机电一体化技术在智能制造中的运用分析

张良坤 张春平

[摘    要]机电一体化发展，已经成为工业发展动力，被广泛应用到智能制造中，具备强大的综合性能。机电一体化技术，能够结合自动化生产线、柔性控制系统，提升智能制造水平与效果。智能制造处于无人操控环境，采用编程方式，促进机器设备运转。收集相关数据之后，能够加强学习能力，实现自我优化与修复。在本文研究中，注重分析机电一体化技术在智能制造中的运用问题，仅供参考。

[关键词]机电一体化技术;智能制造;技术运用

[中图分类号]TH-39;TH16 [文献标志码]A [文章编号]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、機电一体化技术分析

智能制造属于新型工业生产模式，利用计算机编程方式，对生产效益予以提升。智能制造为制造业发展趋势，深入研究和分析机电一体化技术，实现机电一体化技术、高新技术融合发展，提升一体化技术智能化水平，有效作用于智能制造业，竞争实力较强。在智能制造中，机电一体化技术快速应用，可以模拟人类思维与活动，按照生产内容提出操作指令，实现生产活动与组装测试，以此促进生产活动开展。为了确保机电一体化技术更好地应用到智能制造中，应当明确智能制造的作用和价值，做好分析与研究工作。在时代发展过程中，人力施工逐渐被机械施工模式所代替，不仅可以降低人力投入成本，还能够加快工程施工效率。因此，为了提升工作效率，优化改善机械性能，必须将一体化技术应用到智能制造中。电力管理系统的探索应用，能够全面促进机械一体化发展，能够实现智能制造的智能化、现代化与信息化发展。

机电一体化技术指的是将信息、控制和系统理论作为基础理论，并在此基础上结合计算机、传感器等现代信息技术，属于融合多学科技术的产物之一。机电一体化技术主要由控制器和控制主体组成，结合了无线传感、信息处理、实时控制、伺服驱动、计算机集成等技术，形成一门综合性的交叉学科。在这些技术中，信息处理技术属于机电一体化技术的重要组成部分，信息处理技术主要将微电子和计算机技术相融合，能够对大量数据信息进行自动处理。机电一体化组成结构如图1所示。

其中，控制器主要由控制信息和信息处理部分组成，控制主体主要由机械本体、驱动、检测、执行元件组成。能量供应主要是供应系统能量。控制信息处理主要是处理和控制系统信息，通过传感器检测信号，按照一定的算法，存储并转换数据和信息。并利用接口发出执行命令，控制设定的动作等。驱动和检测元件主要是按照信息处理要求，对运动机械进行驱动，以此来实现运动机械动作。为了提供控制信息发送依据，对移动机构或物理量进行检测，并在基础上向控制信息处理传送信息。

2 智能制造中的机电一体化技术应用

2.1 传感技术应用

机电一体化技术中，传感技术属于重要技术。传统技术具备高精确度、敏感性优势，可以防止工业生产遭受信号干扰影响，全面展示出智能制造优势。在功能效果上，传感技术可以建立传感器网络系统，实现信息高效传输，通过计算机技术收集和整合，高效控制工业生产过程。工业生产中，传感器应用标准化接口，能够确保设计准确度，减少成本投入。在应用传感技术时，通过光传感器，检测环境光度变化，同时检测光度变化影响因素。在智能制造中，传感器可以检测出零件尺寸、物体位移信息，因此广泛应用到汽车、航空等领域，应用价值显著。

传感器由3个部分组成，分别是光感、变换元件以及变换电路。传感器组成结构如图2所示。

光照射到光感元件，光感元件将这种光以某种方式传递到变换元件，变换元件将接收到的信息以电学量的方式传递到变换电路，变换电路将电学量转换为电信号进行输出。

2.2 数控生产

数控加工生产，技术要求比较高，必须全面提升机械制造水平。工业化发展下，机械指导水平多表现在机电一体化技术上。在数控生产中，机电一体化技术应用，可以确保机械加工精度，确保机械加工效率。数控生产对智能制造要求高，多应用中央处理器、总主线模式，可以实现在线诊断，建立三维仿真模型，科学控制工业生产，优化完善数控加工生产，确保操作数据与信息准确性。将数控技术应用到机械制造业，能够提升工作水平，并且对智能制造系统提出严格要求，可以处理多种数据信息。针对不同生产环节，都必须加大控制与管理力度。科学应用技术措施，确保生产过程控制与管理实效性，提升生产速度。

2.3 自动生产与机械

当企业规模较大时，需要应用自动化生产线，以此确保机械生产有效性，加强生产效率与质量。机电一体化技术，通过电子技术把控光电控，在人机界面系统优化完善控制装置，详细控制生产流程。自动生产与机械结合可以扩大应用范围，将自动化生产技术应用到科技产品中。在工业生产中，融合柔性系统，通过计算机技术控制生产设备，以此加强集约化生产效果。

2.4 智能机器人

在机电一体化技术发展中，智能机器人属于重要表现。智能机器人联合机电一体化技术，融合仿生学科研成果，因此智能机器人成为发展重点。在工业生产中，智能机器人应用范围扩大，不仅可以提升产品质量，还可以保护人员安全，增加生产数量，降低工作强度。在工业生产中，智能机器人能够甄别和收集信息，快速完成复杂工作流程，确保产品质量精准度，以免产生大的安全事故。

