機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中應(yīng)用
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摘要：闡述機(jī)電一體化與傳感技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用，包括柔性制造系統(tǒng)、智能機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化生產(chǎn)控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化，傳感技術(shù)，柔性制造，智能機(jī)器人。
0引言
對于智能制造，是我國社會(huì)在現(xiàn)代化發(fā)展過程中以傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式為基礎(chǔ)所采取的有效改革方式，在提高我國工業(yè)生產(chǎn)效益的過程中發(fā)揮了重要作用。在我國正式進(jìn)入數(shù)字科技時(shí)代之后，自動(dòng)化技術(shù)和微電子技術(shù)得到了全面發(fā)展，特別是機(jī)電一體化技術(shù)的普及，為我國智能制造水平的進(jìn)一步提高創(chuàng)造了良好環(huán)境。對于機(jī)電一體化技術(shù)，主要是指將傳統(tǒng)自動(dòng)生產(chǎn)線技術(shù)和傳感技術(shù)等多元化先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行充分整合，在確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，提高制造行業(yè)整體運(yùn)行質(zhì)量。因此，相關(guān)工作人員必須對機(jī)電一體化技術(shù)在提高企業(yè)智能制造水平相關(guān)工作中具有的重要性給予正確認(rèn)知和高度重視，從多元化角度入手，對機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用途徑進(jìn)行全面探索，確保智能制造企業(yè)在機(jī)電一體化技術(shù)的積極輔助下，能夠采取具有較高科學(xué)性和合理性的管理控制措施，提高企業(yè)綜合發(fā)展能力，使智能制造企業(yè)在激烈的市場競爭中，憑借強(qiáng)大的發(fā)展能力得到穩(wěn)定發(fā)展。
1研究背景
1.1機(jī)電一體化
對于機(jī)電一體化技術(shù)而言，是將控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)等多元化技術(shù)措施的優(yōu)勢集于一體，形成的一種具有較高有效性和全面性的新型技術(shù)，擁有系統(tǒng)技術(shù)、模塊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)的相關(guān)特征。在實(shí)際應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的過程中，不僅能夠確保對各類信息數(shù)據(jù)的采集與分析工作持續(xù)、快速開展，而且還能將傳統(tǒng)信息處理技術(shù)存在的眾多局限徹底打破，能夠在遠(yuǎn)程共享、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行具體數(shù)據(jù)信息的交流，對系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況展開實(shí)時(shí)監(jiān)督與管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的故障問題，并且將相關(guān)問題上傳到對應(yīng)部門，確保工作人員能夠采取對應(yīng)有效措施將存在的故障問題和安全隱患徹底解決。與此同時(shí)，將機(jī)電一體化技術(shù)合理應(yīng)用到智能制造領(lǐng)域，能夠?qū)⑵渚哂械木€性優(yōu)勢和非線性優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，是確保智能制造系統(tǒng)運(yùn)行始終保持在穩(wěn)定狀態(tài)以及控制系統(tǒng)精準(zhǔn)性的關(guān)鍵技術(shù)。從機(jī)電一體化技術(shù)整體引用層面分析，能夠?qū)χ悄苤圃旒夹g(shù)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)交流能力、智能制造精準(zhǔn)度、制造質(zhì)量和效率、數(shù)據(jù)處理安全性等功能進(jìn)行不斷優(yōu)化與完善。
1.2傳感技術(shù)
對于傳感技術(shù)，是組成智能制造的核心基礎(chǔ)，在將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用到智能制造相關(guān)工作中時(shí)，要優(yōu)先對傳感技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。通過對傳統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)制造系統(tǒng)展開的詳細(xì)分析能夠知道，相關(guān)工作存在眾多問題。例如，無法有效實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化獲取指導(dǎo)信息目標(biāo)、無法解決隱藏在系統(tǒng)中的細(xì)小問題、無法對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)質(zhì)量。而通過將傳感技術(shù)合理運(yùn)用到企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，能夠?qū)⑸鲜鰡栴}快速、有效解決。在智能制造系統(tǒng)中運(yùn)用傳感技術(shù)時(shí)，通過安裝定位器，能夠使計(jì)算機(jī)信息技術(shù)具有的多樣化功能得到充分發(fā)揮，確保在實(shí)際生產(chǎn)過程中，提高獲取、整合、分類、分析各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的有效性。得到的數(shù)據(jù)具有較高準(zhǔn)確性和可靠性，能夠?yàn)橹悄苤圃煜到y(tǒng)對各項(xiàng)生產(chǎn)情況進(jìn)行調(diào)整提供重要依據(jù)，從而通過嚴(yán)格掌握整個(gè)制造流程，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，光傳感器依靠自身具有的眾多優(yōu)勢在光纖光纜中得到了廣泛應(yīng)用，并且在統(tǒng)一接口設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下，將企業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)所需的成本大幅度降低，從而使企業(yè)獲得更多經(jīng)濟(jì)效益。
