于振

摘 要：隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，人們對(duì)商品服務(wù)能力的要求也越來(lái)越高，這使智能控制逐漸成為了現(xiàn)代制造業(yè)的主流，同時(shí)也成為了工業(yè)化發(fā)展的主要趨勢(shì)。智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用主要涉及到機(jī)械制造、機(jī)器人、機(jī)床、交流伺服、數(shù)控領(lǐng)域、設(shè)備裝置等方面，隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，也為機(jī)電一體化系統(tǒng)帶來(lái)了更多樣性的功能，與此同時(shí)也帶來(lái)了控制難度的不斷提升。本文就智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，提出幾點(diǎn)建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能制造;機(jī)電一體化;應(yīng)用

引言

隨著信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也越來(lái)越受到各大企業(yè)的重視，開始著手研究先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)。更是將機(jī)電一體化技術(shù)引入到各個(gè)的生產(chǎn)領(lǐng)域，使得生產(chǎn)、制造業(yè)猶如雨后春筍般迅猛的發(fā)展起來(lái)，給人們帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)利益，在生產(chǎn)中不但節(jié)省了人力、物力，更是在時(shí)間、產(chǎn)品質(zhì)量有更大的提升，增強(qiáng)了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，從而獲得更大的利益。本文分析了機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，剖析了機(jī)電一體化的發(fā)展，同時(shí)列舉了機(jī)電一體化技術(shù)在智能化生產(chǎn)中的應(yīng)用。更希望機(jī)電一體化技術(shù)的不斷突破，應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，為人們提供更多的方便。

一、機(jī)電一體化技術(shù)分析

機(jī)電一體化是由電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等相融合構(gòu)成的一項(xiàng)新型技術(shù)，具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、系統(tǒng)化等技術(shù)特征。在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，既可以快速、持續(xù)采集與分析各類信息數(shù)據(jù)，也打破了傳統(tǒng)信息處理技術(shù)的應(yīng)用局限，可基于互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，遠(yuǎn)程共享、交流各類信息數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況、發(fā)現(xiàn)與上報(bào)所存在的系統(tǒng)故障及安全隱患。同時(shí)，在智能制造領(lǐng)域中，機(jī)電一體化技術(shù)也展露出優(yōu)異的非線性與線性控制優(yōu)勢(shì)，成為提高智能制造系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性以及控制精度的關(guān)鍵所在。從技術(shù)總體應(yīng)用角度來(lái)看，發(fā)揮出改善智能制造精度、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)交流功能、提升制造效率、保證數(shù)據(jù)處理安全等應(yīng)用作用。

二、機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

（一）智能機(jī)器人的應(yīng)用

智能機(jī)器人是機(jī)電一體化技術(shù)的最高技術(shù)，因此在智能機(jī)器人中需要充分重視電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的作用，并充分利用仿生學(xué)的知識(shí)，讓機(jī)器人更好地發(fā)揮作用。目前智能機(jī)器人也是機(jī)電一體化研究的重要方向，智能機(jī)器人的應(yīng)用過(guò)程中需要結(jié)合傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及信息技術(shù)，從而對(duì)人類的思維模式進(jìn)行模仿，賦予機(jī)器人更多的判斷能力。利用智能系統(tǒng)，機(jī)器人可以對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行相應(yīng)的識(shí)別、分析和處理，并集合人類的實(shí)際習(xí)慣，通過(guò)仿生學(xué)技術(shù)的應(yīng)用完成相應(yīng)的操作指令。將智能機(jī)器人應(yīng)用到智能制造中，可以在很大程度上解放勞動(dòng)力，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)能在工作時(shí)間上延長(zhǎng)，充分利用機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)，提升生產(chǎn)量，確保生產(chǎn)質(zhì)量。最后，智能機(jī)器人在應(yīng)用過(guò)程中，還能提升生產(chǎn)的規(guī)范性，從而有效避免生產(chǎn)過(guò)程中造成的不必要的失誤，通過(guò)這種方式可以進(jìn)一步提升生產(chǎn)精度。對(duì)于機(jī)器人而言，比人工生產(chǎn)的適應(yīng)性更強(qiáng)，因此可以在相對(duì)惡劣的環(huán)境下從事生產(chǎn)活動(dòng)，從而進(jìn)一步降低生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，提升生產(chǎn)的安全性。

（二）傳感技術(shù)

