机电一体化技术在智能制造中的运用浅析

2021-04-03牟林

中国设备工程 2021年19期

牟林

（日照市科技中等专业学校，山东日照 262300）

目前，智能化已经成为制造行业的主要发展趋势，为了提升行业的智能化水平，可以采用机电一体化技术。在传统机械技术的基础上，结合自动控制、传感、计算机等信息技术，促进自动化水平的提升，实现模块化和系统化的改进。在该技术应用的过程中，不仅可以提升生产质效，也可以对生产流程进行规范，并且对电子产品标准进行统一，促进行业整体的发展和进步。

1 机电一体化的相关概述

总的来看，我国已经研究了一段时间的机电一体化技术，但实践应用的经验并不是十分丰富，因为初期该技术主要作为技术理念应用，与机械电子领域的结合较少。所以，在机械生产中，机械和电子始终保持相互独立的状态，没有达到机电一体化的效果。随着计算机信息技术的日臻完善，机电一体化技术迎来了全新的发展方向，将信息技术融入其中，并在实践中应用该技术方法，进而推动智能制造行业的进步发展。目前，机电一体化技术涵盖的内容有很多，包括传感技术、信息处理技术、自动控制技术等等。通常，电气设备和机械设备周边会安装传感器，用于信息监控和采集，可以为操作人员提供详细的数据信息，从而提升操作的便捷性；信息处理技术则主要运用计算机的计算功能对运行参数进行分析处理，根据分析结果调整参数，使设备信息得到优化；根据生产要求，建立自动化控制系统，以PID闭环控制原理为基础，对机电设备进行有效的控制，促进管理质效的提升。

2 机电一体化技术在智能制造中的优势

2.1 交换优势

在智能系统中，需要利用数据信号对系统信息进行处理，所以获取数据信息十分重要，有效地处理数据信息可以促进智能系统工作效率的提升。此外，机电一体化系统需要信号的支撑，否则会直接影响系统的正常运行，不仅影响信息处理的精准度，还会导致生产效率降低。所以，在实际应用的过程中，需要采用送引器，以此获得稳定、准确的信号。

2.2 模型优势

机电一体化技术的模型优势比较明显，对智能制造行业的发展和进步有很大的促进作用，可以保障行业技术的先进性和可靠性。相较于目前应用比较更广泛的控制系统，机电一体化技术的模型优势十分明显，主要在模型结构、信息处理、生产效率等方面有所体现。智能制造系统在不断地完善和改进，以此为基础对技术进行革新，优化传统模型形式，对不固定模型、参数监控等功能进行改进，为智能制造产业提供更加先进可靠的技术，促进生产效率的提升，保障生产的稳定性。

3 机电一体化技术在智能制造中的运用

3.1 传感技术应用

在机电一体化技术应用的过程中，传感技术发挥着十分重要的作用。传感技术主要通过传感器对各项生产信息进行收集和处理，然后由智能控制中枢接收传感器发出的信息。在信息数据的支撑下，结合计算机技术，对数据信息进行计算和分析，使控制中心可以进行高速地信息传递，为控制机械设备提供更多功能性支持，确保智能制造的要求等到充分的满足。不同于人工操作，外界因素对这种信息传递方式的影响和干扰较小，可以保障输入效率的提升，同时也可以减少失误率，有极高的传递速度，进而保障终端产品拥有良好的质量，达到标准化生产的效果。为了促进传感技术的广泛应用，应该对生产技术进行改进，达到成本控制的效果。