2智能制造技術(shù)應(yīng)用
2.1柔性制造
對柔性制造系統(tǒng)，是一種具有較高綜合性的系統(tǒng)，被歸納在自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)領(lǐng)域中，主要包括數(shù)字控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)存系統(tǒng)、信息控制系統(tǒng)等多元化內(nèi)容，通過對柔性制造系統(tǒng)的運(yùn)用，能夠以具體加工對象的實(shí)際需求為基礎(chǔ)，對相關(guān)操作手段進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換。在企業(yè)智能制造生產(chǎn)工作中靈活運(yùn)用柔性制造系統(tǒng)，不僅能夠了解產(chǎn)品的生產(chǎn)背景，而且還能對具體加工設(shè)備、加工工具、物料儲(chǔ)存系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行合理選擇，從而在計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下，開展自動(dòng)化、統(tǒng)一化、系統(tǒng)化的控制。與此同時(shí)，利用柔性制造系統(tǒng)還能使企業(yè)批量生產(chǎn)多元化工件需求得到充分滿足，結(jié)合市場實(shí)際情況開展系統(tǒng)化的分析，通過對最終結(jié)果的充分利用，幫助企業(yè)對各項(xiàng)產(chǎn)品生產(chǎn)方式進(jìn)行合理優(yōu)化與調(diào)整，不僅能夠最大程度利用企業(yè)現(xiàn)有的生態(tài)資源，而且還能使企業(yè)生產(chǎn)效益得到進(jìn)一步提升。通常情況下，柔性制造系統(tǒng)分為三個(gè)方面，加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、控制與管理系統(tǒng)。在加工系統(tǒng)中，主要涉及加工設(shè)備、輔助設(shè)備、檢測設(shè)備，能夠結(jié)合實(shí)際情況隨意變化自動(dòng)加工工件的順序，對工件和工具進(jìn)行靈活更換，通過對其增設(shè)全新功能，還能夠有效實(shí)現(xiàn)對空間的自動(dòng)清洗和自動(dòng)測量等任務(wù)；在物流系統(tǒng)中，主要涉及工件流和道具流，能夠?qū)Σ煌a(chǎn)節(jié)奏的物料進(jìn)行自動(dòng)辨別、保存、運(yùn)輸、交換，通過增設(shè)全新功能，還能對相關(guān)工具進(jìn)行自動(dòng)測量和管理；在控制與管理系統(tǒng)中，主要涉及過程控制、過程調(diào)度、過程監(jiān)視，不僅能夠?qū)庸は到y(tǒng)和物流系統(tǒng)相關(guān)工作進(jìn)行自動(dòng)協(xié)調(diào)和控制，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的在線采集和處理，而且還能對運(yùn)行故障進(jìn)行仿真模擬以及準(zhǔn)確判斷[1]。從客觀角度分析，在制造行業(yè)中，柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用范圍最廣，能夠?qū)⒆詣?dòng)加工系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、物流系統(tǒng)進(jìn)行有效整合；從信息系統(tǒng)角度分析，柔性制造系統(tǒng)不僅能夠?qū)⒍嘣臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行充分整合、處理、分析，而且還能將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為平臺(tái)，結(jié)合不同層次等級(jí)，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制；從自動(dòng)加工系統(tǒng)角度來看，通過將成組技術(shù)作為基礎(chǔ)，將加工工藝具有較高相似性的零件作為目標(biāo)，結(jié)合對專用機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的有效應(yīng)用，實(shí)施集中化和批量化生產(chǎn)，確保產(chǎn)品生產(chǎn)效率全面提高[2]。
2.2智能機(jī)器人
對于智能機(jī)器人技術(shù)，是對機(jī)電一體化技術(shù)最高水平的呈現(xiàn)，能夠?qū)⒎律鷮W(xué)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)等不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行有效整合。智能機(jī)器人技術(shù)憑借自身具有的多元化優(yōu)勢，得到了行業(yè)專家的重點(diǎn)關(guān)注，并且逐步成為我國機(jī)電一體化技術(shù)的主要研究方向之一。智能機(jī)器人技術(shù)能夠?qū)⒖刂萍夹g(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)具有的優(yōu)勢集于一身，不僅能夠模仿人類的思維模式，而且通過對智能系統(tǒng)提供的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與處理，能夠結(jié)合實(shí)際要求對信息進(jìn)行識(shí)別和判斷，從而模仿人類的行為習(xí)慣，完成各項(xiàng)生產(chǎn)力操作指令[3]。