黨霞

（河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450000）

機(jī)電一體化技術(shù)在我國工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有效的提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，這是我國工業(yè)發(fā)展過程中一次重要的改革和創(chuàng)新。機(jī)電一體化是機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用，其中任何一項技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)都會對機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生一定的促進(jìn)作用。在我國工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級的時代背景下，對于高能耗、重污染的生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生了一定的沖擊，為了適應(yīng)社會發(fā)展的需求，就需要對機(jī)電一體化進(jìn)行改革，利用智能制造技術(shù)對機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行智能改造，全面改善生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，從而推動我國智能制造技術(shù)的發(fā)展，為我國實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、共享、開放的發(fā)展理念奠定良好的工業(yè)基礎(chǔ)。

1 機(jī)電一體化和智能制造概述

1.1 機(jī)電一體化

機(jī)電一體化技術(shù)是對多種技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，然后將綜合后的技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。現(xiàn)階段，我國的自動化生產(chǎn)設(shè)備基本都是機(jī)電一體化設(shè)備，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，有效的提高了制造業(yè)的生產(chǎn)效率。隨著各組成技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展，對機(jī)電一體化技術(shù)也產(chǎn)生了一定的促進(jìn)作用。在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展到一定階段后，我國的制造業(yè)面臨著資源枯竭和環(huán)境污染的重要問題，在這種形勢下，智能技術(shù)的應(yīng)用可緩解這一難度。更加完善的傳感系統(tǒng)可提供更加全面而準(zhǔn)確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，柔性制造系統(tǒng)能夠使系統(tǒng)對內(nèi)外部環(huán)境的變化具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，在線監(jiān)測系統(tǒng)可降低故障的發(fā)生幾率，這些都是機(jī)電一體化技術(shù)向智能化發(fā)展的重要體現(xiàn)。

1.2 智能制造

智能制造包括了智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)，而智能制造是在人工智能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，也是我國制造業(yè)自動化發(fā)展的主要方向，目前在我國制造業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中都有所應(yīng)用，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且還提升了管理水平。智能制造是由智能機(jī)器與人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，使智能機(jī)器在制造過程中能夠像人類一樣具有分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策的能力，從而取代人類專家在生產(chǎn)制造過程中的腦力勞動。智能制造具有較強(qiáng)的自學(xué)習(xí)功能，通過對信息的收集和分析處理能夠形成一定的記憶，然后根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)狀況來規(guī)劃自己的行為。智能制造是制造自動化向柔性化、智能化、高度集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展的新階段，對于促進(jìn)我國工業(yè)制造水平的提升具有重要的意義。

2 機(jī)電一體化在智能制造中的應(yīng)用

2.1 傳感技術(shù)的應(yīng)用

傳感器作為一種檢測裝置，通過各種元件來感受熱量、光源、氣體成分、壓力、濕度、聲音、發(fā)射線等元素的變化，然后將感受到的信息按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號或者其他需要的信息形式進(jìn)行傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制。在機(jī)電一體化設(shè)備中，利用傳感器的傳感檢測技術(shù)是機(jī)電一體化設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，也是保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的重要保障。所以在智能制造生產(chǎn)中，傳感器是重要的組成部分，為實(shí)現(xiàn)智能控制和管理提供了重要的保障。在智能制造過程中，根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際狀況布置適宜的傳感器類型，傳感器會利用靈敏的感知元件來采集生產(chǎn)過程中需要的信息，在將這些信息轉(zhuǎn)換成需求的信號形式傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)流程的控制。比如光電傳感器在智能制造中的應(yīng)用，通過對物體反射的光線變化即能夠感知到物體的位置以及大小的變化，如果生產(chǎn)線中的物體位置發(fā)生偏移，則傳感系統(tǒng)中就會發(fā)出報警信號，確保產(chǎn)品加工的質(zhì)量。隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，可根據(jù)生產(chǎn)狀況的不同設(shè)置不同類型的傳感器，以能夠最大限度的對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，為智能制造生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量提供基礎(chǔ)保障。同時，利用傳感技術(shù)構(gòu)建的傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠?qū)⒅悄苤圃熘懈鱾€生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中的操作信息綜合起來，形成一個完整的信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的同步傳輸和共享，提高智能制造的管理水平。