2.5 自动生产与自动机械中的应用

现阶段，企业开始广泛应用机电一体化技术，以智能化制造技术最为常用，既可以体现出自动生产线的应用，还可以体现出自动机械生产应用。无论是电子技术，还是现代传感技术，都可以应用到实际生产中。计算机制造系统，是一种柔性制造技术，能够连接工业机器人、计算机、数控机床，形成生产网络的生产技术，应用优势显著，同时可以满足生产部门提出的问题。

2.6 计算机集成化体制

战略发展理念下，通过全局动态形式，能够优化完善计算机集成制造系统。在该体系中，系统并非简单组合，而是在当前系统中，突破各部门界限。在该系统中，制造系统属于主干系统。针对企业而言，当具备集成性特征时，能够优化配置生产资源，提升生产开发水平，由此激发出企业潜力。

现场总线控制系统通过数据通信网络对现场各控制器与仪表设备实现控制，使现场可以有效运行，实现了数字通信与自动化控制的完美结合。将它与智能设备的连接，组成自动化系统综合功能，以完成基本控制、补偿计算等功能，代表将来工业体系的发展趋势。

2.7 神经网络模型设计

神经网络是自适应非线性动态系统之一，主要是通过模拟动物神经网络实现信息传递过程，采用调节网络节点的连接方式，对信息进行处理，通过设计神经网络模型来实现信号处理，神经网络模型如图3所示。

图3中，用qi（i=1，2，…，n）表示为输入端的输入信号，将wi描述为联接强度系数，将∑描述为联接后信号空间求和，用r表示为神经元的阈值，用a表示为神经元响应函数。神经网络模型表示为：

（1）

x=a（z） （2）

神经网络可对非线性函数实行处理，并在一定程度上逼近任意非线性连续函数，其自学能力较好，可以在复杂环境完成多目标处理。为了应对系统的非线性和不确定性，设计神经网络模型提高系统的容错能力和自组织能力。自动生产运行时若出现不确定性等问题，神经网络模型可以提高容错性，通过单元之间的大量连接完成，多个较稳定的平衡态系统演化的多样性，帮助自动生产解决不确定性等问题。

3 紧固件制造行业在智能制造中应用实践

3.1 紧固件发展

工业快速发展，相应带动了智能制造领域发展，开始关注紧固件制造与应用问题，紧固件可以起到重要作用。在现代经济支持下，紧固件发展速度加快，开始将其投入智能制造领域进行研究。由于紧固件需求量逐年上升，应用现代科学技术，可以掌握紧固件性能与质量，产品生产不再局限于传统层面，开始注重性能与质量要求，根据紧固件制造发展标准，出现大量特种紧固件，以此满足紧固件应用要求。

3.2 数据库技术

在近几年发展中，计算机技术与信息技术发展速度加快，计算机应用市场需求发展多样化，企业发展积累大量数据信息。数据库技术成为热门应用表现，可以有效作用于数据信息管理与应用中。数据库功能与作用比较多，已经成为重要的信息传输技术、数据信息处理技术、信息存储技术。新兴技术带动下，加快了数据库技术发展速度，在新技术体系下，数据库内容逐渐丰富。注重研究和分析数据库技术，可以有效推动计算机技术发展，对社会发展的益处也比较大。

3.3 重要紧固件分析

螺栓分为5类，以通用型螺栓内六角螺栓最为常用。按照性能等级，可以将螺栓分为10级。高强度螺栓，等级在8.8级以上;普通螺栓，等级小于8.8级。工业产品结构以通用螺栓为主，可以加强连接部件抗疲劳性能，提升部件强度，还可以延长使用寿命。

螺柱只有螺纹，无螺栓头。使用期间，一端与带有内螺纹孔零件相连接，一端和螺母相连接。螺柱连接称为可拆卸连接，多应用在厚度大且结构紧凑的部件中。

螺母是通过与螺栓配合的紧固件，需要与同等级螺丝共同使用，起到固定连接作用，螺母形状多为六边形。

垫圈被连接件、螺母间放置紧固件。在正常情况下，主要为金属圆环，避免连接件破坏螺母，同时可以分担连接件承受压力。使用期间，使用带有预警功能的垫圈，改善螺栓抗疲劳寿命。垫圈包含双同心钢环，拧紧操作时，内环受压收缩，会夹住外环，起到预警效果，同时改善螺栓抗疲劳寿命。

垫圈键是穿束扭矩的紧固件作用，对象为轴与轴传动件。键的大小主要由连接件轴孔尺寸、传输扭曲大小决定。

3.4 紧固件参数数据表

紧固件信息管理系统图，要求用户管理紧固件数据，将紧固件螺栓螺母垫圈螺柱作为设计对象，建立标准化数据表。数据表为系统支持数据库，在专业软件支持下，数据表可以记录罗晋内径外径等参数，不同规格的参数也不同。当规格为主键，则字段数据类型为数字。

4 结束语

在工业生产中，机电一体化技术发展趋势显著，能够有效用到智能制造中，实现工业生产的自动化管理，以此提高工业生产效率，维护产品质量，为企业与社会创造经济价值。机电一体化技术，能够作为智能制造中点，反映出工业生产智能制造实况。只有高度重视机电一体化水平，才可以提升工业生产智能化，优化完善智能化建设。机电一体化技术快速发展，多数人员关注机电一体化技术应用，综合体现出高新技术，实现生产方式优化改革与创新，实现长久稳定发展目标。

参考文献

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