机电一体化技术在智能制造中的应用

2017-01-20李本冬

中国设备工程 2017年14期

关键词：传感机电智能

李本冬

（淄博市机关事业社会养老保险管理处，山东淄博 255036）

机电一体化技术在智能制造中的应用

李本冬

（淄博市机关事业社会养老保险管理处，山东淄博 255036）

以机电一体化技术为核心，在分析机电一体化技术的基础上，探究机电一体化技术在智能制造中的应用。

机电一体化技术；智能制造；运用；途径

社会经济和科学技术的发展，促进了工业生产体系的完善与优化，同时提出智能制造的时代化建设要求。这就凸显出机电一体化技术的应用价值与意义，在实际使用中，借助机电一体化技术可以将电子和机械有效的结合在一起，提高机械设备管理的智能化水平，进而达到智能制造的最终目的。从智能制造的角度上看，智能制造系统由智能制造控制程序与智能制造技术构成，作为社会工业化运行主体，可以有效提高工业生产的人性化与智能化，进而实现对生产过程的实时控制与监督，提高生产水平。对此，在这样的环境背景下，探究机电一体化技术在智能制造中的运用具有非常重要的现实意义。

1 机电一体化技术的主要特征

1.1 整体结构最优化

在传统机械产品中，要想增加使用功能或者是控制规律，就要以增加机械机构的方式实现，像一系列齿轮构成的变速箱，以实现系统变速；为了控制机床走刀轨迹而研发的靠模等，这也是较为直接的技术方式。但在电子技术不断发展的今天，齿轮变速箱转化为变频调速电子装置，而机床走刀规律完全可以依靠计算机软件进行控制或是调节，综合机械、电子、软件以及硬件等方式，进而实现整体结构最优化。

1.2 系统控制智能化

系统控制智能化作为机电一体化技术的显著特征，其智能化发展是传统机械制造的一大革新，改变传统机械人工操作方式，打破复杂而又单调的工作情况。系统控制智能化通过电子控制系统，根据事前预定的程序逐一协调各个系统动作和功能之间的关系，进而赋予机电一体化系统自动化检测、信息处理、修改、诊断以及记录等自动化功能。在实际应用的过程中，系统会根据输入指令开展自动化控制，在发生故障的过程中可以自动应急，保护系统不受侵害，并发出警报通知相关管理人员，进而保证系统运行的安全和效率性。

1.3 操作性能柔性化

计算机软件技术作为机电一体化技术的重要内容，在技术引入后，可以预设机电一体化系统各个操作工作，按照相关程序逐一进行，并借助电子系统统一协调，达到机电一体化系统高效运行的目的。结合生产需要改变传动机构动作的过程中，不需更改硬件机构，在软件中调整指令即可实现，进而提高工业生产或是智能制造中的效率、质量以及安全性。这种软件是在投入生产之前，软件工程师按照生产要求和相关标准进行编制，通过磁盘和数字通信设置储存器进行调整，进而达到控制系统机构动作的目的。

2 机电一体化技术对智能制造的重要性

2.1 模型优势

机电一体化技术的应用，为智能制造提供重要的技术支持，并使其具备较强的模型优势。相比于传统控制系统而言，引用机电一体化技术后的智能制造系统具有结构清晰、信息处理能力高、使用范围广等特点，使得智能制造系统突破原有确定模型，促进智能制造系统的发展。从另一个角度上看，机电一体化技术在实际应用中，可以有效控制和监测不固定结构模型与参数，拓展智能制造的使用范围，进而满足工业生产需要。

2.2 交换优势

智能系统以数据信号处理为核心，数据处理能力的提升是实现智能制造系统有效运行的的主要途径。也就是说，机电一体化系统若没有数据信号指示，系统将无法正常运行，进而降低信息处理的细致性，这也是传统控制系统经常出现故障的主要原因。引入机电一体化技术后，智能制造系统借助送音器保证信号传输和信号处理中的精确性，进而保证传输无误。

