機電一體化技術在智能制造中的運用分析

張良坤 張春平

[摘? ? 要]機電一體化發展，已經成為工業發展動力，被廣泛應用到智能制造中，具備強大的綜合性能。機電一體化技術，能夠結合自動化生產線、柔性控制系統，提升智能制造水平與效果。智能制造處于無人操控環境，采用編程方式，促進機器設備運轉。收集相關數據之后，能夠加強學習能力，實現自我優化與修復。在本文研究中，注重分析機電一體化技術在智能制造中的運用問題，僅供參考。

[關鍵詞]機電一體化技術;智能制造;技術運用

[中圖分類號]TH-39;TH16 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–00–03

Analysis on the Application of Mechatronics Technology in Intelligent Manufacturing

Zhang Liang-kun，Zhang Chun-ping

[Abstract]The development of mechatronics has become a driving force for industrial development and is widely used in intelligent manufacturing with strong comprehensive performance. Mechatronics technology can combine automated production lines and flexible control systems to improve the level and effectiveness of intelligent manufacturing. Intelligent manufacturing is in an unmanned environment， using programming methods to promote the operation of machinery and equipment. After collecting relevant data， you can strengthen your learning ability and realize self-optimization and repair. In the research of this article， we focus on analyzing the application of mechatronics technology in intelligent manufacturing， which is for reference only.

[Keywords]Mechatronics technology; Intelligent manufacturing; Technology application

1 智能制造、機電一體化技術分析

智能制造屬于新型工業生產模式，利用計算機編程方式，對生產效益予以提升。智能制造為制造業發展趨勢，深入研究和分析機電一體化技術，實現機電一體化技術、高新技術融合發展，提升一體化技術智能化水平，有效作用于智能制造業，競爭實力較強。在智能制造中，機電一體化技術快速應用，可以模擬人類思維與活動，按照生產內容提出操作指令，實現生產活動與組裝測試，以此促進生產活動開展。為了確保機電一體化技術更好地應用到智能制造中，應當明確智能制造的作用和價值，做好分析與研究工作。在時代發展過程中，人力施工逐漸被機械施工模式所代替，不僅可以降低人力投入成本，還能夠加快工程施工效率。因此，為了提升工作效率，優化改善機械性能，必須將一體化技術應用到智能制造中。電力管理系統的探索應用，能夠全面促進機械一體化發展，能夠實現智能制造的智能化、現代化與信息化發展。

機電一體化技術指的是將信息、控制和系統理論作為基礎理論，并在此基礎上結合計算機、傳感器等現代信息技術，屬于融合多學科技術的產物之一。機電一體化技術主要由控制器和控制主體組成，結合了無線傳感、信息處理、實時控制、伺服驅動、計算機集成等技術，形成一門綜合性的交叉學科。在這些技術中，信息處理技術屬于機電一體化技術的重要組成部分，信息處理技術主要將微電子和計算機技術相融合，能夠對大量數據信息進行自動處理。機電一體化組成結構如圖1所示。

其中，控制器主要由控制信息和信息處理部分組成，控制主體主要由機械本體、驅動、檢測、執行元件組成。能量供應主要是供應系統能量。控制信息處理主要是處理和控制系統信息，通過傳感器檢測信號，按照一定的算法，存儲并轉換數據和信息。并利用接口發出執行命令，控制設定的動作等。驅動和檢測元件主要是按照信息處理要求，對運動機械進行驅動，以此來實現運動機械動作。為了提供控制信息發送依據，對移動機構或物理量進行檢測，并在基礎上向控制信息處理傳送信息。

2 智能制造中的機電一體化技術應用

2.1 傳感技術應用

機電一體化技術中，傳感技術屬于重要技術。傳統技術具備高精確度、敏感性優勢，可以防止工業生產遭受信號干擾影響，全面展示出智能制造優勢。在功能效果上，傳感技術可以建立傳感器網絡系統，實現信息高效傳輸，通過計算機技術收集和整合，高效控制工業生產過程。工業生產中，傳感器應用標準化接口，能夠確保設計準確度，減少成本投入。在應用傳感技術時，通過光傳感器，檢測環境光度變化，同時檢測光度變化影響因素。在智能制造中，傳感器可以檢測出零件尺寸、物體位移信息，因此廣泛應用到汽車、航空等領域，應用價值顯著。

