智能制造中機電一體化技術(shù)的應用策略探析

摘要：機電一體化技術(shù)集計算機技術(shù)、機械技術(shù)、信息化技術(shù)、電子技術(shù)以及機械技術(shù)為一體，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的當下，機電一體化技術(shù)也取得了長(cháng)遠發(fā)展，除了可以代替原有的人工操作模式之外，還逐漸發(fā)展的更加完善且智能化，使現代工業(yè)生產(chǎn)也迎來(lái)了全新發(fā)展機遇。由此我們也可以看出，對智能制造體系來(lái)說(shuō)，機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢也日漸明顯。

關(guān)鍵詞：智能制造；機電一體化

1 機電一體化與智能制造

1.1 機電一體化技術(shù)

所謂機電一體化技術(shù)，就是涉及電子信息處理系統技術(shù)、機械制造系統技術(shù)等，具有較強綜合性特點(diǎn)，相關(guān)設備主要包括光學(xué)傳感器、壓力傳感器等。在相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的當下，機電一體化技術(shù)要想獲得可持續發(fā)展，需要把眾多高新技術(shù)成果互相融合，把信息技術(shù)研發(fā)當作最重要的目標。機電設備一體化技術(shù)除了包含系統、機身框架和各項基礎設施之外，對連接部分而言，還需要借助實(shí)際壓力傳感器調整各項系統的重要運行參數以及狀態(tài)信息，并且把獲取的信息處理成能夠自我識別的各項內容，然后再綜合分析各項信息傳輸指令要求的基礎之上，實(shí)現運動(dòng)部件的有效控制，使整個(gè)系統能夠正常運行。其中，實(shí)現一體化與智能化控制系統的系統主要包括可編程微控制器、自動(dòng)計算器以及邏輯電路等，通過(guò)有效整合上述部分，明確各個(gè)功能部分的各自分工與責任，提升整個(gè)系統技術(shù)的運行管理效率，為我國制造行業(yè)健康穩定發(fā)展夯實(shí)基礎。

1.2 智能制造

智能制造技術(shù)就是利用計算機仿真系統完成正確分析、判斷以及決策的過(guò)程，通過(guò)特定方式整合智能機器，同時(shí)把其應用于制造企業(yè)系統當中，使制造企業(yè)能夠更加有序穩定發(fā)展。從該角度來(lái)看，智能制造技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)就是能夠節約勞動(dòng)力，實(shí)際操作中用計算機進(jìn)行簡(jiǎn)單的數據收集、處理及存儲工作，就能提升生產(chǎn)效率 ^[2]。

2 機電一體化技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 結構最優(yōu)化

往在機械產(chǎn)品控制過(guò)程中，一般需要設計機電機構；為了實(shí)現變速控制目標，也需要在機電系統中加入變速箱。而信息技術(shù)的不斷發(fā)展，也讓傳統的人工操作模式逐漸被變頻調速電子設備所取代，通過(guò)運用計算機軟件控制模式，提升生產(chǎn)效率。機電一體化技術(shù)的出現，能夠充分整合計算機軟件、電子技術(shù)以及機械技術(shù)等眾多優(yōu)勢，使機械產(chǎn)品結構得到整體優(yōu)化。

2.2 系統智能化

機電一體化技術(shù)能夠實(shí)現智能化控制系統規劃管理生產(chǎn)脈絡(luò )的目標。隨著(zhù)機電一體化技術(shù)各項性能的快速提升，傳統生產(chǎn)方式的弊端也逐漸得到了較大改善，人力投入量也得到了有效控制。智能化控制系統的出現能對各項系統與程序進(jìn)行有效調控，也能充分體現其自動(dòng)化控制的實(shí)際效果，比如故障診斷、信息處理和自動(dòng)化檢測等等，具體操作時(shí)也可以將工作指令輸入系統內，使系統完成自動(dòng)化操作程序，節約較多人力 ^[3]。除此之外，當系統出現風(fēng)險故障時(shí)，工作人員也能更加具有針對性地對故障進(jìn)行處理，使管理人員借助系統當中的預警功能掌握系統運行的實(shí)際情況，保證系統運行安全性的同時(shí)，也能有效降低生產(chǎn)危險系數。

2.3 交換優(yōu)勢

與傳統生產(chǎn)技術(shù)相比，機電一體化技術(shù)有著(zhù)十分明顯的控制功能以及靈敏度，可有效提升數據處理效率。而智能制造通過(guò)引入機電一體化技術(shù)，也能讓數據處理流程變得更加高效，信息數據交換也會(huì )更加安全。通過(guò)機電一體化技術(shù)的相關(guān)優(yōu)勢，可以有效解決智能制造過(guò)程中的技術(shù)困難，也能有效提升信息處理效率，使數據完整性得到有效保障。

