智能制造中机电一体化技术的应用分析

罗 千

（浙江省宁波市舒普智能技术股份有限公司， 浙江 宁波 315000）

0 引言

机电一体化技术包含机械制造技术、自动控制技术、信息处理技术及传感器控制技术， 是以多种技术的整合促进职能目标实现的科学技术。 机电一体化技术可实现诸多技术优势的充分利用， 且在实际应用中能够监控优化目标，完成系统整体资源的优化配置，促进系统运行效率的提高、运行能耗的降低。依托传输技术可对系统运行状态及参数展开调整， 能转化控制信号及信号为可用传输信号。 同时，信息传输中可处理信息，并以适宜规则为根据传输信息，能为系统运行安全及稳定性提供保障。

智能制造支持编写相关控制程序， 且能够模拟人类思维，可用于各项设备生产制造的控制，能够大幅提升制造业生产效率及质量。 依托多样化自动控制系统，可有效采集多类型的数据信息，并展开深度处理、分析及存储，供于生产制造实践活动使用。 智能制造产品设计中，通过计算机设备的运用能够从多维度展示产品设计图纸，与传统人工生产相比，不仅能使人工岗位成本支出减少，在较高危险性与污染性的工业生产中也十分适用， 能有效避免工作人员受环境影响的情况， 并减少安全事故发生率，消除人为操作失误的情况，且能带动生产效率的大幅提升，从而助力制造业的进一步发展。 所以，现代化制造业发展与转型中，智能制造已逐步发展为主要路径之一。

1 机电一体化技术优点

机电一体化技术优点主要包含三方面： 一是结构最优化。 相关机械产品中应用机电机构后，能够大幅提升产品控制有效性；而为促进系统变速控制的实现，有必要引入机电系统至变速箱内。当前时代，信息技术发展成果显著，以往的人工操作控制已被变频调速电子设备取代，计算机软件控制模式逐渐占据了主导。 机电一体化技术实现了计算机软件、机械与电子技术的综合应用，机械产品结构也因此实现了整体性的优化。二是交换优势。机电一体化技术在控制性能及灵敏度方面极具优势， 基于机电一体化技术的智能制造中，不仅可实现数据的高效处理，且信息数据交换安全性更高。 在该技术交换优势的运用下，能妥善化解各类技术方面的难题，可带动制造信息处理效率的提高， 规避信息交换中可能出现的系统瘫痪情况，为数据提供完整性保障的同时，确保系统能够安全运行。 三是系统智能化。 机电一体化技术的应用，可实现系统的智能化控制和生产脉络的规划管理。 在智能化控制系统的运用下围绕系统及程序展开统一调控， 凭借自动化功能作用，可达成自动化检测、处理信息及诊断故障等目的。 同时，在该系统的运用下，工作人员输入对应的工作指令后，可实现工作程序的自动化操控。当系统有风险故障产生后，能第一时间发出预警信号，向管理人员传达系统运行情况，并迅速展开对应的处理，可为系统运行提供安全保障，能消除工作中可能出现的危险隐患，从而帮助工业实现稳定、安全且高效的生产作业。

2 机电一体化技术与智能制造相关性

现代技术领域中，具备突破性与创新性的机电一体化技术和智能制造，前者实现了多种技术手段的结合，突出集成技术的优势；后者需要组合技术，以提高应用程序质量及技术水平。 机电一体化技术在信息化、自动化等方式对机械设施展开控制，可使工业生产水平与质量实现大幅提升。而作为人工智能领域标志性发展的智能制造， 主要是通过模拟人类智慧实现人工智能生产，并在人工智能的基础上达成智能制造的目标。智能制造中，信息技术与计算机是至关重要的基础，而机械与电子技术同样也是生产制造过程必不可缺的关键，智能制造中通过人工智能完成有关指令的接收后，在联合信息与计算机技术后，能够顺利有序的生成操作指令。这也表明了智能制造今后的发展方向必然是以应用机电一体化技术为主，两者间存在密切的关联。

