机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用研究

林忠文

【摘 要】我国经济虽然正在高速发展，但是可以明显看到我国目前的经济发展存在一定的失衡，网络虚拟经济的高速繁荣掩盖了我国实体经济未能跟上时代前沿步伐的问题。在实体制造业中，机电一体化技术成为我国目前工业企业的重要技术组成，是目前复合交叉领域技术的代表，设计自动控制技术、机械制造技术、微电子技术等等，是智能化生产与智能化生活的关键技术。本文主要对于机电一体化与企业智能制造的发展做一个简单概述，研究探讨机电一体化技术在企业智能制造中的相关应用，希望对于我国智能制造业的发展提供一些参考价值。

【关键词】机电一体化技术；企业智能制造；软件硬件有机结合

随着科技的不断发展，人们对于生活的要求也越来越高，原有的相互独立的技术领域不能够单独满足消费者需求，因此各专业领域的交叉是机械制造业发展的必然。机电一体化就是在这一时代中交叉学科的代表之一，它以计算机技术与机械技术为主体，同时也融合了其他各种知识，是一门具有丰富内涵的独立交叉学科。而企业智能制造与机电一体化技术的结合，利用计算机对机械制造进行高精度的控制，提高企业智能制造的产品质量的同时也可以提高企业的生产效率。

一、机电一体化技术的发展概况

机电一体化虽然是一项先进技术，但是其诞生时间可以追溯到上世纪60年代之前，这一时期对电子技术与机械技术的结合还处在无意识的阶段，虽然得到了广泛承认但是并没有深入研究。到了私人计算机时代的到来，电子元器件的小型化水平大大提高，机电一体化技术得以快速发展，与信息技术相互促进，发展迅疾。进入新世纪之后，社会生产力与需求都有了很大的提高，因此对于机电一体化技术的重视程度也更上一层，我国及市场上的制造业企业都极为重视机电一体化技术的创新发展。上世纪八十年代末，第一届国际先进机电一体化学术会议于东京召开，标志着机电一体化技术到了一个新阶段，开始向更加广泛领域纵深发展。自此，各个工业大国也开始重视机电一体化技术的发展，对其发展制定较为完善的计划。目前的机电一体化技术的前沿国家有美国、日本，这些国家的主要特点是工业基础很好，信息电子技术的水平也处于先进地位。美国凭借其完善的工业体系与丰富资源要更胜一筹，而日本在机器视觉与软件技术的研究相对美国有所不足。现在国际上的机电一体化的前沿课题主要有：智能计算机芯片制造、具有深度学习能力的智能机器人技术，柔性制造系统与智能传感器等。

二、企业智能制造技术的发展

我国的经济发展也带动了各项技术的发展，人民对于幸福生活有了更高的要求。为了满足新时代人民对于机械产品的需求，机械制造技术也在不断的提升，不断引进创新制造技术。智能制造技术是机械设备脱离人工控制，利用预设的软件程序进行操控，实现自动化的生产制造。它包含了一下几点特征：脱离人工操作、计算机深度学习能力、与机械设备进行反馈修正的能力。即智能化制造技术下的设备可以自行按照预设程序进行工作，在工作期间可以不断进行数据关系，通过复杂的基因算法帮助计算机能够自主吸收知识，不断改进加工方案，这与传统机械加工手段截然不同在，传统机械制造方案在应用中会发现一些不足之处，之后则需要技术人員对于重新制造测试，分析找出问题的确切原因，在重新规划工艺方案与设备，而智能化制造的控制端口具备自主学习的能力，将制造过程中的接受信息生成日志报表，在发现问题后调出后台报表进行技术分析，自主生成解决方案，减少了许多不必要的环节，技术得以不断优化进步。通过计算机快速编程、三维立体动态展示模拟等手段对产品的设计制造过程进行辅助，提高设计阶段与加工阶段的对接紧密程度，缩短机械生产周期，提高产品的质量，解放劳动力，缓解目前的劳动力困局。此外，利用智能制造，可以将一些不适合有人直接操作的加工环节，如高污染的、高辐射的、高危险的工作环节，利用机器人替代可以减少安全事故的发生，更加可以利用机械的高精度操作来完成一些人工达不到标准的加工，有效管理和控制生产细节，提高产品的质量和生产效率。

