机电一体化技术在智能制造中的应用

机电一体化技术在智能制造中的应用

段云飞

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摘要：随着我国社会经济和科学技术不断提升，结合电子、信息和机械等技术的机电一体化技术在制造业的应用日益深入，为我国智能制造的转型提供了重要动力。机电一体化技术不仅有效解决了传统制造模式中的诸多不足，更为工业制造的发展指明了具体路径。

关键词：机电一体化技术；智能制造；应用

引言

智能化制造技术在当前信息技术的背景下对智能化工业制造的发展具有积极的影响。机电集成技术是将多种学科知识和技术内容进行融合，在制造行业中能够应对多种复杂作业情况，有利于智能化制造业的可持续发展。将机电一体化技术的可持续性进行研究，有利于工业智能化的可行性拓展，对其系统的创新发展也具有重要作用。

1智能制造概述

（1）智能制造具有自律能力，能及时完成环境信息的搜集，并借助智能分析模块理解环境信息的相关内容，有效分析判定行为能力的具体情况，最关键的是，智能制造支持的智能机器具有独立性和自主性，甚至能借助相互的配合和协作参与竞争。（2）人机一体化特征，人工智能系统是一种混合系统，更加突出人在制造系统中的地位，在智能机器配合作用下，更好地发挥人的潜能，建立更加可控且科学的人机交互管理模式，确保更高层次地完成相应任务。（3）虚拟现实技术，将计算机作为基础，建立融信号处理、智能推理、预测分析、仿真等相关工作模式，从而模拟制造过程，从感官和视觉双层面为人们带来更加真实的感受。

2机电一体化技术在智能制造中的具体应用

2.1传感技术的应用

传感技术的应用标志着机电一体化技术开始逐步应用于智能制造领域，同时传感技术也是很多先进技术实施的基础。传感技术的应用主要是为了提升信息反馈速率，通过在关键部位安装传感设备，并与智能制造系统对接，能够实现一定范围内的数据捕捉和传递。在生产环节，传感技术的应用主要集中在数控机床等设备上，实时采集位置、速度和压力等数据，以反映生产的状态和设备的运行情况，当出现生产误差时能够实现快速反映和调节校正，保证生产的稳定性。基于传感技术和互联网技术的物联网系统是智能制造的现实表征，当前传感技术已经不仅仅用于生产设备的数据采集，还能够实现对生产制造环境、生产人员和移动设备的全面连接，真正意义上实现万物互联。在物联网环境下，生产系统、制造系统、管理系统、配电系统和消防系统等都能够做到全面监控和实时管理，一旦出现异常情况，管理员会收到实时警报。

2.2数控技术的应用

在智能制造领域，数控技术的发展已经十分成熟。数控技术即利用数字信息对机械实施控制，是机电一体化技术的重要标志之一。数控技术主要包含三个层面：机床、数控系统和外围技术。通过数控系统内的程序，在光电控制装置的驱动下的自动化生产线实现了智能制造质效的双重提升。数控技术在智能制造中的应用优势主要有三个方面：（1）数控技术的精确性和灵活性很高，能够广泛应用于各类系统之中，确保数据处理和应用的准确高效；（2）数控技术显著优化了工业生产制造的流程，只需要提前编写相应的程序，数控机床就能够实现自动生产，大幅减少人力的参与；（3）数控技术的功能十分全面，不仅能用于传统的生产操作，还能够实现自主分析和决策，提高工业生产质量。

2.3远程监控技术的应用

远程监控技术的应用为制造业的发展提供了安全的制作环境，有利于员工的安全生产。机电一体化技术的创新为智能化领域的安全性问题也提供了很好的发展环境。在稳固生产环境方面，可以采用机电一体化信息技术中的相关传感器，利用灵敏的信息捕捉能力，对设备的所有参数进行监控，对其可能出现的故障信息进行识别，有针对性地预防其生产操作故障行为。在此过程中，通过传感技术之间的数据传输，上传到智能制造系统，在后台的控制系统中能够计算机将接收的数据信息，通过相应的技术转化为图形语言或计算机语言，对智能制造系统的异常运行状况预警。相对在现场进行人工监控，这种通过计算机进行远程操控的手段，更利于安全生产。也解放了大量的人力资源，将高风险的生产作业中的工人的生命安全进行最大程度的保护。