3 機電一體化技術(shù)在智能制造中的應用

3.1 傳感器技術(shù)

對機電一體化技術(shù)來(lái)說(shuō)，傳感器其實(shí)作為系統十分關(guān)鍵的沒(méi)人，可在應用過(guò)程中體現較大作用，借助傳感器技術(shù)，能對外界情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，也能保證生產(chǎn)時(shí)形成傳感器終端網(wǎng)絡(luò )系統，可實(shí)時(shí)對傳感器接收到的各項數據完成加工。結合應用情況可知，傳感器技術(shù)也必須發(fā)揮計算機作用，讓傳感器信號進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，把握信息數據。目前光纖傳感器有著(zhù)十分廣泛的應用范圍，也是十分特殊的應用類(lèi)型，在前期使用過(guò)程中需消耗較大成本，一般在汽車(chē)等機械加工過(guò)程應用，例如我們以長(cháng)春一汽汽車(chē)為例，如圖 1 所示，在實(shí)際生產(chǎn)加工中安裝有激光測距雷達裝置，這個(gè)裝置就能十分深入地反映智能制造中傳感器技術(shù)發(fā)揮的重要作用 ^[4]。將激光測距雷達設計于汽車(chē)前后方，能為司機提供實(shí)時(shí)提醒，使其能隨時(shí)觀(guān)測周?chē)系K物，合理判斷距離。除此之外，激光測距雷達還能根據信號對障礙物情況作出準確判斷，當距離過(guò)近，也會(huì )通過(guò)該裝置對駕駛人進(jìn)行報警，提升安全性。

3.2 自動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)

在智能制造過(guò)程中，運用自動(dòng)化技術(shù)能夠充分發(fā)揮實(shí)現對機械生產(chǎn)的自動(dòng)控制，也能讓整個(gè)生產(chǎn)模式變得更加自動(dòng)化，提升工作人員效率，使整個(gè)產(chǎn)品的工藝模式能夠更加優(yōu)化，也能獲得更加滿(mǎn)足人們要求的產(chǎn)品。以往產(chǎn)品制造與加工中以手工方式為主，這種模式不僅無(wú)法保證工作效率，還對后續的產(chǎn)品銷(xiāo)售存在不利影響。而對智能制造來(lái)說(shuō)，實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)以后，不僅能夠提升生產(chǎn)效率，還能讓整個(gè)工藝模式變得更加優(yōu)化，提升產(chǎn)品性能。

圖1 基于傳感技術(shù)設計的激光測距雷達裝置

3.3 信號處理技術(shù)

在智能制造信號傳輸過(guò)程中，主要為借助網(wǎng)絡(luò )傳輸信號對機電一體化技術(shù)進(jìn)行處理的最終信號，通常以傳輸電信號為主 ^[5]。從技術(shù)原理層面來(lái)看，機電一體化技術(shù)能夠一起處理終端系統與服務(wù)器的各項內容，利用制造的智能化方式，讓信息在機電一體電信號傳輸平臺與網(wǎng)絡(luò )中得到實(shí)時(shí)傳輸，也能借助智能制造技術(shù)對各項信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。上文我們提到智能制造模式有著(zhù)較大的應用價(jià)值，其可以通過(guò)構建電信號傳輸模塊的方式，降低信號干擾，也能將智能制造實(shí)際效果體現出來(lái)。

3.4 智能機器人技術(shù)

該技術(shù)能夠在條件比較差的工況下應用，工作人員也能根據現場(chǎng)操作情況，合理利用信息化技術(shù)、仿生學(xué)技術(shù)以及機器人控制技術(shù)等，不僅能夠優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境，還能讓生產(chǎn)信息的篩選過(guò)程變得更加智能化，使產(chǎn)品生產(chǎn)與管理工作變得更加高效，讓企業(yè)加工更加高效。智能機器人有著(zhù)很大的使用價(jià)值：第一，可減少人力方面的投入，提升最終利潤，使企業(yè)生產(chǎn)鏈更加完善；第二，可有效提升企業(yè)生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)流程更加智能化，也能通過(guò)更為優(yōu)化的生產(chǎn)流程模式，降低傳統生產(chǎn)過(guò)程中存在的不足，保證系統運行的同時(shí)，也能有效提升生產(chǎn)效率。第三，有效控制安全現象的發(fā)生概率，防止人員受到威脅。由于實(shí)際生產(chǎn)條件十分惡劣，我們一定要重視監督管理工作，但是即便如此，也無(wú)法完全避免安全事故的發(fā)生。而利用智能機器人技術(shù)，不僅能夠有效保證人身安全，也能通過(guò)該項技術(shù)手段降低安全事故的發(fā)生概率。