2.2 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)是指采用電腦程序來控制機(jī)器運(yùn)行的生產(chǎn)方式，工作人員根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)需求編寫好相應(yīng)的程序，然后將程序輸入到控制系統(tǒng)中，進(jìn)而控制機(jī)械設(shè)備按照編寫的程序進(jìn)行機(jī)械零件的加工。數(shù)控技術(shù)與數(shù)控設(shè)備的結(jié)合運(yùn)用，對我國傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了革命性的變革，大大提高了產(chǎn)品加工的質(zhì)量和效率，在我國汽車制造、輕工、醫(yī)療以及航天航空等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。因為數(shù)控技術(shù)具有一定的延展性，所以在智能制造中，數(shù)控技術(shù)的智能化功能會得到更多的擴(kuò)展。在傳統(tǒng)的數(shù)控生產(chǎn)模式中，信息采集和處理、模擬生產(chǎn)、產(chǎn)品加工等多項工序需要同步運(yùn)行，受到技術(shù)條件的限制，在實(shí)際加工過程中產(chǎn)品的加工精度會受到一定的影響，沒有發(fā)揮出數(shù)控技術(shù)的真正價值。數(shù)控技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用，對于龐大的數(shù)據(jù)信息采集量，可以采用模糊智能控制和在線診斷功能，可有效提高產(chǎn)品的加工精度。同時對于加工過程中可能存在的潛在風(fēng)險會及時發(fā)出預(yù)警，對于出現(xiàn)的故障能夠?qū)崿F(xiàn)自動診斷，可快速定位故障點(diǎn)并且為故障原因的診斷提供參考信息。

2.3 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人是機(jī)電一體化技術(shù)中實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)的主要執(zhí)行部分，在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的初期階段，由于受到人工智能技術(shù)的限制，工業(yè)機(jī)器人的功能相對比較低級，真正的價值并沒有被挖掘出來。工業(yè)機(jī)器人作為智能制造的重要組成部分，通過對傳感技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)等進(jìn)行優(yōu)化升級，然后對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行升級改造，可以讓機(jī)器人模仿人類的思維模式，在智能系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)支撐下實(shí)現(xiàn)信息的識別、分析和判斷，進(jìn)而完成一系列的操作指令。工業(yè)機(jī)器人在智能制造生產(chǎn)中的級別更高，利用智能制造中的全局性管理功能可為機(jī)器人進(jìn)行參數(shù)調(diào)整提供更加便利的條件，控制系統(tǒng)能夠根據(jù)生產(chǎn)狀況的變化及時對參數(shù)指令進(jìn)行調(diào)整，使得整個生產(chǎn)的協(xié)調(diào)性更強(qiáng)，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。

2.4 自動化生產(chǎn)線的應(yīng)用

自動化生產(chǎn)線技術(shù)是大型制造企業(yè)中常見的生產(chǎn)加工方式，也是機(jī)電一體化技術(shù)的主要呈現(xiàn)方式。在自動化生產(chǎn)線中所有加工的產(chǎn)品都是按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一工序生產(chǎn)制造的，有效的提升了生產(chǎn)效率。在智能制造加工中，自動化生產(chǎn)線仍然是執(zhí)行生產(chǎn)的重要產(chǎn)線，將光電控制系統(tǒng)、電子技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、智能檢測系統(tǒng)等結(jié)合應(yīng)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對原材料、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境的一體化管理，而且還能夠?qū)⒐芾矸秶由斓戒N售和售后服務(wù)等環(huán)節(jié)中，形成對產(chǎn)品在整個產(chǎn)業(yè)鏈條上的管理，對產(chǎn)品的整個生命周期進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化管理。自動化生產(chǎn)線在智能制造中的應(yīng)用，改變了原有的產(chǎn)品管理模式，對于促進(jìn)生產(chǎn)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展具有重要意義。

2.5 系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用

在機(jī)電一體化生產(chǎn)制造過程中，對于產(chǎn)品的整個生命周期而言，包含了從原材料到設(shè)計、加工制造，從產(chǎn)品銷售到售后管理等各個環(huán)節(jié)，在智能制造管理體系下，要想實(shí)現(xiàn)智能化管理，就需要系統(tǒng)集成技術(shù)對各個環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行整合處理。在產(chǎn)品生命周期的每個環(huán)節(jié)中都有相應(yīng)的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)之間的聯(lián)系比較緊密，生產(chǎn)企業(yè)要想對產(chǎn)品進(jìn)行高效的智能化管理，就需要詳細(xì)掌握每個環(huán)節(jié)的有效信息，此時就可以利用系統(tǒng)集成技術(shù)，應(yīng)用分布式框架將機(jī)電一體化的子系統(tǒng)集成到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，然后利用人工智能技術(shù)，對所有子系統(tǒng)的信息進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化管理，實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化的管理模式，推動智能制造技術(shù)的發(fā)展。

3 結(jié)語

隨著計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展，可對機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行智能改造，構(gòu)建一個更加完善的綜合化產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)和智能制造系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同主體之間的數(shù)據(jù)共享和資源的優(yōu)化配置，對產(chǎn)品的整個壽命周期進(jìn)行綜合化的數(shù)字管理，為我國工業(yè)生產(chǎn)全面進(jìn)入智能制造時代奠定良好基礎(chǔ)。