機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的運(yùn)用分析

周 青

（江蘇省常州技師學(xué)院，江蘇 常州 213000）

在機(jī)電制造中，智能化已經(jīng)成為主要趨勢。機(jī)電一體化技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)、數(shù)控、機(jī)械等技術(shù)優(yōu)勢，將智能化工作模式應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)制造過程中，解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)制造的各種限制和弊端，充分展現(xiàn)出機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢。因此，完善智能制造技術(shù)內(nèi)容，有利于提高制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1-4]。

1 機(jī)電一體化技術(shù)基本含義

機(jī)電一體化技術(shù)包括各種機(jī)械制造系統(tǒng)技術(shù)以及電子信息處理系統(tǒng)技術(shù)，同時(shí)也包含壓力傳感器、光學(xué)傳感器等電子技術(shù)，在相關(guān)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用過程中需要將各類高新技術(shù)成果融合在一起，結(jié)合開展相應(yīng)的信息技術(shù)研發(fā)應(yīng)用作為目標(biāo)，對相關(guān)技術(shù)研發(fā)實(shí)施的全過程系統(tǒng)進(jìn)行自動控制和管理優(yōu)化，提高整個(gè)信息技術(shù)系統(tǒng)資源的合理配置利用效率，提高系統(tǒng)正常運(yùn)行的技術(shù)整體管理效率，并在保證高質(zhì)量運(yùn)行的同時(shí)有效降低系統(tǒng)成本能耗。機(jī)電設(shè)備一體化技術(shù)主要包括系統(tǒng)機(jī)身、框架以及各類相關(guān)連接基礎(chǔ)設(shè)施，在搭建連接設(shè)施過程中，運(yùn)用自身壓力傳感器等設(shè)備對系統(tǒng)主要運(yùn)行物理參數(shù)和具體運(yùn)行系統(tǒng)狀態(tài)信息進(jìn)行自動設(shè)定，將這些信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為自身可以識別的相關(guān)信息。根據(jù)各種相關(guān)信息傳輸?shù)闹噶钜螅瑢\(yùn)動部件進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，確保系統(tǒng)正常安全穩(wěn)定運(yùn)行。機(jī)電一體化系統(tǒng)控制技術(shù)在相關(guān)信息采集傳輸操作過程中，還要根據(jù)既定的相關(guān)信息及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、加工、處理、傳輸。實(shí)現(xiàn)智能化和一體化的控制系統(tǒng)包括自動計(jì)算機(jī)、可遠(yuǎn)程編輯的微控制器以及邏輯電路等部件組成。將上述部分進(jìn)行整合管理起來，明確各個(gè)功能部分之間的功能分工和合作關(guān)系，進(jìn)而有效提高整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)運(yùn)行管理效率，使制造行業(yè)不斷發(fā)展和創(chuàng)新。

2 智能制造與機(jī)電一體化技術(shù)

智能機(jī)械制造屬于一種新的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)管理模式，它主要是通過利用計(jì)算機(jī)和可編程技術(shù)達(dá)到對工業(yè)生產(chǎn)加工設(shè)備的高級自動控制，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化自動生產(chǎn)管理模式，能有效減少企業(yè)人力物力等資源的過度投入和大量使用，全面提升加工企業(yè)自動生產(chǎn)管理效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量。由此可見，未來中國制造業(yè)快速發(fā)展的最終商業(yè)模式必然也會是采用智能機(jī)器制造。近年來，隨著我國專業(yè)科研人員對機(jī)電設(shè)備一體化制造技術(shù)的不斷研究，加上與其他高新技術(shù)的相互應(yīng)用融合，機(jī)電設(shè)備一體化制造技術(shù)及其智能化明顯得到提升，已經(jīng)在我國智能機(jī)械制造裝備行業(yè)逐漸占據(jù)市場領(lǐng)頭羊的位置，競爭力明顯。到目前為止，機(jī)電裝備一體化制造技術(shù)已經(jīng)能完全模仿傳統(tǒng)人類簡單操作思維，按照工業(yè)生產(chǎn)者的口令自動進(jìn)行原料加工并對制造、組裝進(jìn)行測試。隨著現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)快速發(fā)展，使得機(jī)電設(shè)備一體化制造技術(shù)快速更新?lián)Q代，同時(shí)有效將智能電子技術(shù)和現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)技術(shù)整合運(yùn)用在一起，使原本老舊的工業(yè)機(jī)械制造向現(xiàn)代智能化快速發(fā)展蛻變，利用現(xiàn)代化智能化機(jī)械制造管理技術(shù)和先進(jìn)過程控制管理系統(tǒng)等新模式，實(shí)現(xiàn)了各類智能機(jī)械制造。當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)不再局限于某個(gè)特定行業(yè)領(lǐng)域，正朝著更加健康完善、全面、智能化、科技化的方向持續(xù)發(fā)展，使機(jī)電裝備一體化制造技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)裝備制造技術(shù)領(lǐng)域和現(xiàn)代智能裝備制造領(lǐng)域行業(yè)中發(fā)展，引領(lǐng)行業(yè)潮流。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的具體運(yùn)用

