機電一體化技術(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)、智能機器人技術(shù)、自動化生產(chǎn)控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)的自動化技術(shù)應(yīng)用。關(guān)鍵詞：機電一體化，傳感技術(shù)，柔性制造，智能機器人。

0引言

對于智能制造，是我國社會在現(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。在我國正式進入數(shù)字科技時代之后，自動化技術(shù)和微電子技術(shù)得到了全面發(fā)展，特別是機電一體化技術(shù)的普及，為我國智能制造水平的進一步提高創(chuàng)造了良好環(huán)境。對于機電一體化技術(shù)，主要是指將傳統(tǒng)自動生產(chǎn)線技術(shù)和傳感技術(shù)等多元化先進技術(shù)進行充分整合，在確保產(chǎn)品質(zhì)量達到標(biāo)準(zhǔn)要求的同時，提高制造行業(yè)整體運行質(zhì)量。因此，相關(guān)工作人員必須對機電一體化技術(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，對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用途徑進行全面探索，確保智能制造企業(yè)在機電一體化技術(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，憑借強大的發(fā)展能力得到穩(wěn)定發(fā)展。

1研究背景

1.1機電一體化

對于機電一體化技術(shù)而言，是將控制技術(shù)、計算機技術(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。在實際應(yīng)用機電一體化技術(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，能夠在遠程共享、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)中進行具體數(shù)據(jù)信息的交流，對系統(tǒng)的實際運行情況展開實時監(jiān)督與管理，及時發(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，將機電一體化技術(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)，在將機電一體化技術(shù)運用到智能制造相關(guān)工作中時，要優(yōu)先對傳感技術(shù)進行應(yīng)用。通過對傳統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)制造系統(tǒng)展開的詳細分析能夠知道，相關(guān)工作存在眾多問題。例如，無法有效實現(xiàn)動態(tài)化獲取指導(dǎo)信息目標(biāo)、無法解決隱藏在系統(tǒng)中的細小問題、無法對整個生產(chǎn)過程進行實時掌控，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)中運用傳感技術(shù)時，通過安裝定位器，能夠使計算機信息技術(shù)具有的多樣化功能得到充分發(fā)揮，確保在實際生產(chǎn)過程中，提高獲取、整合、分類、分析各項信息數(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，能夠為智能制造系統(tǒng)對各項生產(chǎn)情況進行調(diào)整提供重要依據(jù)，從而通過嚴(yán)格掌握整個制造流程，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能達到標(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)，被歸納在自動化機械制造系統(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)的運用，能夠以具體加工對象的實際需求為基礎(chǔ)，對相關(guān)操作手段進行自動轉(zhuǎn)換。在企業(yè)智能制造生產(chǎn)工作中靈活運用柔性制造系統(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、物料儲存系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容進行合理選擇，從而在計算機技術(shù)的輔助下，開展自動化、統(tǒng)一化、系統(tǒng)化的控制。與此同時，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)對各項產(chǎn)品生產(chǎn)方式進行合理優(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)效益得到進一步提升。通常情況下，柔性制造系統(tǒng)分為三個方面，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)合實際情況隨意變化自動加工工件的順序，對工件和工具進行靈活更換，通過對其增設(shè)全新功能，還能夠有效實現(xiàn)對空間的自動清洗和自動測量等任務(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)奏的物料進行自動辨別、保存、運輸、交換，通過增設(shè)全新功能，還能對相關(guān)工具進行自動測量和管理；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)工作進行自動協(xié)調(diào)和控制，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的在線采集和處理，而且還能對運行故障進行仿真模擬以及準(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詣蛹庸は到y(tǒng)、軟件系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、物流系統(tǒng)進行有效整合；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)信息進行充分整合、處理、分析，而且還能將計算機技術(shù)作為平臺，結(jié)合不同層次等級，對機械設(shè)備進行控制；從自動加工系統(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)合對專用機床和數(shù)控機床的有效應(yīng)用，實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智能機器人

對于智能機器人技術(shù)，是對機電一體化技術(shù)最高水平的呈現(xiàn)，能夠?qū)⒎律鷮W(xué)、機械技術(shù)、電子技術(shù)等不同學(xué)科領(lǐng)域的知識內(nèi)容進行有效整合。智能機器人技術(shù)憑借自身具有的多元化優(yōu)勢，得到了行業(yè)專家的重點關(guān)注，并且逐步成為我國機電一體化技術(shù)的主要研究方向之一。智能機器人技術(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)信息進行分析與處理，能夠結(jié)合實際要求對信息進行識別和判斷，從而模仿人類的行為習(xí)慣，完成各項生產(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，即使智能機器人的工作環(huán)境具有較高惡劣性和危險性，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自動化生產(chǎn)控制技術(shù)對于自動化生產(chǎn)控制技術(shù)，是機電一體化技術(shù)在智能制造相關(guān)工作中不斷實踐和優(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裝置具有的功能進行有效組合，實現(xiàn)自動控制。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，通常會分為五個層面，系統(tǒng)管理、資源管理、計劃管理、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；資源管理主要涉及物料管理、標(biāo)簽管理、設(shè)備維護；計劃管理主要涉及零件計劃、工序計劃；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。不僅可以對產(chǎn)品制造過程中涉及的數(shù)據(jù)信息進行全面采集、詳細分析、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，能夠為制造企業(yè)實現(xiàn)智能化自動管理目標(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)，是機電一體化系統(tǒng)中出現(xiàn)時間較早的內(nèi)容之一，能夠為智能制造行業(yè)全面發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。近幾年，數(shù)控加工領(lǐng)域為了實現(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，不僅要對每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行科學(xué)管理和控制，而且還要對種類多元的模擬信息進行有效處理[7]。在數(shù)控機床開展各項生產(chǎn)運行操作的過程中，運用智能控制系統(tǒng)，能夠?qū)嶋H生產(chǎn)情況進行動態(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，確保整個運行過程不會存在任何差錯。與此同時，還應(yīng)該加強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)動態(tài)進行模擬，能夠?qū)⑸a(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)得到有效實現(xiàn)，加強對智能制造領(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。通過將機電一體化技術(shù)合理運用到智能制造相關(guān)工作中，不僅能夠使企業(yè)各項生產(chǎn)工作的自動化控制層次得到有效提高，而且還能對生產(chǎn)控制效果進行全面強化[9-26]。制造企業(yè)必須將自身實際生產(chǎn)能力和生產(chǎn)需求作為基礎(chǔ)，加強對機電一體化技術(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