機電一體化技術(shù)在智能制造中的應用

孫劍云

（淮陰卷煙廠，江蘇淮安 223002）

機電一體化技術(shù)在智能制造中的應用

孫劍云

（淮陰卷煙廠，江蘇淮安 223002）

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展一些新技術(shù)與新理念被提出和應用，機電一體化技術(shù)是當前應用范圍最為廣泛的一種技術(shù)。本文在對智能制造與機電一體化技術(shù)的概念進行闡釋的基礎(chǔ)上從傳感技術(shù)的應用、數(shù)控生產(chǎn)中的應用、自動生產(chǎn)線與自動機械的應用等角度對機電一體化技術(shù)在智能制造中的應用進行了探討。

機電一體化 智能制造 應用

進入20世紀以來，人類科學技術(shù)取得了巨大的突破，各種新理念與新技術(shù)的不斷出現(xiàn)極大的推動了社會的進步與發(fā)展。對于制造業(yè)而言，機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)和應用使得制造真正的實現(xiàn)了智能制造的轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)的人力控制逐漸的轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊?、智能化控制，無論是制造效率還是制造質(zhì)量都得到了巨大的提高。探索機電一體化技術(shù)在智能制造中的應用現(xiàn)狀對于制造業(yè)的未來發(fā)展有著極大的借鑒意義。

1　機電一體化與智能制造

1.1智能制造的概念

智能制造的概念起源于1990年日本所倡導的“智能制造系統(tǒng)IMS”國際合作研究計劃，經(jīng)過20多年的研究智能制造技術(shù)已經(jīng)相當?shù)某墒?，當前市場上比較常見的智能制造系統(tǒng)有多智能體（Multi-Agent）系統(tǒng)、整子系統(tǒng)（HolonicSystem）兩種類型。對于智能制造的理解不能簡單的將其理解為生產(chǎn)的自動化，智能制造包括兩個方面的概念：一個是智能制造技術(shù)（IMT），所謂的智能制造技術(shù)和傳統(tǒng)生產(chǎn)自動化有著很大的類似，兩者最大的區(qū)別在于利用計算機模擬程序使得機器設(shè)備的智能化程度更高，不僅僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，更能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)流程進行協(xié)調(diào)控制，確保整個制造流程始終有序、健全的運行；另一個則是智能制造系統(tǒng)（IMS），即日本在1990年所進行的智能制造系統(tǒng)研究計劃，嚴格的來說智能制造系統(tǒng)并不是純粹的智能系統(tǒng)，而是一種由人類專家和機器共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，在運行的過程中計算機模擬人類專家的智能活動對生產(chǎn)活動進行分析、推理、判斷和決策，從而解放了人的部分腦力勞動。但是受技術(shù)水平的限制，智能制造系統(tǒng)受計算機技術(shù)和專家數(shù)據(jù)庫的限制較大，僅能夠解決一些常見的問題。

1.2機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化技術(shù)起步于上世紀中期，在發(fā)展的初期階段人們對于機電一體化技術(shù)的了解僅僅是從機械技術(shù)和電子技術(shù)的兩個角度進行的，其主要應用方向就是通過電子技術(shù)來提高機械生產(chǎn)的實效性。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化技術(shù)在多種新技術(shù)的支持下進入了智能化領(lǐng)域，成為智能生產(chǎn)不可或缺的重要組成部分。當前機電一體化技術(shù)已經(jīng)能夠初步的模擬人腦，對整個生產(chǎn)過程進行分析和判斷，進而發(fā)出相應的操作指令，完成各種復雜的。而在信息技術(shù)的支撐下，機電一體化技術(shù)也客服了時空的障礙，實現(xiàn)了對生產(chǎn)的遠程操控目標?？梢哉f機電一體化技術(shù)是一門不斷更新的技術(shù)，在固有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過各種新技術(shù)的應用，機電一體化技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。