3.1 傳感技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)電設(shè)備一體化相關(guān)產(chǎn)品廣泛涉及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)研究、人們?nèi)粘Ｉ?、醫(yī)療衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域，如集成電路自動控制生產(chǎn)線、激光材料切割加工設(shè)備、印刷包裝設(shè)備、家用電器、汽車工業(yè)電子化、微型數(shù)控機(jī)械、飛機(jī)、雷達(dá)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器、環(huán)境監(jiān)測等，當(dāng)前機(jī)電設(shè)備一體化相關(guān)技術(shù)與現(xiàn)代智能機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)正在相互交叉整合，更好服務(wù)于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)。此外，兩者完美相互融合也為其各自產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向帶來了更大市場發(fā)展應(yīng)用空間。隨著相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展壯大與成熟，相信它的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域范圍也一定會更加廣泛。若將其廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代智能工業(yè)生產(chǎn)中，則將有機(jī)會對其發(fā)揮巨大推動作用，而普通智能傳感器則使用效果不顯著，若要正常使用還須重新構(gòu)建與其對應(yīng)的智能傳感器以及網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，這樣才能有效實(shí)現(xiàn)各種信息之間的技術(shù)對接與數(shù)據(jù)傳輸，并可以借助計(jì)算機(jī)將所需要收集和得到的各種信息綜合進(jìn)行技術(shù)整合與數(shù)據(jù)分析，從而可以使整個(gè)智能生產(chǎn)管理過程完全得以有效率控制?？v觀當(dāng)前各生產(chǎn)商和制造中所普遍使用的電纜傳感器，發(fā)現(xiàn)其主要產(chǎn)品使用的大都是新型光纖無線電纜接口傳感器，且部分使用的是標(biāo)準(zhǔn)化電纜接口，這樣一來可能會大大降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的操作難度與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上可有效節(jié)約生產(chǎn)成本。

3.2 數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的工業(yè)應(yīng)用

數(shù)控生產(chǎn)是機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用方向，該技術(shù)能夠分析產(chǎn)品的加工方法和加工原理，并通過有效的技術(shù)進(jìn)行分配。有利于全面提高生產(chǎn)精準(zhǔn)度，還能使加工、生產(chǎn)更為科學(xué)。通過利用可編寫的程序和具有人機(jī)交互界面電子控制驅(qū)動裝置、光電電子控制驅(qū)動系統(tǒng)等技術(shù)為主要代表的各種現(xiàn)代通用電子和壓力傳感器等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械過程自動化，構(gòu)建支撐起一條自動化的機(jī)械生產(chǎn)線。自動包裝機(jī)械與自動包裝生產(chǎn)線，這個(gè)控制系統(tǒng)的一大重點(diǎn)問題是如何能夠有效借助這種電子技術(shù)全面簡化控制系統(tǒng)的日常操作生產(chǎn)流程，并且這種電子技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展較為普遍。數(shù)控系統(tǒng)是一種通過利用數(shù)字信息技術(shù)進(jìn)行機(jī)械工作控制過程以及能對機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的機(jī)電結(jié)合一體化裝備。它不僅大大提高了工業(yè)機(jī)械制造的生產(chǎn)效率，同時(shí)也有效實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)品生產(chǎn)和物料加工機(jī)械作業(yè)的全過程精準(zhǔn)自動控制，使得機(jī)械產(chǎn)品的工藝、質(zhì)量、性能得到有效控制。通過應(yīng)用以機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)裝備為主要代表的多種智能過程控制核心技術(shù)，數(shù)控控制領(lǐng)域不僅可完全達(dá)到傳統(tǒng)高性能化和智能過程控制的技術(shù)要求，還實(shí)現(xiàn)了智能模擬、拓展和智能延伸等多種信息處理控制功能。通過模糊控制、在線自動診斷、面向多個(gè)生產(chǎn)線和車間的自動編程技術(shù)等，大大提高了工業(yè)智能機(jī)床制造的技術(shù)水平。

