，傳感器將持續將所采集生產信息上傳至系統，從而實時掌握動態生產制造情況，及時發現與解決所存在的生產問題，保證產品生產質量。例如針對生產設備加工誤差問題，智能制造系統對所接收數據信息進行分析，當監測到各項運行參數存在異常波動、實時參數超過額定值時，針對性下達控制指令，校正設備加工精度與參數，避免誤差積累。在智能制造領域中，常見的傳感技術為光纖傳感技術，這項技術的穩定性、數據傳輸可靠性較為優異，最大程度減少數據在傳輸過程中所遭受的阻礙。

（三）數控技術應用

數控也是一體化體系的重要技術載體，在優化制造生產環境方面發揮著重要的支撐作用，是促使工業制造實現智能化發展的關鍵手段。在智能制造領域數控生產比較普遍，同時對生產環境和作業標準具有著嚴格的要求。在環境方面，相關單位需要注重先進技術和設備的引進，積極引進計算機構建完善性的自動化控制體系，通過編程等操作對設備運行參數進行智能設置，從而實現設備運轉的自動化控制。例如，在機床廠工作環境領域，數控作業體系的組成要素主要以總主線和CPU為主。在控制設備自動運行的同時也能夠精準地檢測到設備內部所存在的故障隱患，以便工作人員可以根據參數反饋情況合理制定維護方案，實現精準維修。

（四）智能控制在機械制造中的應用

機械制造是機電一體化系統的重要組成部分，且隨著智能制造理念的提出，機電一體化設備也正逐漸取代人工操作設備而廣泛應用到制造業中。計算機軟件技術不斷發展，計算機輔助技術已經與傳統的機械設計理論和加工工藝融為一體，并在智能控制手段下，共同構成了新型的機械制造技術，也被稱之為智能制造系統。智能制造系統其主要特點就是利用計算機代替人工操作而進行機械設計工作，完善人腦在設計過程中出現的漏洞和缺陷，發揮計算機技術科學嚴謹的優勢。在這一過程中，智能控制技術主要是利用神經網絡模型和模糊數學理論來對產品生產環境和生產過程進行建模，確保整個生產環境和流程的嚴謹科學，最大限度的降低成本，滿足社會需要，保證產品性能的最優化。

（五）機電一體化在自動化生產線中的應用

制造業的發展帶動了經濟發展，說到生產大家都會想到生產車間中長長的流水線，不同線段的工人從事著不同的工作。隨著信息化技術和人工智能的高度發展越來越多的企業生產線逐步實現自動生產線和自動機械的運用。這是智能制造中機電一體化運用的重要體現。在自動化生產線中，主要通過使用總控裝置對電子技術、信息技術的使用和處理做到精準把控，從而對整個制造過程能夠起到嚴格管控的作用，在生產方面減少了體力勞動，生產線全自動化更加提升了生產質量和生產效率。目前大部分的電子產品在生產中都是實現自動化生產線和自動機械應用。

（六）在人機一體化技術的應用

人機一體化也是未來智能制造的一個重要發展趨勢，人機一體化不同意機械智能化，更強調人與智能機械的共同協作生產，在科研等領域正被積極研究。在該技術中，人依然是控制生產的主要角色，而智能設備充當收集、處理部分信息等技術輔助工作。機電一體化技術在其中的應用重難點，將是要協調解決智能機械于人的工作范疇、一些控制操作中的主被關系等問題，使人機一體化技術能實現更為智能、全面、專業的技術控制。

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揮機電一體化技術的應用，因此在計算機技術、大數據技術以及5G技術的推動下，我國的智能化生產將會迎來新的發展契機。

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