浅析智能制造中机电一体化技术的应用

浅析智能制造中机电一体化技术的应用

陈晨

山东协和学院 济南 250109

摘 要: 机电一体化技术作为智能制造的关键组成部分， 在工业自动化生产中具有十分广泛的应用前景。采用智能制造技术可以提高企业的自动化控制生产水平， 并能促进企业不断革新生产流程， 转变企业的生产模式， 通过对机电一体化技术在智能制造中应用的优势， 详细地探究了多种机电一体化技术在智能制造中的应用。

关键词: 智能制造; 机电一体化; 应用

0 引言

机电一体化技术是将信息技术、智能控制技术、机械加工技术等融为一体的综合性现代加工技术。在机械加工的过程中， 充分利用计算机技术、智能控制技术对机械设备进行控制，不仅能够提高机械加工精度与加工效率， 节省人力、物力， 而且机电一体化加工也是智能制造的基础， 有利于对传统的机械制造进行升级， 促进智能制造技术在机械生产加工中的应用与传统工业制造的改革。

1 智能制造技术优势

现代信息技术在机电一体化中应用， 转变了传统机械加工模式， 实现了将计算机技术、传感技术、智能控制技术、机械加工技术等融合在一起的系统控制技术， 具有信息化、系统化、自动化、智能化控制的特征， 可以满足大规模的工业生产的需求，促进工业制造向智能化、集约化、多元化的方向发展， 也是智能制造的基础。智能制造技术是集机电一体化、智能控制技术为一体的自动化生产技术， 主要由于智能机器人与专家系统结合在一起而构成的人机一体化的智能控制系统， 使得机器在生产的过程中， 能够具有向人类一样的分析、计算、判断、操作与决策的功能， 从而在机械加工中进行自动化的管理与控制， 节约加工生产中的人力、脑力的控制。由于机电一体化涉及的内容比较广泛， 包括机械技术、信息技术、自动化技术、智能控制与管理、传感器及信号变换技术等， 不仅能对机械加工设备、企业的生产线等进行自动化控制，而且还能根据工作人员提供的设计方案， 自动调整生产加工过程， 它所包含的技术与智能制造之间具有互通性， 对智能制造的发展具有促进与推动作用， 降低了智能制造的技术门槛， 延伸了自动控制技术的应用， 弥补了智能制造技术在机械制造中应用的不足， 促使智能制造向多个行业之间发展。

2 智能制造中机电一体化的应用

2. 1 智能制造中 CAD /CAPP /CAM 信息集成的应用

在智能制造中， 采用 CAD /CAPP 等信息集成系统， 可以将各个独立运行的加工中心与智能计算控制并联在一起， 使得机械加工的各个部分能够独立的、协同的工作， 实现整个机械生产与加工的智能管理协同与控制， 将不同的机械操作系统连接在一起， 实现系统加工的数据实时、动态地传递， 从而能根据企业的需要加工不同的产品。这样， 在一个智能控制的环境中协调运作， 能够将 CAD /CAPP /CAM 的操作系统按并行模式集成， 并将网络技术、数据库管理技术、专家系统等结合在一起，形成智能化的机械加工管理系统。该智能控制能够根据机械加工企业的特点， 提前设计好总体加工的工艺流程， 形成基本的加工方案与加工工艺， 然后由CAD 部门实施工艺操作进行， 设计与制定详细的加工工艺。模块能根据本企业产品类型特点， 提取总体加工生产的工艺信息， 然后通过 CAPP 和 CAM 模块对产品信息加工工艺流程进行分析， 生成虚拟加工工艺流程与加工仿真， 确定加工的产品是否满足要求。工作人员确定生产流程满足要求， 就可以通过网络协调完成各个独立单元进行加工。

2. 2 智能制造中智能机器人技术应用

智能机器人是机电一体化自动化发展的产物， 使得机电一体化设备具有智能化控制的特点， 可以取代劳动者的智力与脑力劳动， 在企业生产中得到了广泛的应用。通过应用智能机器人开展智能制造工作， 自动判断生产过程是否满足标准， 不仅可以减少工业制造生产中的人力成本， 同时还有利于提高机械加工的质量与效率， 代替工作人员完成一些危险、复杂的工作，利用机电一体化技术、智能控制模块、虚拟仿真技术、自动控制技术等可以构建模拟人操作的智能机器人。这就需要加强对机电一体化技术在智能制造中的应用， 将 PLC 技术、电子技术、计算机技术、机械技术、人工智能技术、专家系统等多种技术融合在一起， 实现智能机器人模仿、仿真控制， 并运用传感技术、智能控制技术等来模拟智能机器人的思维与逻辑， 使得智能制造机器人能具有与人类一样的思维与逻辑判断能力， 在工作人员发出指令后， 能模拟人的动作， 进行生产加工， 大幅提升机械加工的智能制造技术水平。

2. 3 数控技术在智能制造中的应用

通过 PIC 控制编程技术来实现对机械加工设备的自动化控制与管理， 这种控制技术主要是通过识别已经设定好的程序控制命令分配生产任务， 在满足条件时， 自动激活设备指令， 控制机器生产。在智能制造与控制生产的过程中， 利用计算机向生产机器设备发送指令， 机器根据指令在完成生产的过程中，并将生产中实时信息发送给计算机， 便于管理者结合生产的信息， 及时检测生产信息， 并对生产信息进行调整。在智能制造中， 可以充分利用可编程控制系统的“可编程性”特征， 让存储数据的机器设备( 例如 PLC 定时控制系统等) 对生产的条件自主进行设定、模拟、计算、分析与处理， 在自动控制与加工的过程中， 将无线网络、有线网络结合在一起， 可以实现机器生产的远程控制。而且利用计算机控制技术与数字控制技术的深度结合对机器进行控制， 从而保证了整个生产过程中运营系统的稳定性和运转持续性。通过计算机系统向机器的控制系统发送生产指令，然后利用人机交互系统、机器控制系统等完成生产的自动化控制; 利用传统部分、机械部分、控制部分及时向计算机系统反馈生产系统; 利用计算机与机器交互系统来完成一个信息的控制过程， 从而形成一个完整的控制系统， 也在很大的程度上实现了机电一体化生产过程中的智能化、数字化发展。

3 结语

机电一体化技术在智能制造中的应用， 转变了传统的工业生产方式， 对提高企业的生产效率具有十分重要的作用， 同时利用机电一体化技术也能提高工业生产的自动化水平， 促进企业生产不断进行创新， 智能制造要求企业生产能高度的集成，才能提高企业的经济效率。智能制造技术与机电一体技术融合是一个不断发展的、动态化的过程， 在具体应用中， 还需要结合生产的需求， 将网络技术、总线技术、智能控制技术等融入其中， 形成一个多角度、多空间的立体化控制系统， 才能不断提升智能制造的水平。