傳感器由3個部分組成，分別是光感、變換元件以及變換電路。傳感器組成結構如圖2所示。

光照射到光感元件，光感元件將這種光以某種方式傳遞到變換元件，變換元件將接收到的信息以電學量的方式傳遞到變換電路，變換電路將電學量轉換為電信號進行輸出。

2.2 數控生產

數控加工生產，技術要求比較高，必須全面提升機械制造水平。工業化發展下，機械指導水平多表現在機電一體化技術上。在數控生產中，機電一體化技術應用，可以確保機械加工精度，確保機械加工效率。數控生產對智能制造要求高，多應用中央處理器、總主線模式，可以實現在線診斷，建立三維仿真模型，科學控制工業生產，優化完善數控加工生產，確保操作數據與信息準確性。將數控技術應用到機械制造業，能夠提升工作水平，并且對智能制造系統提出嚴格要求，可以處理多種數據信息。針對不同生產環節，都必須加大控制與管理力度。科學應用技術措施，確保生產過程控制與管理實效性，提升生產速度。

2.3 自動生產與機械

當企業規模較大時，需要應用自動化生產線，以此確保機械生產有效性，加強生產效率與質量。機電一體化技術，通過電子技術把控光電控，在人機界面系統優化完善控制裝置，詳細控制生產流程。自動生產與機械結合可以擴大應用范圍，將自動化生產技術應用到科技產品中。在工業生產中，融合柔性系統，通過計算機技術控制生產設備，以此加強集約化生產效果。

2.4 智能機器人

在機電一體化技術發展中，智能機器人屬于重要表現。智能機器人聯合機電一體化技術，融合仿生學科研成果，因此智能機器人成為發展重點。在工業生產中，智能機器人應用范圍擴大，不僅可以提升產品質量，還可以保護人員安全，增加生產數量，降低工作強度。在工業生產中，智能機器人能夠甄別和收集信息，快速完成復雜工作流程，確保產品質量精準度，以免產生大的安全事故。

2.5 自動生產與自動機械中的應用

現階段，企業開始廣泛應用機電一體化技術，以智能化制造技術最為常用，既可以體現出自動生產線的應用，還可以體現出自動機械生產應用。無論是電子技術，還是現代傳感技術，都可以應用到實際生產中。計算機制造系統，是一種柔性制造技術，能夠連接工業機器人、計算機、數控機床，形成生產網絡的生產技術，應用優勢顯著，同時可以滿足生產部門提出的問題。

2.6 計算機集成化體制

戰略發展理念下，通過全局動態形式，能夠優化完善計算機集成制造系統。在該體系中，系統并非簡單組合，而是在當前系統中，突破各部門界限。在該系統中，制造系統屬于主干系統。針對企業而言，當具備集成性特征時，能夠優化配置生產資源，提升生產開發水平，由此激發出企業潛力。

現場總線控制系統通過數據通信網絡對現場各控制器與儀表設備實現控制，使現場可以有效運行，實現了數字通信與自動化控制的完美結合。將它與智能設備的連接，組成自動化系統綜合功能，以完成基本控制、補償計算等功能，代表將來工業體系的發展趨勢。

2.7 神經網絡模型設計

神經網絡是自適應非線性動態系統之一，主要是通過模擬動物神經網絡實現信息傳遞過程，采用調節網絡節點的連接方式，對信息進行處理，通過設計神經網絡模型來實現信號處理，神經網絡模型如圖3所示。

圖3中，用qi（i=1，2，…，n）表示為輸入端的輸入信號，將wi描述為聯接強度系數，將∑描述為聯接后信號空間求和，用r表示為神經元的閾值，用a表示為神經元響應函數。神經網絡模型表示為：

