机电一体化技术在智能制造中的应用_8

机电一体化技术在智能制造中的应用
发布时间：2022-12-28T01:20:22.527Z 来源：《中国建设信息化》2022年第17期作者：周国林
[导读] 智能化技术与工业制造产业的融合，
周国林
广州市逸顺水利工程维护有限公司
摘要：智能化技术与工业制造产业的融合，将控制理论、智能处理框架作为工业生产中的支撑点，摆脱了传统人工操作的局限。

机电一体化技术的应用及实现，可以作为智能制造综合功能体现的支撑点，借助强大的机械加工技术、电子电器技术、传感器技术以及液压技术等，对不同智能制造环节起到技术化支撑作用，提高智能驱动能力，为生产制造多元化发展奠定坚实基础。

为此，应深度挖掘机电一体化技术对智能制造产业发展的促进意义，以期推动我国工业产业的转型发展。

基于此，本文详细分析了机电一体化技术在智能制造中的应用措施。

关键词：机电一体化技术；智能制造；应用
引言
随着现代科技水平的提升，融合了电子、机械等多项技术的机电一体化技术，在工业生产中的应用愈发广泛，同时也在很大程度上推动了我国制造业智能水平，加快了行业转型步伐。

制造业是我国国民经济的重要构成部分，市场环境日渐激烈，要想走出国门获得长足发展，就必须要持续推进生产技术创新，而通过对机电一体化技术应用力度的加大，可以在一定程度上使得制造智能化水平迈向（上）新台阶，进而实现生产质效双提升，助力我国工业生产高质量发展，以满足社会多元化的发展需求，为地区经济可持续增长贡献力量，促进国民经济畅通循环。

1机电一体化与智能制造的相关概述
1.1机电一体化的相关概述
机电一体化技术具有综合性，其涵盖与机械技术、电子技术相关联的一系列技术机制，实际应用过程中，按照不同类别的技术场景，完成数据信息传输、信号信息控制等操作，保证各类终端设备在集控系统下驱动的合理性。

在现有机械设备应用过程中，其可实现对数据数字、信号信息的综合调控处理，且在终端集成系统多逻辑操控程序的支撑下，保证技术的应用及实现符合生产制造设备的运行需求。

1.2智能制造的相关概述
智能制造是一种基于人机一体化的智能系统，在制造活动中主要从事各类智能活动，如分析、推理、判断、决策等。

通过人机合作，取代制造过程中人类专家所从事的脑力活动，是自动化制造的内涵升级。

与传统制造业相比，智能制造以计算机模拟系统为媒介，能够细化生产各环节，使其具有柔性化、智能化以及高度集成化等特点，有助于全面整合各方资源，提高生产效率与质量。

其中，计算机模拟系统是智能制造的核心构成部分，各种复杂计算、操作等工作都由其完成，可以实现人类设想。

目前，我国已经具备智能制造发展与建设的基础条件，一方面在专家学者的共同努力下攻克了诸如机器人技术、感知技术、智能信息处理技术、复杂制造系统等长期制约我国产业发展的智能制造技术难关，初步形成了以新型传感器、工业机器人、智能控制系统为代表的智能制造装备产业体系。