2.4柔性制造技术的应用

将CNC管理与多种信息控制系统相结合，以柔性的制造技术为基础，能够更加灵活地应对系统的操控。在工业生产中，许多的工业设备都需要提前进行程序的编写，但在其具体的执行操作中，必然会因为设备的故障和操作障碍问题，产生一定的问题。针对这种可能出现的故障性问题，机电一体化系统在智能化技术的支持下，就可以采用多程序的控制系统，针对其出现故障程序的行为进行判定，然后采用备用程序，或其他控制程序，对其进行系统的分析，采取最优的生产线路，对其进行智能化的处理，提高智能制造的科学性与高效性。

2.5智能机器人技术的应用

智能机器人的类型多种多样，被应用于多种作业环境，能够适应人类难以承受的高温、高压等危险环境，更利于工业制造效率的提升，也减少因为人工操作而产生的危险事故。智能机器人是根据相应的传感器和仿生程序结合而成，其主要模拟人体的劳动状态，在生产过程中，可以按照计算机编程程序进行作业。在程序的控制下，不会产生其他多余的动作，在生产效率上，具有高效性。同时，还可以通过安装在执行端的各种传感器，对生产运行中产生的各种数据进行实时收集，并通过人工智能技术对收集的数据进行深入的分析，进而自动地优化与调整自己的工作流程与操作精度，从而持续提高生产的质量与效率。本项目的研究成果将为实现高精度、高强度、高风险、高精度的智能制造提供新的解决方案。当前，在智能化生产过程中，常用的是焊接机器人、搬运机器人和装配机器人。

3机电一体化技术在智能制造中的应用前景

3.1环保化发展

传统制造业一直是环境污染和资源浪费问题的主要源头之一。近年来，随着环境问题的逐渐尖锐，社会各界环保意识的提高，可持续发展理念和节能减排理念开始渗进各行各业。未来的智能制造将在机电一体化技术的辅助下实现绿色、环保和节能的发展路径。机电一体化技术应当推动生产流程、生产技术和产品原料的绿色化和可持续化，实现资源的高效利用，降低污染物排放，真正意义上减轻环境负担，实现经济和环境的协同发展。

2.2微型化发展

传统制造业中的典型特征就是生产所需的机械设备体积十分庞大，往往只能进行固定化生产，不仅难以实现灵活作业，还提高了运输和销售的成本。未来机电一体化技术将朝着微型化方向发展，在原有设备的基础上对生产机械进行优化设计，减少设备的体积和重量，实现灵活搬运和自由应用。微型化的发展方向不仅能够实现在相同生产效能的基础上减少资源消耗，还能够满足未来更多场景的生产需求，推动智能制造服务水平的不断提升。

结语

综上所述，我国制造业的转型升级势在必行，因此必须加强技术创新，在新技术的引导下逐渐实现信息化、自动化和智能化生产模式。机电一体化技术是一项综合性技术，能够实现智能制造所需的各种功能和应用场景，在实际运用中具有显著优势。同时，随着人工智能等新兴技术的成熟，机电一体化技术还有很大的发展空间，需要相关单位持续研究和探索，充分挖掘技术价值，实现智能制造的持续发展。

参考文献

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[2]庄培灿.径向环形编织机机电一体化系统建模及控制策略研究[J].工程设计学报,2019,29(3):347-357.

[3]李红岩.轴承柔性智能制造的物料配送期量动态优化方法[J].工业工程,2018,26(2):155-162.