張良坤 張春平

[摘? ? 要]機電一體化發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展動力，被廣泛應用到智能制造中，具備強大的綜合性能。機電一體化技術，能夠結合自動化生產(chǎn)線、柔性控制系統(tǒng)，提升智能制造水平與效果。智能制造處于無人操控環(huán)境，采用編程方式，促進機器設備運轉。收集相關數(shù)據(jù)之后，能夠加強學習能力，實現(xiàn)自我優(yōu)化與修復。在本文研究中，注重分析機電一體化技術在智能制造中的運用問題，僅供參考。

[關鍵詞]機電一體化技術;智能制造;技術運用

[中圖分類號]TH-39;TH16 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–00–03

Analysis on the Application of Mechatronics Technology in Intelligent Manufacturing

Zhang Liang-kun，Zhang Chun-ping

[Abstract]The development of mechatronics has become a driving force for industrial development and is widely used in intelligent manufacturing with strong comprehensive performance. Mechatronics technology can combine automated production lines and flexible control systems to improve the level and effectiveness of intelligent manufacturing. Intelligent manufacturing is in an unmanned environment， using programming methods to promote the operation of machinery and equipment. After collecting relevant data， you can strengthen your learning ability and realize self-optimization and repair. In the research of this article， we focus on analyzing the application of mechatronics technology in intelligent manufacturing， which is for reference only.

[Keywords]Mechatronics technology; Intelligent manufacturing; Technology application

1 智能制造、機電一體化技術分析

智能制造屬于新型工業(yè)生產(chǎn)模式，利用計算機編程方式，對生產(chǎn)效益予以提升。智能制造為制造業(yè)發(fā)展趨勢，深入研究和分析機電一體化技術，實現(xiàn)機電一體化技術、高新技術融合發(fā)展，提升一體化技術智能化水平，有效作用于智能制造業(yè)，競爭實力較強。在智能制造中，機電一體化技術快速應用，可以模擬人類思維與活動，按照生產(chǎn)內(nèi)容提出操作指令，實現(xiàn)生產(chǎn)活動與組裝測試，以此促進生產(chǎn)活動開展。為了確保機電一體化技術更好地應用到智能制造中，應當明確智能制造的作用和價值，做好分析與研究工作。在時代發(fā)展過程中，人力施工逐漸被機械施工模式所代替，不僅可以降低人力投入成本，還能夠加快工程施工效率。因此，為了提升工作效率，優(yōu)化改善機械性能，必須將一體化技術應用到智能制造中。電力管理系統(tǒng)的探索應用，能夠全面促進機械一體化發(fā)展，能夠實現(xiàn)智能制造的智能化、現(xiàn)代化與信息化發(fā)展。

機電一體化技術指的是將信息、控制和系統(tǒng)理論作為基礎理論，并在此基礎上結合計算機、傳感器等現(xiàn)代信息技術，屬于融合多學科技術的產(chǎn)物之一。機電一體化技術主要由控制器和控制主體組成，結合了無線傳感、信息處理、實時控制、伺服驅動、計算機集成等技術，形成一門綜合性的交叉學科。在這些技術中，信息處理技術屬于機電一體化技術的重要組成部分，信息處理技術主要將微電子和計算機技術相融合，能夠對大量數(shù)據(jù)信息進行自動處理。機電一體化組成結構如圖1所示。

其中，控制器主要由控制信息和信息處理部分組成，控制主體主要由機械本體、驅動、檢測、執(zhí)行元件組成。能量供應主要是供應系統(tǒng)能量?？刂菩畔⑻幚碇饕翘幚砗涂刂葡到y(tǒng)信息，通過傳感器檢測信號，按照一定的算法，存儲并轉換數(shù)據(jù)和信息。并利用接口發(fā)出執(zhí)行命令，控制設定的動作等。驅動和檢測元件主要是按照信息處理要求，對運動機械進行驅動，以此來實現(xiàn)運動機械動作。為了提供控制信息發(fā)送依據(jù)，對移動機構或物理量進行檢測，并在基礎上向控制信息處理傳送信息。

2 智能制造中的機電一體化技術應用

2.1 傳感技術應用

機電一體化技術中，傳感技術屬于重要技術。傳統(tǒng)技術具備高精確度、敏感性優(yōu)勢，可以防止工業(yè)生產(chǎn)遭受信號干擾影響，全面展示出智能制造優(yōu)勢。在功能效果上，傳感技術可以建立傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)信息高效傳輸，通過計算機技術收集和整合，高效控制工業(yè)生產(chǎn)過程。工業(yè)生產(chǎn)中，傳感器應用標準化接口，能夠確保設計準確度，減少成本投入。在應用傳感技術時，通過光傳感器，檢測環(huán)境光度變化，同時檢測光度變化影響因素。在智能制造中，傳感器可以檢測出零件尺寸、物體位移信息，因此廣泛應用到汽車、航空等領域，應用價值顯著。