2　機電一體化技術(shù)在智能制造中的應用

通過上文對智能制造和機電一體化技術(shù)的概述我們可以發(fā)現(xiàn)在某種程度上兩者是有著共同之處的，例如都是通過模擬人類思考來實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化和智能化，解放了人類的部分腦力勞動，從而極大的提高了生產(chǎn)效率。但是相比于智能制造而言，機電一體化技術(shù)毫無疑問更加的成熟，對于社會發(fā)展的實用價值更大。因此將機電一體化技術(shù)應用于智能制造中不僅是智能制造發(fā)展的必然要求，也是社會發(fā)展的必然結(jié)果。以下是筆者對當前機電一體化技術(shù)在智能制造中的一些應用進行的探討：

2.1傳感技術(shù)的應用

傳感技術(shù)是機電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域應用比較廣泛的一種技術(shù)，在傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)階段，由于缺少高精度的傳感技術(shù)導致自動化生產(chǎn)存在很大的不確定性，對于生產(chǎn)過程中出現(xiàn)一些細微問題難以及時的發(fā)現(xiàn)。而建立在計算技術(shù)、高精度定位技術(shù)基礎(chǔ)之上的傳感技術(shù)則基本上解決了這一問題，在生產(chǎn)的過程中通過各種定位器來即時的掌握生產(chǎn)狀況，利用計算機對定位器反饋的數(shù)據(jù)進行整合分析，從而順利的實現(xiàn)了對制造生產(chǎn)的控制。從智能制造的角度來看，傳感技術(shù)的廣泛應用解決了當前智能制造所面臨的一個重大問題：即無法實現(xiàn)對制造過程的全方位、全過程掌握，使得智能制造系統(tǒng)無法獲取足夠多的數(shù)據(jù)信息，也無法對制造流程進行掌控。

2.2數(shù)控生產(chǎn)中的應用

對于國民經(jīng)濟的發(fā)展而言，機械制造業(yè)的重要性是不言而喻的。機械制造業(yè)在國民經(jīng)濟的重要地位決定了其是機電一體化技術(shù)應用最早的行業(yè)之一，也是最早實現(xiàn)智能制造的行業(yè)。但是在很長一段時間內(nèi)由于機電一體技術(shù)沒有很好的和智能制造結(jié)合起來，從而使得數(shù)控生產(chǎn)難以真正的實現(xiàn)智能制造。當前國內(nèi)各大機床廠，所使用的數(shù)控機床結(jié)構(gòu)類型主要是CPU和總主線模式，該模式可通過在線診斷與模糊智能控制，提高存儲設(shè)備的精準性，并借助計算機等相關(guān)軟件實現(xiàn)三維仿真動態(tài)畫面，使整個生產(chǎn)流程更加逼真與有效，為工作人員提供準確的向?qū)?，充分體現(xiàn)了機電一體技術(shù)對智能制造的重要意義。

2.3自動生產(chǎn)線與自動機械的應用

機電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造應用中的另一大表現(xiàn)則是自動生產(chǎn)線與自動機械方面的應用，它主要是通過人機界面控制裝置以及光電控制系統(tǒng)等電子技術(shù)實現(xiàn)對操作流程的全面掌控，該技術(shù)的應用范圍較為廣泛，像印刷包裝生產(chǎn)線以及飲料自動生產(chǎn)線中都能看到該技術(shù)的有效應用。與之相對應的柔性制造系統(tǒng)技術(shù)則指的是計算機化的制造系統(tǒng)技術(shù)，它主要是將數(shù)控機床、計算機、自動化倉庫等生產(chǎn)要素整合為一體，實現(xiàn)動態(tài)、網(wǎng)絡化的生產(chǎn)模式，這樣做的優(yōu)點在于一方面可滿足不同部門的相關(guān)需求，另一方面還能節(jié)省大量的時間與物力，該技術(shù)主要應用于產(chǎn)品種類較多、設(shè)計要求高的小型企業(yè)中。

［1］卞如芳.智能制造中機電一體化技術(shù)的應用研究［J］.科技經(jīng)濟導刊，2015.11.

［2］紀鈺珩.機電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展與應用［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014.03.

［3］朱國紅.試論機電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展與應用［J］.職業(yè)，2012.06.

［4］趙祥坤，李帥三，蘇奎.基于智能控制在機電一體化系統(tǒng)中的應用研究［J］.中國新通信，2014.02.

孫劍云（1974—），男，江蘇淮安人，碩士，工程師（中級），研究方向：機電類。