3.5 人機一體化技術(shù)

目前該技術(shù)在智能制造過(guò)程中得到很大范圍的應用，該項技術(shù)除了能夠提升機械設備的智能化程度之外，還能將智能設備與人力相結合。在利用該技術(shù)時(shí)，工作人員需要對整個(gè)成本進(jìn)行有效控制，通過(guò)智能設備獲取以及分析相關(guān)數據。除此之外，借助該技術(shù)還能對人與機械的工作范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)調整，改變加工期間存在的主被關(guān)系，也能讓人機一體化技術(shù)朝著(zhù)更加專(zhuān)業(yè)且智能的方向不斷發(fā)展。

3.6 計算機集成數字化采集技術(shù)

通過(guò)該技術(shù)的應用，并發(fā)揮數據存儲作用，在綜合手工操作模式的基礎之上，能夠獲取與處理數字化內容，還可以對各項生產(chǎn)數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。例如，技術(shù)人員可以通過(guò)計算機對各項數字化采集技術(shù)進(jìn)行統一應用，也能進(jìn)一步查明設備的實(shí)際運行狀態(tài)。社會(huì )在不斷發(fā)展，該技術(shù)也發(fā)展更加完善，能夠以機電一體化技術(shù)為主要手段，確保在智能制造中真正達到技術(shù)遷移的效果。

3.7 柔性控制系統

柔性控制系統能對數字信息進(jìn)行有效控制，也可根據具體狀況進(jìn)行科學(xué)轉換，可以通過(guò)智能化的方式調控各項生產(chǎn)物料與設備，也能共同作用于數條生產(chǎn)線(xiàn)。借助信息技術(shù)對各項環(huán)節的數據信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，也能進(jìn)一步掌握市場(chǎng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，可結合市場(chǎng)要求制定更加科學(xué)的生產(chǎn)方案，避免出現生產(chǎn)資源浪費現象。

3.8 生產(chǎn)制造遠程控制技術(shù)

在傳統生產(chǎn)方式中，受到人工干預很多，現在已經(jīng)很難達到生產(chǎn)管理要求，在機電一體化技術(shù)支持下，能夠讓生產(chǎn)管理實(shí)現遠程化操作與控制目標。要想進(jìn)一步保證網(wǎng)絡(luò )應用的可靠性，很多企業(yè)也在積極引入局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )，但是這種方式雖說(shuō)可降低外部干擾，仍然會(huì )面臨一定的風(fēng)險隱患，在遠程管控方面還有很大難度，因此也會(huì )引起安全管理等問(wèn)題。由于信息傳輸模式十分多元化，然而對各種傳輸手段來(lái)說(shuō)，其對應的特點(diǎn)也有所不同，現在智能制造的思想，可以通過(guò)多模組協(xié)同傳輸信號，也能有效保證信息傳輸效果，讓各生產(chǎn)流程實(shí)現遠程控制，結合實(shí)際情況開(kāi)展有效管控。

4 結語(yǔ)

綜上所述，機電一體化技術(shù)在智能制造過(guò)程當中的發(fā)展前景與應用模式也受到了全社會(huì )的廣泛關(guān)注，因此需要從模式創(chuàng )新、技術(shù)升級等層面進(jìn)行有效分析與改進(jìn)。把握機電一體化技術(shù)的特點(diǎn)與智能制造的發(fā)展前景有著(zhù)十分重要的現實(shí)意義，智能制造中的機電一體化技術(shù)應用需要從穩定控制、系統設計兩大層面入手，引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)設計理念，在有針對性?xún)?yōu)化后獲取更好效果，保證系統運行更加安全，產(chǎn)品質(zhì)量也得到有力控制。

參考文獻：

[1] 陳育貴.智能制造中機電一體化技術(shù)的應用探討[J].科技創(chuàng )新導報,2020,17(2):7-9.

[2] 管靜.汽車(chē)智能制造中機電一體化技術(shù)分析[J].現代工業(yè)經(jīng)濟和信息化,2021,19(8):133-134.

[3] 張小濤,鄧鳳儀.關(guān)于智能制造中機電一體化技術(shù)的應用[J].科學(xué)咨詢(xún),2020,23(11):140.

[4] 傅彩虹.智能制造中機電一體化技術(shù)的應用分析[J].南方農機,2020,51(6):160.

[5] 脫文瑞.機電一體化技術(shù)在智能制造中的實(shí)踐研究[J].課程教育研究,2020,33(20):250.

(注：本文轉載自《電子產(chǎn)品世界》2022年7月期)