在智能制造相關(guān)工作中通過對智能機(jī)器人的有效應(yīng)用，不僅能夠使工作人員的工作壓力和工作量得到大幅度降低，而且還能使相關(guān)工作具有的準(zhǔn)確性、可靠性、持續(xù)性得到保障，相比于傳統(tǒng)人工操作方式，具有的工作質(zhì)量和效率大幅度提高。產(chǎn)品生產(chǎn)過程還能在智能機(jī)器人的輔助下朝著規(guī)范性的方向發(fā)展，將傳統(tǒng)由于人工操作失誤而對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品精確度造成的影響徹底消除。由于受環(huán)境因素的影響程度較小，即使智能機(jī)器人的工作環(huán)境具有較高惡劣性和危險(xiǎn)性，依然能夠正常工作，為智能制造行業(yè)安全生產(chǎn)提供提了積極幫助[4]。2.3自動(dòng)化生產(chǎn)控制技術(shù)對于自動(dòng)化生產(chǎn)控制技術(shù)，是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造相關(guān)工作中不斷實(shí)踐和優(yōu)化得到的一種全新應(yīng)用形式，主要是將人工界面控制裝置和可編程控制等各項(xiàng)裝置具有的功能進(jìn)行有效組合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。通過對智能制造展開的深入分析能夠知道，無論是基礎(chǔ)的原料生產(chǎn)線，還是包裝印刷生產(chǎn)線，都能通過利用自動(dòng)化生產(chǎn)控制技術(shù)提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率[5]。在智能制造工作中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的具體表現(xiàn)形式還能體現(xiàn)在車間的生產(chǎn)過程和控制系統(tǒng)相關(guān)層面。在智能車間生產(chǎn)過程跟蹤與管理系統(tǒng)中，通常會(huì)分為五個(gè)層面，系統(tǒng)管理、資源管理、計(jì)劃管理、調(diào)度管理、生產(chǎn)過程管理。其中，系統(tǒng)管理主要涉及用戶管理、菜單管理、系統(tǒng)維護(hù)；資源管理主要涉及物料管理、標(biāo)簽管理、設(shè)備維護(hù)；計(jì)劃管理主要涉及零件計(jì)劃、工序計(jì)劃；調(diào)度管理主要涉及任務(wù)調(diào)度、設(shè)備調(diào)度；生產(chǎn)過程管理主要涉及生產(chǎn)數(shù)據(jù)回溯、質(zhì)量檢查、完工反饋、可視化統(tǒng)計(jì)。不僅可以對產(chǎn)品制造過程中涉及的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面采集、詳細(xì)分析、有效處理，而且通過對系統(tǒng)管理和資源管理等過程的靈活應(yīng)用，能夠?yàn)橹圃炱髽I(yè)實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)管理目標(biāo)奠定良好基礎(chǔ)[6]。2.4數(shù)控技術(shù)對于數(shù)控技術(shù)，是機(jī)電一體化系統(tǒng)中出現(xiàn)時(shí)間較早的內(nèi)容之一，能夠?yàn)橹悄苤圃煨袠I(yè)全面發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。近幾年，數(shù)控加工領(lǐng)域?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)智能化發(fā)展目標(biāo)，對智能制造系統(tǒng)具有的功能與作用提出了更多要求，不僅要對每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)管理和控制，而且還要對種類多元的模擬信息進(jìn)行有效處理[7]。在數(shù)控機(jī)床開展各項(xiàng)生產(chǎn)運(yùn)行操作的過程中，運(yùn)用智能控制系統(tǒng)，能夠?qū)?shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)掌控，并且通過對PLC控制技術(shù)和總線控制技術(shù)的靈活應(yīng)用，確保整個(gè)運(yùn)行過程不會(huì)存在任何差錯(cuò)。與此同時(shí)，還應(yīng)該加強(qiáng)對模糊控制理論和在線診斷技術(shù)的積極整合，將多元化的三維仿真技術(shù)結(jié)合其中，對數(shù)控生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行模擬，能夠?qū)⑸a(chǎn)制造工藝存在的缺陷問題全面呈現(xiàn)在技術(shù)人員面前，從而為技術(shù)人員對智能制造各項(xiàng)措施的有效調(diào)整提供依據(jù)[8]。
3結(jié)語
想要使工業(yè)生產(chǎn)智能化發(fā)展目標(biāo)得到有效實(shí)現(xiàn)，加強(qiáng)對智能制造領(lǐng)域的不斷優(yōu)化與完善，相關(guān)人士不僅要對智能控制技術(shù)具有的重要性給予高度重視，而且還要在引進(jìn)智能技術(shù)和應(yīng)用智能技術(shù)層面投入大量精力。通過將機(jī)電一體化技術(shù)合理運(yùn)用到智能制造相關(guān)工作中，不僅能夠使企業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)工作的自動(dòng)化控制層次得到有效提高，而且還能對生產(chǎn)控制效果進(jìn)行全面強(qiáng)化[9-26]。制造企業(yè)必須將自身實(shí)際生產(chǎn)能力和生產(chǎn)需求作為基礎(chǔ)，加強(qiáng)對機(jī)電一體化技術(shù)的積極探索和深入研究，將提高自身綜合競爭能力作為目標(biāo)導(dǎo)向，穩(wěn)步提升企業(yè)的智能化發(fā)展水平。
作者:安太玉 單位:長春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校
