智能制造背景下机电一体化技术的应用

智能制造背景下机电一体化技术的应用

杨哲

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摘要：随着工业的发展，制造业也有了很大进步。以人工智能为基础的智能化机械制造行业逐渐受到国家重视，并且向着积极的方向发展。以智能化制造为主的机电一体化技术的发展速度也逐渐加快，通过对智能制造趋势下机电一体化的总体使用情况来看，智能制造机电一体化在我国的应用情况呈现良好趋势，但依旧有许多制约因素影响其发展进程。基于此，文章以智能制造为背景，以机电一体化为出发点，以机电一体化技术发展为主要内容，探究常见的智能制造机电一体化技术，并针对其中存在的问题与不足，提出相应的技术发展策略，以期为机电一体化技术发展提供借鉴。

关键词：智能制造；机电一体化技术；应用

引言

制造业是立国之本，强国之基。新中国成立以来，我国制造产业逐步成熟，尤其是在改革开放后，持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，一举成为世界第一制造大国。但我国制造业的自主创新能力不高、资源利用效率低下、产业结构水平参差不齐、产品质量与效益差，与世界先进水平相比仍存在明显差距，呈现出大而不强的特点。为了加速我国制造业转型升级，实现制造大国向制造强国的跨越，2015年5月19日，国务院正式印发《中国制造2025》，确立了创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的基本方针，以此作为实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。智能制造是加快我国制造业转型升级、全面提高发展质量和核心竞争力的关键一步，也是实现制造大国向制造强国跨越的必经之路。在产业加速转型升级、大力发展智能制造的经济社会背景下，机电一体化技术作为新兴生产技术，有助于提高生产质量与效率，是推动智能制造进程的关键。

1机电一体化技术概述

机电一体化最早出现在20世纪中期，是由日本研究人员发现，当时日本经济正处于高速发展阶段，由于科学技术不断发展，这项技术被逐渐普及到各个国家，受到各国政府高度重视，相关专家对其进行深度研究，将机电一体化应用到日常生产中。同时，机电一体化是由可控性驱动元件、计算机技术、控制技术和信息处理技术等组成，是一种新型智能化机械系统，主要包括动力组成要素、运动组成要素、结构组成要素、智能组成要素和感知组成要素等环节。在机械日常生产过程中，很多企业都相继建立自动化生产线，如雷沃自动化生产线，进一步推动拖拉机的智能化制造。同时，通过利用数字化仿真技术，对制造过程中各环节进行定量描述，如制造系统、制造工艺、制造装备和产品性能等环节，能让农机工艺设计向科学推理进行转变，从而加强机械产品的智能化制造水平。因此，在进行要素能量转换时，工作人员要建立有机系统，能有效提高机械产品生产效率。

2智能制造

对于智能制造来讲，主要便是利用计算机技术对系统加以仿真化的研究和判断，做出正确的决策，切实达到问题解决以及制造效率提升的目标，以特定的方式方法将此技术和智能机器相结合，将智能机器融入我国的制造行业中去，为我国制造行业的效率和发展奠定基础。与传统制造行业相比，智能制造其优势是确保人力资源成本的节约和降低，能够实现1人操作3台以上的计算机，切实完成几个人的工作总量，利用计算机收集、存储与信息数据的处理，往往可以使得制造的整体工作效率得到前所未有的提升，不仅可以降低工作上问题的出现概率，还可以确保我国制造行业生产质量的提高。

3智能制造背景下机电一体化技术的应用

3.1自动生产技术

智能制造机电一体化技术中，应用最广泛的就是自动化生产技术。该技术的构成主要包括可编程序操纵装置、微电子装置、人机界面操纵设备，以及传感设备等。通过该技术，可以实现对整个生产环节的全方位掌控，还能构建相关的追随操纵系统，达成对每个生产步骤的线上追踪。利用该系统能够径直给计算机，传递获取的全部数据以及信息，通过大数据技术，可以对这些信息进行整理和分析，有利于提升信息的利用效率，进而细致地把控生产流程。除此之外，通过自动化生产技术，还可以实现对智能制造的系统、生产流程，以及资源等实行具体化管理，可以高效增加相关企业的管理水平以及生产效率，进而使企业可以获取更高的收益，促进机电制造企业提高市场竞争力。也有利于提升目标机电制造业的出口能力，促进其达成高质量，以及可持续的发展。