3.2 数控生产应用

在智能制造行业不断发展的过程中，机电一体化技术的应用愈加广泛，且发挥了十分重要的作用。在早期，该技术主要在数控生产中应用。数控生产有较高的技术性要求，需要对模拟信息进行准确地处理，同时也要严格管控各个环节。在实际生产的过程中，机电一体化技术可以对精度进行控制，保障机械作业符合要求，避免不必要的失误或故障问题，从而促进生产效率的提升。在具体应用的过程中，应该结合数据模拟、信息采集等技术，进一步提升生产精度，同时促进管控效果的增强，使传感技术、数据模拟等功能作用可以充分发挥，进而为智能制造行业生产效率的提升奠定坚实的技术基础。还可以与计算机绘制等功能结合在一起，更加准确地反映生产中的各项数据，使各项技术都能更进一步完善。从目前的情况来看，数控技术在不断革新，从专用型闭环式开环控制模式逐渐向通用型开放式实时动态全闭环控制模式的方向发展。以集成化为基础，逐渐呈现出超薄、超小的特点。结合计算机、神经网络、模糊控制等多项技术，在加工中可以进行参数的自动修正，也可以对参数进行调节和补偿，达到智能化故障处理的效果。以网络技术为技术，CAD/CAM与数控系统一体化，各个机床之间相互联网，实现中央集中控制，对加工生产进行群体控制，提升控制的效果。数控加工技术既可以提升机械加工的精度，也能促进生产效率的提升，可以在单件生产中应用，也可以在批量生产中应用，能够生产更多性转年更复杂的零件，也能满足更高的精度要求。

3.3 自动机械应用

伴随着智能化发展的同时，自动化也是必然趋势。自动化生产已经成为智能制造的主要表现形式，在自动化生产中，可以采用机电一体化技术，以此促进生产效率的提升。生产前，应该先编写程序，运用各种信息技术，满足不同的生产需求。目前，我国自动化生产技术逐步成熟，广泛应用在各种产品的加工生产之中，包括包装印刷、烟草制造等等，对行业的发展起到了很大的促进作用。自动化技术可以完善生产链，同时程序具有可编辑的特点，对产品质量的优化有很大的帮助。以刚性自动化生产线来说，其属于多工位生产过程，利用工件输送系统可以按照顺序连接加工设备、辅助设备，通过控制系统实现单个零件加工，构成完整、高效的运作系统。利用自动化生产线，每年可以生产17000件曲柺零件，采用球墨铸铁件作为毛坯。由于工件没有规则的形状，所以输送基面难以契合，因而采用随行夹具安装定位，使工件的输送更加便利。柔性制造单元（FMC）由多个系统组成，包括单台数控机床、工件自动输送系统等等。FMC控制系统可以分为单元控制和设备控制两级，其具备管理和调度单元加工设备、物流设备等功能，其采用2台或更多的加工中心/数控机床组成，在自动化加工的同时，也能实现物料流、信息流的自动化。

3.4 智能机器应用

在智能制造生产的过程中，机电一体化技术可以有效提升生产效率，所以应用范围逐步扩大。在各项技术中，智能机器人发挥了十分重要的作用，其本身就具有自动化、智能化的特点，采用多种学科技术，包括仿生学、信息技术等等，与智能化生产的要求相符。目前，智能机器人的研究和应用成为各个学者和专家所关注的热点，其在采用传感技术的同时，也发挥了信息、控制等技术的优势作用，对生产水平的提升有很大的帮助。应用智能机器可以减少人工成本的投入，既可以降低人工操作的压力，也能避免人为因素造成的失误问题。智能机器可以对各项数据信息进行准确地甄别，可以满足更加复杂的操作要求，既可以保障生产精度，也能提升生产效率。在制造行业生产中，往往要面对许多恶劣的环境，恶劣的环境导致人工生产对人体的损伤较大，需要投入的成本也比较高。采用智能机器，可以避免危险环境对人的影响，同时也能保障生产质效。近几年，智能机器人的数量在不断增多，包括工业机器人、电力机器人、水下机器人、医学机器人等，解决了各个行业的生产难题。智能机器人具有多样化的信息传感器，可以获取视觉、听觉、嗅觉等多种能够信息。在环境作用的过程中，不仅感应器发挥了重要的作用，效应器也发挥着十分重要的作用。其具备感觉、运动、思考3个要素。智能机器人由多种技术和学科集成在一起，逐渐成为未来科技发展的主要内容。