（1）

x=a（z） （2）

神經網絡可對非線性函數實行處理，并在一定程度上逼近任意非線性連續函數，其自學能力較好，可以在復雜環境完成多目標處理。為了應對系統的非線性和不確定性，設計神經網絡模型提高系統的容錯能力和自組織能力。自動生產運行時若出現不確定性等問題，神經網絡模型可以提高容錯性，通過單元之間的大量連接完成，多個較穩定的平衡態系統演化的多樣性，幫助自動生產解決不確定性等問題。

3 緊固件制造行業在智能制造中應用實踐

3.1 緊固件發展

工業快速發展，相應帶動了智能制造領域發展，開始關注緊固件制造與應用問題，緊固件可以起到重要作用。在現代經濟支持下，緊固件發展速度加快，開始將其投入智能制造領域進行研究。由于緊固件需求量逐年上升，應用現代科學技術，可以掌握緊固件性能與質量，產品生產不再局限于傳統層面，開始注重性能與質量要求，根據緊固件制造發展標準，出現大量特種緊固件，以此滿足緊固件應用要求。

3.2 數據庫技術

在近幾年發展中，計算機技術與信息技術發展速度加快，計算機應用市場需求發展多樣化，企業發展積累大量數據信息。數據庫技術成為熱門應用表現，可以有效作用于數據信息管理與應用中。數據庫功能與作用比較多，已經成為重要的信息傳輸技術、數據信息處理技術、信息存儲技術。新興技術帶動下，加快了數據庫技術發展速度，在新技術體系下，數據庫內容逐漸豐富。注重研究和分析數據庫技術，可以有效推動計算機技術發展，對社會發展的益處也比較大。

3.3 重要緊固件分析

螺栓分為5類，以通用型螺栓內六角螺栓最為常用。按照性能等級，可以將螺栓分為10級。高強度螺栓，等級在8.8級以上;普通螺栓，等級小于8.8級。工業產品結構以通用螺栓為主，可以加強連接部件抗疲勞性能，提升部件強度，還可以延長使用壽命。

螺柱只有螺紋，無螺栓頭。使用期間，一端與帶有內螺紋孔零件相連接，一端和螺母相連接。螺柱連接稱為可拆卸連接，多應用在厚度大且結構緊湊的部件中。

螺母是通過與螺栓配合的緊固件，需要與同等級螺絲共同使用，起到固定連接作用，螺母形狀多為六邊形。

墊圈被連接件、螺母間放置緊固件。在正常情況下，主要為金屬圓環，避免連接件破壞螺母，同時可以分擔連接件承受壓力。使用期間，使用帶有預警功能的墊圈，改善螺栓抗疲勞壽命。墊圈包含雙同心鋼環，擰緊操作時，內環受壓收縮，會夾住外環，起到預警效果，同時改善螺栓抗疲勞壽命。

墊圈鍵是穿束扭矩的緊固件作用，對象為軸與軸傳動件。鍵的大小主要由連接件軸孔尺寸、傳輸扭曲大小決定。

3.4 緊固件參數數據表

緊固件信息管理系統圖，要求用戶管理緊固件數據，將緊固件螺栓螺母墊圈螺柱作為設計對象，建立標準化數據表。數據表為系統支持數據庫，在專業軟件支持下，數據表可以記錄羅晉內徑外徑等參數，不同規格的參數也不同。當規格為主鍵，則字段數據類型為數字。

4 結束語

在工業生產中，機電一體化技術發展趨勢顯著，能夠有效用到智能制造中，實現工業生產的自動化管理，以此提高工業生產效率，維護產品質量，為企業與社會創造經濟價值。機電一體化技術，能夠作為智能制造中點，反映出工業生產智能制造實況。只有高度重視機電一體化水平，才可以提升工業生產智能化，優化完善智能化建設。機電一體化技術快速發展，多數人員關注機電一體化技術應用，綜合體現出高新技術，實現生產方式優化改革與創新，實現長久穩定發展目標。

參考文獻

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