傳感器由3個部分組成，分別是光感、變換元件以及變換電路。傳感器組成結構如圖2所示。

光照射到光感元件，光感元件將這種光以某種方式傳遞到變換元件，變換元件將接收到的信息以電學量的方式傳遞到變換電路，變換電路將電學量轉換為電信號進行輸出。

2.2 數(shù)控生產(chǎn)

數(shù)控加工生產(chǎn)，技術要求比較高，必須全面提升機械制造水平。工業(yè)化發(fā)展下，機械指導水平多表現(xiàn)在機電一體化技術上。在數(shù)控生產(chǎn)中，機電一體化技術應用，可以確保機械加工精度，確保機械加工效率。數(shù)控生產(chǎn)對智能制造要求高，多應用中央處理器、總主線模式，可以實現(xiàn)在線診斷，建立三維仿真模型，科學控制工業(yè)生產(chǎn)，優(yōu)化完善數(shù)控加工生產(chǎn)，確保操作數(shù)據(jù)與信息準確性。將數(shù)控技術應用到機械制造業(yè)，能夠提升工作水平，并且對智能制造系統(tǒng)提出嚴格要求，可以處理多種數(shù)據(jù)信息。針對不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都必須加大控制與管理力度。科學應用技術措施，確保生產(chǎn)過程控制與管理實效性，提升生產(chǎn)速度。

2.3 自動生產(chǎn)與機械

當企業(yè)規(guī)模較大時，需要應用自動化生產(chǎn)線，以此確保機械生產(chǎn)有效性，加強生產(chǎn)效率與質量。機電一體化技術，通過電子技術把控光電控，在人機界面系統(tǒng)優(yōu)化完善控制裝置，詳細控制生產(chǎn)流程。自動生產(chǎn)與機械結合可以擴大應用范圍，將自動化生產(chǎn)技術應用到科技產(chǎn)品中。在工業(yè)生產(chǎn)中，融合柔性系統(tǒng)，通過計算機技術控制生產(chǎn)設備，以此加強集約化生產(chǎn)效果。

2.4 智能機器人

在機電一體化技術發(fā)展中，智能機器人屬于重要表現(xiàn)。智能機器人聯(lián)合機電一體化技術，融合仿生學科研成果，因此智能機器人成為發(fā)展重點。在工業(yè)生產(chǎn)中，智能機器人應用范圍擴大，不僅可以提升產(chǎn)品質量，還可以保護人員安全，增加生產(chǎn)數(shù)量，降低工作強度。在工業(yè)生產(chǎn)中，智能機器人能夠甄別和收集信息，快速完成復雜工作流程，確保產(chǎn)品質量精準度，以免產(chǎn)生大的安全事故。

2.5 自動生產(chǎn)與自動機械中的應用

現(xiàn)階段，企業(yè)開始廣泛應用機電一體化技術，以智能化制造技術最為常用，既可以體現(xiàn)出自動生產(chǎn)線的應用，還可以體現(xiàn)出自動機械生產(chǎn)應用。無論是電子技術，還是現(xiàn)代傳感技術，都可以應用到實際生產(chǎn)中。計算機制造系統(tǒng)，是一種柔性制造技術，能夠連接工業(yè)機器人、計算機、數(shù)控機床，形成生產(chǎn)網(wǎng)絡的生產(chǎn)技術，應用優(yōu)勢顯著，同時可以滿足生產(chǎn)部門提出的問題。

2.6 計算機集成化體制

戰(zhàn)略發(fā)展理念下，通過全局動態(tài)形式，能夠優(yōu)化完善計算機集成制造系統(tǒng)。在該體系中，系統(tǒng)并非簡單組合，而是在當前系統(tǒng)中，突破各部門界限。在該系統(tǒng)中，制造系統(tǒng)屬于主干系統(tǒng)。針對企業(yè)而言，當具備集成性特征時，能夠優(yōu)化配置生產(chǎn)資源，提升生產(chǎn)開發(fā)水平，由此激發(fā)出企業(yè)潛力。

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡對現(xiàn)場各控制器與儀表設備實現(xiàn)控制，使現(xiàn)場可以有效運行，實現(xiàn)了數(shù)字通信與自動化控制的完美結合。將它與智能設備的連接，組成自動化系統(tǒng)綜合功能，以完成基本控制、補償計算等功能，代表將來工業(yè)體系的發(fā)展趨勢。

2.7 神經(jīng)網(wǎng)絡模型設計

神經(jīng)網(wǎng)絡是自適應非線性動態(tài)系統(tǒng)之一，主要是通過模擬動物神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)信息傳遞過程，采用調(diào)節(jié)網(wǎng)絡節(jié)點的連接方式，對信息進行處理，通過設計神經(jīng)網(wǎng)絡模型來實現(xiàn)信號處理，神經(jīng)網(wǎng)絡模型如圖3所示。

圖3中，用qi（i=1，2，…，n）表示為輸入端的輸入信號，將wi描述為聯(lián)接強度系數(shù)，將∑描述為聯(lián)接后信號空間求和，用r表示為神經(jīng)元的閾值，用a表示為神經(jīng)元響應函數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡模型表示為：

