智能制造業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

徐曉平

摘 要：機(jī)電一體化技術(shù)是一種新型的綜合性技術(shù)，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然，它通過(guò)融合多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研發(fā)成果，實(shí)現(xiàn)對(duì)于智能制造業(yè)的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也迎來(lái)了技術(shù)革新的時(shí)期，智能制造業(yè)使得機(jī)電一體化的系統(tǒng)應(yīng)用變得越來(lái)越寬泛。由于智能制造技術(shù)可以很大程度上降低由于人工操作而產(chǎn)生的誤差，智能制造行業(yè)的普適性得到了越來(lái)越多人的關(guān)注，智能制造行業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)也越來(lái)越受到人們的重視。

關(guān)鍵詞：智能制造；機(jī)電一體化；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TH39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.智能制造業(yè)機(jī)電一體化的應(yīng)用

1.1傳感器的智能應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)機(jī)電一體化中，必不可少地就是傳感技術(shù)，得益于其高度的準(zhǔn)確性和靈敏性，使得設(shè)備在獲得信號(hào)時(shí)更加的準(zhǔn)確，因此必須要將傳感器變得更加智能化。通常情況下，一般的傳感器并不能達(dá)到比較理想的效果，這就需要建立系統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，幫助實(shí)現(xiàn)信息的采集和對(duì)接，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)幫助進(jìn)行信息的整合和分析，從而使設(shè)備獲得更加精準(zhǔn)的信息，更加有效地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制。當(dāng)前企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中，主要采用光感傳感器，光感傳感器可檢測(cè)到引起光量變化的微量元素，比如：零件直徑、表面粗糙度、物體位移等因素，這種傳感器具有反應(yīng)快、高精度、性能可靠等優(yōu)勢(shì)，使得工業(yè)生產(chǎn)具有更高的精度和更快的反應(yīng)，光感傳感器也在軍事和醫(yī)療當(dāng)中得到了廣泛地應(yīng)用。光電傳感器原理如圖1所示。

1.2柔性系統(tǒng)的應(yīng)用

柔性系統(tǒng)即信息控制、數(shù)字控制以及物料儲(chǔ)運(yùn)綜合一體，并對(duì)不同對(duì)象進(jìn)行加工的自動(dòng)化系統(tǒng)。在生產(chǎn)過(guò)程中，柔性系統(tǒng)具有成組技術(shù)，在進(jìn)行制造、加工、儲(chǔ)運(yùn)的同時(shí)，還由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。其強(qiáng)大的系統(tǒng)功能可以同時(shí)滿足不同的市場(chǎng)需求和批量高效生產(chǎn)，極大地解決了當(dāng)前制造業(yè)當(dāng)中效率低和庫(kù)存量高的問(wèn)題。隨著柔性系統(tǒng)的大量應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)企業(yè)產(chǎn)量的巨幅增長(zhǎng)。除此之外，柔性系統(tǒng)還具有高應(yīng)變力和高穩(wěn)定性，使得產(chǎn)品生產(chǎn)能夠保持高效和高質(zhì)量。柔性系統(tǒng)主要作用于機(jī)械制造行業(yè)，主要保存部分有自動(dòng)加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)。自動(dòng)加工系統(tǒng)則是指以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，可以進(jìn)行工藝相仿的零件批量生產(chǎn)。物流系統(tǒng)則是利用多種運(yùn)輸聯(lián)合裝置，從而實(shí)現(xiàn)工件、刀具等多種物料的配送。信息系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)信息的搜集、處理，主要是通過(guò)電子計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的控制。柔性系統(tǒng)組成如圖2所示。

1.3數(shù)控生產(chǎn)中的應(yīng)用

在數(shù)控生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)電一體化是比較久的一項(xiàng)應(yīng)用，機(jī)電一體化對(duì)于我國(guó)的數(shù)控生產(chǎn)發(fā)展具有突出的作用，與此同時(shí)我國(guó)的機(jī)械制造水平也得到了深遠(yuǎn)地發(fā)展。數(shù)控生產(chǎn)的核心因素主要在于精度的把控，因此所應(yīng)用的智能系統(tǒng)也是要求十分嚴(yán)格的。當(dāng)前在數(shù)控生產(chǎn)中重要使用的智能控制系統(tǒng)為CPU何總主線模式。在這種模式當(dāng)中，通過(guò)使用在線診斷技術(shù)和智能控制技術(shù)來(lái)進(jìn)行三維仿真模擬，使加工過(guò)程有所依據(jù)，有所參考。