3 智能制造中机电一体化技术的构想

3.1 设计构想

机械设计制造领域中通过机电一体化的应用， 在设计产品时可引入诸多能完善设备建设的智能化设施，最大限度规避由于设备问题造成时间浪费的情况。同时，能减少人力投入，突出管理的便捷性，从而提高工作效率，并规避人工引起的失误。不同人员的分工是有差异的，联合多部门共同协作，细化工作至个人头上，在协同合作的基础上能更高效率的完成工作任务。

3.2 关键技术

现阶段，科技技术发展迅猛，面对人们提出的有关机电系统整体控制发展方面的需要， 传统单一的主体技术构建模式不再适用， 融合不同系统控制模式也因此成为主流发展方向。机电信息技术工程领域中，在设计系统控制产品时应当积极引入国内外成熟的系统知识理论，并以现阶段机电信息发展行情为根据，融合适宜的计算机信息元素，切实把握时代特点，持续发展机械与信息技术工程。当机电行业构建了自动控制系统后，能有效简化数据模型构建、工程产品设计及数据计算等繁杂的数据操作。

4 智能制造中机电一体化技术的应用

4.1 传感器技术

传感器性能的高低， 是决定传感器技术作用能否充分发挥的关键。传感器需具备良好的刷新速率，支持高效处理固定时间内监控范围图像信息， 且能突出信息内容反馈的高效性，减少时间成本支持。 同时，具备准确性更高的动态捕捉功能， 是与传感器信息处理能力关联密切的重要影响因素。基于传感器技术的智能制造中，可实现数据的高效传输与中断处理，且支持延迟反馈信息，结合终端系统做好工作指令的发送， 信息反馈延迟表示当传感器完成工作指令的接收后数据信息传回的时间。 在不存在特殊工作要求的前提下， 传感器技术能以毫秒级时间差来计算信息延迟反馈时间， 且因智能制造技术支持迅速处理海量数据的缘故， 因此能够大幅提高传感器数据信息传输延迟控制方面的有效性。

4.2 智能机器人的应用

目前，社会生产生活中已逐渐普及了人工智能等技术的应用，如智能手机及网页浏览搜索引擎方面，可从海量信息中收集择取与用户兴趣爱好相关的内容。立足于技术应用性角度而言，现代日常生活、工业生产及公共设施等方面中，人工智能及通用机器人制造技术已体现了重要的应用价值。 在应用人工智能机器人后，能促进工业规模化及生产经营效率的大幅提升，且能为工业产品质量提供更可靠的保障，可帮助工作人员减轻工作负担。同时，可实现系统信息库的迅速、及时更新，且能迅速完成处理操作系统指令的下达。 此外，智能机器人还可以胜任人类大脑无法处理的复杂性较高的业务工作，整体应用成果良好。

4.3 数控技术的应用

机械制造在现代工业生产中有着重要的占比率，当机械制造业实现了机电一体化技术的广泛应用后， 能促进了各项技术领域发展速度的提高， 且能实现更精准的应用。数控技术能实现大批量机械设备的生产，在可编写程序及光电电子控制驱动系统的运用下， 并引入电子控制驱动装置这一类具备人机交互功能的技术， 即可实现自动化机械生产线的构建。同时其作业时间是全天候，拥有远超人工的生产效率， 故而在机械制造生产实践中引入数控技术后，能大幅提升产品生产效率和质量。智能制造背景下， 数控生产技术有着较高的智能自动化控制要求， 在数字信息技术的运用下能够远程控制机械工作运动状态及控制过程，可促进机械产品工艺、质量及性能控制有效性的提高。 目前，数控生产中，多以“CPU+总线”的设计模式三维仿真模拟数控生产全过程， 能使数控生产中产品生产效率及质量得到有效提升，技术优势显著。

4.4 柔性制造系统的应用

集合了信息过程控制管理系统、 数字控制管理等一系列系统后形成的综合型制造系统即为柔性制造系统，是自动化工业制造系统范畴下的突破性技术。 基于柔性制造系统的工业智能设备制造中， 通过市场分析统计结果的运用，在调整和优化加工产品生产流程后，能最大限度利用现有的生产资源， 同时能大幅提升制造企业生产管理效益。立足于企业信息系统管理角度而言，在应用了柔性制造系统后， 结合信息系统能够对产生于企业生产经营中的各项机械数据自动展开整合、处理及分析，同时能凭借各项计算机信息技术软件自动控制各类机械设备。同时，在软件设计、产品质量监督等工作中，应用柔性制造系统之后同样能显著提升工作开展效率。

