机电一体化技术在智能制造中的应用陈波

机电一体化技术在智能制造中的应用陈波

陈波

(西安恒瑞工程流体设备有限公司陕西西安710061)

摘要：随着科学技术的飞速发展，各种新型的技术和生产方式也应运而生，机电一体化技术就这样进入人们的视野中，为人们的生活和工作带来了极大的便利。机电一体化技术的应用较为广泛，尤其是在智能制造中，不仅提高了智能制造的生产效率，还保障了产品的质量，使我国整体的机械制造水平得到了提升。

关键词：机电一体化；智能制造

引言

我国的机电一体化技术越来越成熟，在工业与农业的发展中发挥着至关重要的作用。但在实际的生活中，很多机电一体化应用中的农业与工业对象具有多层次、不确定性、非线性等特征，给机电一体化的发展带来了很大的难题。智能控制系统的出现及应用，为机电一体化的长远发展创造了良好的外部环境。所谓机电一体化，又称机械电子学，是指将电工电子技术、信息技术、接口技术、机械技术、微电子技术、传感器技术等多支技术进行有机地结合，并综合应用到实际生产生活中去的一项综合性的技术。

1智能制造的概念

所谓智能制造主要包含两方面内容：

一是智能制造技术，英文缩写为IMT。从内涵上看，智能制造技术重点指的是有关工程技术人员，通过利用计算机模拟制造从而实现对系统进行分析、判断和正确决策等内容。这些智能活动，是通过特定的方式和智能机器实现有机结合，从而在制造企业的整个系统中得到全面应用，促使整个制造企业得以有序、健全地运转。从这个角度分析，智能制造技术的优点在于可节省一定的人力，技术人员只需借助计算机即可实现对数据的处理、收集与存储等，大大增强了生产的实效性。

二是智能制造系统，英文缩写为IMS，是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能以一种高度柔性与集成不高的方式，借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策等，从而取代或者延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时，收集、存贮、完善、共享、集成和发展人类专家的智能。

2机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用

2.1智能控制在机械制造过程中的应用

机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能。控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，从而模拟人类制造机械的活动。同时，智能控制技术利用神经网络系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，从而修改控制模式中的参数数据。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。

2.2数控生产中的应用

机械制造不仅在国民经济中发挥着不可估量的影响力，而且对于国家工农业的发展方面也起着重要的作用。对于我国来说，机电一体化技术最早得到应用的地方就是数控生产行业中，而数控生产对智能控制系统有着非常严格的要求与标准，一方面对在系统中所包含的相关模拟数据以及信息的处理等技术有所涉及，另一方面它还对生产环节中管理与控制工作起着重要作用。纵观当前国内各大机床厂，所使用的数控机床结构类型主要是CPU和总主线模式，该模式可通过在线诊断与模糊智能控制，提高存储设备的精准性，并借助计算机等相关软件实现三维仿真动态画面，使整个生产流程更加逼真与有效，为工作人员提供准确的向导。

2.3自动生产线与自动机械方面的应用

现如今，自动生产线与自动生产机械在我国很多规模较大的企业中都得到了应用。自动生产线与自动生产机械主要是利用光电控制系统，对人机界面装置进行控制，从而对生产的全部流程进行掌握。自动生产线与自动生产机械具有十分广泛的应用，例如在电脑和手机等精密设备的生产过程中，都已经采用了自动生产线与自动生产机械。

2.4计算机的集成化体制

借助于全局动态的形式能够有效促进计算机集成制造体系的建立。该种体系的建立并不是各个子系统的简单组合，借助计算机集成制造系统将原有的各部门之间存在的界线打破。其中制造系统则是该体系的核心，而通过对信息流以及物料输送流的有效控制可以实现最终经营决策以及产品开发系统的有效结合。对于企业来说，当其产品制造系统具有极强的集成性时就能够实现各种生产要素的优化配置、产品开发效率的提升，最终将企业蕴含的生产潜能全部激发出来。

2.5智能控制在建筑工程中的应用

智能机器人代表了机电一体化最高技术水平，是在智能制造中的重要应用体现，不仅涉及到机械技术和电子技术两大领域，还结合仿生学等学科知识，是当前机电一体化技术中的研究热点。智能控制在建筑工程中的应用主要表现在以下几个方面：一是智能控制在建筑物照明系统中的应用，它主要通过通信与计算机控制的联网，对每一个时段的照明系统进行控制，主要表现在对照明时间、照明系统的节能、照明逻辑方面的智能控制；二是对建筑物内的空调进行智能控制，通过比例积分调节器闭环的方式对空调在夏季与冬季使用时的模式进行设置，可以智能地调节空调的风阀，在确保建筑内空气质量的同时，减少能量的浪费。

2.6交流伺服系统中的智能控制

交流伺服系统是基于异步电机交流伺服系统和基于同步电机交流伺服系统的一种系统，是机电一体化产品的重要组成部分。进入21世纪，随着电子技术的快速发展，交流伺服系统也越来越成熟，市场呈现出多元化发展趋势。在控制策略上，由于基于电机稳态数学模型的电压频率控制方法和开环磁通轨迹控制方法均难以达到良好的伺服特性。因此，多采用动态解耦数学模型的矢量控制方法。将智能控制引入交流伺服系统与现代交流伺服控制理论方法结合，使交流伺服系统具有更高的性能。同时采用模糊控制算法，能够有效地提高系统的动态响应速度和静态性能。同时，采用神经网络能有效地改善对模糊控制器输出影响程度。

2.7智能机器人方面的应用

智能机器人是我国重点研究项目之一，并且我国已经取得了一定的成就，在生产上也开始应用了智能机器人。这对产品质量的提升和增加产量方面大有裨益，还可以减少生产过程中的人工操作，从而有效的避免生产失误的产生，提高了生产的效率和质量。智能机器人还可以对信息资料进行识别、分析和整理，还能使较为复杂的工作流程能够尽快完成的同时，增强生产的准确性，所以被广泛应用到了军事生产行业。

3机电一体化技术在智能制造中的应用发展趋势

经过长期的研究和实践，机电一体化技术在智能制造中已经得到了广泛应用，所取得的应用成效是显而易见的，在推动制造业生产方面，发挥着越来越重要的作用，并且，随着相关研究的持续深入，机电一体化技术也变得更加完善和成熟，在智能制造中有着更为广阔的应用前景。在智能制造中应用机电一体化技术的最终目的是服务人类，所以，在实际应用过程中，就需要从人心理、情感、思维习惯、行为习惯等多方便进行综合考虑，尽可能保存人性化的设计，在色彩和造型方面起到一致性，并融入艺术性色彩，以满足人类的多方需求，便于机电一体化技术更好的应用。

结束语

随着机电一体化技术的应用范围日益扩大，可大大提高生产效率，为企业与员工节省大量的时间与精力，是未来社会经济发展的必然趋势。注重机电一体化技术在企业智能制造中的应用至关重要，可促进新技术的不断研发与壮大，提高工作效率，全面深化工业产业的改革，使工业产品质量得到大幅度提高，为企业创造更多的价值，为社会的全面发展做出应有的贡献。

参考文献：

[1]张开胜.机电一体化技术在智能制造中的应用研究[J].数码世界.2018(04).

[2]王艮山.智能制造中机电一体化技术的应用[J].黑龙江科学.2018(13).

[3]郭皓麟.机电一体化技术在智能制造中的有效应用[J].科技与创新.2017(22).