机电一体化在智能制造中的应用

2022-09-27

一、前言

随着科学技术的快速发展与进步, 使得机电一体化技术的发展也有了长足的进步, 并且在社会各领域当中的应用逐渐变得更加广泛。现今机电一体化技术已经成为工业化发展的重要动力, 在我国工业生产领域中已处于核心与主导的地位, 不但能够有效提升产品质量, 而且可以极大提升生产的效率。当今社会工业化的发展主题中, 智能制造已经逐渐成为主体, 并且通过智能制造使得工业生产变得更加智能化与人性化。在实际生产过程中, 机电一体化技术是智能制造技术的基础, 所以对机电一体化技术在智能制造过程中的应用进行研究, 是一项很重要的内容, 对于智能制造技术未来的发展具有重要的意义[1]。

二、智能制造

(一) 智能制造

智能制造主要包含两方面的内容:第一是智能制造技术。智能制造技术指的是在生产当中通过计算机模拟系统, 对某一系统进行分析及决策等, 整个过程当中不需要投入大量人力与物力, 主要依靠计算机就能实现对该系统全面的高度可靠性的分析, 并利用计算机的快速处理速度, 保证生产的时效性。第二是智能制造系统。智能制造系统指的是人机一体化智能系统, 其主要构成为智能机器人与人类专家[2]。

智能制造系统属于智能制造技术的未来发展方向, 在智能制造系统当中, 网络化与自动化技术融为一体, 通过这套系统可对各子系统进行智能化的控制与运作。智能制造系统从一方面来说, 是对各种应用进行集成的主要场所, 从另一方面来看, 也可以当作智能制造模式进行展现的主要载体。在进行智能制造系统的研究时其主要基础是社会生态学, 同时以计算机作为配合进行人工智能的控制活动, 在此基础上进行设计加工和控制管理等多项工作内容。在应用智能制造系统的环境当中, 高度变化非常明显的环境比较适合使用智能制造系统。而在智能制造模式当中, 最重要的就是对知识体系的注重程度, 所以需要将知识经济融入到其中, 构建起完善的知识体系。

(二) 机电一体化

机电一体化技术主要是机械技术与电子技术的有效融合, 属于一种创新性技术, 是多种技术相互融合后产生的一种结果, 涵盖自动化机械与计算机集成, 并促使电子与机械等学科之间的相互融合, 对于机械设备的智能化控制与管理是在此基础上实现的, 也是智能制造的基础。

随着时代的不断发展, 现机电一体化技术与信息技术、电子技术的结合程度已愈加紧密, 逐步实现了机电智能化的发展模式, 较大地促进了企业节省人力成本, 降低工人劳动强度, 提高生产效率。目前在很多大型企业, 机电一体化技术的应用已经逐渐普及, 包括机械、电子、控制、声学以及光学等多项技术, 并逐步朝着智能化、模块化、微型化以及网络化的方向发展。随着经济全球化的不断发展, 机电一体化技术已经推广到全球诸多经济领域, 随之而来的是机电一体化技术的新含义和新模式, 并在不断实践应用的过程中采用远程控制技术与远程监视技术, 不断突破企业生产的模式限制, 为企业的经济活动创造出更大的经济价值[3]。

三、机电一体化技术在智能制造中的应用

机电一体化的相关技术在智能制造中的应用, 主要分为以下几个方面。

首先是传感技术在智能制造当中的应用。传感技术是指利用各种传感器接受声音、光度、光电、温度等各种物理信息, 将信息传输到集成系统中对其进行识别、判断, 指示机械电子设备作出相应的处理, 从而实现对制造过程的智能化控制。在机电一体化相关技术当中, 传感技术是核心技术之一, 其拥有较高的精准性以及敏捷性, 能动态获取生产制造信息, 及时发现并解决生产制造过程中的问题并进行调整, 减少质量缺陷, 提高设备性能。例如在激光加工设备的结构件制造时, 通过光电传感器的检测钻孔反射光量, 修正产品钻孔的孔径偏差;在智能制造设备中安装检测定位器, 掌握具体的生产数据并及时作出调整;在机械手、机器人制造中使用视觉传感器、扭矩传感器、压力传感器、碰撞传感器, 实现利用机电技术进行智能制造[4]。

