机电一体化在智能制造中的应用

机电一体化在智能制造中的应用

上海遥薇(集团)有限公司上海201802

摘要:随着社会主义市场经济高速运转,我国生产力与生产水平大幅度增加,各类新型科学技术得到了广泛的应用。在这样的时代发展前景下,我国传统制造业日趋智能化,机械一体技术逐步广泛应用于其中,在极大地增加了制造效率的同时,使产品质量得到了有效保证。因此,机电一体化技术逐渐受到各行领域的广泛关注。本文浅析机电一体化在智能制造中的应用。

关键词:机电一体化;智能制造业;情况;分析

引言

科学技术在不断进步,机电一体化也在飞速发展,并且应用范围越来越广。机电一体化真正实现了电子与机械的强强联合,使得机械设备精细化控制得以实现,满足智能制造的综合需求。智能制造主要由智能制造系统和智能制造技术两方面组成。现代社会发展新时期,加大力度探讨智能制造中机电一体化技术的应用,对于智能制造行业的发展具有重要意义。

1机电一体化技术和智能制造概述

1.1智能制造

智能制造就是充分利用计算机技术,模拟人类思维模式,进行控制程序的编写,通过程序控制相关的生产制造设备,进而实现无人控制的自动化生产模式。智能制造通过各种自动化控制系统能够实现各类数据的采集、分析、处理与存储,并且具有良好的自学习、自优化、自维护功能。在产品设计方面,智能制造还可以充分利用计算机设备进行三维立体动态仿真、设计图纸比例缩放、多方向视图展示等。此外,智能制造还能够有效取代人工岗位,在一些高污染、高危险的工业生产环境中,避免了对员工身体健康的威胁,降低了安全事故的发生概率。总之,智能制造是现代制造行业发展的重要趋势,能够有效减少人力、物力的投入,同时避免人为失误造成的经济损失,进而促进制造行业的高效、稳定发展。

1.2机电一体化技术

机电一体化技术是电子技术和机械技术的集合,由机械体、动力部分、执行部位、遥感测试部分、信息处理单元等基本部分组成。如今还涵盖了控制、光学、声学、信息等技术,随着这些科学技术的进步,机电一体化技术向着模块化、网络化、智能化的方向发展。将人工智能技术融入机电一体化中,赋予系统信息处理、自动检测、模拟和决策功能,实现对制造过程的智能控制。

2发展机电一体化的意义

机电一体化的研究具有系统性和复杂性,是一个循序渐进的过程。机电一体化的发展初期并未受到社会的高度重视。电子技术与机械技术仍处于分离的研究状态,社会群体并未意识到通过电子技术与机械工业的融合来改善机械生产效率。随着时代的进步,信息技术逐渐渗透于社会生产生活的各个角落中,机电一体化技术也发挥其重要价值,在机械生产中扮演着重要的角色,智能制造的实现,又为整个机械行业注入了新的力量。

3机电一体化技术在智能制造中的发展与应用

3.1传感技术的应用

传感技术是指利用各种传感器接受声音、光度、光电、温度等各种信息,将信息传输到集成系统对其进行识别、判断,指示机械电子设备做出相应的调整,从而实现对制造过程的智能化控制。传感技术的应用,能动态获取生产制造信息,及时发现并解决生产制造过程中的问题并进行调整,减少质量缺陷,提高使用性能。如在汽车产品结构件生产中,通过光电传感器检测钻孔反射光量,修正产品钻孔的孔径偏差;在智能制造系统中安装定位器,掌握具体的生产数据并及时作出调整;在机械手、机器人制造中使用视觉传感器、扭矩传感器、压力传感器、碰撞检测传感器,实现利用机器人进行智能制造。

3.2自动化生产控制技术的应用

机电一体化技术在智能制造中的应用还体现在自动生产控制技术方面,自动生产控制技术广泛应用了人机界面控制装置、可编程序控制装置、光电控制系统以及传感器和微电子设备。在智能制造领域,最基本的饮料生产线、印刷包装生产线、香烟生产线等均应用到了自动化生产控制技术。智能制造还能够应用机电一体化技术开发制造车间的生产过程跟踪控制系统,实现对产品制造流程的数据采集、分析和处理,并通过系统管理、资源管理、技术管理、调度管理、生产过程管理等实现对制造业的综合自动化管理。

3.3数控生产的应用

数控生产是机电一体化技术最早应用的领域,数控机床是制造业的“工作母机”,也是智能制造的重要基础。“中国制造2025”将高档数控机床列为十大重点领域之一,其结构具有良好的刚度和热稳定性,一般采用多轴联动,具有高速主轴和高动态响应的进给系统,能实现微米级直线轴定位。结合先进过程控制系统APS、智能温度控制系统ITC、远距离通知系统RNS等控制系统,能实现自适应控制、故障自诊断自修复、工艺参数智能化修改、智能化误差补偿。广泛应用于超高强度钢、高温合金等难加工材料和整体叶盘、叶轮等复杂结构件以及大型壁板等较高质量要求零件的加工,同时对能源与环境友好,实现绿色制造。

3.4柔性制造系统的应用

柔性制造系统主要是信息系统、物质储存系统以及数字控制系统的总和。柔性制造系统可以满足多批产品的高效生产要求,同时可以自动根据市场的需求及时调整生产方案,使各种人力、设备资源得到充分利用,在一定程度上降低了生产成本,提高了生产效益。同时,柔性制造系统具有很强的自我检查能力,可以第一时间对故障进行检测,及时调整产品的生产策略,减少人力资源的消耗。柔性制造系统(FMS)如图2所示,主要利用计算机技术实现智能制造,将数控机床、计算机、自动化仓库等生产要素连成完整的生产网络,实时满足相关部门在其生产能力范围内的生产要求。

3.5工业机器人技术的应用

社会发展新时期,智能制造技术呈多样化发展,其中工业智能机器人具有先进性特征,是由人工智能技术、仿生学、计算机系统技术等多种先进技术组成新型结果。依靠研发的工业机器人,实现了控制论、传感技术以及信息技术理论的有机融合,对于工业机器人的研究取得初步成就。通过在部分生产领域内加以应用,降低劳动强度、改善产品质量。工业智能机器人的应用优势主要体现在三个方面:①对信息资料能够进行详细辨别;②复杂过程面前能够迅速准确完成;③生产速度快、产量大、精准度高,在军事生产制造、跨过出口大需量制造等方面饱受好评。

3.6自动化生产的应用

自动化技术利用人机界面控制装置、光电控制系统等技术实现全部操作流程的控制和管理,从而实现自动化生产。自动化生产水平随着机电一体化技术进步而快速发展,智能化、网络化、动态化、柔性化是其发展的重要方向。柔性制造系统技术将数控机床、工业机器人、自动化仓库等生产要素与计算机技术结合起来进行智能生产,综合了模糊控制技术、智能传感器技术、人工神经网络技术等关键技术,利用信息控制系统和数字控制系统实现产品大批量集中生产及产品质量自动检测。

结语

智能制造是工业生产智能化发展的重要领域,这就需要制造类企业积极引进和应用智能控制技术。机电一体化技术在智能制造中的应用,为提升生产自动化控制水平提供了可靠的基础,各类控制技术、控制系统的完善,进一步改善了生产控制效果。制造类企业要结合生产需求,积极进行机电一体化技术的研究和实践,进而提升科技竞争实力。

参考文献:

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