4.5 自动生产及信号处理技术

以往生产产品时基本都是由手工的模式进行，此类模式不具备较高的工作效率。基于自动生产技术的智能制造中，凭借自动机械控制的效能，可促进自动化生产模式的实现，不仅能解放工作人员劳动力，同时能使生产与加工效率大幅增加，带动整体生产效率的提高，并持续优化产品工艺模式，产品生产性能更高，且能确保产品与社会大众需求相符合。同时，在同时连接终端系统及服务器后，机电一体化技术还能够传输信息数据，结合网络传输及机电一体化信号传输平台进行信息的传输和处理。从适用范围方面来看，智能制造技术同样具备突出的优势，依托电信号传输模块建构双模信号处理系统后，能使信号间干扰大幅减少，从而促进智能制造技术应有作用的发挥。

4.6 生产制造远程控制技术

面对现代化生产管理需求，传统以人工为主的生产管理模式过于滞后，此时结合机电一体化技术不仅能更好地满足各方面需求，且支持远程生产管理的控制。企业为了能够安全应用互联网技术、降低外部干扰，往往都会引入局域网网络体系，但在排除内部风险方面的效果却不够理想，不支持远程管控，导致安全管理风险加大。 信息传输过程中涉及了较多的传输模式，且各种传输方式的特点也是有差异的，而在多模组协同的基础上，凭借智能制造技术来传输信号，能为信息传输效果提供保障，支持技术人员对生产环节展开远程控制， 且能结合生产管理具体的需求开展相应的管控工作，可以大幅降低生产风险。 同时，智能制造中通过应用机电一体化技术后，可对生产设备展开实时监控，第一时间做好技术故障排除工作，能赋予企业更强的风险管控能力，并带动企业生产效率的显著提升。

4.7 自动化监控技术

机电工程中， 通过计算机网络及传感器的运用能够实现监控目标的自动监视，属于远程监视技术之一。自动化监视支持对多个目标实时展开监视， 建立在监测中心的基础上，能突破时间与空间方面的限制，可使整个监控工作的开展更加便利。 但是， 因属于远程监控技术的缘故，该技术在运行速度方面受到了一定限制，在远程监视大型自动化系统方面不太适用。 中央监视功能能够集中自动化系统中多个功能并统一展开监视， 但这需要建立在同一处理器的基础上实现。同时，利用该方法进行监视时，需以设备具体功能需要为根据合理进行间隔的设置。此外，不同监视装置相互间存在独立的功能，且其自身可靠性相对较高， 能使绝缘装置与系统端子柜使用频率大幅降低，如此即可减少投资成本。

4.8 专家系统及计算机集成数字化采集技术

专家系统全面融合了计算机技术、人工智能技术及相关理论与技术，通过集中某领域专家知识和经验并构建数据库，能将必要的参考依据供于相关实践操作的开展。 一般情况下，专家系统具备信息咨询、推理判断及分析决策等功能，包含人机交互系统、信息与信号输出系统、信号输入系统、知识经验数据库及推理决策系统等，在机械制造领域中各类“疑难杂症”的解决中发挥着不可忽视的作用。

而在计算机集成数字化采集技术的运用下，联合人工操作及计算机数据存储功能，可实现数字化信息的采集与分析。同时，支持对生产数据展开全天候的监控，如技术人员在该技术的运用下能更全面地掌握处于运行中的设备各方面状态。现阶段，该技术历经一系列发展后更加成熟，建立在机电一体化技术的基础上， 在智能制造中能够顺利达成迁移技术的目标。

5 结束语

综上所述， 机电一体化技术应用至智能制造中后，在制造业及各类先进技术的协同运用下，能大幅提升生产效率，并产出质量更高的产品。所以，制造行业在生产实践与管理中需要着重关注机电一体化技术的应用，以生产实际情况为根据选择技术工艺，突出针对性、合理性，以便在大幅提升生产效率的同时尽可能规避失误率，这样一来能带给制造业更可观的生产效益，保障其自身可持续发展。