另一方面，我国规模以上工业企业在研发设计领域数字化工具应用普及率达到54%，生产线上数控装备占比达30%，制造业具备数字化发展基础[1]。

2机电一体化技术在智能制造中的应用必要性
我国制造业转型升级具有紧迫性和必要性，尤其是对于工业智能化、数字化的需求越来越强烈。

如何依托机电一体化技术助力“制造强国”建设，已成为当前社会各界关注的焦点和热点话题。

伴随着以互联网为代表的新一轮信息技术革命的掀起，使得人类生活方式发生明显改变，这也倒逼传统产业必须要加快革命步伐，传统制造业智能化发展成为必然趋势。

但若是智能技术与制造业、实体经济这个基础脱节，其价值难以最大化发挥。

我国作为制造业第一大国，2021年，制造业增加值规模达31.4万亿元，GDP占比高达27.4%，智能制造发展空间广阔。

党的十九大报告中亦提出要进一步推动实际经济与互联网、大数据、人工智能的深度融合。

一方面，随着制造强国建设进程加快，将促进机电一体化技术的发展和应用，助推传统产业转型升级，实现制造业整体性突破。

另一方面，随着机电一体化底层技术开源化，制造业有望依托其积累行业数据，实现机电一体化技术与实体经济的深度融合。

对此，深入探究机电一体化技术的应用，有助于推动我国制造业智能化转型。

3机电一体化的技术特征
机电一体化的技术特征表现在整体结构优化和系统智能化控制链等多个方面。

从整体结构优化而言,传统的机械生产都需要建立控制系统如构建变速齿轮、变速箱等实现结构变速,促进系统运行。

但是现阶段电子技术水平不断上升,我国的齿轮变速箱也在不断更新,发展为调频变速电子装置。

这种装置的特点在于可以减少人力资源投入,同时将信息技术和机械软件技术进行整合,最终完成整体结构优化。

此外,从系统控制的智能化特点来看,机电一体化技术中智能控制技术一直都是现代生产中最突出的技术特征。

智能化凭借着高效、节能降耗等特点都可以促进系统稳定生产。

针对智能化控制系统而言,通过电子控制系统就可以完成既定的程序,让每一项工作的动作功能之间达到稳定协调,这也能够让机电一体化系统检测的功能得到稳定体现。

常见的系统包括自动化检测系统和自动化信息处理系统[2]。

4机电一体化技术在智能制造中的应用
4.1数控技术的应用
数控技术在机电一体化技术的支撑下，由原有的人工处理模式，转变为通过智能程序控制的数控技术体系，搭载强大计算机系统以及运算结构，智能化调控处理终端驱动部件，且智能生产机制能够在不同的生产场景下进行数据拟合处理。

通过数控加工编程可针对终端部件进行一体化、智能化的调控，无需人工进行监管，便可同步制造相对应的零部件。

现有机械化技术驱动过程中，在终端集成的运行机理以及PLC控制系统支撑下，数控技术呈现多元发展趋势。

例如，通过总线控制的布设，对不同反应区域下的数据自动反馈并解析处理，及时查找数控操控机床终端是否按照既定的运行轨迹生产加工，如果存在差异，立即进行报警并自适应调节处理，保证零部件生产的稳定性。

4.2传感技术
近年来，数字经济浪潮席卷全球，加之工业4.0、中国制造2025等战略部署出台，加速推进了新一轮产业革命，智能制造成为焦点。

其
中智能传感技术作为机电一体化技术的核心技术之一，在保障国家工业平稳发展中具有非常重要的作用。

因具有较快的运行效率，传感器在运行时可以对动态化图形数据进行实时收集，然后通过传感器传输手段，第一时间反馈所收集到的图像信息。

同时，因传感技术运行效率高，因此能够很好地减少生产时间，从而控制生产成本，为智能制造提供数据与技术保障。

传感技术还可以进行高质量数据处理，当数据传输到传感器后，基于终端系统控制，能够开展数据信息处理，从而满足制造生产需求。

在智能制造中传感技术主要应用于数控机床之中，尤其是在位移、位置、速度、压力检测方面基本上都安装有高性能传感器，能够实时监控加工状态、刀具状态、磨损情况等，可对误差进行灵活的补偿与自校正。

不仅如此，依托视觉传感器的可视化监控技术还能实现对数控机床的智能监控。

在配电系统中，传感技术的运用也非常广泛，配电系统在日常的运行中存在着较大的风险，需要24h对配电系统的运行状态进行监视和监控，传感技术可对配电系统的电压、电流、关键点位温度进行实时的监控，同时还可以通过视觉传感技术对配电房和重要设备进行可视化监控，有效降低了配电系统的风险和管理难度，提升了配电系统的安全性和可靠性[3]。

4.3人工智能技术
在智能制造中，人工智能是终极目标，也是中国制造2025年的核心目标。

依托新工业革命，人工智能技术迅速崛起，其应用程度直接反映出核心竞争力。

智能制造系统在人工智能的加持下，柔性化、信息量以及数字化程度明显提升，系统可以模拟专家进行智能分析、判断和决策，更好地满足智能制造的生产需求。

其中，智能控制器发挥着非常重要的作用，主要由自动感知信息与处理、数据库、控制决策、评价机构等部分构成，其不仅可以对系统本身进行控制，同时还能对执行器、控制传感器等进行控制，有效避免外界因素对系统运行的干扰。

4.4自动控制技术的应用
自动控制技术作为机电一体化功能实现的基础，通过采集及分析当前区域下的运动模式，按照主系统设定的程序框架，自动调控处理终端驱动部件，使其能够广泛应用到各行业中，例如，电子设备微型调控、传感器微型调控以及大型生产体系的自动化控制等。

每类技术的应用及实现，均可按照不同的生产框架进行自动拟合处理。

同时，终端控制模式也可为智能生产体系提供实时化、全方位化的监管机制，通过数据信息的采集与全程跟踪控制，了解到系统驱动过程中可能存在的隐患点。

智能制造体系中自动化控制技术的实现，需搭载计算机信息系统进行数据的拟合处理，保证每类数据信息的传输分辨及控制功能是在既定数据组成框架之下进行一体化分析的，且资源模式是按照分类框架进行管控的。

通过对终端服务框架的技术资源与系统驱动模式进行整合，完成对当前智能操控终端不同驱动部件的数据支撑，增强其智能控制精度，为行业发展提供基础保障[4]。

4.5柔性制造技术 2021年，我国制造业增加值占GDP比重27.45%，连续12年增加值总量位居世界首位。

伴随着工业4.0时代的来临，依托“互联网+”使得制造业发展前景广阔，尤其是机电一体化技术在制造业中的广泛应用，使得传统工业产销形式发生改变，柔性生产成为必然趋势。

