机电一体化技术在智能制造中的应用姚茂达

发表时间:2020/6/2   来源:《科学与技术》2020年3期   作者:姚茂达
[导读] 机电一体化技术是电子、机械与计算机,以及信息技术的有效融合
         摘要:机电一体化技术是电子、机械与计算机,以及信息技术的有效融合,重点将工业的各项设备进行全面组合,提高产业整体的运行效率。随着机电一体化技术在各个领域中的广泛运用,逐渐使各行业都转变了原有的运营方式和形态,更加凸显了机电一体化技术的高价值与高效益。基于此,本文将重点阐述机电一体化技术在智能制造中的应用,仅供参考。
         关键词:机电一体化技术;智能制造;应用研究
引言
         机电一体化是现代科学技术创新与发展背景下,所形成的一种新型技术,在当前我国工业生产中有着重要的地位和影响作用,从根本上实现对机械生产的智能化管理。在此基础上,文本简要分析机电一体化技术的构成与概念,并提出应用于智能制造业的实践措施,内容如下。
         1机电一体化技术分析
         1.1机电一体化技术的技术构成
         机电一体化技术逐渐发展成为多种技术交叉而成的新兴科技,今后也会成为许多高新技术和高新技术产业的基础技术指导。其中光机电一体化产品包含了光学、微电子、机械、自动化等各类技术,凭借其应用价值将在未来的工业生产中发挥重要作用。光机电一体化技术主要是指技术原理和相关光机电一体化产品相融合进行利用发展的技术理论。
         1.2机电一体化技术的学科性概念
         从理论上来说,机电一体化技术从系统功能目标出发然后进行组织结构的优化升级,由动力、智力、结构、感知等要素构成,其运用逻辑运算的方式对上述构成要素发出信息处理、数据计算、物质传递、能量变化等指令,从而保证整体工作系统的有机集合和运转。高度精密的系统程序和微电子电路的信息流控制能够促成物质、能量的规则化运动,最后达成高功能、高质量、高精度、低耗能的技术功能集合,展现功能的最高价值[1]。
         2机电一体化在智能制造领域的应用
         2.1机电一体化在传感方面的应用
         传感技术展现了机电一体化技术的实际应用中的出色表现,如今也被越来越多地推广到工业生产领域、科学研究领域、医疗领域等。传感技术的发展水平和智能制造行业的的整体水准有着密切关联,也就是说传感技术的发展水平越高,智能制造行业的整体水准就越高,而机械生产行业的水准也随着提升。传感技术的大范围应用也在一定程度上将人工成本进行了减缩,产业结构得到优化,产品的总体品质也区别以往大幅提高,由此减少了因产品质量问题所导致的成本流失问题的发生[2]。从目前的传感技术应用状况来看,光纤传感器的应用相对很广,而且稳定性也很高,能够保障数据的稳定传输。将光前传感器应用到智能制造中可以大大减少数据传输的阻隔,加快智能制造领域的发展。
         2.2机电一体化在数控机床生产方面的应用
         数字化控制技术得以在机械生产行业得到应用对于全世界的工业化发展来说有着重要意义,借助于数字化控制技术的使用,可以让生产线摆脱完全依赖大量人工的困局,转向智能化和自动化的生产模式。今后随着数字化控制技术的革新与开发,通过数字化控制技术的职能设备对生产流程进行优化升级,就可以避免在生产过程中发生人为错误,提高产品总体质量水平[3]。另一方面,已有工厂将数控技术、计算机技术与功能软件技术进行集合,可以生成三维仿真的动态画面,通过此画面更精确地把握生产流程和不同信息数据的情况,利用这种技术来操控职能制造的整体流程,提高精准度。目前我国研发的尖端数控机床已达到发达国家水平。
         2.3机电一体化在智能机器人领域的应用
         机电一体化技术在智能机器人制造领域的推广促进了智能制造产业的不断发展。智能机器人制造技术是多行业多领域的综合交叉技术,其涉及到传感技术、智能控制、仿生学等多种学科技术。如今由于智能机器人的大范围应用,不同行业都有所受益,类似于信息重复传输等问题不再发生,信息识别的准确度提高,机械生产设备的效率也获得大幅提升[4]。(1)主控制级。

