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梁坤 汪保福:机电一体化技术在智能制造中的应用

梁坤 汪保福
  
一起视线电力
2022年4期
宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司 浙江宁波 315000 浙江湾北工程勘察设计有限公司 浙江嘉兴 314000

摘要:随着机械化时代的到来,各行各业都被卷入了智能化的浪潮中。将现代科技融入传统产业是大势所趋。为了适应日益激烈的市场竞争,企业必须寻求技术改造。传统制造业已经越来越不能适应时代的潮流和人们的要求,所以以人力资源为基础的制造业逐渐向智能制造转型是大势所趋。此外,为了提高智能制造的效率,增强企业的核心竞争力,机电一体化技术应运而生。有效整合了机械、数控、计算机等多项技术优势。该技术可以提高智能制造的工作质量和效率,有效解决智能制造中存在的问题,提高企业的经济效益,促进制造业的良性可持续发展。因此,探索机电一体化技术,加强其应用效果是非常有意义的。

关键词: 机电一体化技术;智能制造;应用

引言

随着机电一体化技术的不断完善和优化,我国传统制造业的发展越来越智能化、信息化,不同程度地给人们的生产生活带来了变化。目前,机电一体化技术在我国各行业的应用还不够全面,尤其是在智能制造方面,还有很大的研究空间。基于此,本文分析了机电一体化技术的发展现状,并探讨了应用策略。

1机电一体化技术发展现状分析

当今的机电一体化技术是一门集微电子技术、机械技术和信息技术于一体的技术。在日常生活的实际应用中,信息技术主要用于高效率地控制设备,然后信息技术控制与微电子技术相结合。目前,在信息化和智能化的融合发展过程中,传感器技术、驱动技术、软件技术等各种先进技术正在产生,机电一体化越来越智能化、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。现阶段机电一体化技术通过不断的实践应用,对自动化和智能化的程度有了更大的提升,在日常生活中也体现出重要的价值和作用,例如,机电一体化技术在电视和洗衣机、冰箱等日常家电家具制造中被广泛地使用。机电一体化技术在工厂企业中的应用重点是智能控制,如自动包装机、数控机床等。随着机电一体化技术的不断发展,一些智能机器人已经具备了一定的学习和独立思考能力。借助信息技术,一些智能机器人可以完成相应的控制指令,做出相应的分析和准确的判断。这种信息技术可以为机械设备的运行和操作提供基础数据。

2机电一体化技术在智能制造中的应用

2.1运用数控技术的应用

当前,我国制造业正处于寻求突破和转型的时期,传统制造业已经越来越不能满足人们日益增长的物质欲望。因此,制造业为了蓬勃发展,正在利用数字计算机技术进行生产制造,其高效率离不开机电一体化技术的加持。智能制造的早期也是机电一体化的早期,已经能够利用仿真分析技术影响智能制造和企业系统。机电一体化技术可以使得计算机技术和数控生产技术有机结合在一起,这样就能够使得该技术发挥出最大的功效。此外,数控技术的集成功能和渲染功能可以更加快速地反映智能制造过程和生产过程中的数据,这样就能够提高制造的精准度和整体效率,智能控制能够使得实时诊断、处理器以及终端设计紧密结合在一起,这也是传统机械制造行业的突破。此外,它还可以对整个机床的生产过程完成三维仿真,这样就能为机床生产的过程提供完整的、准确的参考。

2.2传感技术的应用

通过对机电一体化技术的研究,可以看出其核心技术是传感技术,在智能制造的实际应用中可以发挥巨大的作用。通常情况下,为了进一步提高传感技术的灵敏度,需要相关技术人员搭建相应的传感网络系统,既能避免信号对传感技术的干扰,又能在计算机系统的支持下准确接收和发送目标信号,实现对信息内容的快速获取,从而形成对工业生产的智能化控制。就当前实际应用现状来看,传感技术在智能制造领域中的实施过程中,为了确保该技术的准确性和灵敏性,多数情况下都会配置相关的光纤电缆传感设备,以提高设计的合理性,并增强智能制造技术的整体水平。

2.3 工业智能机器人的应用

机电一体化技术可以发挥作用的另一个领域是工业智能机器人领域。在这项技术中,产业整合发挥了重要作用。在智能制造领域,机电一体化有着先进的应用方法,其智能机器人技术在工业领域也大有可为。智能机器人的技术相对复杂,设计有多重领,包括结构技术、自动控制技术、传感技术、仿生技术、不同领域的计算机人工智能技术等。随着产品的设计能力以及制造能力的提高,将制造业的产出能力推动到了更高的水平,这也带动了我国智能制造产业的高速发展。而在智能制造领域,为了降低对于人工的依赖和成本,完全使用了智能机器人,这些使得传统的生产模式被完全取代,使一些冒险的、复杂的、困难的工作由机器人来完成,有效的降低了工作人员的危险性,确保员工安全。此外,为了加强安全保障,智能机器人可以智能地调整和控制生产线上的操作信息,以保障生产操作符合规范和要求。

