机电一体化技术在智能制造中的应用研究

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

胡冰

雅化集团雅安实业有限公司,四川雅安625000

摘要

现代科学技术的不断发展催生出机电一体化技术,在智能制造的发展中有极其重要的作用。机电一体化技术的不断改进与优化,使得我国传统制造业的发展越来越智能化与信息化,给人们的生产生活带来了不同程度的变化。目前我国机电一体化技术在各行业领域中的应用还不够全面,尤其是在智能制造当中,还有非常大的研究空间。基于此,本文将围绕机电一体化技术在智能制造中的应用展开论述。


关键词

机电一体化技术;智能制造;应用

正文

1 机电一体化技术和智能制造概述

1.1 机电一体化技术

机电一体化技术是将传统机械技术和自控技术、传感检测技术及计算机信息技术、伺服技术等多项技术融合,形成具备高度自动化、集成化、系统化及智能化的机电一体化技术,这极大的推动着工业领域制造行业集约化与规模化生产与发展。机电一体化技术在制造业中的应用,统一生产环节,严格按照预先设定的流程进行生产,智能控制生产线,规范产品生产流程,提升产品质量。

1.2 智能制造

智能制造系统在生产制造领域发挥着不可替代的作用,智能制造系统具备人的思想和行为,自学并记忆产品制造全过程,然后结合生产需求、作业环境,准确判断、调整自身行为,确保所生产出的产品符合相关标准。和传统生产系统相比较而言,智能制造系统的功能更加智能化、人性化,如:学习功能、推理功能、判断功能等等,能够更好的满足产品生产制造要求,提高生产效率,降低人力成本,制造业智能化发展更需要智能制造不断推动。

2 机电一体化技术在智能制造中的应用优势

2.1 降低智能制造技术的应用门槛

机电一体化技术是一项综合性非常强的技术,涉及多项技术内容,包括常规机械技术、信息技术及传感器等等,这一技术构架形式能够与智能制造产生相应的联系。换句话来说也就是,机电一体化技术在一定程度上可以作为智能制造技术应用的基础,两者的有效结合,可以有效降低智能制造技术的应用门槛,同时还能完善智能制造技术中的不足之处,有效促进该技术的长远发展。

2.2 提高智能制造技术应用广泛性

通过相关调查可以发现,智能制造技术与传统机械自动化之间有着非常明显的区别,前者的操作性更加便捷、控制安全性也更高,在当前多变的行业领域中能够发挥重要的作用,最大化满足制造发展的基本需求。可以说,机电一体化与智能制造的充分结合,能够实现进一步的技术拓展以及应用范围,从而促使智能制造技术在更多的行业生产中展现其价值。举例说明,在机电一体化生产管理的过程中,想要进行人工干预远程操控设备的生产,通常需要借助电信号传输来加以实现,而如果是智能制造技术下的生产管理,则只需要借助网络信号就可以实现这一操作,两者的有效结合可以大幅提升智能制造技术的便捷性。

2.3 有利于设备的有效检测和维修

将机电一体化应用到智能制造当中,还能够有效提升设备的检测和维修效果,保障生产设备的安全稳定运行。通常情况来看,机电一体化设备的构成要素较多且结构复杂,例如较为常见的反应设备、仪表、机泵等等,一旦出现某一环节出现问题,其检测和维护的过程都十分繁杂,需要耗费较大的精力。

3 机电一体化技术发展现状

现在的机电一体化技术是集微电子技术、机械技术、信息技术于一体的技术。在日常生活实际应用中,主要通过信息技术用于去高效控制设备,然后将信息技术控制与微电子技术相结合。目前,在信息化与智能化融合发展的过程中,传感器技术、驱动技术、软件技术等各种先进技术正在顺应而生,机电一体化也变得更加智能化、自动化。现阶段,机电一体化技术水平有了明显提高。在信息技术方面,微电子技术占比明显提高,要更好地响应机电产业的发展。机电一体化技术的应用可以优化人力资源,产生愈来愈多的经济效益,在具体的生产和生活中发挥显着的价值,其重要性也在不断提高。在可预见的未来,机电一体化技术还将与光纤技术、人工智能技术等进行融合发展。

4 机电一体化技术在智能制造中的应用

4.1 数控生产的应用

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。通过数控生产和剖析产品的加工工艺和加工原理,制定出具体的加工程序,使机电一体化的信息交互优势得到充分体现。利用程序控制做指导,人机交互界面做展示,光电电子驱动系统做动力,最终实现生产机械的自动化,构建先进的自动化设备生产线,确保产品加工的精确度。通过机电一体化技术在智能制造中的数控生产应用,不仅达到传统机械加工和智能生产的技术水平,还可以完成虚拟仿真、拓展和智能探索等机器学习功能。通过模糊控制、实时预警、车间PLC控制编程等技术,提升智能制造中的数控加工水平。

4.2 传感器技术应用

我国的机电一体化技术在智能制造中已经取得一定成果,与传统的机械加工制造相比,智能制造更具科技性、精准性,而且受外界环境的影响较小。在整个数据信息传递过程中传感器技术扮演着至关重要的角色,最大限度地避免环境干扰对制造设备的影响2]。传感器技术中需要凭借无线传感器将数据和信号实时传递给后台的计算机操作人员,并根据提前规划的程序进行信号的合成处理。智能制造最大程度上确保信号传感器的稳定性,提高信号传输的精准性。因此,传感器技术已经在智能制造领域广泛应用,有效减少信号传输的壁垒,改善产品加工流程,优化整体信息流交互,促进制造企业的快速发展。

