淺析機電一體化技術在智能制造中的應用

冉憲成

摘 要 在現代微電子技術及機械技術快速發展背景下，制造業領域中的技術集成度不斷提高，且逐漸向著智能化、一體化的方向發展。在制造業中，機電一體化技術是多數制造企業的關鍵技術之一，也是引領制造業走向智能化的基礎技術。為研究機電一體化技術在智能制造中的應用價值，本文以該技術與智能制造業融合的發展趨勢為視角，探討智能制造業與該技術融合的主要方向，以期為智能制造業的機電一體化技術發展提供參考。

關鍵詞 機電一體化技術;智能制造;應用

在李克強總理簽批的《中國制造2025》綱領性文件的戰略規劃中，中國將在2015年至2025年間實現邁入世界制造強國行列的戰略目標。作為“十三五”規劃的最后一年，2020年將是我國制造業實現智能化發展的關鍵年。要促進制造業由傳統制造向智能制造轉變，如何落實機電一體化技術在制造業中的應用是實現這一目標的關鍵問題，因此，研究機電一體化技術在智能制造中的應用具有重要的現實意義。本文主要利用分析討論法對機電一體化技術在智能制造中的應用進行研究。

1智能制造業與機電一體化技術融合的發展趨勢

1.1 小型化

隨著技術集成度的提升，制造業產品規模逐漸向著小型化方向發展，而機電一體化技術則以其模塊化、集成化、智能化等特點在智能制造業中獲得廣泛的應用[1]。

產品小型化是科技發展的必然趨勢，小型的機電一體化產品在功耗、產品成本、設計應用等方面相較傳統產品具有明顯的優勢，因此，在智能導航、微型機器人、小型數控機床等領域中獲得大范圍應用。影響機電一體化技術實現小型化發展的道路的兩項重要因素即是如何實現技術精度與密集度的雙重提高。

1.2 低碳環保

隨著我國各個領域減排環保政策的陸續推出，低碳環保已經成為各行業發展所遵守的公約。在國內經濟穩步增長的背景下，生態問題隨著經濟水平的提高而越發嚴峻，能源消耗量與日俱增。因此，在低碳環保政策的倡導下，機電一體化技術向著低能耗、低排放的方向發展已是大勢所趨。在未來階段的機電一體化產品設計中，提高產品能效、實現多樣化能源利用、降低產品毒害物使用量等環保思想將成為產品設計的核心理念。

2智能制造業與機電一體化技術融合的主要方向

2.1 傳感器領域

傳感技術是維持各類設備系統正常運轉的重要技術之一，也是機電一體化技術在智能制造業得以應用的核心技術。在生產生活中，傳感器主要作為各類設備及系統的信息采集單元，負責收集各類環境中的物理化學信息，并將其通過數據網絡傳輸至數據處理單元，以便進行后續的分析與處理工作。由于傳統制造業中的數據采集工作多數由人工進行，數據收集周期較長，成本較高，且無法實現準確及時的數據處理工作，因此導致國內傳統制造業的產品質量與西方制造強國之間存在較大差距。

在引導制造業實現智能化發展的過程中，企業應首先針對基層生產線進行改進，在傳統生產線中融入信息采集系統，將傳感器布設在企業生產線的各個部位，進而實現生產線數據的定向收集分析，從而解決傳統生產線中的數據收集周期過長問題。例如在新生產線的設計過程中，設計人員可引進對應的生產線自動化控制系統，利用該系統與傳感器構成的控制體系大幅提升企業產品的整體精度[2]。

2.2 機器人領域

工業機器人是多數制造企業的必備設備之一，對提升企業生產效率、提高產品精度具有重要意義。機器人技術是一門涉及計算機、機械、AI技術等多個領域的復雜技術，也是機電一體化技術在智能制造業中應用的主要方向之一。運用機電一體化理念設計的工業機器人可區分設計圖紙中各類設計要求，實現科學有序的自動化生產，工業機器人中內置的監測系統可實現運行狀態數據的監測與收集，對于維護機器人運行穩定、實現風險故障的早期預警具有重要作用。在機器人領域中融合機電一體化技術的主要優勢有以下幾點：第一，合理化成本預算。由于傳統制造業的各個工作流程都需人工參與，高人力成本已成為阻礙傳統制造業實現智能化發展的主要問題，若企業嘗試引入少量工業機器人，便可在保證產品質量及生產效率的基礎上顯著降低成本預算規模;第二，提高產品精度。在生產過程中，工業機器人可憑借內置的中控程序實現0.05毫米的重復定位精度，使得整體產品質量遠超傳統制造業的手工生產模式，同時消除不確定性人為因素對產品精度的影響;第三，全時段工作。多數工業機器人可實現7×24小時不間斷工作，在連續生產方面相較傳統人工生產模式具有較大優勢，同時，工業機器人可最大限度地利用企業現有資源，降低生產線事故率，對促進企業智能化轉型、提高生產效率具有重要意義。

2.3 數控領域

數控機床是應用機電一體化技術的另一典型領域，而數控技術則是機電一體化技術的重要分支。在實際生產中，數控技術可大幅提高傳統制造業的產品質量與生產效率，有利于促進企業實現技術轉型與產業轉化。就當前制造業中數控技術的發展情況而言，數控技術的實踐應用主要集中在以下兩方面：第一，智能制造與數控技術融合。在智能制造中應用數控技術可實現數據信息的批次處理，通過數據模擬與數據分析功能強化現場故障應急反應能力與故障分析處理能力;第二，智能控制。憑借數控技術中的模糊智能算法，數控系統可在產品生產中實現對數控機床的智能化控制，并根據產品設計原案優化產品制造流程，從而在提高原料使用效率的基礎上滿足各類產品復雜的設計需求[3]。

3結束語

在現代智能技術快速發展的背景下，傳統制造業企業均提出各自的產業智能化轉型方案，而這些方案均在機電一體化技術的基礎上進行設計，由此可見，機電一體化技術是制造業企業實現智能制造的核心技術。本文針對機電一體化技術的發展前景進行論述，并討論了機電一體化技術在機器人、數控、傳感器等領域中的應用，以此點明機電一體化技術在智能制造中的主要應用方向。

參考文獻

[1] 陳道通.機電一體化技術在智能制造中的應用[J].智能城市，2019， 5（23）：195-196.

[2] 楊虹劍.機電一體化技術在智能制造中的實踐[J].電子技術與軟件工程，2018（24）：99.

[3] 景蕾.機電一體化技術在智能制造中的應用分析[J].家庭生活指南，2018（11）：82.