2.4 PLC技术的应用

目前,与其他智能自动化技术相比,PLC技术具有更成熟、更可靠、可在更大范围内合理应用的优势。在某种程度上,说它是智能自动控制领域的先锋技术也不为过。目前,智能自动控制领域的研究表明,计算机技术是PLC技术进一步完善和发展的一个非常重要的支撑。并且要以小型化、智能化还有相关设备的信息储存量当做最为重要的研究方向。总的来说,当前环境下机电一体化技术的发展,能够使PLC技术智能化发展得到很大提升,从而让智能自动化设备难易程度最大化减少,需要人类去操控判定的量变得更少,这样可以更大节约人力资源,并且减少人为参与也可以减少人为失误。如今计算机小型化对PLC的计算能力和它对各类数据的处理速度都得到了大幅提升,这样使得PLC技术处理各类数据的能力和反应速度能够在目前基础上进行巨大增涨。

2.5系统集成技术的应用

智能制造包括智能制造技术和智能制造系统。其中,智能制造系统融合了机电一体化的诸多子系统和概念,并在此基础上着重开发应用和管理。智能制造系统采用分布式结构框架,将机电一体化的各种子系统集成到网络空间,实现两者的有机结合,从而呈现出更高科技含量的人机管理模式。系统集成技术广泛应用于智能制造的机电一体化技术,如航空航天、船舶制造等领域,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。

2.6自动生产控制的应用

企业在生产产品的过程中,受到各种人为因素的影响,产品的质量和精度往往不尽如人意。机电一体化技术的引入可以全方位、动态、不间断地控制整个生产活动,加强产品生产的智能化和自动化,进而提高生产效率。如果生产过程中出现问题,可以通过自动生产控制进行干预,维持正常的生产状态。目前,卷烟和饮料生产是采用自动化生产控制的主要行业,原因在于此类涉及重复性强与生产力大的特点,对产品品质的要求较高。因此,借助自动化生产控制技术,在确保产品品质的同时,实现大量生产。另外,跟踪控制系统是一种最新、自动化生产高的生产控制体系,可以合理控制产品生产过程,对相关信息进行全面整合,保证产品生产过程中可严格按照既定参数实现标准、规范、自动化作业,确保产品品质与效率促使企业能够获取最大化经济效益。

2.7 柔性制造的应用

通过柔性制造系统的应用,可以根据具体加工对象的实际需要,自动转换相关的操作手段。柔性制造系统不仅可以了解产品的生产背景,还可以对企业智能制造中的具体加工设备、加工工具、物料存储系统等相关内容进行合理的选择,从而在计算机技术的辅助下,开展自动化、统一化、系统化的控制。与此同时,利用柔性制造系统还能使企业批量生产多元化工件需求得到充分满足,结合市场实际情况开展系统化的分析,通过对最终结果的充分利用,帮助企业对各项产品生产方式进行合理优化与调整,不仅能够最大程度利用企业现有的生态资源,而且还能使企业生产效益得到进一步提升。通常情况下,柔性制造系统分为三个方面,加工系统、物流系统、控制与管理系统。在加工系统中,主要涉及加工设备、辅助设备、检测设备,能够结合实际情况随意变化自动加工工件的顺序,对工件和工具进行灵活更换,通过对其增设全新功能,还能够有效实现对空间的自动清洗和自动测量等任务;在物流系统中,主要涉及工件流和道具流,能够对不同生产节奏的物料进行自动辨别、保存、运输、交换,通过增设全新功能,还能对相关工具进行自动测量和管理;在控制与管理系统中,主要涉及过程控制、过程调度、过程监视,不仅能够对加工系统和物流系统相关工作进行自动协调和控制,实现对数据的在线采集和处理,而且还能对运行故障进行仿真模拟以及准确判断 。从客观的角度来看,在制造业中,柔性制造系统的应用范围最广,它能有效地集成自动加工系统、软件系统、信息系统和物流系统。从信息系统的角度来看,FMS不仅可以充分集成、处理和分析多样化的数据信息,而且可以以计算机技术为平台,结合不同层次来控制机械设备。从自动加工系统的角度,以成组技术为基础,以加工过程相似度高的零件为目标,结合专用机床和数控机床的有效应用,实行集中批量生产,保证产品生产效率的整体提高。

3机电一体化未来使用和发展的方向分析

目前,机电一体化技术发展迅速,对机械和制造业产生了巨大的影响。目前正在向小型化方向优化推进。就小型化机电一体化技术而言,它融合了一些高科技和新兴的产品和技术,如健康机电一体化产品,已经广泛应用于社会的各个领域。卫星机电一体化产品可以促进能源消耗的降低,从而实现智能控制和监控,顺利达到绿色环保生产的目标。同时,结合智能角度探究机电一体化技术的发展,工业在不断发展的过程中,逐渐增强了对人工智能技术运用的重视,并给予了人工智能技术更多的关注。近年来,我们针对智能机器人进行的研发工作逐渐增多,同时还十分重视数控技术的智能化发展。尽管我国在数控机床方面还没有实现一体化操作,但对人工智能的运用得到了加强,由此可见,机电一体化将会不断地向着人工智能方面进行发展,推动机械生产以及数控操作精确度的提高。

结束语

探索机电一体化技术在智能制造中的应用策略,不仅有助于提高当前制造业的效率和质量,更重要的是对我国智能制造产业的发展起到积极的推动作用。机电一体化技术是推动行业发展的最强大动力,可以有效提高制造业的智能化水平,从而为国民经济建设贡献更多的力量。

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