2.3 控制优势

一方面，引入机电一体化技术后，大幅度提高智能制造系统中对高度非线性的实际控制，在原有控制系统的基础上提高监控力度，保证系统运行效率和运行水平。另一方面，在控制效果方面，智能制造系统与传统控制系统之间存在很大的差距，传统控制系统中控制体系不完善，在传输速度与操作功能方面形成较大的影响，进而降低了系统整体控制水平。而基于机电一体化技术的智能制造系统，具备预先记忆控制功能的的特点，借助计算机技术、传感技术完善系统控制体系，进而提高系统整体运行效率。

3 机电一体化技术在智能制造中的运用

3.1 传感技术

传感技术作为机电一体化技术的重要内容，在实际应用的过程中，具有极高的精准性和敏捷性，可以有效抵抗外来信号的干扰，进而提高设备信号传输的精确性和可靠性。在智能制造领域中，传感技术提高了智能生产水平。为了发挥出传感技术的价值和优势，在实际生产的过程中，可以借助计算机网络构建传感器网络系统，赋予传感器信息对接和信息传输功能，同时，计算机可以对收集到的系统运行相关信息进行整合和分析，进而控制整个生产过程，实现生产效率和生产质量的提升。在现阶段生产制造中，从传感器的使用方面分析，光纤电缆传感器最为常见，相比于其他传感器而言性能更高，其标准化接口可以降低智能制造系统设计难度和设计标准，在保证运行质量的基础上节约生产成本。

3.2 数控生产

从机电一体化技术发展的历程来看，机电一体化技术最早被应用在数控加工领域，并取得显著成效，促进了我国机械制造整体技术水平的提升。实际上，机械制造行业的发展直接影响我国工业化发展进程和发展速度，而机电一体化引入到数控制造领域中，不仅提高了机械加工整体效率，还提高了机械加工精度，受到业内人士的关注与追捧。现阶段，基于数控生产的智能制造体系中，主要以 CPU为核心模式，借助在线诊断技术与传感技术，构建三维仿真模型，模拟整个数控加工过程，进而为智能制造生产过程提供重要的信息依据。

3.3 自动生产线

目前，较大规模的生产企业利用机电一体化技术构建自动化生产线，使用自动生产机械，进而实现工业生产的自动化和智能化。在实际设计中，自动化生产线主要通过光电控制系统与人机界面控制装置，对生产过程进行实时监控，进而为安全生产提供重要保障。随着机电一体化技术的逐渐成熟，自动生产线已经广泛应用于各个领域的制造生产中，通过机电一体化技术建立制造系统，利用计算机控制相关生产设备，综合数控设备和计算机设备开展生产一体化管理，进而促进智能制造体系的集约化和网络化。

3.4 工业智能机器人

工业智能机器人作为一项先进科研技术，在实际研究中综合多种现代化技术，实现人工智能技术、信息技术和传感技术的高度融合，进而推动人工智能在智能制造中的应用和发展。就现阶段智能制造而言，工业智能机器人的应用明显提高了产品综合质量，在增加产品产量的基础上，减少了工作人员的重复性工作，降低其劳动强度，进而实现智能制造的高效性。从大量实践中发现，人工智能机器人一方面可以对生产中形成的信息资料进行甄别和处理，迅速完成加工流程，提高智能制造综合效率。另一方面，引入人工智能机器人可以有效提高生产精确度，可以批量应用在军事制造中，进而实现智能制造的预期效果。

4 推进机电一体化技术健康发展的有效措施

为了推进机电一体化技术在智能制造领域中的发展和应用，在进行机电一体化体系建设中，政府要发挥自身的引导作用，加大对企业智能制造的扶持力度，鼓励和引导企业不断进行技术创新，在实际生产中除了关注经济效益之外，还要重视科研，明确科研对企业乃至整个国家的作用，强化科研能力，提高企业核心竞争力，进而推进智能制造行业的健康可持续发展。从另一个角度上看，通过科研促进生产力，借助生产力促进经济，可以形成企业整个运行系统的良性循环。对此，政府部门要高度重视机电一体化技术的引用和发展，做好引导扶持工作，可以组织企业技术负责人员参与大型技术交流会，学习新知识、新技术，进而达到企业高产量、低成本的智能制造目的。