智能制造機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，制造業(yè)所面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到制造業(yè)中，能夠提高制造業(yè)的智能化水平。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)的制造技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的技術(shù)需求，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。鑒于此，本文首先對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的概述與發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行介紹，然后對(duì)該技術(shù)的特點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究，最后分析了該技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

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

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了發(fā)展，在我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)中所發(fā)揮的作用越發(fā)明顯。機(jī)電一體化技術(shù)也被稱為機(jī)械電子學(xué)，是將電子學(xué)與機(jī)器學(xué)進(jìn)行融合并用于工業(yè)化生產(chǎn)之中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械設(shè)備的智能化管理?，F(xiàn)代工業(yè)智能化管理已經(jīng)成為了一個(gè)代名詞，利用人工智能通過邏輯性分析，對(duì)工廠各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行推理、判斷、決策以及分析等操作。通過電子計(jì)算機(jī)高精度的計(jì)算能力，可以減少工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)中人為因素所造成的誤差，替代了傳統(tǒng)人力生產(chǎn)的模式，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。從上述分析可以看出，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)行探析是十分必要的。

1機(jī)電一體化技術(shù)的概述與發(fā)展情況

1.1技術(shù)概述

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，是我國(guó)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，并已經(jīng)應(yīng)用到制造業(yè)、信息化產(chǎn)業(yè)、自動(dòng)化控制產(chǎn)業(yè)等諸多領(lǐng)域之中。目前，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入到了信息化時(shí)代，傳統(tǒng)的制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)不能夠滿足社會(huì)發(fā)展的需求。在信息化快速發(fā)展的時(shí)代背景下，智能制造產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，智能制造產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)將徹底改變傳統(tǒng)的以人力生產(chǎn)為主的制造生產(chǎn)模式，將極大的降低工廠人力勞動(dòng)強(qiáng)度以及安全事故的發(fā)生率。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到智能制造產(chǎn)業(yè)之中，對(duì)于我國(guó)未來(lái)工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

1.2技術(shù)發(fā)展情況

機(jī)電一體化技術(shù)最早提出于上世紀(jì)50年代，該項(xiàng)技術(shù)最早只是簡(jiǎn)單的將電子與機(jī)械相關(guān)的技術(shù)相結(jié)合，在初期的應(yīng)用中存在著較多缺陷，同時(shí)自動(dòng)化水平程度不高，其應(yīng)用范圍有限，并無(wú)法真正的投入到制造業(yè)生產(chǎn)之中。但隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)與微處理技術(shù)不斷成熟，這些技術(shù)的應(yīng)用增加了機(jī)電一體化技術(shù)的自動(dòng)化程度，為其廣泛使用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。此外機(jī)電一體化技術(shù)還不斷的融入了信息與智能控制等技術(shù)，為該項(xiàng)技術(shù)智能化發(fā)展指明了方向。目前將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到智能制造產(chǎn)業(yè)之中，也就是將信息技術(shù)、智能化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等融入到了制造產(chǎn)業(yè)之中，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)制造產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。

2機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)

2.1結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化

傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品要想將控制功能加入其中，就必須在機(jī)械產(chǎn)品中增加相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，如想對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變速控制，就必須在系統(tǒng)中增加變速箱。但是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的變速箱已經(jīng)開始向變頻調(diào)速電子設(shè)備發(fā)展，機(jī)床銑刀的運(yùn)動(dòng)軌跡也由傳統(tǒng)的人工控制變?yōu)榱擞?jì)算機(jī)軟件控制，機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)軟件以及硬件設(shè)備的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。

2.2系統(tǒng)的智能化控制

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，其最大的特點(diǎn)就是系統(tǒng)的智能化控制。近些年來(lái)，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向就是不斷提高自身的智能化程度。智能化系統(tǒng)的應(yīng)用從根本上改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，減少了對(duì)人力的依賴。此外，智能化控制系統(tǒng)能夠根據(jù)系統(tǒng)事前所設(shè)置的程序?qū)ο到y(tǒng)的相關(guān)操作進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多種自動(dòng)化功能。如信息處理功能、信息修改功能、自動(dòng)化檢測(cè)功能、信息記錄以及故障診斷功能。在智能化控制系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，系統(tǒng)能夠根據(jù)操作人員輸入的控制指令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生故障，也能夠自動(dòng)采取相應(yīng)的處理措施，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也具備預(yù)警功能，提醒相關(guān)管理人員進(jìn)行相應(yīng)的處理，從而保證了系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

