機電一體化技術在智能制造中的應用與發展

朱希晨

摘要：機電一體化技術是融匯了電子技術、機械技術等多樣技術的新型技術方法，并在現代科技的創新推動之下實現技術改造和升級，給機械生產制造提供更大的便利，有效沖破傳統制造生產當中的瓶頸。隨著智能制造時代的來臨，工業生產行業獲得了長效發展，也提高了對機電一體化技術應用的重視程度，力求最大化發揮機電一體化技術在達成智能制造目標當中的優勢作用，拓展機械設備的功能，節約生產制造的成本，提高綜合生產效率。

關鍵詞：機電一體化技術;智能制造;應用;發展

1 引言

在機電制造業中，智能化已成為主流。機電一體化技術結合了計算機、數控、機械等技術的優點，將智能工作模式應用到實際制造過程中，解決了傳統制造的各種局限性和不足，充分體現了機電一體化技術的優勢。因此，提高智能制造技術的含量有利于提高制造業的經濟效益。

2 機電一體化技術概述

該技術是在傳統機械技術的基礎上發展而來，經過不斷發展、改進以及更新，從而將計算機技術、信息化技術、機械技術、傳感技術以及電子技術等集于一身的現代機械技術，是當前制造領域較為成熟的自動化、模塊化生產系統，并成功將傳統生產模式轉化成為集約生產模式。體現在：第一，有利于對整體結構進行優化。曾經有很長一段時間，在生產機械產品的過程中，為了能夠融入控制功能，就需要建立機械機構，例如，變速齒輪、變速箱等，作用是對系統變速進行合理控制。隨著相關技術的發展，將電子技術與齒輪變速進行融合，形成了變頻調速電子裝置，例如，機床走刀由電腦軟件完成，可基于實際情況進行調整，因此能夠對整體結構進行有效優化。第二，系統控制朝著智能化完善。基于智能制造的機電一體化技術得到突破，以電子控制系統為基礎，結合生產需求設計程序，確保系統之中每一個動作與功能之間保持協調性，這樣才能有效發揮機電一體化的自動化功能，例如，信息自動處理功能、自動化檢測功能等。

3 機電一體化技術在智能制造中的應用

3.1 傳感技術

傳感器技術是智能制造的基礎，也是最先促進機電一體化實現智能化轉型的技術之一。目前，智能傳感器已經廣泛應用到智能制造中。智能傳感器具有自動采集信息、自動編程和優化的功能。這些功能極大地提高了智能傳感器的自適應能力。傳感器在機電一體化技術中的應用，使系統運行中具備了系統對本身和外界環境參數及狀態的檢測功能。通過對系統自身和環境的檢測，可通過識別信號、處理信息產生相應的控制信息，再借助控制信息自動化控制系統。傳感器對機電一體化系統的控制都是以信息為基礎進行的。對制造流程的控制，是通過對信息的調整來實現的。智能傳感器自動采集、自動編程、自動優化的功能使得系統具備了自適應機械制造并調整信息的功能。如在制造流程中，傳感器自動采集到系統運行的誤差時，向系統發送識別信號。信息自動傳輸到信息處理單元經過分析處理后產生控制信息。系統將控制信息自動傳輸給執行機構，執行機構根據控制信息與指令自動調控系統，完成控制信息要求的動作。控制信息自動調整后，動力將自動實現與驅動系統功率的匹配，驅動執行記過完成系統的動作與功能。

3.2 數控技術

機械制造在國家經濟事業的長足發展當中扮演著重要角色，其影響力還在進一步發展當中而不斷擴大，同時還在國家的工農業建設當中發揮著積極作用。從機電一體化技術運用角度進行分析，數控生產領域是最早推廣應用機電一體化技術的領域，同時數控生產活動對于智能控制系統有著非常嚴格的要求，也因此增加了技術運用和改進的需要。在數控技術的應用過程中，可以完成對生產環節的有效管控，也可以通過對數據模擬、信息處理等技術進行使用來確保課程建設的有效性。在當前的機床生產實踐活動中，數控技術就可以在模糊智能控制以及在線診斷的支持之下對機床生產工作進行引導，確保各項設備生產活動的精準度。另外數控技術還可依托計算機軟件構建三維動態畫面，為三維操作目標的達成創造優良條件，也讓生產流程更為真實，為工作人員的操作提供立體指導，提高工作人員的操作質量。

3.3 智能機器人

在智能制造環節中，工業智能機器人的應用是現代機電一體化技術在其中的一類高級應用方式，工業智能機器人技術的應用主要是科學融合了計算機、人工智能和仿生學等學科而成，其研發問世也是現代新型科學研究的一大突出成果，更呈現了當前機電一體化所具備的兼容性和多功能性等特征。在工業智能機器人的內部系統中所用的是現代化的仿真模擬學，可將其外觀、整體結構和各節點的發力點充分呈現出與人類運作功能的較高相似性，將物理學特性主要呈現在從事重力裝載的工業智能機器人身上。機電一體化技術的有機結合和應用主要是在各型生產機器系統的內部，所制造的工業智能生產機器人已應用于諸多領域，其能按部就班地在各個生產環節中工作。正是有智能制造業的突出貢獻才能創建充分呈現出智能性的工業機器人，智能制造企業可以通過智能機器人內部的識別系統來對規范設計中所標示的各規范、種類和性能不同的物品及材料進行辨別和區分，并按照實際生產中對生產和加工的基準條件，以及各環節相關步驟去更合理科學地實施統一、規范的安排，繼而按照標準操作來完成整個生產制造流程。

3.4 自動化生產控制

在智能制造業中，該技術是普遍運用的技術，現階段它被運用在人機界面控制以及傳感器等設備中，對智能制造業來說，在實際進行生產時，該技術在印刷包裝以及飲料等產品中獲得了很大的發展，另外，針對多種產品的生產，還可以引入該技術，將其當作基礎，并研發出可以對生產過程進行實時監控的系統，從而利用該系統來分析產品的生產流程，實時了解相關情況，然后把這些信息通過數據的形式進行反饋，并上傳到操作的計算機中，借助完成數據的分析及處理。對制造企業而言，科學運用該技術，可以實現對資源、系統等的全方位自動化管理，進而增加企業的制造效率，提高其經濟收益，推動企業健康發展。

4 機電一體化技術的應用發展

傳感器、數控技術在機電一體化技術中的應用促使中國制造實現了規模化、高效化的生產，使得中國成為制造大國。但就機械制造產品的質量而言，中國與德國、日本等發達國家相比，還稍遜一籌。隨著人工智能技術的應用，智能制造將向智能化、模塊化、微型化、集成化、人格化、綠色化轉型，實現智能制造真正意義上的高效高質、節能減排。未來，中國制造需要實現制造大國向制造強國的轉變，而人工智能技術在智能制造中的應用，將會在自動化生產線的基礎上全面協調人機系統，由人工智能輔助智能制造，嚴格控制機械制造系統的誤差，全面提高機械制造生產線的質量。機械產品質量的提升是樹立機械制造品牌的前提條件，它將推動中國制造大國向中國制造強國轉型。

5 結束語

綜上所述，基于智能制造中的機電一體化技術的應用，很大程度上改變了傳統制造模式，使得制造效率與質量得到了大幅度的提升，這也是制造領域發展的必然趨勢。其中，傳感器技術、工業機器人以及專家系統等，未來的發展空間很大，建議加強這些技術的研究與應用，將能夠更大程度解放人力，從而促進我國制造水平的實現全面提升。

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