探析機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用

艾光波

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械、電氣以及計(jì)算機(jī)等多種器械、技術(shù)融合在一起，并將其綜合應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域中。具體而言機(jī)電一體化技術(shù)主要包括綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等，基于此，本文概述了機(jī)電一體化技術(shù)，闡述了智能制造技術(shù)發(fā)展，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù);智能制造;發(fā)展;應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用，能夠有效解決我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中存在的一些問(wèn)題，從根本上提高其生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并促進(jìn)我國(guó)科技技術(shù)發(fā)展，因此為了促進(jìn)其發(fā)展，并發(fā)揮其在智能制造中的作用，以下就機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的概述

機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)技術(shù)與微處理技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，催生機(jī)電一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)和控制等技術(shù)的完美融合，并且這一高新技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。未來(lái)，機(jī)電一體化朝著智能化、模塊化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，借助人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的模擬與決策功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)線上生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化操控，對(duì)機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化控制。此外，機(jī)電一體化技術(shù)將遠(yuǎn)程監(jiān)視技術(shù)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用到具體實(shí)踐中，對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)和制造模式實(shí)現(xiàn)突破，推動(dòng)工業(yè)制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

二、智能制造技術(shù)發(fā)展的分析

智能制造是一種源于人工智能的研究，在智能制造中，分別有智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)來(lái)組成智能制造。智能制造技術(shù)是一種通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的利用來(lái)講制造過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行有效的管理，比如在企業(yè)進(jìn)行制造的過(guò)程中存在的工作環(huán)節(jié)和流程可以進(jìn)行智能化控制，幫助企業(yè)人員更好的管理制造工作的進(jìn)行，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中留下的數(shù)據(jù)和工作流程制定來(lái)進(jìn)行制造管理，智能化的控制制造環(huán)節(jié)，保證企業(yè)的制造生產(chǎn)可以更好的進(jìn)行，有效的減少了人工生產(chǎn)中存在的失誤等情況的發(fā)生。智能制造技術(shù)隨著科技的發(fā)展已經(jīng)愈加成熟，在企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中已經(jīng)開(kāi)始得到了更多的應(yīng)用，有效的幫助企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)管理，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，幫助企業(yè)可以更好的利用智能制造技術(shù)來(lái)進(jìn)行有效的生產(chǎn)。除開(kāi)智能制造技術(shù)，智能制造系統(tǒng)在企業(yè)中也有更多的應(yīng)用。智能制造系統(tǒng)作為一種一體化的智能系統(tǒng)，有效的利用專(zhuān)家和智能機(jī)器進(jìn)行協(xié)同工作，并且在智能制造系統(tǒng)進(jìn)行智能制造工作時(shí)由專(zhuān)家進(jìn)行智能制造機(jī)器的管理工作，是一種智能制造技術(shù)的發(fā)展研究，在有效的利用機(jī)電一體化的情況下進(jìn)行智能制造工作，幫助企業(yè)可以利用智能制造系統(tǒng)來(lái)將整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行智能化和統(tǒng)一化，并有效的將自動(dòng)化技術(shù)融入其中，幫助企業(yè)產(chǎn)品制造可以更好的通過(guò)對(duì)智能制造系統(tǒng)的利用來(lái)進(jìn)行制造工作，在有效的幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率的同時(shí)節(jié)省了人力資源成本，減少了對(duì)工人的需求。此外，利用智能制造，可以將一些不適合有人直接操作的加工環(huán)節(jié)，如高污染的、高輻射的、高危險(xiǎn)的工作環(huán)節(jié)，利用機(jī)器人替代可以減少安全事故的發(fā)生，更加可以利用機(jī)械的高精度操作來(lái)完成一些人工達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的加工，有效管理和控制生產(chǎn)細(xì)節(jié)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

三、機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用分析

智能制造技術(shù)已經(jīng)在各種工業(yè)制造企業(yè)投入生產(chǎn)實(shí)踐，機(jī)電一體化技術(shù)與智能化生產(chǎn)緊密結(jié)合可以更好地促進(jìn)工業(yè)發(fā)展，為機(jī)械生產(chǎn)帶來(lái)新的方向，其中涉及一系列新的技術(shù)，主要表現(xiàn)為：

