機(jī)電一體化在智能制造中的運(yùn)用

王天奇

摘要：在科技技術(shù)逐漸發(fā)展下，機(jī)電一體化技術(shù)也具備了更多的優(yōu)勢(shì)，并且使其在更多的領(lǐng)域中被運(yùn)用。機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)，讓電子和機(jī)械有效的結(jié)合在一起，進(jìn)而達(dá)到了對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行智能化管控的目標(biāo)，這是智能制造的基礎(chǔ)構(gòu)成。在目前的生產(chǎn)制造中，主要是包含了智能系統(tǒng)以及智能制造技術(shù)。其是目前社會(huì)工業(yè)化發(fā)展的主流趨勢(shì)。本文在對(duì)智能制造與機(jī)電一體化技術(shù)的概念進(jìn)行闡釋的基礎(chǔ)上從傳感技術(shù)的應(yīng)用、數(shù)控生產(chǎn)中的應(yīng)用、自動(dòng)生產(chǎn)線與自動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用等角度對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；智能制造；應(yīng)用

進(jìn)入20世紀(jì)以來，人類科學(xué)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(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。對(duì)于制造業(yè)而言，機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用使得制造真正的實(shí)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?dòng)化、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(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀對(duì)于制造業(yè)的未來發(fā)展有著極大的借鑒意義。

1 機(jī)電一體化的發(fā)展概述

1.1 機(jī)電一體化發(fā)展歷程

機(jī)電一體化技術(shù)是上個(gè)世紀(jì)60年代后逐漸形成的，通過將電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的高效率和高精度。在最初的發(fā)展過程中，是直接通過計(jì)算機(jī)電子手段對(duì)機(jī)械技術(shù)進(jìn)行干預(yù)，整個(gè)技術(shù)水平非常簡(jiǎn)單，僅僅用于小型設(shè)備的生產(chǎn)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展之后，機(jī)電一體化得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，充分將計(jì)算機(jī)技術(shù)的精華吸收過來，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電和計(jì)算機(jī)的充分融合。新世紀(jì)以來，隨著材料技術(shù)和細(xì)信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化更是充分利用這些學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，逐步走向電子技術(shù)和信息技術(shù)的智能化方向，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的科技化，操作的簡(jiǎn)單化，讓智能的觀念深入人心。

1.2 機(jī)電一體化

就當(dāng)前的機(jī)電一體化技術(shù)來看，幾乎涵蓋了大型企業(yè)中所有的控制技術(shù)，比如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、光學(xué)和聲學(xué)技術(shù)等，無數(shù)行業(yè)通過機(jī)電一體化技術(shù)取得了前所未有的發(fā)展和進(jìn)步，未來的機(jī)電一體化技術(shù)將會(huì)朝向更加智能化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)可以高度地模擬人的大腦，通過對(duì)整個(gè)機(jī)電生產(chǎn)過程的判斷，準(zhǔn)確的完成各種指令，對(duì)生產(chǎn)所用的機(jī)械實(shí)現(xiàn)智能控制。由于電腦代替人腦可以從很大程度上提高工作效率，減輕人在整個(gè)過程中的負(fù)擔(dān)，因此，受到了機(jī)電工作者的高度重視。隨著全球經(jīng)濟(jì)化的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)壓力越來越大，很多的企業(yè)開始將原材料市場(chǎng)分散到全世界，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，機(jī)電一體化技術(shù)通過遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，真正實(shí)現(xiàn)了跨地區(qū)的監(jiān)視。相信在未來的發(fā)展過程中，機(jī)電一體化技術(shù)會(huì)有更好的發(fā)展勢(shì)頭。

1.3 機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化技術(shù)是電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的集合。機(jī)電一體化技術(shù)在20世紀(jì)60年代初步形成，這種技術(shù)的出現(xiàn)是為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，在發(fā)展的最初階段是通過電子手段對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。最初的機(jī)電一體化技術(shù)十分簡(jiǎn)單，技術(shù)含量也不高，智能適用于簡(jiǎn)單小型設(shè)備的生產(chǎn)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)逐步的融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)的精華和微處理技術(shù)的精髓，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，機(jī)電一體化技術(shù)又和信息技術(shù)以及電子技術(shù)等高新技術(shù)融合，模擬人腦對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析和判斷，使生產(chǎn)逐步的智能化。