3.2机器视觉检测的应用

机器视觉技术作为智能制造的重要技术，能真实模拟人眼识别机械加工图，进一步掌握机械加工产品中存在的问题，真实模拟人脑全面处理相关信息。工作人员可通过机械视觉收集相关信息，再使用计算机数据库将相关数据整理出来，将其应用到机械加工，自动控制整个机械生产过程。同时，机械视觉是由信息技术、自动化技术、智能控制技术等技术组成，通过详细记录机械加工产品的各种数据，再根据加工参数标准判断零件加工中存在的问题，能全面检测机器零件，提高系统检测的准确性。另外，机器视觉检测成本较低，有利于检测者进行分析。可通过应用机械零部件三维模型，设置加工工艺数据，如加工方法、刀具参数等数据，利用数字化仿真设计云平台来仿真整个加工过程，预测加工轨迹结果，保存加工轨迹数据和加工过程动画，提高云平台计算效率。对比单台计算机工作效率发现，大数据云平台能减少计算时间，主要原因为云平台是采用协同化技术提高设计效率，增加零件设计制造效率，将生产成本控制在合理范围内。

3.3数控生产领域

数控生产是机电一体化技术在智能制造中的基础应用领域，通过计算机程序控制、PLC编程控制、人机交互操作和光电电子驱动来构建自动化生产线，实现生产机械的智能化。由于数控企业的生产活动对智能控制系统的要求较高，既需要加工机床和系统内部的模拟信号数据资料建立联系，又需要依靠智能控制系统在企业内进行控制与管理。因此，在我国从事数控生产的企业，最先开始对机电一体化技术进行研究，并尝试将其应用于实践。其中，基于PLC机电一体化技术的数控机床是机电一体化技术应用于数控生产领域的典型代表。

数控机床中的机械设计、自动控制系统、执行和驱动技术以及控制面板都离不开PLC机电一体化技术。首先，PLC机电一体化技术的应用使数控机床在生产加工过程中可以独立运行，不再需要主动传送和进给两种模式协同操作，可以减少相关工具的磨损，延长使用寿命；其次，可以为单片机、输入输出、通信系统以及执行器等提供技术支持，并根据生产要求编辑指令或修改参数；再次，可以将数控设备与执行元件连接，简化操作过程，以最快的速度完成输入指令的任务指示；最后，还可以优化电子元件结构、测试机床中的数据，解决传统加工无法及时发送输入信号和接收区域信号的问题。

结语

综上所述，随着机电一体化技术应用的深度和广度不断提高，其他科学技术如生物材料技术、家用智能电器制造技术、机器人和数字控制机床生产技术等领域会得到更大的发展，智能制造已经成为新时代的主流趋势。未来机电一体化技术将会朝着综合化应用的方向发展，将机电一体化技术与其他技术相融合，提高机电一体化技术得到效能性。同时，机电一体化的拓展应用将会不断加强，机电一体化技术在未来将会成为推动智能制造可持续发展的主要力量，未来企业更要加强对机电一体化技术方面的研究和探索，使其应用范围不断扩大。

参考文献

[1]李梅红.智能制造视域下高职专业人才培养研究———以机电一体化专业为例[J].天津职业院校联合学报，2019，21（7）：3-8.

[2]张凤香.智能再制造，前景广阔，大有可为———中机维协六届三次理事（扩大）会暨机床再制造与工业服务产业高峰论坛[J].设备管理与维修，2018（1）：5.