主控制级的功能是建立操作和工业机器人之间的信息通道,传递作业指令和参数,反馈工作状态,完成作业所需的各种计算,建立与伺服控制级之间的接口。它由以下几个部纷组成:主控制计算机、主控制软件、外围设备、示教控制盒。(2)伺服控制级。伺服控制级由一组伺服控制系统构成,每个伺服控制系统分别驱动工业机器人操作机构的一个关节。每个关节的运动参数来自控制级计算机的输出。伺服控制级主要组成部份有:①伺服驱动器。工业机器人常用的的电动伺服驱动器通常由伺服电动机(气动伺服驱动器则通过电磁伐控制)、位置传感器、速度传感器及制动器组成。②伺服控制器电路。伺服控制器的基本电路是比较器、偏差放大器、运算器和功率放大器等。输入信号除参考信号外,还有各种传感器反馈信号。控制器可以采用模拟调节电路也可用微处理器构成的数字调节器构成。数字伺服系统灵活性强,调节参数可自动改变适应性强,便于实现各种复杂控制。
         2.4机电一体化技术在智能汽车领域的应用
         机电一体化技术在智能汽车领域有着广泛的应用前景,不仅能够在汽车数控机床、自动变速器、制动防抱死系统等制造技术中心发挥效用。机电一体化技术的应用可以有效避免汽车在日常行驶中出现的损耗,对变速器的进行改造后,可以跟随着驾驶速度的变化设置更多档位。机电一体化技术能够在汽车智能制造领域发挥作用并推动其发展,也是凭借着数字化程度高,安全性能强等特点,且有着多元化适用性强的推广优势。
         3机电一体化在智能制造领域的发展趋势
         3.1机电一体化的智能化趋势
         人工智能的变革将实现智能设备调节掌控全程生产线的画面,而利用生产线模块间的联动和反馈也能大大增加生产流程的速度和成果,对于人工智能的使用性能也有着促进作用。高性能、高速度的微处理器的应用,使机电产品向更加智能化的方向发展,如单片机从4位到32位具有驱动、总线、USB、DSP。机器人与数控机床的智能化就是重要应用。
         3.2机电一体化的系统化发展趋势
         系统化有两大表现特征:系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构,即机电一体化的模块化方向发展;通信功能的大大加强,一般除了RS232外,还有RS-422以及DNC(计算机分布式控制技术)等多种功能,实质是系统模块间的组网,机电一体化的网络化方向发展。
         3.3机电一体化的轻量化及微型化发展趋势
         微型化发展也是机电一体化技术在今后的重大发展思路,其适用于医疗器械、航天航空、智能制造等各种领域当中。从如今的发展现状来看,机电一体化技术在智能技术领域的应用已经卓有成效,但是在其他领域的推广应用中还存在着一个硬性问题就是智能机械体积过大且能耗也较高,这也是今后需要尽快解决的技术问题。但如果能够解决这两个问题,那么在微型化方向的发展将会呈现进阶式的进步。
         结语
         机电一体化技术在智能制造领域的应用突破了传统生产技术的局限,能够有效地解决原有生产过程中存在的很多问题,从根源上提升生产效率和品质,促进我国新兴科技的飞速发展。在科研方面,机电技术研究人员应该加深机电一体化技术与智能制造技术的融合研究,重视创新科研人才的培养。在各方努力之下,我国将朝着职能时代走出一大步。
         参考文献
         [1]胡丞熙.智能制造中机电一体化技术的应用[J].现代工业经济和信息化,2018,8(14):83-84.
         [2]林玉梅.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].山东工业技术,2018(23):130.
         [3]朱志忠.试论机电一体化技术在智能制造中的应用[J].湖北农机化,2018(06):31.
         [4]安阳民.机电一体化技术在智能制造中的应用研究[J].南方农机,2018,49(14):99.
        
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