机电一体化技术在智能制造中的应用分析
摘要
关键词
机电一体化技术;智能制造;应用
正文
引言
随着我国劳动力成本优势的逐渐削弱和国内外市场竞争的日益激烈,我国制造业要实现产业结构优化和转型突破,必须从技术创新上入手,引入自动化、信息化和智能化技术,推动制造业生产质量和效能的双重提升,将我国从制造大国转变为智造强国。随着互联网的普及和信息技术的蓬勃发展,计算机技术已经引发我国多个领域的变革,在制造业中引入新兴技术,推动传统制造业升级已经成为了必由之路。
1智能制造的概述
在生产过程中,利用智能机器人取代人工操作的智能化系统是当代制造业的主要生产过程。利用智能化制造技术,以网络技术为核心,通过网络协同,将计算机和各种生产制造设备相连接,通过既定的程序控制设备进行机械化生产。这种综合的智能化操作,对计算机技术的可持续创新发展也具有极大的挑战,但将其技术进行生产加工,融合其计算机智能化计算过程,模拟人脑的智能化操作,从判断、分析到思维的拓展等过程,都需要计算机系统的数据应用,以柔性的思维运算模式,取替传统人工脑力活动。相对传统机械制造行业的局限性,当代的智能化制造,应用机电一体化技术,其工作效能较高,投入能耗较小,与当代信息数据时代的智能化发展相匹配。
2机电一体化技术的相关概述
机电一体化技术是综合机械、电子和信息科学的复合手段与方法,是在传统机械技术的基础上形成的工业生产新技术,实现了工业生产过程中机械工程和电子、智能计算机的集成作用。机电一体化技术最关键的影响是突破了对机械的人工操作模式,实现了对系统的智能化控制。具体而言,机电一体化技术通过利用电子控制系统,制作指定的运行程序,按照运行步骤实现系统的自动检测、信息处理以及相关的诊断和修改。在实际运行的过程中,一旦发生故障问题,系统将自动采取应急处理措施,保护系统不受破坏同时发出应急信号,通知维修人员前来检修处理,最大限度地保障控制系统的安全运行,提升工作效率[1]。
3机电一体化技术在智能制造中的应用价值
(1)随着工业制造业的蓬勃发展,企业在市场中面临的竞争愈发激烈,企业要想充分发挥自身优势,提高市场竞争力,必须提高产品的生产质量,降低生产成本投入,从而获取更大的利润收益。因此,企业要改革和创新现存的生产模式,通过在智能制造中融入机电一体化技术,促进生产制造的智能化、一体化和高效化,优化人员组织结构和生产设备投入,实现生产利润和生产质量的共同提升,在市场中吸引和转换更多的潜在消费者,树立良好的品牌形象,帮助企业在市场竞争中占据有利地位。(2)工业制造业涉及的领域和内容较为广泛,包括服装行业、智能机器人等,都需要采用先进的工业生产技术进行批量生产。将机电一体化技术运用在智能制造中,可以帮助这些行业实现生产模式转型升级和行业的可持续发展,促进现代化信息技术与机械技术的有效融合,继而带动其他行业的技术变革,加快实现我国向智能制造业的转变。
4机电一体化技术在智能制造中的应用措施
4.1传感器技术的应用
传感器是对信息收集的关键性元素,机电一体化技术的创新发展离不开传感器的支撑。在智能化制造领域中,传感器的制造水平不断升级,在灵敏度和数据传输精确度方面具有极大的提升。尤其是在智能制造业的传感器更新中,所有器件的刷新率会随设备的升级和计算机系统的更新,进行检测范围和数据传输的高效率升级。使智能制造中的数据信息传递的及时性、有序性和完整性得到充分的保证。利用计算机技术对实际数控加工的全过程进行了直观的表示,对生产实践具有十分重要的指导意义。它的出现标志着我国机电技术向信息化、快速迈进了一大步[2]。
4.2数控技术
数控技术是在收集数字信息的前提下,掌握和控制机械生产制造过程的方式,涉及计算机技术、现代化通讯技术、机械控制技术等多项制造业所使用的技术手段,有利于促进生产制造的高效化和高质量化。数控技术主要包含数控机床、数控系统和外围技术3部分,数控机床由数控装置、加工程序载体、数控装置、机床主体、伺服驱动装置以及其他辅助部分共同组成。数控系统包含控制系统、伺服系统和位置检测系统。外围技术主要涉及工具技术、编程技术和管理技术。数控技术是智能制造领域应用较早的技术手段,对智能制造业起着重要的技术引领作用,促进行业整体水平的不断提升。数控技术应用在智能制造领域:(1)提高生产制造的加工精度。数控技术的运用需要借助精密专业的仪器设备和自动控制系统,在应用过程中,这些组成部分本身就具有极高的精准性,并且在数控系统对误差的调整下,使得加工精度和加工质量得以进一步的提升。(2)实现高效化生产。数控技术通过采用分钟自动化的设备及技术,使得机床的加工效率远远超出于过去的生产方式。(3)应用领域较为广泛。数控技术对机床的控制主要借助对数控程序的制定,即使加工对象有所不同,只需更改数控程序便能持续使用数控技术,因此,技术具有较高的适应性和可变性,既节省了生产过程中模具样板的制作成本,同时还能有效缩短工期。(4)促进生产技术水平的提升。在传统的工业生产过程中,较为复杂和烦琐的设备零件的生产难度高且耗费的人力、物力成本较高,而在随着数控技术在智能制造的应用,使高难度的加工工艺成为可能,促进智能制造业生产技术水平的提升[3]。