3機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

3.1在數(shù)控生產(chǎn)中的應(yīng)用

制造產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系中占有重要的地位，該產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展能夠推動(dòng)我國(guó)工業(yè)與農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)數(shù)控企業(yè)是最早開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行研究的，因?yàn)閿?shù)控企業(yè)在生產(chǎn)過程中對(duì)智能控制系統(tǒng)的要求較高，其要求主要有以下兩點(diǎn)：一是需要和系統(tǒng)內(nèi)部的模擬信號(hào)數(shù)據(jù)資料建立聯(lián)系。二是智能控制系統(tǒng)在企業(yè)進(jìn)行控制與管理的過程中起到了重要的作用。目前我國(guó)的數(shù)控企業(yè)所使用的數(shù)控機(jī)床是以CPU與總主線控制模式為主的，這種控制模式將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用其中，通過在線診斷與模糊控制使得控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行精確控制。此外，還可以利用計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)控制過程進(jìn)行三維式重現(xiàn)，使得原本復(fù)雜抽象的工作流程呈現(xiàn)出來(lái)，方便管理人員對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行管理。

3.2在傳感技術(shù)中的應(yīng)用

隨著智能制造技術(shù)逐漸發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，在工業(yè)生產(chǎn)中起到了重要的促進(jìn)作用。而傳感技術(shù)又是智能制造中不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)，在自動(dòng)化生產(chǎn)中，高精度的傳感技術(shù)保證生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到傳感技術(shù)之中，能夠在一定程度上提高傳感技術(shù)的精確性，與配套設(shè)備配合使用能夠準(zhǔn)確的獲取到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并將這種運(yùn)行狀態(tài)傳輸給計(jì)算機(jī)終端，計(jì)算機(jī)終端能夠?qū)@些反饋信息進(jìn)行處理分析，通過邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)制造流程的全面控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制與生產(chǎn)效率的提升。

3.3在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用

在智能制造產(chǎn)業(yè)中，機(jī)電一體化技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用尤其是在自動(dòng)機(jī)械和自動(dòng)生產(chǎn)線上具有重要作用，通過該項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)整個(gè)操作流程進(jìn)行控制。從目前我國(guó)的應(yīng)用情況來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛，其中最具代表性的就是在我國(guó)飲料產(chǎn)業(yè)與印刷產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。此外，機(jī)電一體化技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)中也有一定的應(yīng)用，該系統(tǒng)包含了企業(yè)生產(chǎn)中的大量生產(chǎn)要素是一個(gè)具有綜合性的整體，能夠促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)流程的網(wǎng)格化與動(dòng)態(tài)化，有效的提升企業(yè)各部門的生產(chǎn)效率。

3.4在工業(yè)智能機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)智能機(jī)器領(lǐng)域中的應(yīng)用是一種高級(jí)應(yīng)用，在智能制造中起到了重要作用，同時(shí)該領(lǐng)域還包含了仿生學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及人工智能技術(shù)等。這些年來(lái)有關(guān)該技術(shù)在智能機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸增多，使用率也逐漸增加。相關(guān)產(chǎn)品的迭代周期也在不斷縮短，應(yīng)用效果明顯提升，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。

4智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展

隨著工業(yè)化水平不斷提高，人工智能技術(shù)得到了大力發(fā)展，大量的智能化數(shù)控設(shè)備和機(jī)器人得到了應(yīng)用。更多的產(chǎn)品設(shè)備具有了智能化，這種智能化實(shí)際上是模擬人類思維進(jìn)行的生產(chǎn)與數(shù)據(jù)分析，而智能化設(shè)備的服務(wù)對(duì)象又是人類，因此，就需要這些智能設(shè)備具備準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析能力與操作能力，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳感技術(shù)又是必不可少的。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，并依據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，這就實(shí)現(xiàn)了智能制造。在科技快速發(fā)展的今天，不斷有新的技術(shù)融入到制造產(chǎn)業(yè)之中，為了滿足現(xiàn)代化科技發(fā)展的需求，必須要吸取多種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，融入到自身之中從而加快自身科技發(fā)展的步伐。目前我國(guó)的制造業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，生產(chǎn)制造的水平得到提升，對(duì)機(jī)器技術(shù)的研究力度也不斷增加，從而提高了工業(yè)化的生產(chǎn)效率。因此，將電一體化技術(shù)應(yīng)用到制造產(chǎn)業(yè)的機(jī)械設(shè)備之中，將推動(dòng)我國(guó)工業(yè)智能化的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用解決了傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)中存在的不足，提高了我國(guó)工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能對(duì)制造企業(yè)生產(chǎn)到設(shè)計(jì)全部流程進(jìn)行科學(xué)合理的管理，緩解了人力成本給制造企業(yè)帶來(lái)的成本壓力。由此可以看出，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用有利于推動(dòng)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展。在該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用過程中也要注意部分污染嚴(yán)重的工業(yè)，會(huì)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用造成一定的影響，不利于制造產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)?？偠灾?，機(jī)電一體化在工業(yè)中的應(yīng)用能夠極大的減少人為因素所造成的操作失誤，從而保證了工業(yè)產(chǎn)品的良品率。因此，機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，并在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

5結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)需求，該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然結(jié)果，同時(shí)也是多種技術(shù)的融合。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在智能制造工作中，是促進(jìn)多種先進(jìn)技術(shù)與制造業(yè)的融合，并促進(jìn)制造業(yè)的改革與優(yōu)化，進(jìn)而為制造企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益。

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作者：王軍亞 單位：周口職業(yè)技術(shù)學(xué)院