智能制造中的机电一体化应用

王泽琪

（德州职业技术学院机械工程系，山东德州 253034）

0 引言

随着我国的科技的发展，智能制造领域迎来了发展好契机。智能制造领域离不开机电一体化技术，机电一体化技术在智能制造中的广泛应用，为我国工业发展注入了新的活力。目前，智能制造技术、智能制造系统是智能制造主要涉及的领域。智能制造业的不断发展与进步，一方面扩大了机电一体化技术的应用范围，另一方面凸显出机电一体化技术在智能制造中的重要地位。在智能制造过程中，各类智能制造设备的使用，可以依托机电一体化技术，进行高效、精准的控制与管理。工业生产从传统模式转化为自动化、智能化、人性化，使工业生产质量得到显著提高。作为智能制造中核心技术，机电一体化技术在保障工业生产精准控制与管理同时，进一步降低企业的生产成本投入，使企业效益最大化。因此，加强机电一体化技术在智能制造领域的应用研究，对我国工业整体发展有着重要意义。

1 智能制造与机电一体化概述

1.1 智能制造

新技术对传统工业的不断冲击，智能制造在这一背景下应运而生。目前智能制造在全世界得到广泛关注，智能制造的发展主要依靠先进的科学技术，机电一体化技术也是智能制造主要根脉之一。世界各国对智能制造有着不同的定义，我国对智能制造主要定义是依托于先进的信息技术，将信息技术贯穿于产品制造、设计、管理、服务等各个生产环节当中，实现工业制造的智能化、自动化、系统化。信息技术与制造设备的融合，是智能制造得以实现的根本，先进的信息技术是智能制造设备的基本依托。智能制造并不是指某一个单一的技术应用，而是多个先进技术共同融合，促成制造智能化，识别技术、实时定位系统、信息物理融合系统、网络安全技术、系统协同技术是其主要的关键性技术。

1.2 机电一体化技术

机电一体化，即现代信息技术、传感技术、机械制造等主要先进技术融合为一体的技术。机电一化技术和其他技术相比，具有灵敏、精准度高、控制能力强、处理能力强等主要特征。智能制造中，机电一体化技术的应用，不仅能够帮助作业人员进行信息数据的收集，更能够依靠自身的技术，及时分析出相关制造事项的安全强弱，并进行有效处理[2]。除此之外，在非线性控制和线性控方面，机电一体化依靠较高的精准度，能够为制造系统和控制系统提供强大支撑。机电一体化技术，整体结构最佳化、操作柔性化、系统控制职能化是其主要的特点。如今，科技不断冲击工业，工业不断改革，机电一体化技术在智能制造领域的有效应用具有重大意义。智能制造中机电一体化技术的融合与推进，已经成为我国未来工业发展的主要趋势。

2 智能制造中机电一体化的应用体现

2.1 传感技术应用

使机械系统信息采集和处理功能更加完善科学，是机电一体化技术在传感技术中的主要特征。机电一体化系统获取外部信息主要依靠传感器，传感器是能够探测到被测量物体并将其转换为可用的输出信号的重要装置。传感技术是智能制造的核心，因此，机电一体化技术在智能制造中应用，应将传感技术作为核心的考虑内容[3]。通过传感技术能够有效的获取生产制造中的动态信息，挖掘系统中细小问题，并进行分析解决。传感器的工作大致是从输入量至输出量转换的过程，一般情况下传感器的构成如图1 所示。

图1 传感器的构成

传感器网络系统的创建是实现智能制造的基础条件，利用传感器自身的灵活性、精准性，使其在信息传输和对接之间将优势发挥至最大化。在互联网背景下，智能制造与传感技术的结合，可以有效降低企业成本，提高数据资源在生产过程中的利用率，促进企业生产力进步。

2.2 工业智能机器人应用

工业智能机器人在智能制造中的应用，是机电一体化技术的重要呈现之一。智能机器人涉及到电子技术、机械技术、仿生学等多个领域知识和内容。就目前阶段而言，机电一体化的研究与发展中，智能机器人的研发与创新，已经成为了机电一体化技术重要的研究方向。它能够根据人类的的操作指令自主识别信息，并对数据进行整合、判断，处理，模仿人类的思维，完成制造生产中一切可实现的操作[4]。智能机器人的运用，是机电一体化在智能制造领域不断成熟进步的体现，它不仅可以降低生产难度，更可以代替作业人员完成一系列危险性、高难度、复杂性的作业任务，使人们即使处于恶劣环境下，仍然可以完成一系列工作任务。例如，工厂物料罐泄漏，人们可以利用智能机器人深入车间，通过对智能机器人一系列的指令，使机器人代替人们完成问题探测和处理任务。目前，随着机电一体化技术的成果的不断累积，人们开始在原有的技术成果上进行创新，智能机器人未来将朝着更加规范化、人性化、智能化的方向迈进。

2.3 自动机械化生产技术应用

除了上述的传感技术、智能机器人外，自动化生产控制也是机电一体化技术的一种重要应用表现。当前随着我国工业的不断进步，自动化生产线已经逐渐取代了传统的人工生产线。自动化生产控制技术主要以可编程控制装置、人机界面控制装置、智能化控制装置为主要工作器件，通过人为设定好的程序完成一系列工作任务。例如，手机制造企业，人们利用对机床进行程序编码设定，采用自动化控制技术，使手机壳、手机部件等进行批量生产，更好地完成生产任务。除了数码制造之外，在食品加工、包装等领域也可以应用自动化生产控制技术，自动机械不仅能够提高企业生产效率，还可以完成传统人工生产线不能完成的工作。例如，在食品包装方面，人工包装由于赶速度难免出现疏漏或包装不整齐、不规范等问题，但是自动化机械则可以完美解决这一难题，使得食品包装更加美观、符合标准。

2.4 数控生产技术应用

机电一体化技术下的数控技术应用，在工业体系生产中出现较早，而且发展时间较长，也是机体一体化技术在工业生产中最典型的应用体现之一。近几年来，我国在数控技术应用方面积累了一定经验，并且在智能制造发展的背景下一直不断创新，为智能制造业的发展提供了强有力的支撑[5]。数控加工技术对智能制造系统有着比较高的要求，智能制造系统除了要对各类信息进行深次加工处理外，还有对生产环节给予控制和管理，以及对各类模拟信息进行处理。就目前而言，我国数控机床运行中以CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、总主线模式进行运转是智能控制系统主要运用形式。在该模式下，不仅能够对生产问题实行诊断，更可以结合不同产品的特点和需求，实现三维仿真效果。如今数控生产技术已经普遍应用于工业各个领域，在智能制造领域的影响力也越来越大，这本身也是机电一体化在智能制造中的有效应用。

3 结束语

近几年来，新的技术不断研发和出现，工业领域一直在不断的改革和进步。智能制造业的不断发展，是工业改革的一种体现。智能制造领域中，机电一体化技术是智能制造发展的核心力量。机电一体化在智能制造中的应用不仅仅体现在传感技术、智能机器人、数控生产、自动化控制方面，更体现在工业领域中其他方面。在智能制造化飞速发展的今天，人们可以随处看到机电一体化技术的身影。为使机电一体化技术更好地应用在智能制造中，仍然需要不断加强对机电一体化的研究和投入，使其助力我国工业和智能制造的长远进步。