智能制造中機電一體化技術的應用

周劍平

摘要：當前無論是互聯(lián)網(wǎng)科技，還是機械制造技術都到了極大的發(fā)展，其中微電子技術和相關的自動控制技術也在不斷進步，這兩種技術在工業(yè)生產(chǎn)領域中已經(jīng)取得了非常廣泛的應用。機電一體化技術在我國的工業(yè)科技發(fā)展中有著極為重要的地位，其已經(jīng)成為了工業(yè)科技的核心技術，并且正在不斷向著自動生產(chǎn)以及自動機械和計算機集成系統(tǒng)應用方向發(fā)展。為了讓機電一體化技術向著智能化、先進化方向發(fā)展、為了更好的迎合快速發(fā)展的現(xiàn)代社會，本文對智能制造中機電一體化技術的應用進行了簡要的分析。

關鍵詞：智能制造;機電一體化技術;應用研究;智能化

機電一體化是一門綜合性極強的科學技術，該技術融合了機械技術、微電子技術、計算機一級信息處理等多類技術，并且隨著時間的發(fā)展，機電一體化的發(fā)展也正在不斷趨于成熟。但是必須要明確的是，機電一體化的發(fā)展需要同其它技術共同發(fā)展，離不開多種技術的支持。當前我國的微電子技術和超大規(guī)模集成電路技術已經(jīng)進入了發(fā)展快車道，同時機電一體化技術也需要跟上發(fā)展的趨勢，并且已經(jīng)在工農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中占據(jù)著至關重要的地位。

1發(fā)展機電一體化技術的重要意義

什么是機電一體化技術呢？有一種定義是說：機電一體化技術是機械技術和電子技術的綜合體，兩個技術綜合發(fā)展最終形成了機電一體化技術，自機電一體化技術產(chǎn)生以來，其就展現(xiàn)出了飛速的發(fā)展趨勢，隨著機電一體化技術不斷發(fā)展，該技術已經(jīng)發(fā)展成為了集計算機信息技術、計算機自動化技術、機械技術以及電子技術等多門技術的綜合型技術，目前而且機電一體化技術正在向著光電一體化領域發(fā)展，未來的發(fā)展空間和應用空間巨大。下表為機電一體化技術所包括的技術門類：

2機電一體化技術應用分析

2.1機電一體化技術在自動生產(chǎn)和自動機械中的應用分析

在企業(yè)發(fā)展中，應用機電一體化技術最多的地方就是智能化制造技術，該技術的應用能夠反映一個企業(yè)對于自動化生產(chǎn)線和自動化機械的發(fā)展程度。機電一體化電子技術適用范圍很廣，如用于各種飲料制品自動化生產(chǎn)線的建立、印刷包裝生產(chǎn)線的建立以及香煙生產(chǎn)線的建立等等，機電一體化技術在智能化生產(chǎn)線的建立中處于核心位置。制造系統(tǒng)中加入計算機技術就是柔性制造技術，英文簡稱FMS，柔性制造技術綜合了數(shù)控機床、工業(yè)機器人、計算機以及自動化倉儲系統(tǒng)等生產(chǎn)技術，這種技術的優(yōu)勢是可以在任何時刻都能適應各個部門對其提出的產(chǎn)品需求和生產(chǎn)需求，并且利用的產(chǎn)品無論是數(shù)量還是種類都是極多的，非常合適應用于生產(chǎn)頻繁小批量產(chǎn)品的領域。

機電一體化技術在數(shù)控機床技術中的應用，具體來講是將核心是機電一體化技術建立在傳統(tǒng)數(shù)控技術上的一種新技術。數(shù)控技術自產(chǎn)生以來已經(jīng)經(jīng)歷了四十多年的發(fā)展，并且隨著數(shù)控技術的不斷趨于成熟，數(shù)控技術已經(jīng)發(fā)揮發(fā)展出了更多實用有效的功能，主要包括以下幾方面：第一方面，數(shù)控技術的結構方式是多CPU和多主總線結構，這種類型的機構有著結構緊湊、模塊化標準等優(yōu)勢;第二方面，數(shù)控技術的設計有著非常強的開放性，并且數(shù)控技術的硬件功能等相關功能能夠最大限度的滿足客戶的要求;第三方面，通過數(shù)控技術建立的數(shù)控系統(tǒng)能夠最終完成二維和三維仿真，這種仿真對生產(chǎn)研究有著巨大的推動作用，而且數(shù)控系統(tǒng)能夠通過在線診斷和模糊控制等功能完成對車間編程技術的支持;第四方面，數(shù)控機床技術具有加大容量的儲存器，并且其軟件設計具有的模塊化屬性能夠有效擴充數(shù)控技術的基本功能，豐富了CNC系統(tǒng)的控制功能;第五方面，通過數(shù)控技術的集成控制方式，可以通過單一的機床就能完成對多個單獨化任務的控制，進而提升了整體的工作效率和進度。