（1）

x=a（z） （2）

神經(jīng)網(wǎng)絡可對非線性函數(shù)實行處理，并在一定程度上逼近任意非線性連續(xù)函數(shù)，其自學能力較好，可以在復雜環(huán)境完成多目標處理。為了應對系統(tǒng)的非線性和不確定性，設計神經(jīng)網(wǎng)絡模型提高系統(tǒng)的容錯能力和自組織能力。自動生產(chǎn)運行時若出現(xiàn)不確定性等問題，神經(jīng)網(wǎng)絡模型可以提高容錯性，通過單元之間的大量連接完成，多個較穩(wěn)定的平衡態(tài)系統(tǒng)演化的多樣性，幫助自動生產(chǎn)解決不確定性等問題。

3 緊固件制造行業(yè)在智能制造中應用實踐

3.1 緊固件發(fā)展

工業(yè)快速發(fā)展，相應帶動了智能制造領域發(fā)展，開始關注緊固件制造與應用問題，緊固件可以起到重要作用。在現(xiàn)代經(jīng)濟支持下，緊固件發(fā)展速度加快，開始將其投入智能制造領域進行研究。由于緊固件需求量逐年上升，應用現(xiàn)代科學技術，可以掌握緊固件性能與質量，產(chǎn)品生產(chǎn)不再局限于傳統(tǒng)層面，開始注重性能與質量要求，根據(jù)緊固件制造發(fā)展標準，出現(xiàn)大量特種緊固件，以此滿足緊固件應用要求。

3.2 數(shù)據(jù)庫技術

在近幾年發(fā)展中，計算機技術與信息技術發(fā)展速度加快，計算機應用市場需求發(fā)展多樣化，企業(yè)發(fā)展積累大量數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)庫技術成為熱門應用表現(xiàn)，可以有效作用于數(shù)據(jù)信息管理與應用中。數(shù)據(jù)庫功能與作用比較多，已經(jīng)成為重要的信息傳輸技術、數(shù)據(jù)信息處理技術、信息存儲技術。新興技術帶動下，加快了數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展速度，在新技術體系下，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容逐漸豐富。注重研究和分析數(shù)據(jù)庫技術，可以有效推動計算機技術發(fā)展，對社會發(fā)展的益處也比較大。

3.3 重要緊固件分析

螺栓分為5類，以通用型螺栓內(nèi)六角螺栓最為常用。按照性能等級，可以將螺栓分為10級。高強度螺栓，等級在8.8級以上;普通螺栓，等級小于8.8級。工業(yè)產(chǎn)品結構以通用螺栓為主，可以加強連接部件抗疲勞性能，提升部件強度，還可以延長使用壽命。

螺柱只有螺紋，無螺栓頭。使用期間，一端與帶有內(nèi)螺紋孔零件相連接，一端和螺母相連接。螺柱連接稱為可拆卸連接，多應用在厚度大且結構緊湊的部件中。

螺母是通過與螺栓配合的緊固件，需要與同等級螺絲共同使用，起到固定連接作用，螺母形狀多為六邊形。

墊圈被連接件、螺母間放置緊固件。在正常情況下，主要為金屬圓環(huán)，避免連接件破壞螺母，同時可以分擔連接件承受壓力。使用期間，使用帶有預警功能的墊圈，改善螺栓抗疲勞壽命。墊圈包含雙同心鋼環(huán)，擰緊操作時，內(nèi)環(huán)受壓收縮，會夾住外環(huán)，起到預警效果，同時改善螺栓抗疲勞壽命。

墊圈鍵是穿束扭矩的緊固件作用，對象為軸與軸傳動件。鍵的大小主要由連接件軸孔尺寸、傳輸扭曲大小決定。

3.4 緊固件參數(shù)數(shù)據(jù)表

緊固件信息管理系統(tǒng)圖，要求用戶管理緊固件數(shù)據(jù)，將緊固件螺栓螺母墊圈螺柱作為設計對象，建立標準化數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)表為系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)庫，在專業(yè)軟件支持下，數(shù)據(jù)表可以記錄羅晉內(nèi)徑外徑等參數(shù)，不同規(guī)格的參數(shù)也不同。當規(guī)格為主鍵，則字段數(shù)據(jù)類型為數(shù)字。

4 結束語

在工業(yè)生產(chǎn)中，機電一體化技術發(fā)展趨勢顯著，能夠有效用到智能制造中，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化管理，以此提高工業(yè)生產(chǎn)效率，維護產(chǎn)品質量，為企業(yè)與社會創(chuàng)造經(jīng)濟價值。機電一體化技術，能夠作為智能制造中點，反映出工業(yè)生產(chǎn)智能制造實況。只有高度重視機電一體化水平，才可以提升工業(yè)生產(chǎn)智能化，優(yōu)化完善智能化建設。機電一體化技術快速發(fā)展，多數(shù)人員關注機電一體化技術應用，綜合體現(xiàn)出高新技術，實現(xiàn)生產(chǎn)方式優(yōu)化改革與創(chuàng)新，實現(xiàn)長久穩(wěn)定發(fā)展目標。

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