3.3 柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用

柔性制造系統(tǒng)是一種包括數(shù)字控制管理系統(tǒng)、信息過程控制管理系統(tǒng)以及各種物料運(yùn)輸儲運(yùn)控制系統(tǒng)在內(nèi)的一種綜合性制造系統(tǒng)，屬于工業(yè)自動化制造系統(tǒng)范疇。柔性制造系統(tǒng)在工業(yè)智能設(shè)備制造行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，在市場分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確引導(dǎo)下，對加工產(chǎn)品整體生產(chǎn)流程進(jìn)行整體相應(yīng)的結(jié)構(gòu)調(diào)整與綜合優(yōu)化，不僅可有效使現(xiàn)有生產(chǎn)資源得到最大限度的綜合利用，還能有效促進(jìn)加工企業(yè)整體生產(chǎn)管理效益不斷提升。從企業(yè)信息系統(tǒng)管理角度來講，該系統(tǒng)不僅可以對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中自動產(chǎn)生的各項(xiàng)機(jī)械數(shù)據(jù)通過信息系統(tǒng)進(jìn)行自動整合、處理與數(shù)據(jù)分析，之后它還會以各種計(jì)算機(jī)信息技術(shù)軟件為信息載體，將各種機(jī)械設(shè)備按各個(gè)層級不同級別進(jìn)行自動控制。從加工物流配送系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面角度來講，主要特點(diǎn)是在品種多樣化物流運(yùn)輸以及聯(lián)合配送裝置等的輔助下，將各項(xiàng)加工物料物流配送作為實(shí)際加工過程任務(wù)中的重要組成任務(wù)，是系統(tǒng)構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的不可或缺的重要因素。對柔性制造系統(tǒng)而言，利用該系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)、管理、控制和產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督等工作均可以高效完成。

3.4 智能機(jī)器人的應(yīng)用

人工智能以及相關(guān)信息技術(shù)已逐漸滲透社會生產(chǎn)生活中，從網(wǎng)頁瀏覽搜索引擎和智能手機(jī)上的應(yīng)用，依照用戶興趣愛好進(jìn)行的海量信息收集擇取，還是智能手機(jī)上的語音識別助理，都已經(jīng)包含了人工智能的核心概念。另外，機(jī)器人的研發(fā)、升級也是目前推動世界科教科技事業(yè)和社會科學(xué)信息技術(shù)發(fā)展研究的重要組成模塊。從技術(shù)應(yīng)用性的角度來說，人工智能和通用機(jī)器人制造技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、公共設(shè)施等各個(gè)方面的廣泛應(yīng)用上都具有很大發(fā)展前景。從技術(shù)上各個(gè)層面來說，它可以集控感、信息合成技術(shù)、仿生學(xué)三大概念成為一體。工業(yè)裝備制造中廣泛應(yīng)用人工智能化和機(jī)器人，無疑充分體現(xiàn)了機(jī)電裝備一體化制造技術(shù)和人工智能裝備制造的技術(shù)先進(jìn)性。它具有的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率和工業(yè)規(guī)?；ＷC工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，減輕部分人類生產(chǎn)勞動力的負(fù)擔(dān)；能夠迅速、統(tǒng)一及時(shí)更新系統(tǒng)信息庫和處理操作系統(tǒng)指令；能精確高效及時(shí)完成一些人類大腦無法及時(shí)處理的、較為復(fù)雜的業(yè)務(wù)工作。因此，人工智能的快速發(fā)展必將直接徹底改變現(xiàn)代人們的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力和生活工作模式。

4 結(jié)束語

綜上所述，機(jī)電設(shè)備一體化制造技術(shù)與現(xiàn)代智能制造技術(shù)完美融合，可以廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，節(jié)省大量時(shí)間人力，降低設(shè)備生產(chǎn)成本，大大提高企業(yè)生產(chǎn)操作效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量。應(yīng)積極加強(qiáng)機(jī)電融合一體化關(guān)鍵技術(shù)在我國智能機(jī)械制造工業(yè)中的綜合應(yīng)用和基礎(chǔ)研究，以進(jìn)一步有效促進(jìn)我國制造工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。在當(dāng)今現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，智能機(jī)械制造已經(jīng)是其未來發(fā)展的主要技術(shù)趨勢。只有不斷提高我國工業(yè)生產(chǎn)的安全自動化管理程度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理工作流程的自動智能化，才會更有效不斷提高企業(yè)生產(chǎn)工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為社會和企業(yè)的發(fā)展提供不竭動力。