1.4工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人是當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)中比較先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)，也是未來(lái)發(fā)展的一項(xiàng)大趨勢(shì)，它結(jié)合了多種學(xué)科，是一種新型的科研成果。智能工業(yè)機(jī)器人技術(shù)結(jié)合了控制論、傳感技術(shù)和信息技術(shù)等，目前在生產(chǎn)行業(yè)也得到了廣泛地應(yīng)用。通過(guò)應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)，可以大大解放人力、提高生產(chǎn)效率、增加生產(chǎn)力、增加調(diào)控能力。

目前我國(guó)的焊接自動(dòng)化水平相比其他國(guó)家還處于比較低的水平，絕大多數(shù)的焊接依舊處于傳統(tǒng)手工焊接，極大地滯后了我國(guó)的自動(dòng)化焊接水平。在我們焊接制造業(yè)中，利用NERTAMATIC450等離子焊接設(shè)備進(jìn)行的不銹鋼焊接管的改造，在此系統(tǒng)當(dāng)中包含了等離子焊接電源、等離子焊槍、弧壓調(diào)高器、視頻影像系統(tǒng)、專用的冷卻系統(tǒng)、送絲機(jī)構(gòu)、可編程控制器以及機(jī)械部分運(yùn)行機(jī)構(gòu)、工管件內(nèi)橫梁支架和內(nèi)保護(hù)機(jī)構(gòu)，這種改進(jìn)手段完全改變了傳統(tǒng)的手工焊接方式，達(dá)到了人機(jī)界面和自動(dòng)焊接控制，降低了廢品率以及投入成本，提高了焊接質(zhì)量和效率，并使焊接工人的工作環(huán)境變得更加安全舒適，對(duì)提高我國(guó)的不銹鋼焊接生產(chǎn)線做出了重大貢獻(xiàn)，進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)的不銹鋼行業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。總結(jié)來(lái)說(shuō)通過(guò)在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用智能制造的機(jī)電一體化技術(shù)，可以精確地進(jìn)行信息分類；實(shí)現(xiàn)快速完成復(fù)雜地流程；還能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加精準(zhǔn)度和安全系數(shù)。

2.智能制造業(yè)機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

2.1微型化

當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一定的水準(zhǔn)，基本技術(shù)已經(jīng)成熟，未來(lái)應(yīng)該朝著微型化發(fā)展。現(xiàn)在國(guó)際上的高新科技技術(shù)屢見(jiàn)不鮮，在這種高速發(fā)展的趨勢(shì)下，具有計(jì)算機(jī)、電子以及信息技術(shù)為基礎(chǔ)的智能制造化的機(jī)電一體化技術(shù)必然向著微型化進(jìn)行發(fā)展。當(dāng)下，微型化的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)在一些領(lǐng)域發(fā)揮出了巨大作用，而微型化的機(jī)電一體化技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品還具有極小耗能和靈巧輕便易攜的優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)完成一些通常情況下人工和大型設(shè)備無(wú)法完成的工作。

2.2智能化

隨著人工智能的發(fā)展迅速，目前很多智能數(shù)控和機(jī)器人已經(jīng)得到了大量應(yīng)用。具有智能化的產(chǎn)品設(shè)備，也就是可以以人類的思維進(jìn)行分析和生產(chǎn)，其服務(wù)對(duì)象必須要保證是人，這就需要具有大量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確分析的能力和精準(zhǔn)地操作能力，也就是需要計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)。可以利用計(jì)算機(jī)預(yù)先對(duì)于工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，然后依據(jù)分析成果來(lái)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，也就是具有智能化的機(jī)電一體化技術(shù)。這就需要該項(xiàng)技術(shù)具有更加人性化的技術(shù)，可以盡可能地滿足需求并提升其在色彩、造型、環(huán)境方面的藝術(shù)性。這樣才是能真正實(shí)現(xiàn)滿足人們生產(chǎn)需求的智能化機(jī)電一體化技術(shù)，是具有“情商”和“智商”的技術(shù)。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，使得工業(yè)生產(chǎn)向著高自動(dòng)化、高智能化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了更加高效、高批量、多樣化的生產(chǎn)，并極大地降低人力、設(shè)備的投入，提高生產(chǎn)的精確性，使生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益得到很大的提高，提高了企業(yè)的效益。

機(jī)電一體化技術(shù)是權(quán)衡國(guó)家科技發(fā)展水平的重要度量，也是進(jìn)行國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的重要實(shí)力。當(dāng)前我國(guó)的智能制造業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)還屬于比較薄弱的部分，要達(dá)到工業(yè)4.0就必須要緊跟時(shí)代的潮流，將科學(xué)技術(shù)放在發(fā)展的戰(zhàn)略優(yōu)先地位上，保證后續(xù)科技力量地跟進(jìn)。

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