機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的研究與應(yīng)用

范繼東 夏梓瑜 向金 謝惠 普恒

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也得以廣泛的應(yīng)用。作為一種綜合性的技術(shù)，機(jī)電一體技術(shù)有效地融合了計(jì)算機(jī)、電子、信息技術(shù)、機(jī)械以及電氣等多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有效地提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。在智能制造中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)也是社會(huì)的發(fā)展必然需求，尤其是在提升企業(yè)生產(chǎn)能力，提升生產(chǎn)質(zhì)量方面更是發(fā)揮了巨大作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;智能制造;應(yīng)用;研究

引言

隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，智能制造行業(yè)也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，由此也導(dǎo)致了其對(duì)相關(guān)設(shè)備、相關(guān)技術(shù)的要求也越來(lái)越高。而通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用不僅有效的提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，而且還有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 智能制造以及機(jī)電一體化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1智能制造概述

目前，智能制造主要是由兩個(gè)方面組成，即智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)。其中，智能制造技術(shù)又被稱作IMT技術(shù)，其主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的分析以及決策，進(jìn)而有效地為企業(yè)節(jié)省大量的人力、物力以及財(cái)力投入，相關(guān)人員僅通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就可以完成相關(guān)操作，并且還提升了生產(chǎn)的實(shí)效和科學(xué)性;而智能制造系統(tǒng)則有被稱為IMS，該系統(tǒng)可以理解為一個(gè)較為簡(jiǎn)單的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，其主要是由智能機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)以及相關(guān)專家組成。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，該系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)操作以及專家的分析、構(gòu)思以及決策等操作來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人腦勞動(dòng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)智能制造系統(tǒng)就是智能制造技術(shù)的一個(gè)延伸，其有效的融合了網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化技術(shù)與一體的智能化系統(tǒng)。

1.2機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)智能制造的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

技術(shù)應(yīng)用的模型優(yōu)勢(shì)。通過(guò)將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在智能制造中可以有效的為其提供技術(shù)支持并且還具有一定的模型優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不同，機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中不僅結(jié)構(gòu)清晰、信息處理效率高而且使用范圍較為廣泛等優(yōu)勢(shì)，為此，可以有效地打破傳統(tǒng)的智能制造中的原有確定模型的限制，進(jìn)而促進(jìn)智能制造系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)。另外，在機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，還可以及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)不同結(jié)構(gòu)模型參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而提升智能制造的應(yīng)用范圍。

技術(shù)應(yīng)用的交換優(yōu)勢(shì)。作為智能系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)信號(hào)的質(zhì)量顯得尤為重要，換而言之，數(shù)據(jù)的收集和處理能力將直接影響到智能制造系統(tǒng)的運(yùn)行和應(yīng)用。而通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用則可以有效的提升智能制造系統(tǒng)中信號(hào)處理以及信號(hào)傳輸?shù)木珳?zhǔn)度，進(jìn)而提升數(shù)據(jù)信息質(zhì)量，確保整個(gè)生產(chǎn)的高效性。

技術(shù)應(yīng)用的控制優(yōu)勢(shì)。首先，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以有效的提升智能制造系統(tǒng)中對(duì)于非線性高度的有效控制，進(jìn)而確保在原有的系統(tǒng)基礎(chǔ)上提升了監(jiān)控質(zhì)量，確保整個(gè)生產(chǎn)的安全和穩(wěn)定;其次，對(duì)于控制效果而言，智能制造系統(tǒng)對(duì)于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)間本身就具有一定的差距。對(duì)于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)而言其不僅控制體系尚不完善，且傳輸速度以及操作功能也有待提升，進(jìn)而制約了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)水平。而通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用則可以有效地提升控制效果，其通過(guò)預(yù)先的記憶進(jìn)行控制然后在通過(guò)計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)智能控制，進(jìn)而提升了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

2.1應(yīng)用在傳感技術(shù)方面

傳感技術(shù)主要是通過(guò)傳感器來(lái)獲取相關(guān)信息，然后在對(duì)信息進(jìn)行預(yù)處理、后置處理、特征的提取和選擇等操作，進(jìn)而提取生產(chǎn)所需的準(zhǔn)確信息。與其他技術(shù)不同，傳感器技術(shù)的敏捷以及準(zhǔn)確性較高，為此在智能制造系統(tǒng)中應(yīng)用傳感技術(shù)可以有效地降低外界因素對(duì)于設(shè)備生產(chǎn)的不良影響，保證傳輸信號(hào)的準(zhǔn)確和高效性，但是隨著科技的進(jìn)步，顯然傳感技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，而通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用則可以有效的提升信息傳輸質(zhì)量，而且實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化以及智能化。機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中主要是通過(guò)構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)保證信息數(shù)據(jù)的連續(xù)、準(zhǔn)確性，并且通過(guò)信息共享來(lái)為控制中心下達(dá)指令而提供參考依據(jù)，提升智能制造的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。而且還通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，進(jìn)而提升智能制造系統(tǒng)的控制效果，保證安全生產(chǎn)。

