机电一体化技术在智能制造中的应用分析

机电一体化技术在智能制造中的应用分析

万友强

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摘要：在临近第4次工业革命的背景下，我国对于工业生产的重视程度持续提升，同时我国也大力发展智能化生产，即使用智能技术进行机械化生产，以保证生产效率、提高生产精度。而在这样的背景下，机电一体化技术也逐渐从自动化转向信息化、智能化，现如今已诞生包括传感技术、智能机器人等多种机电一体化智能制造技术，而从智能制造角度来看，机电一体化与智能制造的契合程度较高，对于我国工业生产乃至我国经济发展也有着重大作用。因此，本文基于机电一体化技术特征，对机电一体化技术在智能制造中的应用分析进行了阐述，随后阐述了机电一体化技术在智能制造当中的发展前景，一方面希望为相关研究人员提供有价值的参考，另一方面也希望帮助我国工业朝着智能化方向不断发展。

关键词：机电一体化；智能制造；机械生产

1相关概念综述

1.1机电一体化

机电一体化，是机械与电子一体化的简称，该技术同时囊括了微电子技术、信息技术、控制技术、自动化技术、光学技术等多个领域技术，因此机电一体化技术是多种技术的结合体，也是多个领域研究结果的结晶。相较于机电自动化，机电一体化更注重信息的交流、远程数据传输、高精度生产以及低人工参与度，原本需10个工人能够完成的工作，在机电一体化当中，甚至无需人工参与，同时能够获得比人工更高的效率以及精准度。

1.2智能制造

想要了解何为智能制造，需了解制造方式的流变。最初工业制造以人工操作机械为主，在自动化技术诞生后，机械能够自动完成部分操作，单片机的诞生使得人们可以通过输入参数的方式让机器自动运行；信息技术的推广使得工业制造进入信息制造模式，原本需人工输入的参数可通过互联网一键导入，操作效率大大提升；而随着人工智能、大数据等技术的发展，工业制造也从信息制造来到智能制造时代，智能机器人取代了人类的大多数操作步骤，拥有自学习能力、模糊判断能力以及数据自动导入和生产工件识别能力，生产制造系统的效率得到极大程度提升。

2机电一体化技术在智能制造中应用分析

2.1传感技术

在智能制造中，最为广泛应用的机电一体化技术为传感技术。传感技术就是将定位器安装在企业需要进行监督管理的系统中，并将系统的工作情况反馈到与之相连的计算机上某企业通过对计算机接收到的数据，分析智能系统的实际情况，判断产品生产过程是否正常。由于传感可以实现信息高效精准传递，企业可以更迅速更准确的获取到产品生产过程中的各个环节实时状态，同时实现对产品的追踪。在实际的生产智能制造中使用传感技术，企业可以通过传感技术所反馈的信息对产品性能、品质乃至生产效率、质量进行监督，当产品生产过程出现问题，企业可以以最快速度反应并制定应对策略，减少企业经济损失，也方便企业对生产产品的过程进行管理。

2.2智能机器人

智能机器人中的机电一体化应用是近些年新兴的研究内容。智能机器人的产生在一定程度上缩短了智能制造的时间，降低智能制造的工作强度，帮助企业减少了大量在智能制造中投入的人力、物力资源[1]。由于智能机器人利用机电一体化技术、计算机技术等多项技术共同研发完成，具有强大的计算能力与操作能力，因此，智能机器人可以帮助完成人工难以解决的问题，并且有效降低了人工工作时的误差，实现产品精细化生产与管理；另外，相较于人工来说，智能机器人的操作更加快速，提高了整体的生产制造效率；并且智能机器人还可以长时间工作，可以承担高负荷的生产压力，帮助企业快速完成制造目标。目前常见的智能机器人包括机械臂机器人、物料机器人、龙门架机器人等，根据不同的产品需求拥有不同的功能。

2.3智能生产线

在实际的生产过程中，机电一体化技术可以实现对生产线的智能化控制。在传统的生产线中生产的产品难免由于种种不可控人为因素而受到影响，其精度难以保证[2]。智能生产线的引入能够实现对生产线的全面自动化控制，生产线的运行以及工件的制作无需人工干预，生产线中的三轴机器人可通过摄像头判断工件形状、摆放位置，自动匹配操作参数，操作效率得以大幅提升。

2.4柔性制造系统

柔性制造系统与其他技术一样是多种技术结合而成的综合性技术，但柔性制造系统往往同时囊括多种机电一体化技术，例如小型工件的柔性制造系统会包括自动传输料带、自动化物料管理系统、柔性机器人、带有视觉识别技术的红外摄像头等，多种技术的配合能够解决原有分散机作业的问题，解决传统生产模式下人工连接生产线的硬伤，同时柔性制造系统拥有强大的自我检查能力，一旦系统发生运转故障，能够通过自我排查发现故障并自动解决部分故障（机械层面故障或底层架构故障需人工解决），能够显著降低生产风险、人工成本以及维修费用[3]。

2.5远程监控系统

远程监控系统是上是在机电一体化技术的2.0版本，其升级点在于移动网络从4G制式到5G制式的转变，以及无线网络从WiFi5到WiFi6的转变，可同时连接检点更多网络，传输速度更快、传输延迟更低、速率更稳定，同时配合大数据技术人工智能技术，使操作人员无需前往现场便能够了解生产线运转情况同时对任何一台生产设备进行人工控制、实现即时化可视化操作，并能够远程解决部分系统层面问题。

3机电一体化技术在智能制造中的发展前景

对于目前机电一体化技术在智能制造当中应用效果较为良好，但仍有部分缓解需人工操作，人工智能能够取代的工作有限，而未来人工智能将逐步替代人工操作，实现真正意义上的完全自动化、智能化生产，例如柔性机器人能够根据工件形状以及特征自动判断所需，机械操作手，并快速完成配件，自动更换已抓取工件或加工工件，同时对工件进行自动扫描分析缺陷进行修补或选择淘汰。

结语：总结而言，机电一体化技术在智能制造当中的应用范围广，效果好，对于工业生产起到了巨大的推动作用，而未来将继续朝着智能化方向不断发展，开发新技术以及新应用方向，充分保证智能制造行业的可持续发展及创新。

参考文献

[1] 陈智俊, 林丽华. 机电一体化技术在智能制造中的应用分析[J]. 农机使用与维修, 2022(000-004).

[2] 景蕾. 机电一体化技术在智能制造中的应用分析[J]. 家庭生活指南, 2018(11):94-94.

[3] 宋超. 试析机电一体化技术在智能制造中的应用[J]. 装备维修技术, 2020(16):1.