4.3智能机器人技术
机器人的应用在制造业由来已久,应用的初衷主要是通过机器人来完成人工难以完成的部分生产任务,例如在人难以适应的高温、高压等恶劣环境中进行生产,保障员工的安全性,降低安全风险。机器人不仅能够实现长时间的劳动,还能够最大限度地避免工作失误,因此从长远发展来看,应用机器人能够有效降低劳动力成本,缓解尖锐的供需矛盾。随着信息技术和智能技术的不断成熟,当前制造业已经普遍开始应用智能机器人。智能机器人在传统机器人的基础上融合了仿生技术、传感技术和交互技术等先进技术,不仅能够代替人工完成传统的生产流程,还能够借助相关设备采集生产数据,通过处理和分析所采集的数据,实现自身工作模式的智能调节,从而不断提升生产制造的质量和工作的效能。智能机器人的应用优势在于能够根据智能制造的具体需求实现更加完善的功能搭载。例如,智能机器人在生产过程中对成品进行实时监控,当出现质量问题时能够实现远程报警。
4.4自动化生产及信号处理技术的应用
在传统的生产方式下,主要依靠人工操作的方式来完成,这种方式的工作效率很低,并且会受到人的影响。而在机电集成技术中,将自动化生产和信号处理技术运用到智能制造中,可以有效地推动自动化生产模式的实施,从而提高了生产效率,释放了人力,并进一步提升了智能制造的生产品质,从而大幅度地提高了产品的性能。其主要特点是:生产过程的自动化和信号处理。智能制造系统中需要采用双控模式,在终端与后台控制装置进行统一的控制,利用同一网络传输线路,对终端控制的所有设备的信号频率进行连接,以实现后台计算机的远程控制。为了防止在数据传输过程中出现信号同频干扰的情况,就需要应用智能化技术,在数据传输过程中确保其安全性和准确效率。主要应用自动化的信息处理技术,将信息的输入与输出内容进行逻辑判断,进行信息的筛选和加工,并借助PLC技术,提高智能制造的效率与安全[4]。
4.5柔性制造的应用
柔性制造系统是综合数据加工系统、物料运储设备以及信息控制系统形成的自动化系统制造系统。柔性制造系统可划分为多个柔性制造单元,根据制造产品、制造环境、制造任务等进行合理调整,对多样化、批量化的生产提供便捷服务。加工系统主要包含各项生产加工设备,比如,数控机床、加工中心等;物料运储设备进行物料的储存和传输;信息控制系统利用信息技术手段,实现对生产加工的全程控制。包括对生产计划的制定、加工过程的监管、信息的发送和反馈、各项生产数据的管理等。柔性制造使用在智能生产中主要有以下作用:第一,提高加工设备的使用效率。柔性制造在生产过程中利用计算机技术实现对所有零件和生产机床的合理调配,机床对零件的加工不会出现空闲的情况,源源不断地补足加工零件,使在智能制造中的所有加工设备都能被充分利用。在设备高利用率的情况下,有利于用最短的时间完成生产线的任务量,间接降低设备的投入成本。第二,提高生产的应变能力。柔性制造系统具有灵活性和可变空间,当市场环境需求发生变化时,可以及时根据消费者的需求和产品内容对生产线进行调整。同时,在面临紧急生产任务时,也能不打乱原来的生产计划完成指标条件。第三,促进生产效率的提升。柔性制造属于按需生产的拉动型生产模式,在生产过程中不需要花费时间等待前面生产工序的完成,减少生产过程中耗费的时间。同时,生产效率的提高还有利于清空库存,节约仓库储藏的成本投入。
结束语
综上所述,我国制造业的转型升级势在必行,因此必须加强技术创新,在新技术的引导下逐渐实现信息化、自动化和智能化生产模式。机电一体化技术是一项综合性技术,能够实现智能制造所需的各种功能和应用场景,在实际运用中具有显著优势。
参考文献
[1]马仕骏.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].南方农机,2019,50(24):163+177.
[2]杨建中.浅谈机电一体化技术在智能制造中的应用[J].南方农机,2019,50(21):260.
[3]冯竞慧.机电一体化技术在智能制造中的应用研究[J].南方农机,2019,50(19):110+116.
[4]顾视江,郑文智.浅议智能制造中对于机电技术的应用[J].技术与市场,2019,26(09):112+114.
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