機電一體化技術在工業(yè)機器人技術中的應用，原始的工業(yè)機器人技術無論是對其工作環(huán)境還是相關對象的適應能力都是非常差的，并且靈活程度也較低，這種低級別的工業(yè)機器人只能完成相應的簡單重復的指令，并且只能在視角內(nèi)容中發(fā)揮作用。隨著對第一代機器人的改造和發(fā)展，在第二代機器人上安裝了先進的傳感設備，通過傳感設備能夠?qū)C器人和計算機之間建立非常密切的聯(lián)系，并且在機器人使用的過程中能夠通過計算機對所涉及的工作進行有效處理。通過這種發(fā)展方式能夠?qū)鹘y(tǒng)的工業(yè)機器人從先前的示教轉變到當今的實用化設備，而且這種工業(yè)機器人已經(jīng)發(fā)展出了一定水平的智能化水平較高。隨著工業(yè)4.0核心技術的快速發(fā)展，5G技術的到了，當然，第二代智能工業(yè)機器人的發(fā)展，必須使用機電一體化技術在第五代計算機進行技術支持，只有這樣才能對機器人上的傳感器和計算機的邏輯能力進行及時、準確的判斷和處理。隨著人工智能進入2.0發(fā)展的新階段，未來人工智能將在大數(shù)據(jù)智能、群體智能、跨媒體智能、人機混合增強智能和自主智能系統(tǒng)這五大新方向得到非常快速的發(fā)展。而機器人作為人工智能領域一個重要的應用場景，也將開拓出更多的應用空間。

2.2對計算機集成化體制的分析

使用全局動態(tài)的發(fā)展方式，可以推動計算機集成制造系統(tǒng)的建設，計算機集成制造系統(tǒng)并不是簡單的各子系統(tǒng)的加減組合，而是通過計算機集成制造系統(tǒng)將傳統(tǒng)的各個子系統(tǒng)之間存在的壁壘打破，其中系統(tǒng)的主干系統(tǒng)是制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是利用對信息流和物流的實時控制來完成經(jīng)營決策和產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的融合。企業(yè)的發(fā)展必須注意集成性的發(fā)展，只有擁有一定的集成性系統(tǒng)，就能在實際生產(chǎn)過程中對各類生產(chǎn)因素進行有效的優(yōu)化配置，最終完成對生產(chǎn)開發(fā)水準的推動性發(fā)展，激發(fā)企業(yè)的生產(chǎn)潛力，提升企業(yè)的競爭實力。

2.3機電一體化技術在工程建設領域中的分析

機電一體化技術在工程建設領域中的應用主要包括以下幾方面：第一方面，機電一體化技術在建筑物照明系統(tǒng)中的使用，照明系統(tǒng)的運行是借助于通信系統(tǒng)和相關計算機控制系統(tǒng)共同發(fā)揮作用實現(xiàn)的，這種系統(tǒng)能夠在不同的時間段對照明設備進行精準控制，并且智能化照明系統(tǒng)可以完成對照明時間的自動控制，降低電能損耗;第二方面，機電一體化技術能夠完成對建筑物種空調(diào)系統(tǒng)的智能化調(diào)節(jié)，機電一體化技術利用比例積分調(diào)節(jié)器閉環(huán)的形式在各個季節(jié)對空調(diào)的運行模式進行預先的設定，完成空調(diào)的智能化控制，最終可以提升建筑物室內(nèi)的空氣質(zhì)量，同時還能減少建筑物日常的能量損耗。

3對機電一體化未來發(fā)展方向的分析

3.1機電一體化技術小型化發(fā)展

機電一體化技術已經(jīng)進入了發(fā)展快車道，該技術正在不斷向微型化的方向發(fā)展，推動該方向發(fā)展的動力是我們國家對高新科技微型化追求的結果。當前使用微型機電一體化技術生產(chǎn)的相關產(chǎn)品已經(jīng)在某些行業(yè)中占據(jù)了至關重要的地位，由于這類產(chǎn)品具有體積小、消耗能量低、靈活程度高等優(yōu)勢，因此這類產(chǎn)品和設備能夠輕松完成平常人類無法完成的任務，機電一體化技術小型化發(fā)展有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.2機電一體化技術智能化發(fā)展

現(xiàn)在是高科技的時代，工業(yè)發(fā)展對人工智能提出了更高的要求，其中機電一體化技術在機器人智能和數(shù)控智能的研究已經(jīng)取得了廣泛的成果，通過人工智能能夠根據(jù)人類的工作方式進行模擬工作。雖然數(shù)控機床還不能夠擁有像人類的智能化，但是已經(jīng)具有了一定程度的智能功能，對于提升機電一體化產(chǎn)品的功能和工作效率發(fā)揮著巨大的作用。

3.3機電一體化技術人性化發(fā)展

不管機電一體化技術今后會朝著什么樣的領域發(fā)展，其最終的服務客戶都是人類，因此機電一體化技術產(chǎn)品的設計必須要始終注意人性化的設計，要確保此類產(chǎn)品無論是在色彩合適造型等方面在保證產(chǎn)品正常功能的前提下，提升符合人類欣賞的觀賞性和藝術性。

4總結語

機電一體化技術是時代發(fā)展的產(chǎn)物，必將需要為快速發(fā)展的時代服務，無論是企業(yè)要是各類機構，都需要對機電一體化技術的研究起到足夠的重視，加大對機電一體化技術的應用研究，只有這樣才能保證企業(yè)的競爭力得到不斷的提升。