其次是在数控生产中的应用。机电一体化技术在我国出现之后, 最早是被应用到数控加工技术当中, 对于我国机械制造的水平提升, 机电一体化技术功不可磨。数控机床是制造业的“工作母机”, 也是智能制造的重要基础, 其结构具有良好的刚度和热稳定性。在数控制造过程当中, 对于精度以及效率有非常高的要求, 而机电一体化技术则能够在这两方面发挥着非常显著的优势, 将数控机床生产制造的精度和功效都大大提升。数控机床主要价值就体现在数控加工的精度方面, 所以数控机床上所使用的智能控制系统具有非常高的要求。现如今的数控机床已广泛应用于超高强度钢、高温合金等难加工材料和整体叶盘、叶轮等复杂结构件以及大型壁板等较高质量要求零件的加工中, 实现工业生产中的智能制造。

再次, 则是自动生产线和自动化机械的应用。自动化技术主要就是通过电子技术中光电控制系统, 和人机界面控制系统, 对生产线进行全面的控制。在智能制造领域, 最基本的饮料生产线、印刷包装生产线、香烟生产线等均应用了自动化生产控制技术。在智能制造企业进行生产制造的过程当中, 还可将柔性制造系统融入到其中, 通过计算机对系统进行控制, 将各设备之间进行有序的资源整合, 达到对制造业的综合自动化管理, 实现集约化和网络化的智能制造[5]。

最后则是工业智能机器人的应用。机电一体化技术快速发展的主要标志就是工业智能机器人开始向各领域的普及应用。工业智能机器人其本身拥有非常多的先进技术, 集人工智能技术、仿生学以及计算机系统等多种先进技术组成的新型结果。当前我国在智能机器人的相关研究工作上, 也已取得了较大的成果。智能机器人属于控制论、传感技术和信息技术进行综合整合形成的有机统一体, 其在生产制造领域当中的应用, 可以显著降低劳动强度、改善产品品质, 极大地提高生产效率, 创造更可观的经济效益。

四、机电一体化技术在智能制造中的发展

为推进我国机电一体化技术在智能制造中的快速发展, 需要政府细化并落实相关政策, 加强统筹规划和监督管理, 协调发展中遇到的问题;同时加快标准体系的建设, 搭建标准试验平台, 使工艺和产品规范化, 淘汰落后产能。出台财政补贴和税收优惠政策, 鼓励企业科技创新发展。另外, 需深化国际交流, 鼓励跨国公司、国外机构等在华设立智能制造研发机构, 建设示范工厂, 鼓励资本收购其他智能制造企业, 大力促进智能化的建设[6]。

五、结束语

机电一体化技术的快速发展, 为实现智能制造奠定了坚实的基础。在智能制造当中需要加强对机电一体化技术的研究, 促使机电一体技术和智能技术相互有机结合, 这对于促进我国工业快速高水平的发展、制造业水平的提升和经济建设的发展, 具有非常重要的意义。

摘要：智能制造是对传统工业生产模式的改革, 对于提升工业生产效益十分重要。随着电子技术和自动化技术的不断发展, 机电一体化技术得到了有效开发和广泛应用, 在智能制造中发挥着越来越重要的作用。机电一体化技术有效融合了传感技术、自动生产线技术、柔性控制系统等多种先进技术, 能够提升制造业的整体运行效率, 对于我国制造业水平的提升, 提高产品质量和降低生产成本, 具有非常重要的意义。因此, 对于机电一体化技术在智能制造中的应用值得深入探讨。

关键词：机电一体化,智能制造,系统,应用