機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

張高平

(河南工業(yè)技師學(xué)院，河南 鄭州 450000)

0 引言

機(jī)電一體化技術(shù)主要是新一代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)與微電子技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)產(chǎn)物，以智能化的操作形式對(duì)各種工業(yè)機(jī)械設(shè)備制造系統(tǒng)進(jìn)行智能化操作。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用有效地提升了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。智能制造具體含義已經(jīng)涉及了智能機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)與各種智能機(jī)械設(shè)備制造管理系統(tǒng)2種含義，在現(xiàn)階段的機(jī)械設(shè)備制造業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，智能機(jī)械設(shè)備制造已經(jīng)逐漸成為了工業(yè)制造企業(yè)快速發(fā)展的一種技術(shù)主流。其中，智能機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)能夠有效地利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)設(shè)備的人腦操作過程進(jìn)行自動(dòng)模擬，判斷、推理并且準(zhǔn)確地分析每一個(gè)影響工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，進(jìn)而以高度的人性化、智能化的操作方式對(duì)工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的設(shè)備進(jìn)行智能化管理與實(shí)現(xiàn)過程控制?，F(xiàn)階段，機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，這對(duì)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用。本文對(duì)我國(guó)智能機(jī)器制造的基本概念以及機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀問題進(jìn)行了全面地闡述和分析，希望讀者可以在實(shí)踐中起到指導(dǎo)和參考的作用。

1 智能制造及其發(fā)展

現(xiàn)階段由于我國(guó)的機(jī)械制造設(shè)備行業(yè)正在加速與其它的技術(shù)與領(lǐng)域產(chǎn)生交流與融合，更加深入地對(duì)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化與改良。利用智能機(jī)械制造已經(jīng)可以對(duì)大量的機(jī)械生產(chǎn)數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行存儲(chǔ)，對(duì)于機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的過程中所需要生成的各種數(shù)據(jù)與信息可以進(jìn)行及時(shí)地獲取與分析，具有維護(hù)、分析、學(xué)習(xí)以及組織等多個(gè)方面的信息管理功能。智能機(jī)械制造信息技術(shù)的發(fā)展消除了許多目前傳統(tǒng)機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)流程的技術(shù)缺陷與不足，使得產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和可靠性得到大幅提升，同時(shí)也有利于使所生產(chǎn)的機(jī)械制造產(chǎn)品和技術(shù)具有了更多的實(shí)用性和技術(shù)含量。

智能機(jī)械制造技術(shù)對(duì)于每一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)過程的各環(huán)節(jié)均需要能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行快速、靈活地自動(dòng)化控制，大大減輕了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也大大提高了智能化產(chǎn)品的合格率與智能化生產(chǎn)的精度。在我國(guó)勞動(dòng)力生產(chǎn)成本的提高、勞動(dòng)力緊缺的今天，將工業(yè)機(jī)械制造與企業(yè)智能化的技術(shù)更好地結(jié)合應(yīng)用起來(lái)，對(duì)于工業(yè)相關(guān)機(jī)械制造企業(yè)的生存和發(fā)展將會(huì)起到十分重要的推動(dòng)和促進(jìn)作用。同時(shí)，對(duì)于一部分危險(xiǎn)污染系數(shù)相對(duì)較高、污染較重的機(jī)械生產(chǎn)制造設(shè)備企業(yè)來(lái)說，也意味著需要進(jìn)一步加大對(duì)智能機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)的研發(fā)投入應(yīng)用力度，智能制造技術(shù)能夠有效地幫助一部分企業(yè)管理者對(duì)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所可能存在的各種安全隱患和問題進(jìn)行高效、準(zhǔn)確地檢測(cè)識(shí)別，使得企業(yè)的生產(chǎn)更加安全且高效。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造領(lǐng)域中的發(fā)展與應(yīng)用

隨著對(duì)機(jī)械制造一體化市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)和不斷擴(kuò)大，智能機(jī)械制造一體化技術(shù)的快速發(fā)展也為企業(yè)迎來(lái)了難得的市場(chǎng)發(fā)展契機(jī)，當(dāng)前由于我國(guó)大多數(shù)的工作機(jī)械制造企業(yè)都已經(jīng)開始在工業(yè)生產(chǎn)的過程中大量應(yīng)用機(jī)電制造一體化的技術(shù)，企業(yè)所開發(fā)和生產(chǎn)的一體化產(chǎn)品也越來(lái)越多地體現(xiàn)和顯示出了多樣化的產(chǎn)品特點(diǎn)。這種智能一體化制造的技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)的有機(jī)緊密結(jié)合，也為未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)過程中各領(lǐng)域的智能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)造了更多的發(fā)展可能。企業(yè)大量應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)就必然會(huì)使企業(yè)涉及應(yīng)用到更多的智能機(jī)械制造一體化技術(shù)。

2.1 傳感技術(shù)應(yīng)用

傳感技術(shù)中應(yīng)用傳感器是工業(yè)智能機(jī)械制造的重要核心技術(shù)之一，在工業(yè)智能制造的生產(chǎn)中通過應(yīng)用光線傳感器的技術(shù)能夠使生產(chǎn)流程具有更高的靈敏性與更高的準(zhǔn)確性，使得傳感器有效地避免受到了外界干擾因素的直接干擾。對(duì)傳感器在生產(chǎn)的過程中所需要生成的各項(xiàng)生產(chǎn)流程參數(shù)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)地采集，通過有線的網(wǎng)絡(luò)將所需要采集得到的生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)上傳至智能化的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)在先進(jìn)的軟件和電子工程技術(shù)的幫助和支持下能夠?qū)λ枰邮詹杉降纳a(chǎn)流程數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地分析計(jì)算，將相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果實(shí)時(shí)反饋提供給工業(yè)智能流程控制管理系統(tǒng)，最終有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)械設(shè)備的智能化流程控制。