2.2數(shù)控領(lǐng)域中的應(yīng)用

對(duì)于機(jī)械加工而言，傳統(tǒng)的操作方式主要是依靠人力通過(guò)操作普通機(jī)床來(lái)進(jìn)行作業(yè)，而通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用則可以有效地促進(jìn)機(jī)械加工的智能化變革。在機(jī)電一體化發(fā)展初期其主要是應(yīng)用在數(shù)控生產(chǎn)活動(dòng)中，而隨著社會(huì)的發(fā)展目前其逐漸被應(yīng)用在智能化生產(chǎn)以及集成化生產(chǎn)模式中，不僅可以更好滿足社會(huì)發(fā)展需求，而且還實(shí)現(xiàn)了拓展、模擬以及延伸等信息處理功能，繼而促使機(jī)械加工過(guò)程中無(wú)法建模環(huán)節(jié)或者建模模糊環(huán)節(jié)的處理效率，進(jìn)而促進(jìn)生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步優(yōu)化。譬如，通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床的在線診斷、模糊控制、面向生產(chǎn)車間的編程技術(shù)等多渠道的控制，在很大程度上提升了智能制造水平。

2.3自動(dòng)化生產(chǎn)的應(yīng)用

作為智能制造最為突出的一個(gè)特征，自動(dòng)化生產(chǎn)主要是通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和應(yīng)用而生的一種機(jī)械自動(dòng)生產(chǎn)線。通過(guò)應(yīng)用人機(jī)界面以及可編程的控制裝置、光電控制系統(tǒng)等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，如果在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)不符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，該技術(shù)能夠?qū)⑵渥詣?dòng)的淘汰，并且不會(huì)影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)生產(chǎn)產(chǎn)品和設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。譬如，我國(guó)的手機(jī)、電腦等生產(chǎn)已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，已經(jīng)達(dá)到了較高的智能制造水平。除此以外，柔性化技術(shù)更是融合了計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)以及料盤(pán)等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而形成了一個(gè)較為完整的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而滿足一些設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)計(jì)需求，促進(jìn)了產(chǎn)品種類多但批量較小的產(chǎn)品生產(chǎn)的智能制造。

2.4工業(yè)智能機(jī)器人方面的應(yīng)用

對(duì)于智能制造而言，工藝智能機(jī)器人的應(yīng)用不僅有效的替代了傳統(tǒng)的人力勞動(dòng)，而且還高度的實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化發(fā)展。工業(yè)智能機(jī)器人主要是一種自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備，其通過(guò)對(duì)人體某些部位的模仿來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，譬如，通過(guò)模仿人類手部操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的操作控制等。工業(yè)智能機(jī)器人的應(yīng)用主要是融合了微電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)以及傳感檢測(cè)等多項(xiàng)技術(shù)，其主要是由主體、控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三部分構(gòu)成的。其中主體主要包括了執(zhí)行機(jī)構(gòu)和機(jī)座，控制系統(tǒng)則是按照所輸入的信號(hào)來(lái)發(fā)出相關(guān)質(zhì)量操作來(lái)對(duì)驅(qū)動(dòng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，其主要起到人類大腦的作用進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化;而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)這主要是用來(lái)進(jìn)行執(zhí)行的部分，其有動(dòng)力以及轉(zhuǎn)動(dòng)裝置而組成。另外，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程可以有效地促使機(jī)器人完成焊接、切割、裝配以及搬運(yùn)等自動(dòng)化、智能化相關(guān)操作，進(jìn)而為企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)利益。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，機(jī)電一體技術(shù)有效地融合了計(jì)算機(jī)、電子、信息技術(shù)、機(jī)械以及電氣等多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有效地提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。在智能制造中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)也是社會(huì)的發(fā)展必然需求，有效的降低操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了操作工人的作業(yè)環(huán)境，為企業(yè)積極發(fā)現(xiàn)攻關(guān)難題、探尋創(chuàng)新點(diǎn)并持續(xù)優(yōu)化工作創(chuàng)造了條件，為推動(dòng)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，尤其是在提升企業(yè)生產(chǎn)能力，提升生產(chǎn)質(zhì)量等方面更是發(fā)揮了巨大作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]房永.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020（15）：28-29.

[2]徐釗.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用分析[J].信息通信，2020（06）：104-105.

[3]陳鋒.智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020（06）：79.