在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式中，受到技術(shù)因素限制，企業(yè)與生產(chǎn)人員難以實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)制造的動(dòng)態(tài)信息，無(wú)法做到對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程的精確掌握。受這一問(wèn)題影響，產(chǎn)品制造質(zhì)量與預(yù)期質(zhì)量有所出入，質(zhì)量問(wèn)題較為常見(jiàn)，限制了工業(yè)制造的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。傳感技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的關(guān)鍵分支技術(shù)與主要構(gòu)成部分。在智能制造過(guò)程中，基于傳感技術(shù)，企業(yè)在生產(chǎn)線上配置適當(dāng)數(shù)量與型號(hào)的傳感器裝置，傳感器將持續(xù)將所采集生產(chǎn)信息上傳至系統(tǒng)，從而實(shí)時(shí)掌握動(dòng)態(tài)生產(chǎn)制造情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決所存在的生產(chǎn)問(wèn)題，保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。例如針對(duì)生產(chǎn)設(shè)備加工誤差問(wèn)題，智能制造系統(tǒng)對(duì)所接收數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，當(dāng)監(jiān)測(cè)到各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)存在異常波動(dòng)、實(shí)時(shí)參數(shù)超過(guò)額定值時(shí)，針對(duì)性下達(dá)控制指令，校正設(shè)備加工精度與參數(shù)，避免誤差積累。在智能制造領(lǐng)域中，常見(jiàn)的傳感技術(shù)為光纖傳感技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性較為優(yōu)異，最大程度減少數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中所遭受的阻礙。

（三）數(shù)控技術(shù)應(yīng)用

數(shù)控也是一體化體系的重要技術(shù)載體，在優(yōu)化制造生產(chǎn)環(huán)境方面發(fā)揮著重要的支撐作用，是促使工業(yè)制造實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展的關(guān)鍵手段。在智能制造領(lǐng)域數(shù)控生產(chǎn)比較普遍，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)具有著嚴(yán)格的要求。在環(huán)境方面，相關(guān)單位需要注重先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)，積極引進(jìn)計(jì)算機(jī)構(gòu)建完善性的自動(dòng)化控制體系，通過(guò)編程等操作對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行智能設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)化控制。例如，在機(jī)床廠工作環(huán)境領(lǐng)域，數(shù)控作業(yè)體系的組成要素主要以總主線和CPU為主。在控制設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行的同時(shí)也能夠精準(zhǔn)地檢測(cè)到設(shè)備內(nèi)部所存在的故障隱患，以便工作人員可以根據(jù)參數(shù)反饋情況合理制定維護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)維修。

（四）智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用

機(jī)械制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要組成部分，且隨著智能制造理念的提出，機(jī)電一體化設(shè)備也正逐漸取代人工操作設(shè)備而廣泛應(yīng)用到制造業(yè)中。計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已經(jīng)與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論和加工工藝融為一體，并在智能控制手段下，共同構(gòu)成了新型的機(jī)械制造技術(shù)，也被稱之為智能制造系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)其主要特點(diǎn)就是利用計(jì)算機(jī)代替人工操作而進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作，完善人腦在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的漏洞和缺陷，發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?yōu)勢(shì)。在這一過(guò)程中，智能控制技術(shù)主要是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和模糊數(shù)學(xué)理論來(lái)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行建模，確保整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境和流程的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，最大限度的降低成本，滿足社會(huì)需要，保證產(chǎn)品性能的最優(yōu)化。

（五）機(jī)電一體化在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用

制造業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，說(shuō)到生產(chǎn)大家都會(huì)想到生產(chǎn)車間中長(zhǎng)長(zhǎng)的流水線，不同線段的工人從事著不同的工作。隨著信息化技術(shù)和人工智能的高度發(fā)展越來(lái)越多的企業(yè)生產(chǎn)線逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)機(jī)械的運(yùn)用。這是智能制造中機(jī)電一體化運(yùn)用的重要體現(xiàn)。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，主要通過(guò)使用總控裝置對(duì)電子技術(shù)、信息技術(shù)的使用和處理做到精準(zhǔn)把控，從而對(duì)整個(gè)制造過(guò)程能夠起到嚴(yán)格管控的作用，在生產(chǎn)方面減少了體力勞動(dòng)，生產(chǎn)線全自動(dòng)化更加提升了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前大部分的電子產(chǎn)品在生產(chǎn)中都是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)線和自動(dòng)機(jī)械應(yīng)用。

（六）在人機(jī)一體化技術(shù)的應(yīng)用

人機(jī)一體化也是未來(lái)智能制造的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，人機(jī)一體化不同意機(jī)械智能化，更強(qiáng)調(diào)人與智能機(jī)械的共同協(xié)作生產(chǎn)，在科研等領(lǐng)域正被積極研究。在該技術(shù)中，人依然是控制生產(chǎn)的主要角色，而智能設(shè)備充當(dāng)收集、處理部分信息等技術(shù)輔助工作。機(jī)電一體化技術(shù)在其中的應(yīng)用重難點(diǎn)，將是要協(xié)調(diào)解決智能機(jī)械于人的工作范疇、一些控制操作中的主被關(guān)系等問(wèn)題，使人機(jī)一體化技術(shù)能實(shí)現(xiàn)更為智能、全面、專業(yè)的技術(shù)控制。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)智能技術(shù)的研究過(guò)程中，改善智能制造水平需要充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，因此在計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及5G技術(shù)的推動(dòng)下，我國(guó)的智能化生產(chǎn)將會(huì)迎來(lái)新的發(fā)展契機(jī)。

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