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浅析机电一体化技术在智能制造中的应用

来源:UC论文网2020-09-09 14:20

摘要:

  摘要在现代微电子技术及机械技术快速发展背景下,制造业领域中的技术集成度不断提高,且逐渐向着智能化、一体化的方向发展。在制造业中,机电一体化技术是多数制造企业的关键技术之一,也是引领制造业走向智能化的基础技术。为研究机电一体化技术在智能制造中的应用价值,本文以该技术与智能制造业融合的发展趋势为视角,探讨智能制造业与该技术融合的主要方向,以期为智能制造业的机电一体化技术发展提供参考。  关键词机电...

  摘要在现代微电子技术及机械技术快速发展背景下,制造业领域中的技术集成度不断提高,且逐渐向着智能化、一体化的方向发展。在制造业中,机电一体化技术是多数制造企业的关键技术之一,也是引领制造业走向智能化的基础技术。为研究机电一体化技术在智能制造中的应用价值,本文以该技术与智能制造业融合的发展趋势为视角,探讨智能制造业与该技术融合的主要方向,以期为智能制造业的机电一体化技术发展提供参考。


  关键词机电一体化技术;智能制造;应用


  在李克强总理签批的《中国制造2025》纲领性文件的战略规划中,中国将在2015年至2025年间实现迈入世界制造强国行列的战略目标。作为“十三五”规划的最后一年,2020年将是我国制造业实现智能化发展的关键年。要促进制造业由传统制造向智能制造转变,如何落实机电一体化技术在制造业中的应用是实现这一目标的关键问题,因此,研究机电一体化技术在智能制造中的应用具有重要的现实意义。本文主要利用分析讨论法对机电一体化技术在智能制造中的应用进行研究。


  1智能制造业与机电一体化技术融合的发展趋势


  1.1小型化


  随着技术集成度的提升,制造业产品规模逐渐向着小型化方向发展,而机电一体化技术则以其模块化、集成化、智能化等特点在智能制造业中获得广泛的应用[1]。


  产品小型化是科技发展的必然趋势,小型的机电一体化产品在功耗、产品成本、设计应用等方面相较传统产品具有明显的优势,因此,在智能导航、微型机器人、小型数控机床等领域中获得大范围应用。影响机电一体化技术实现小型化发展的道路的两项重要因素即是如何实现技术精度与密集度的双重提高。


  1.2低碳环保


  随着我国各个领域减排环保政策的陆续推出,低碳环保已经成为各行业发展所遵守的公约。在国内经济稳步增长的背景下,生态问题随着经济水平的提高而越发严峻,能源消耗量与日俱增。因此,在低碳环保政策的倡导下,机电一体化技术向着低能耗、低排放的方向发展已是大势所趋。在未来阶段的机电一体化产品设计中,提高产品能效、实现多样化能源利用、降低产品毒害物使用量等环保思想将成为产品设计的核心理念。


  2智能制造业与机电一体化技术融合的主要方向


  2.1传感器领域


  传感技术是维持各类设备系统正常运转的重要技术之一,也是機电一体化技术在智能制造业得以应用的核心技术。在生产生活中,传感器主要作为各类设备及系统的信息采集单元,负责收集各类环境中的物理化学信息,并将其通过数据网络传输至数据处理单元,以便进行后续的分析与处理工作。由于传统制造业中的数据采集工作多数由人工进行,数据收集周期较长,成本较高,且无法实现准确及时的数据处理工作,因此导致国内传统制造业的产品质量与西方制造强国之间存在较大差距。


  在引导制造业实现智能化发展的过程中,企业应首先针对基层生产线进行改进,在传统生产线中融入信息采集系统,将传感器布设在企业生产线的各个部位,进而实现生产线数据的定向收集分析,从而解决传统生产线中的数据收集周期过长问题。例如在新生产线的设计过程中,设计人员可引进对应的生产线自动化控制系统,利用该系统与传感器构成的控制体系大幅提升企业产品的整体精度[2]。


  2.2机器人领域


  工业机器人是多数制造企业的必备设备之一,对提升企业生产效率、提高产品精度具有重要意义。机器人技术是一门涉及计算机、机械、AI技术等多个领域的复杂技术,也是机电一体化技术在智能制造业中应用的主要方向之一。运用机电一体化理念设计的工业机器人可区分设计图纸中各类设计要求,实现科学有序的自动化生产,工业机器人中内置的监测系统可实现运行状态数据的监测与收集,对于维护机器人运行稳定、实现风险故障的早期预警具有重要作用。在机器人领域中融合机电一体化技术的主要优势有以下几点:第一,合理化成本预算。由于传统制造业的各个工作流程都需人工参与,高人力成本已成为阻碍传统制造业实现智能化发展的主要问题,若企业尝试引入少量工业机器人,便可在保证产品质量及生产效率的基础上显著降低成本预算规模;第二,提高产品精度。在生产过程中,工业机器人可凭借内置的中控程序实现0.05毫米的重复定位精度,使得整体产品质量远超传统制造业的手工生产模式,同时消除不确定性人为因素对产品精度的影响;第三,全时段工作。多数工业机器人可实现7×24小时不间断工作,在连续生产方面相较传统人工生产模式具有较大优势,同时,工业机器人可最大限度地利用企业现有资源,降低生产线事故率,对促进企业智能化转型、提高生产效率具有重要意义。


  2.3数控领域


  数控机床是应用机电一体化技术的另一典型领域,而数控技术则是机电一体化技术的重要分支。在实际生产中,数控技术可大幅提高传统制造业的产品质量与生产效率,有利于促进企业实现技术转型与产业转化。就当前制造业中数控技术的发展情况而言,数控技术的实践应用主要集中在以下两方面:第一,智能制造与数控技术融合。在智能制造中应用数控技术可实现数据信息的批次处理,通过数据模拟与数据分析功能强化现场故障应急反应能力与故障分析处理能力;第二,智能控制。凭借数控技术中的模糊智能算法,数控系统可在产品生产中实现对数控机床的智能化控制,并根据产品设计原案优化产品制造流程,从而在提高原料使用效率的基础上满足各类产品复杂的设计需求[3]。


  3结束语


  在现代智能技术快速发展的背景下,传统制造业企业均提出各自的产业智能化转型方案,而这些方案均在机电一体化技术的基础上进行设计,由此可见,机电一体化技术是制造业企业实现智能制造的核心技术。本文针对机电一体化技术的发展前景进行论述,并讨论了机电一体化技术在机器人、数控、传感器等领域中的应用,以此点明机电一体化技术在智能制造中的主要应用方向。

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