三、机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用

智能制造技术已经在各种工业制造企业投入生产实践，机电一体化技术与智能化生产紧密结合可以更好地促进工业发展，为机械生产带来新的方向，其中涉及一系列新的技术。

（一）传感器技术的应用

在智能化制造中对于数据的传输与收集主要应用传感器技术的应用，利用传感器技术将测试得到的数据输送到计算机控制端。在传感器技术的运用中，要保证检测的灵敏性与精确性，在制造加工中保证不受到其他因素的干扰，在企业智能制造中，为了保证数据的高效传输，需要建立无线传感器网络，将传感器收集的数据完整及时的传输到电脑设备，利用非接触是的检测技术与光纤电缆传感器实现高效的数据联通，简化原有接口技术，简化设计与管理的难度。

（二）数控智能控制技术

在现有数控机床加工中，需要进行预设编程来控制具体加工过程，在比较早的时候，数控领域就一直在开始了机电一体化技术与智能化制造技术的结合运用。利用智能化技术将需要制造的零件性能完整的输入计算机中，还需要计算机自行进行延伸与扩展，一些环节难以进行建模，或者设计图纸中没有明确要求的模糊信息，这些需要智能控制技术进行模糊处理，优化执行与管理环节。为了对接智能制造技术，数控机床运用多总线多CPU的设置，这是为了方便在线诊断错误与模糊控制智能的引入，实现真正脱离人工的高效自动化生产，类似人脑的多过程复杂控制。

（三）柔性制造技术

企业智能制造需要面对更加灵活的生产，不因设备限制而只能完成有限的零件制造，理论上智能制造技术可以完成非常多的产品种类，这是在机电一体化中极为重要的一部分，柔性制造系统，它有计算机进行终端控制，利用数控机床、光电控制系统、自动化仓库、工业机器人、运输机器人等手段实现完整的生产网络，在面对不同产品的不同工艺制造要求，可以通过修正计算机中的加工数据与模型进行修正，这个柔性制造系统会按照设计制造的方案修正加工工艺顺序，可以满足现在的小批量的私人订制产品，不需要由于频繁的设计更改而增加设备的调整修正成本。

（四）微型化制造技术

微型化一直以来是电子信息产品的发展方向，智能制造技术也有此趋势。近十余年来， 微机电系统（ Micro Electro Mechanic System ，MEMS）的发展十分迅速，是机电一体化技术的一项前沿技术分支，它主要特点是产品的体积小，而对于高精度加工技术、微电子技术、材料、微型结构设计、微型零件的摩擦性质研究等等领域都有着极高的要求。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术， 在实验室中已制造出亚微米级的机械元件，在这样的基础上可以实现机械与电子的融合，进一步消弭了机械与控制器的区分，除了可以进一步将机电一体化设备缩小外，将智能制造中的CPU、传感器与最终的执行器件融合起来，减小了原有能耗与在传输数据途中受到干扰的影响，具有极大的优势。

四、结语

智能制造技术是现在工业企业发展的主要方向，是制造业发展的必然结果，智能制造技术作为一项综合性交叉技术，与许多科学技术关联性很强，并且会起到相互促进的作用，最终共同步入新的技术水平。因此，多学科交叉技术的未来技术发展的主要趋势，而智能制造技术是这一趋势的主要体现，其发展前景也将越来越光明。

【参考文献】

[1]孔德龙，孙向博，陆迪.机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用研究[J].科技资讯， 2016，14（17）：52-52.

[2]王勃.机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用研究[J].工程技术：全文版，2016（12）：00243-00243.

[3]李百旺，刘洋.机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用[J].环球市场，2017（21）.