目前，隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)不僅僅局限于某個(gè)區(qū)域，而是就地取材，遍布世界的各個(gè)角落，因此，機(jī)電一體化技術(shù)也有了新的含義，遠(yuǎn)程控制技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)視技術(shù)也在漸漸的被應(yīng)用到機(jī)電一體化技術(shù)中來，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)的需要而不斷發(fā)展的，機(jī)電一體化技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也勢(shì)必會(huì)使企業(yè)打破自有的生產(chǎn)模式，逐步的實(shí)現(xiàn)模塊化集成機(jī)電生產(chǎn)，統(tǒng)一機(jī)電產(chǎn)品的部分標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范生產(chǎn)過程，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

通過上文對(duì)智能制造和機(jī)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化，解放了人類的部分腦力勞動(dòng)，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(jī)電一體化技術(shù)毫無疑問更加的成熟，對(duì)于社會(huì)發(fā)展的實(shí)用價(jià)值更大。因此將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)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(huì)發(fā)展的必然結(jié)果。以下是筆者對(duì)當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的一些應(yīng)用進(jìn)行的探討：

2.1數(shù)控生產(chǎn)中的相關(guān)應(yīng)用

我們將機(jī)電一體化最早是運(yùn)用在數(shù)控加工技術(shù)方面，其在我國(guó)機(jī)械制造水平方面發(fā)揮了很大的作用。把機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用在數(shù)控制造中，能夠提高機(jī)械加工的精準(zhǔn)度和機(jī)械加工的效率，數(shù)控生產(chǎn)的主要是在其加工精準(zhǔn)度方面，因此數(shù)控在智能控制系統(tǒng)方面要求比較嚴(yán)格，現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床中運(yùn)用的智能控制系統(tǒng)大部分運(yùn)用的是CPU預(yù)計(jì)總主線模式，這種模式主要是進(jìn)行在線判斷以及智能控制技術(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行三維仿真，對(duì)整個(gè)數(shù)控技術(shù)加工的過程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以此對(duì)實(shí)際操作提供參考依據(jù)。

2.2 傳感技術(shù)的應(yīng)用

傳感技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的一種技術(shù)，在傳統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)階段，由于缺少高精度的傳感技術(shù)導(dǎo)致自動(dòng)化生產(chǎn)存在很大的不確定性，對(duì)于生產(chǎn)過程中出現(xiàn)一些細(xì)微問題難以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)。而建立在計(jì)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(shí)的掌握生產(chǎn)狀況，利用計(jì)算機(jī)對(duì)定位器反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，從而順利的實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(yīng)用解決了當(dāng)前智能制造所面臨的一個(gè)重大問題：即無法實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)制造流程進(jìn)行掌控。

2.3 自動(dòng)生產(chǎn)線與自動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造應(yīng)用中的另一大表現(xiàn)則是自動(dòng)生產(chǎn)線與自動(dòng)機(jī)械方面的應(yīng)用，它主要是通過人機(jī)界面控制裝置以及光電控制系統(tǒng)等電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)操作流程的全面掌控，該技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，像印刷包裝生產(chǎn)線以及飲料自動(dòng)生產(chǎn)線中都能看到該技術(shù)的有效應(yīng)用。與之相對(duì)應(yīng)的柔性制造系統(tǒng)技術(shù)則指的是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)技術(shù)，它主要是將數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化倉庫等生產(chǎn)要素整合為一體，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)模式，這樣做的優(yōu)點(diǎn)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(shí)間與物力，該技術(shù)主要應(yīng)用于產(chǎn)品種類較多、設(shè)計(jì)要求高的小型企業(yè)中。

3結(jié)語

綜上所述，在目前的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，智能制造是最為主要的發(fā)展趨勢(shì)，其能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)化以及智能化的管理，從而提高了生產(chǎn)效率以及質(zhì)量。而機(jī)電一體化是智能制造的關(guān)鍵與基礎(chǔ)，其應(yīng)用水平對(duì)智能制造的實(shí)現(xiàn)有很大的影響。所以必須要重視機(jī)電一體化在智能制造中的相關(guān)應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上保障了智能制造能夠更好的發(fā)展，從而為生產(chǎn)企業(yè)帶去更多的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]卞如芳.智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2015.11.

[2]紀(jì)鈺珩.機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014.03.

[3]朱國(guó)紅.試論機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用[J].職業(yè)，2012.06.

（作者單位：博思特能源裝備（天津）股份有限公司）