機電一體化技術在智能制造中的應用

朱江麗

（石河子工程職業(yè)技術學院，新疆 石河子 832000）

機電一體化技術的應用及實現(xiàn)，可以作為智能制造綜合功能體現(xiàn)的支撐點，借助強大的機械加工技術、電子電器技術、傳感器技術以及液壓技術等，對不同智能制造環(huán)節(jié)起到技術化支撐作用，提高智能驅動能力，為生產制造多元化發(fā)展奠定堅實基礎[1]。為此，應深度挖掘機電一體化技術對智能制造產業(yè)發(fā)展的促進意義，以期推動我國工業(yè)產業(yè)的轉型發(fā)展。

1 機電一體化及其在智能制造中的應用優(yōu)勢

1.1 機電一體化

機電一體化技術具有綜合性，其涵蓋與機械技術、電子技術相關聯(lián)的一系列技術機制，實際應用過程中，按照不同類別的技術場景，完成數(shù)據(jù)信息傳輸、信號信息控制等操作，保證各類終端設備在集控系統(tǒng)下驅動的合理性。在現(xiàn)有機械設備應用過程中，其可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)數(shù)字、信號信息的綜合調控處理，且在終端集成系統(tǒng)多邏輯操控程序的支撐下，保證技術的應用及實現(xiàn)符合生產制造設備的運行需求[2]。

1.2 智能制造

智能制造作為人工智能技術的重要呈現(xiàn)，通過計算機設備及系統(tǒng)，模擬人們的思維，然后將思維運作模式通過計算機程序進行編寫與錄入。此類程序具有較強的執(zhí)行能力，應用到機械化生產體系中形成的架構機制能夠利用智能制造多元模式替代傳統(tǒng)人工操作機制，令企業(yè)脫離人力生產模式，且能夠進行自動化、智能化的操控處理，增強應用效能。同時，智能制造的一體化處理模式可按照既定程序信息進行比對及分析，并通過對外部環(huán)境的模擬以及信息反饋等，實現(xiàn)操控指令的調節(jié)，保證終端試運行部件的驅動模式是符合實際生產需求的。其間，全過程的數(shù)據(jù)運算以及自動化控制能夠避免智能生產制造中的誤差問題，也可有效規(guī)避生產過程成本過度消耗問題。從技術應用及其發(fā)展驅動方面來講，智能制造是我國的機械生產制造產業(yè)的重要發(fā)展目標。

1.3 應用優(yōu)勢

機電一體化技術與智能制造體系的融合，呈現(xiàn)的契合點是通過技術支撐與制造結構之間的精準對接，對智能化生產工藝進行調控處理。一方面，機電一體化技術為智能制造功能的實現(xiàn)提供基礎平臺。現(xiàn)有的智能制造體系是通過多元化數(shù)據(jù)指令運算及其驅動調控處理終端部件的，此過程中智能系統(tǒng)與終端部件之間的切合形式需要一套完整的控制體系進行數(shù)據(jù)傳輸及反饋。機電一體化在其中的應用，則可為智能制造系統(tǒng)與智能制造終端部件提供信息交互平臺，對數(shù)據(jù)信息進行具有時效性與共享性的傳輸處理，提高智能制造生產的可靠性[3]。另一方面，機電一體化技術可以為智能制造體系提供模型基礎。現(xiàn)有數(shù)據(jù)信息傳輸以及指令驅動中，機電一體化的技術框架可令智能制造結構具有層次化與多元化特征，通過不同維度的技術驅動，增強不同終端部件反饋信息之間的對接性。如此一來，即便是在多節(jié)點同步操控以及總線控制模式下，也可同步驅動各類組件進行邏輯性操作，最大程度規(guī)避終端執(zhí)行部件運行碰撞或脫節(jié)的問題。

2 機電一體化技術在智能制造中的應用

2.1 數(shù)控技術的應用

數(shù)控技術在機電一體化技術的支撐下，由原有的人工處理模式，轉變?yōu)橥ㄟ^智能程序控制的數(shù)控技術體系，搭載強大計算機系統(tǒng)以及運算結構，智能化調控處理終端驅動部件，且智能生產機制能夠在不同的生產場景下進行數(shù)據(jù)擬合處理。通過數(shù)控加工編程可針對終端部件進行一體化、智能化的調控，無需人工進行監(jiān)管，便可同步制備相對應的零部件。現(xiàn)有機械化技術驅動過程中，在終端集成的運行機理以及PLC控制系統(tǒng)支撐下，數(shù)控技術呈現(xiàn)多元發(fā)展趨勢。例如，通過總線控制的布設，對不同反應區(qū)域下的數(shù)據(jù)自動反饋并解析處理，及時查找數(shù)控操控機床終端是否按照既定的運行軌跡生產加工，如果存在差異，立即進行報警并自適應調節(jié)處理，保證零部件生產的穩(wěn)定性[4]。此外，數(shù)控技術正朝著三維立體化的方向發(fā)展，可以建設仿真模型比對不同部件生成過程中可能產生的誤差問題，并進行數(shù)據(jù)解析，為設計人員提供更為精準的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 傳感技術的應用

