機電一體化技術在智能制造中的實踐運用

李文平

摘要：對于我國的工業發展來說，機電一體化技術發揮著十分重要的作用。該項技術有著較強的綜合性，其結合了電子、計算機、機械與信息技術中的一系列優勢，對生產設備進行了有機組合，再通過信息化設備對生產設備實施控制，使工業生產效率得到了很大程度的提升。而將機電一體化應用在智能制造當中也是未來智能制造發展的主要方向。基于此，本文將對機電一體化技術在智能制造中的實踐運用進行分析。

關鍵詞：機電一體化;智能制造;運用

1 機電一體化的相關概述

總的來看，我國已經研究了一段時間的機電一體化技術，但實踐應用的經驗并不是十分豐富，因為初期該技術主要作為技術理念應用，與機械電子領域的結合較少。所以，在機械生產中，機械和電子始終保持相互獨立的狀態，沒有達到機電一體化的效果。隨著計算機信息技術的日臻完善，機電一體化技術迎來了全新的發展方向，將信息技術融入其中，并在實踐中應用該技術方法，進而推動智能制造行業的進步發展。目前，機電一體化技術涵蓋的內容有很多，包括傳感技術、信息處理技術、自動控制技術等等。通常，電氣設備和機械設備周邊會安裝傳感器，用于信息監控和采集，可以為操作人員提供詳細的數據信息，從而提升操作的便捷性;信息處理技術則主要運用計算機的計算功能對運行參數進行分析處理，根據分析結果調整參數，使設備信息得到優化;根據生產要求，建立自動化控制系統，以PID閉環控制原理為基礎，對機電設備進行有效的控制，促進管理質效的提升。

2 機電一體化在智能制造中的重要性

不斷追求品質是人們對生活的更高需求，因此如今用戶對產品種類和級別的標準越來越高。基于市場需求和競爭環境，制造者只有不斷革新優化現有產品，通過縮短產品生產時間、生命周期，才能更好地滿足用戶的需求，提升自我在市場競爭中的核心能力。由此來說，產品的制造以及裝配操作極為關鍵，如將產品制造過程分為兩個部分應包括產品設計和制造兩個重要階段。通過在產品設計階段應用機電一體化技術，同時會涉及到機械、電氣、控制以及計算機工程等相關學科。比如自動控制技術可協助開發各類基于電子元器件的控制系統，以此強化或取代機械系統的機械化性能;計算機技術可廣泛應用到各種軟件的編寫中，以此來控制系統作業、產品設計、開發活動、制定資源計劃、記錄市場調研以及開展銷售活動等。我們可以借助計算機技術進行CAD設計，輕松有效的開發出三維立體產品模型;并通過CAE分析產品模型，應用數字工具模擬研究產品的各項性能，通過實踐模擬能為產品的開發設計人員在早期階段提供一些準確的設想;而基于仿真研究的可行性，設計人員再進行相應的優化修改，幫助產品設計實現更好的性能和作用。故此，對機電一體化技術進行探究并應用到智能制造中具有實踐的重要意義。

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

在智能制造當中應用機電一體化技術是非常重要的，同時機電一體化技術可以為智能制造提供更廣闊的發展前景，在各個方面都能夠有針對性的進行改善。而在機電一體化當中，傳感技術占據著十分關鍵的位置，同時傳感技術有著非常明顯的優勢，那就是有著極強的精確性以及靈敏性。在應用傳感技術時，可以有效避免外界其他信號的干擾，同時能夠進一步的提升智能生產水平。而普通傳感器與之相比，所發揮的效果并不理想，同時在應用的過程中還一定要建立相互匹配的傳感器網絡系統，這有這樣才能夠進行信息的對接與傳輸。但是通過傳感技術，就能夠直接和智能制造進行融合，以此來降低設計的難度以及標準，并且還能夠為企業節約更多的成本。

3.2 自動機械應用

伴隨著智能化發展的同時，自動化也是必然趨勢。自動化生產已經成為智能制造的主要表現形式，在自動化生產中，可以采用機電一體化技術，以此促進生產效率的提升。生產前，應該先編寫程序，運用各種信息技術，滿足不同的生產需求。目前，我國自動化生產技術逐步成熟，廣泛應用在各種產品的加工生產之中，包括包裝印刷、煙草制造等等，對行業的發展起到了很大的促進作用。自動化技術可以完善生產鏈，同時程序具有可編輯的特點，對產品質量的優化有很大的幫助。以剛性自動化生產線來說，其屬于多工位生產過程，利用工件輸送系統可以按照順序連接加工設備、輔助設備，通過控制系統實現單個零件加工，構成完整、高效的運作系統。利用自動化生產線，每年可以生產17000件曲柺零件，采用球墨鑄鐵件作為毛坯。由于工件沒有規則的形狀，所以輸送基面難以契合，因而采用隨行夾具安裝定位，使工件的輸送更加便利。柔性制造單元（FMC）由多個系統組成，包括單臺數控機床、工件自動輸送系統等等。FMC控制系統可以分為單元控制和設備控制兩級，其具備管理和調度單元加工設備、物流設備等功能，其采用2臺或更多的加工中心/數控機床組成，在自動化加工的同時，也能實現物料流、信息流的自動化。

3.3 在數控領域中的應用

對于數控領域的機電一體化技術操作來說，其步驟是相對復雜的，對于操作中的一些細節要求也更加嚴格。如果在數控領域中應用機電一體化技術的過程中工作人員不重視流程與細節，就會使其中的智能制造過程出現事故，使得設備產生一系列故障，嚴重的還會為企業帶來極大的經濟損失。因此，對于數控領域來說，在應用機電一體化技術時，企業一定要將操作人員的培訓工作做到位，進而加強操作人員的素質水平與專業能力，同時對機電一體化技術予以相應的重視。可以結合相應的懲罰機制，如果由于自身的操作失誤或者馬虎而造成了問題與設備故障，需要有操作人員承擔，根據問題的大小來進行相應的處罰，進而提高工作人員的工作注意力，降低設備故障的發生率。

4 機電一體化在智能制造中的未來發展趨向

4.1 微型化發展方向

微型化發展是機電一體化技術進一步獲得發展的新方向，從而將機電一體化技術應用到航天航空、醫療器械、智能制造的各個行業和領域之中。目前，機電一體化技術已被廣泛應用到智能制造方面并取得了較為顯著的成果，然而在其他領域尤其是醫療方面，由于智能機械的體積過大、耗能過高等一些客觀性問題有待解決，因此還無法滿足良好的使用需求。鑒于此，盡量優化智能機械的性能，縮小體積、減少能耗，從而使其從微型化方面發展極有必要。

4.2 人機一體化技術

智能制造發展到一定程度之后必然會形成人機一體化，而從現在工業生產的綜合發展情況來看，當前實現人機一體化會比實現機械全智能要更具合理性及可能性一些。通過人機一體化技術，以人腦作為技術控制的核心，以智能設備作為技術的載體，將兩者融合使之發揮技術作用，而借助大腦的靈活性、多元性實現技術的不斷創新，借助智能設備的專業性、全面性達到技術的共享，以此更好地推動工業科技的進步發展。

3 結束語

綜上所述，在工業生產行業的發展過程當中，智能制造發揮著十分重要的作用。智能制造可以進行工業生產的自動化、智能化管理，以此來提高生產效益及產品質量，進而提高了企業的經濟效益和社會效益。而對于智能制造來說，應用機電一體化技術也是非常有必要的，機電一體化技術水平會對智能制造的功能有著很大影響。因此，有關企業一定要對相關工作予以重視，進而為智能制造今后的發展打下堅實的基礎。

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