4.3 生产线的运用

随着中国实体经济的不断发展,制造型企业数量不断增加,各制造行业之间的竞争也愈加激烈,传统产品生产模式暴露出效率低、人工成本高、竞争力差等弊端,因此利用机电一体化技术实现对生产线的自动化、智能化应用。在实际生产过程中,生产线根据实际加工工艺和流程划分为若干单元,并对该单元进行加工信息的赋值处理,保障机电一体化技术快速满足智能生产线的运行。同时,机电一体化技术针对车间的仪器仪表、运转设备、控制系统、动力系统进行监控,周期性检验和维护,确保企业完成相应的生产控制指标。一旦发生产品问题,系统提前进行风险评估并予以报警,相关人员借助智能生产的机电一体化技术对生产流程进行干预,避免产生更大规模的损害,确保生产准确进行。

4.4 系统集成技术的应用

智能制造是由智能制造技术和智能制造系统两部分组成。其中智能制造系统糅合多项机电一体化的子系统和理念,并在此基础上着重于应用性和管理层面的发展。智能制造系统采用分布式的结构框架,把机电一体化的各类子系统集成于网络空间里,实现了两者的有机结合,从而呈现出科技含量更高的人机管理模式。系统集成技术在机电一体化技术智能制造中应用较多,例如航空航天、轮船制造等领域,其中生活中经常接触的就是汽车智能制造。机电一体化技术在我国汽车设计中主要的应用范围有能够自动防撞的汽车激光雷达装备,汽车发动机系统的微机控制,能够实现汽车自动变速的电子控制器,以及汽车的ABS运行系统这几个方面。高级机电一体化技术主要以机电一体化技术为主,引导现代化汽车设计朝着多功能化、智能化、自动化、数字化的方向发展,提升汽车设计整体的性价比,充分实现计算机技术在汽车动力系统中的科学运用。

4.5 工业智能机器人的应用

工业智能机器人的大力研发,是目前智能制造应用机电一体化技术最好的体现。工业智能机器人系统集成了人工智能技术、仿生学科技、计算机技术等多种高科技技术,是这些高新技术成果综合作用下的最新科技成果。现在工业智能机器人是备受相关专家学者关注的重大科研项目,是综合验证多种科学技术理论的技术工具,是生产行业中发挥特定应用优势的重要手段。从相关实践来看,工业智能机器人的出现对于智能制造的长远发展具有非常现实的意义,可以概括如下:第一,可以准确识别各类有效信息。第二,能够将各种复杂工作保质保量地完成。第三,有极高的生产精度,常用于军工制造,受到社会各界人士的广泛肯定。

4.6 远程监控技术的应用

远程监控技术在各个行业与发展中都有广泛应用。在工业生产中,由于工业控制的高实时性要求,因此需要对生产过程进行实时监控与信息传输,传统的工业远程控制主要包括数字控制系统和集散型控制系统。后期随着机电一体化技术的不断发展与应用,逐渐将计算机通信技术、控制技术、远程监控技术集合,提出一种现场总线系统,可以应用于工业生产现场,将各个设备进行数字通信,实现信息远程监控与处理,与局域网进行连接,还可以实现全球范围内的信息传递与通信,主要结构示意图如图1所示。

图片2.png 

1现场总线系统结构示意图

5 机电一体化技术在智能制造中的发展前景

随着各项智能制造中机电一体化技术和其他技术的迅猛发展,我国的智能制造水平势必持续提升。一方面,智能制造基础领域发展,对于电子信息、机械加工、互联网和通信技术等学科建设,夯实智能技术发展基础,营造智能制造良好大环境;另一方面政策扶持、国家合作、融资共赢等国内国际大循环措施的落实,关系到我国整体制造业的结构升级和现代化提升,进而促进全球范围内的行业发展。机电一体化和智能制造之间紧密相连,实现人与智能机器之间相互协作,形成默契的配合体系,随着系统不断进步发展将会形成类似人类专家组成的一个整体。未来我国应在发展机电一体化技术的同时加强机械技术基础,机械技术是机电一体化技术的主要技术前提,未来应该将更加先进的机械制造理念应用到我国的机械材料、机械结构中,尤其是机械生产中的关键零部件,如导轨、轴承、传动机构等,为机电一体化技术的应用提供一个良好的基础条件;另一方面,世界发展提出未来向“光机电一体化技术”方向发展,将光电子技术融合,实现机电一体化数字化、可视化及模块化发展。

结束语

综上所述,机电一体化技术代表着目前最先进的生产力,是多种先进技术的集成与融合,是我国传统工业转型与现代社会发展的重要技术基础。机电一体化与智能制造两者的结合,应用于各个领域,提高设备利用率和生产力,降低企业生产成本,从而为企业在未来的市场竞争中处于优势地位。在如今的现代制造业中,智能制造将继续引领整个行业发展。因此完善我国的工业生产管理体系,本研究通过对目前机电一体化技术的发展及应用现状进行系统阐述,提出我国未来机电一体化技术的主要发展重点与研究方向,实现我国传统工业生产转型与社会进步,研究结果对于实现我国工业生产的数据化、智能化、现代化具有重要的推动作用,为社会和国家的发展提供源源不断的力量。

参考文献:

[1] 霍英杰,方周泉.机电一体化技术在智能制造中的实践运用[J].佳木斯职业学院学报,2021,37(09):135-136.

[2] 刘金涛,翟昱尧.机电一体化技术在智能制造中的发展与应用[J].科技创新与应用,2020(18):174-175.

[3] 李捷.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].工程技术研究,2019,4(23):243-244.

 


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