傳感技術作為機電一體化的重要組成部分，其在外部驅動場景與內部系統(tǒng)中起到信息采集與反饋的作用。傳感技術應用于智能生產制造體系中，通過信息的時效性功能，對不同驅動部件進行信息反饋處理，通過高精度等算法以及驅動結構，實現(xiàn)終端部件的精細化調控，增強反應性及靈敏性。將傳感技術應用于智能化控制體系之中，可令內部精密組件免受到外界電磁以及信號的干擾，保證目標信息與目標反饋信息之間的對接性。同時，生產體系中智能化機制的實現(xiàn)，可利用傳感器與網(wǎng)絡系統(tǒng)的對接，數(shù)據(jù)采集不同操控節(jié)點，通過計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)內部的強大功能進行多維度的計算，及時查證系統(tǒng)驅動期間存在的隱患問題，通過獨立型獲取、綜合型分析以及共享型處理，對當前智能生產制造領域進行數(shù)據(jù)采集與分析，測定不同智能生產制造環(huán)節(jié)中存在的隱患點，保證生產制造的穩(wěn)定性[5]。

2.3 自動控制技術的應用

自動控制技術作為機電一體化功能實現(xiàn)的基礎，通過采集及分析當前區(qū)域下的運動模式，按照主系統(tǒng)設定的程序框架，自動調控處理終端驅動部件，使其能夠廣泛應用到各行業(yè)中，例如，電子設備微型調控、傳感器微型調控以及大型生產體系的自動化控制等。每類技術的應用及實現(xiàn)，均可按照不同的生產框架進行自動擬合處理。同時，終端控制模式也可為智能生產體系提供實時化、全方位化的監(jiān)管機制，通過數(shù)據(jù)信息的采集與全程跟蹤控制，了解到系統(tǒng)驅動過程中可能存在的隱患點。智能制造體系中自動化控制技術的實現(xiàn)，需搭載計算機信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的擬合處理，保證每類數(shù)據(jù)信息的傳輸分辨及控制功能是在既定數(shù)據(jù)組成框架之下進行一體化分析的，且資源模式是按照分類框架進行管控的。通過對終端服務框架的技術資源與系統(tǒng)驅動模式進行整合，完成對當前智能操控終端不同驅動部件的數(shù)據(jù)支撐，增強其智能控制精度，為行業(yè)發(fā)展提供基礎保障[6]。

2.4 柔性制造的應用

傳統(tǒng)機械生產制造只是按照固定程序執(zhí)行一系列機械生產操作指令，操作工序中數(shù)據(jù)框架的定向約束，將造成設備或部件生產過程中的硬性損傷問題。機電一體化技術支撐下的柔性制造功能，為不同驅動場景賦予柔性化操控機制，保證在相關數(shù)據(jù)服務以及信息管理功能下，通過柔性化操作抵消因機械化生產造成的硬性機理問題。柔性化制造系統(tǒng)在智能生產體系中的實現(xiàn)，主要通過數(shù)字控制以及信息控制功能，對不同生產對象進行自動化轉換處理。同時柔性化操控機制可為終端數(shù)據(jù)操控功能起到科學決策的作用，增強數(shù)據(jù)信息的解讀能力，通過人工智能思維對此類柔性化信息進行學習與自適應的驅動，進而對后勤機械生產制造進行補償處理[7]。現(xiàn)有的智能化生產體系中，機電一體化技術中的柔性制造功能運用相對廣泛，其可按照不同驅動產品進行數(shù)據(jù)信息的批量化比對，在不同的零部件生產或系統(tǒng)調控功能之中，完成數(shù)據(jù)信息的對接處理，整個過程不再局限于多位處理，更多的是通過數(shù)據(jù)信息之間的高精度匹配，增強生產過程的流暢性與對接性，提高智能生產效率。