柔性制造系统包括信息控制系统、物料储运系统等部分，可实现自动转换加工对象，体现出了智能制造的特征。

不仅如此，在智能制造中运用柔性制造系统不仅能够对产品生产过程进行深度了解，同时也能够为生产过程中的相关决策提供依据，如加工设备应用、物料储运等。

例如，在产品生产环节，依托柔性制造系统进行数字化评估，精准分析需求，从而实现以需定产；又比如在制定生产方案时，依托5G、工业互联网平台，通过大数据进行分析，AI进行智能决策。

4.6工业机器人技术
工业机器人技术的运行效果好、稳定性强,可减少人力资源成本。

随着我国的现代科学技术不断进步和发展,工业机器人也逐渐走入了多个工厂生产流水线中。

工业机器人的工作效率高且满足了企业的产品加工、科技生产要求,也积极促进了我国的企业制造产业的飞速发展。

在实际的产品制造中,企业的通过分析自身的生产动态对机器人执行的程序进行编辑,按照计算机提前设定的程序完成产品加工工作,对比其他的模式,工业机器人可以保证企业加工的产品精度高且品质好,工业机器人本身也有自动识别和精度分析等优势,可以保证工业技术不断升级和改善,保证整个系统拥有智能化和针对化的优势。

从工业机器人的运行兼容性来看,工业机器人不光可以提升现代制造产业的运行效率、提升资产质量,还能够自动化升级,让机器人和管理人员进行交流互动,通过自动化升级等方式让工业机器人适应更多的工作环境和产品要求,进而达到更加高速的生产效率。

此外,工业机器人的安全性和稳定性也是很多制造产业关注的重点。

因工业机器人具有灵活性,运动速度快且精度高,对比人工生产管理的安全性更高,可规避大量的操作风险;而化工产品加工中,产品本身具有一定的危险性和操作风险,传统的人力操作风险高且存在大量的安全问题。

而采用机器加工方式可以规避大量的操作风险,保证工作人员的人身安全。

可见,工业机器人在制造产业具有极大的生产效能,推广该技术可以体现机电一体化实际生产优势,还能够极大程度的规避生产风险,确保每个生产环节的安全性和高效性[5]。

5机电一体化在智能制造中的应用发展趋势探讨 5.1人工智能化发展
众所周知，人工智能是各领域发展的重要目标，制造业也不例外。

在科学技术不断创新的背景下，人工智能技术将会进一步发展，智能设备数量将会增多，进而逐渐取代人类传统的思考、学习和工作。

机电一体化技术在智能制造业中的应用，通过智能化设备调节控制生产线，生产作业效率将会显著提升，进一步推动制造业人工智能化发展。

5.2人机一体化发展
智能制造和机电一体化技术的深度、全面融合，将会促进人机一体化发展。

和机械智能制造相比，人机一体化发展更加科学合理，将人脑作为技术控制核心，并利用智能化设备，两者深度融合发挥技术优势，更好地解决制造业发展过程中所面临的技术瓶颈难题，推动工业发展，提升人机一体化发展水平[6]。

5.3微型化发展
在过去，机械生产设施设备体积较大，不易搬动，往往固定在某个位置生产，无法实现灵活的生产作业。

机电一体化在智能制造中的应用，将会朝着微型化的方向发展，在原有基础之上，对机械设备展开优化设计，缩小体积，使其应用更加灵活，满足各行各业生产制造及使用需求。

结语
综上所述，机电一体化技术作为工业生产中的重要组成部分，综合性的技术驱动机制，可支撑不同类别的操作系统，提高终端操作机构之间的对接性。

将机电一体化技术应用于智能生产制造领域，以不同载体为控制平台，可以增强技术与操作设备之间的链接性。

对此，后续发展中，应加强对机电一体化技术的研发，结合不同应用场景，在系统多位控制需求下，增强技术的应用性，为我国工业产业发展奠定坚实基础。

参考文献
[1]马仕骏.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].南方农机,2019,50(24):163+177.
[2]郭凌岑.机电一体化技术在智能制造中的应用探索[J].江西电力职业技术学院学报,2019,32(11):3-4.
[3]杨建中.浅谈机电一体化技术在智能制造中的应用[J].南方农机,2019,50(21):260.
[4]南博.机电一体化技术在智能制造中的实践分析[J].无线互联科技,2019,16(21):143-144.
[5]冯竞慧.机电一体化技术在智能制造中的应用研究[J].南方农机,2019,50(19):110+116.
[6]刘胜.探讨机电一体化技术在智能制造中的实践分析[J].时代农机,2019,46(06):125-126.。