1、傳感器技術(shù)的應(yīng)用。在智能化制造中對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸與收集主要應(yīng)用傳感器技術(shù)，利用傳感器技術(shù)將測(cè)試得到的數(shù)據(jù)輸送到計(jì)算機(jī)控制端。在傳感器技術(shù)的運(yùn)用中，要保證檢測(cè)的靈敏性與精確性，在制造加工中保證不受到其他因素的干擾，在企業(yè)智能制造中，為了保證數(shù)據(jù)的高效傳輸，需要建立無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，將傳感器收集的數(shù)據(jù)完整及時(shí)的傳輸?shù)诫娔X設(shè)備，利用非接觸是的檢測(cè)技術(shù)與光纖電纜傳感器實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)聯(lián)通，簡(jiǎn)化原有接口技術(shù)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與管理的難度。

2、柔性制造技術(shù)。企業(yè)智能制造需要面對(duì)更加靈活的生產(chǎn)，不因設(shè)備限制而只能完成有限的零件制造，理論上智能制造技術(shù)可以完成非常多的產(chǎn)品種類(lèi)，這是在機(jī)電一體化中極為重要的一部分，柔性制造系統(tǒng)，它有計(jì)算機(jī)進(jìn)行終端控制，利用數(shù)控機(jī)床、光電控制系統(tǒng)、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、工業(yè)機(jī)器人、運(yùn)輸機(jī)器人等手段實(shí)現(xiàn)完整的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，在面對(duì)不同產(chǎn)品的不同工藝制造要求，可以通過(guò)修正計(jì)算機(jī)中的加工數(shù)據(jù)與模型進(jìn)行修正，這個(gè)柔性制造系統(tǒng)會(huì)按照設(shè)計(jì)制造的方案修正加工工藝順序，可以滿(mǎn)足現(xiàn)在的小批量的私人訂制產(chǎn)品，不需要由于頻繁的設(shè)計(jì)更改而增加設(shè)備的調(diào)整修正成本。

3、微型化制造技術(shù)。微型化一直以來(lái)是電子信息產(chǎn)品的發(fā)展方向，智能制造技術(shù)也有此趨勢(shì)。近十余年來(lái)， 微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速，是機(jī)電一體化技術(shù)的一項(xiàng)前沿技術(shù)分支，它主要特點(diǎn)是產(chǎn)品的體積小，而對(duì)于高精度加工技術(shù)、微電子技術(shù)、材料、微型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、微型零件的摩擦性質(zhì)研究等等領(lǐng)域都有著極高的要求。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)， 在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件，在這樣的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械與電子的融合，進(jìn)一步消弭了機(jī)械與控制器的區(qū)分，除了可以進(jìn)一步將機(jī)電一體化設(shè)備縮小外，將智能制造中的CPU、傳感器與最終的執(zhí)行器件融合起來(lái)，減小了原有能耗與在傳輸數(shù)據(jù)途中受到干擾的影響，具有極大的優(yōu)勢(shì)。

4、數(shù)控智能控制技術(shù)。在現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床加工中，需要進(jìn)行預(yù)設(shè)編程來(lái)控制具體加工過(guò)程，在比較早的時(shí)候，數(shù)控領(lǐng)域就一直在開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)與智能化制造技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用。利用智能化技術(shù)將需要制造的零件性能完整的輸入計(jì)算機(jī)中，還需要計(jì)算機(jī)自行進(jìn)行延伸與擴(kuò)展，一些環(huán)節(jié)難以進(jìn)行建模，或者設(shè)計(jì)圖紙中沒(méi)有明確要求的模糊信息，這些需要智能控制技術(shù)進(jìn)行模糊處理，優(yōu)化執(zhí)行與管理環(huán)節(jié)。為了對(duì)接智能制造技術(shù)，數(shù)控機(jī)床運(yùn)用多總線多CPU的設(shè)置，這是為了方便在線診斷錯(cuò)誤與模糊控制智能的引入，實(shí)現(xiàn)真正脫離人工的高效自動(dòng)化生產(chǎn)，類(lèi)似人腦的多過(guò)程復(fù)雜控制。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前機(jī)電一體化已經(jīng)形成了系統(tǒng)化的技術(shù)，其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用也相對(duì)比較廣泛，尤其在智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用。因此相關(guān)單位要加強(qiáng)對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)研究，將其發(fā)展成集智能化，微型化以及綠色化等一體的技術(shù)，從而提升機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用水平。

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（作者單位：浙江天煌科技實(shí)業(yè)有限公司）