2.2 數(shù)控生產(chǎn)中應(yīng)用

目前機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中應(yīng)用最為廣泛和深入的就是數(shù)控車床的生產(chǎn)，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的水平深刻展現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)發(fā)展水平，同時(shí)也影響著整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，與工業(yè)化進(jìn)程有著密切的聯(lián)系。傳統(tǒng)的機(jī)床加工工藝存在著很大的不穩(wěn)定性，人為因素影響較大，同時(shí)在零件生產(chǎn)的精度方面并不穩(wěn)定，還容易因?yàn)椴僮魇д`產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失甚至人身傷害。將機(jī)電一體化技術(shù)用于車床加工生產(chǎn)，是智能制造時(shí)代最為廣泛的應(yīng)用，具有提高生產(chǎn)精度，提高生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率的諸多優(yōu)勢(shì)，是工業(yè)時(shí)代得以不斷進(jìn)步的重要基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)通過實(shí)現(xiàn)central processing unit與總生產(chǎn)主線的相互配合，可以借助信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的智能控制和遠(yuǎn)程模擬操縱。

2.3 機(jī)電一體化技術(shù)在自動(dòng)制造方面的一些重要應(yīng)用

21世紀(jì)的工業(yè)生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)最重要的技術(shù)支持就是機(jī)電一體化技術(shù)，目前，我們國(guó)家大力發(fā)展的人工智能技術(shù)在工業(yè)智能制造方面發(fā)揮了相當(dāng)大的作用，大部分的工業(yè)生產(chǎn)線都應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，建立和完善了人機(jī)智能交互控制系統(tǒng)，開發(fā)和研究了計(jì)算機(jī)控制程序，同時(shí)利用光電子感應(yīng)器、智能傳感器等高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的全自動(dòng)化。人類賴以生活的食品飲料、生活用品等均是由自動(dòng)化制造生產(chǎn)線產(chǎn)出的，高度發(fā)達(dá)的智能制造行業(yè)不僅提升了產(chǎn)品的產(chǎn)量，也更加規(guī)范了產(chǎn)品的質(zhì)量安全，為人類生活和工作提供了更加安全、便捷的產(chǎn)品服務(wù)，是人類社會(huì)不斷發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。另一方面，機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中的柔性制造技術(shù)，柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)滿足了當(dāng)前市場(chǎng)產(chǎn)品需求更迭快的要求，能夠大幅度降低產(chǎn)品的制造周期，提升產(chǎn)品的出貨和交貨速度，提高了相關(guān)企業(yè)應(yīng)對(duì)復(fù)雜市場(chǎng)變化的能力，降低了企業(yè)遭受的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)所涉及的學(xué)科知識(shí)較為廣泛，在機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)以及監(jiān)測(cè)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)運(yùn)輸、自動(dòng)交換、更換、接口對(duì)接等工作，已經(jīng)廣泛應(yīng)用與各類生產(chǎn)行業(yè)。

2.4 工業(yè)智能機(jī)器人

工業(yè)智能機(jī)器人制造技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)的工業(yè)和科研創(chuàng)新技術(shù)，其在實(shí)際應(yīng)用和研究的過程中已經(jīng)綜合了多種先進(jìn)和現(xiàn)代化的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的人工與智能制造技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器等技術(shù)的高度發(fā)展和融合，推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)智能制造機(jī)器人行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。就現(xiàn)階段的智能機(jī)器人制造而言，工業(yè)智能制造機(jī)器人的廣泛應(yīng)用明顯地提高了機(jī)器人產(chǎn)品的綜合性能和質(zhì)量，在最大限度增加了產(chǎn)品產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，減少了生產(chǎn)中工作人員的時(shí)間和重復(fù)性工作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了智能機(jī)器人制造的高效性。從大量的實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)，人工智能制造機(jī)器人一方面可以對(duì)加工生產(chǎn)中已經(jīng)形成的各種信息資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別和綜合處理，迅速地完成加工生產(chǎn)流程，提高了智能機(jī)器人制造的綜合性能和效率。另一方面，將先進(jìn)的人工智能機(jī)器人制造技術(shù)引入到實(shí)際應(yīng)用和生產(chǎn)的過程中，可以大大提高生產(chǎn)的精度，實(shí)現(xiàn)了大批量生產(chǎn)，從而更好地達(dá)到可以預(yù)期的智能制造生產(chǎn)效果。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是目前世界上最大的智能化工業(yè)機(jī)械制造國(guó)家，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，機(jī)械制造在工業(yè)中有著十分重要的作用和地位。另外，機(jī)械制造對(duì)于促進(jìn)我國(guó)的智能化工業(yè)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展也有著十分強(qiáng)勁的吸引力和推動(dòng)作用。在機(jī)電一體化和信息技術(shù)的強(qiáng)大支持下，智能工業(yè)自動(dòng)控制在控制精度和可靠性方面已經(jīng)體現(xiàn)出了其不可替代的關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)控制使整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)制造的全過程都具有高精度自動(dòng)化、高智能化的過程控制優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的批量生產(chǎn)、多樣化的生產(chǎn)，并能有效地減少對(duì)人力、設(shè)備等物力資源的大量消耗，同時(shí)其高精確控制性能可以很好地控制產(chǎn)品的質(zhì)量，使工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益和可靠性得到有效地提高，進(jìn)一步推動(dòng)了工業(yè)信息產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與完善。