2.5 智能機器人的應用

智能機器人的研發(fā)及應用是目前人工智能以及智能生產領域中的重要發(fā)展方向，在智能機器人多位處理系統(tǒng)、功能組成、終端架構的支撐下，其在大部分行業(yè)中得到了廣泛運用。例如，抗震救災機器人、偵查機器人、批量生產中智能化運作模式、人工智能操控機制，有效提高了機器人的自主適應性。機電一體化技術的應用與實現(xiàn)，更多的是通過機器人操控系統(tǒng)，完成對不同驅動功能的有效調控處理，比如，控制技術、信息技術以及傳感技術等。機器人自身自學功能以及自適應機制是符合人類思維的，在內部精密算法的支撐下，可按照不同場景進行數(shù)據(jù)信息之間的擬合處理，即人工智能機器人在生產加工或實際驅動中，可按照人的思維自動化處理一系列事物，保證生產流程的規(guī)范性[8]。此外，智能機器人的擬人化特征，可替代人工進行復雜化、專業(yè)化的操作，大大減少生產誤差，且可在高復雜的運行環(huán)境下規(guī)避人工操作產生的安全問題，提高工業(yè)生產的安全性。

2.6 人工智能與人機一體化的應用

人工智能與人機一體化的應用，主要通過模糊算法、控制理論以及神經(jīng)網(wǎng)絡算法等，整合處理基本數(shù)據(jù)信息，通過思維模式深度挖掘不同數(shù)據(jù)信息匹配之間存在的規(guī)律性。在大數(shù)據(jù)技術、云計算技術的支撐下，可挖掘內部數(shù)據(jù)信息價值，即便是在大體量的存儲環(huán)境之下，也可利用虛擬空間實時對接數(shù)據(jù)信息。但是此過程對于網(wǎng)絡傳輸功能具有定向化的需求，處理器驅動中需要物理設備具有聯(lián)網(wǎng)功能，才可保證自主集成功能的數(shù)據(jù)挖掘體系是符合自動化生產需求的。從內部系統(tǒng)的驅動機理來講，智能機器人或人機一體化框架的輔助應用，是按照系統(tǒng)指令進行程序化自主驅動的，提高機器人與外部環(huán)境之間的契合性，保證系統(tǒng)按照預設的框架執(zhí)行目標，最終實現(xiàn)生產目標與控制目標之間的對接[9]。

3 機電一體化技術在智能制造中的發(fā)展前景

為增強我國智能制造產業(yè)的轉型效率以及在國際生產行業(yè)中的地位，需加強對基礎技術的穩(wěn)固以及對高精尖技術的研發(fā)，逐步凸顯我國智能生產效能，從工業(yè)大國轉變?yōu)楣I(yè)強國。機電一體化技術作為智能制造中的重要組成部分，其數(shù)據(jù)信息傳輸以及指令調控功能是生產智能化與自動化的核心組件。對此，在后期發(fā)展過程中，機電一體化的技術研發(fā)與應用，應切合于主體發(fā)展規(guī)律，增強企業(yè)的智能化發(fā)展效率。

1）引入萬物互聯(lián)的理念，將自動化生產技術與互聯(lián)網(wǎng)通信技術進行整合。通過技術調控機制，將網(wǎng)絡系統(tǒng)納入到集成控制機制中。廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的對接形式則是保證機電一體化技術實現(xiàn)的基礎所在，且通過電網(wǎng)部門及時分辨互聯(lián)網(wǎng)資源下的技術驅動規(guī)則，通過資源共享，完善自動化技術的處理機制。最后，在學科專業(yè)的整合下，逐步夯實智能技術的發(fā)展基礎。

2）加強對機械技術的研發(fā)。機械技術是機電一體化技術的主要技術前提，未來應該將更加先進的機械制造理念應用到我國的機械材料、機械結構中，尤其是機械生產中的關鍵零部件，如導軌、軸承、傳動機構等，為機電一體化技術的應用提供一個良好的基礎條件。毋庸置疑，機械制造的發(fā)展方向一定是“光機電一體化技術”，將光電子技術融合，實現(xiàn)機電一體化技術數(shù)字化、可視化及模塊化發(fā)展[10]。

3）機電一體化技術的研究與應用，將在工業(yè)生產制造中發(fā)揮集成調控作用，提高控制精度。應結合工業(yè)生產的未來發(fā)展方向，界定不同驅動場景下的技術應用原理，縮減資源耗用度。微型化作為技術集成、資源集成的重要載體，在多模態(tài)組成結構下，可最大程度縮減不同設施驅動之間的差異，提高技術驅動的集成性，提高資源利用效能。

4 結語

綜上所述，機電一體化技術作為工業(yè)生產中的重要組成部分，綜合性的技術驅動機制，可支撐不同類別的操作系統(tǒng)，提高終端操作機構之間的對接性。將機電一體化技術應用于智能生產制造領域，以不同載體為控制平臺，可以增強技術與操作設備之間的鏈接性。對此，后續(xù)發(fā)展中，應加強對機電一體化技術的研發(fā)，結合不同應用場景，在系統(tǒng)多位控制需求下，增強技術的應用性，為我國工業(yè)產業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎。