摘要：當前我國制造業正面臨轉型，制造業也勢必需要向智能制造轉變。本文就針對智能制造中的工業機器人技術展開探析，根據工業機器人的具體定義與特點介紹其相關技術，并參考當下工業機器人在智能制造中的應用對其未來發展方向提供建議。

關鍵詞：智能制造；工業機器人；技術探析

隨著我國信息技術基礎建設普及程度的不斷深入，目前工業機器人已經在我國制造業中初步投入生產活動，但由于技術限制，我國智能制造轉型程度不足。為了制造業的持續發展，機器人、信息技術等相關行業也要不斷創新進步，而滿足該目標的技術就是要了解工業機器人技術，清楚制造業發展需要，從而對二者后續發展作出綜合探討。

1工業機器人的研發

在智能機器人中，數字控制器服務器軸與運營商的電線桿連接，命令是按照事先制定的程序執行的。在這一階段，工業機器需要使用人工智能技術，這種技術將教學工作、攜帶傳感器和工業機器人的工作合理化結合起來。工業機器人主要由三個要素組成:主、副推進系統、控制系統、結構和執行機構，包括手腕和手臂。大多數機器人有三到六度，手腕有三度。工業機器人的主要控制技術如下:（1）開放式單元控制系統。工業機器人的運動設計可以通過分配的運動控制器、機械控制器和傳感器處理板來有效完成。（2）使用模塊的液位控制軟件。軟件系統以多功能操作系統為基礎，具有多個層次的分層設計概念，并且開放。該系統基本上分為三個層次:計算機化系統、章程和應用系統。（3）工業機器人故障診斷和維護技術。通過將數據和信息結合起來，對工業機器人的運行故障進行了科學診斷，并采取了良好的維修措施，確保工業機器人的穩定運行。

2工業機器人應用關鍵技術點

摘要：隨著我國社會經濟的迅速發展，我國對大型工業和高精密度生產的需求逐漸提高，對機械制造的技術水平提出了更多要求。在智能化進程逐漸加快的背景下，智能技術逐漸被應用到機械制造中，既提高了機械制造的整體效率和質量，也能夠有效降低機械制造的人力成本，對現代工業機械制造技術的持續發展起到了積極影響作用。

關鍵詞：現代工業；機械制造；智能技術

在傳統的機械制造過程中，普遍都是以人工和機械結合模式進行生產工作，整個過程很容易受到制造工藝、技術條件、人員素質水平等多方面因素的影響，導致機械制造的精密度較低，難以保障機械制造的整體效率及質量。而智能技術是一種能夠對機械制造技術進行模擬、分析、推理、判斷及決策的科技技術，將這項技術應用到機械制造中，能夠有效提高機械制造的自動化水平，減少人工操作所帶來的不良影響，使機械制造的精密度得到有效提高，對機械制造行業的發展有著較好的促進作用。對現代工業機械制造智能技術進行深入分析，能夠為現代工業機械制造的進步和發展提供有利依據，使我國社會生產力得到有效提高。

1現代工業機械制造智能技術概述

作為我國工業智能技術的一種延伸，現代工業機械制造智能技術的主要作用就是利用計算機技術對機械制造技術進行模擬，并通過信息分析、判斷、推理和決策等智能化程序，替代一些腦力勞動，使機械制造的效率及質量得到有效提高。通過現代工業機械制造智能技術的應用，能夠對機械制造中的信息進行自動化采集、計算和利用，使機械制造中的問題得到及時解決，進一步提高機械制造的整體效益。同時，現代工業機械制造智能技術是一個研究產品設計、生產、加工、銷售和維護的技術過程，其主要目標就是提高產品的生產質量，提高企業的經濟效益，使企業的核心競爭力得到有效提高[1]。一般現代工業機械制造智能技術包括了人力資源、生產資料、生產對象、生產、能源及質量信息等多種內容，其中人的要素處于主要地位，需要對現代工業機械制造智能技術進行科學利用，以此提高生產效益，降低人力成本，使機械制造的整體質量得到有效提升。

2現代工業機械制造智能技術

摘要：文章結合實例重點介紹試點工廠的智能總裝車間策劃、實施框架搭建、業務操作流程及具體的RFID技術應用。文章對汽車智能化車間建設領域的具體策劃及實施具有很好的借鑒意義。

關鍵詞：總裝車間；智能制造；RFID

1背景

受益于互聯網的快速發展，智能互聯汽車迎來良好發展契機，呈現蓬勃發展之勢。從被動安全到主動安全、從駕駛輔助到自動駕駛，伴隨各項技術的不斷更新發展，汽車被賦予了更多的功能和權利，逐步走向智能化[1]。汽車智能化的快速發展也對其制造過程提出了跟高的要求，智能制造應運而生。智能制造（IntelligentManufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。毫無疑問，智能化是制造自動化的發展方向。在制造過程的各個環節幾乎都廣泛應用人工智能技術。為適應智能化發展趨勢，提高生產、物流、管理運營效率，對工廠現狀進行調研并制定智能化實施方案。當前裝配車間使用SAPERP系統完成庫房管理，通過LES系統完成企業供應鏈管理，通過單獨的考勤系統完成人員考勤，GE的MES系統完成車間的生產管理，已經實現了車間生產過程管控。但是在生產管理過程中依然存在如下問題：（1）物流配料過程容易出現配料錯誤情況，缺少對生產過程準確性及關鍵數據的有效監管和分析，對生產問題后期追溯存在缺陷；（2）缺乏對質量全景數據進行集成、分析、判斷，現場質量信息無法自動采集；（3）缺少全面性設備狀態數據的收集及分析，設備預防檢修無客觀性數據支撐；（4）缺少自動化的人員出勤情況分析；（5）人工開展效率/過程變更分析，無法保證及時性；（6）運營數據人工集成匯總，無法保證及時性和客觀性。為解決上述問題，需策劃定制一套完整的生產、運營、物流、人員、設備智能化方案。本文主要研究基于RFID的智能制造技術在汽車工業中的應用。

2智能化車間方案策劃及實施框架搭建

通過本次項目實施計劃達到以下目標：（1）通過質量過程數據的采集、分析系統完善過程監控，實現及時預警；（2）通過建立產線、工藝、操作全過程監控，提高生產準確性；（3）通過設備的全生命周期管理，提高設備效能。通過數字化、可視化、透明化管理，優化生產過程等，大副度提高人員、設備等綜合效率。做到全過程質量追溯，通過數字化分析提前預測設備故障及對零件進行質量分析，提前進行質量預警。項目實施對象為總裝車間XX線體，包含內飾1-1線，內飾1-2線，底盤線，內飾二線，CP7線體，檢測線，淋雨線、CP8終檢線及物流配料區。項目主要內容：智能制造系統（以下簡稱系統）由生產管理、質量管理、設備管理、物流管理、人員管理及現場展示等多個模塊組成，見圖1。系統接收MES在總裝車間的滾動計劃，通過配料管理，SPS小車及AGV小車監控及物料預警，完成物流管控；通過工位進度采集、試裝管理、滯留車管理、工藝管理與MES集合實現產品的生產過程追溯；通過實時監控設備運行狀態、計算設備綜合運行效率、大數據分析等實現設備的預防性維保；通過質量數據采集（PLC直接采集和數據庫導入兩種方式）分析，實現關鍵質量指標統計分析、過程質量追溯及質量風險預警等；通過與考勤系統結合，實現人員屬性識別，監控關鍵崗位作業人員的異常變動與效率指標標的統計分析。項目架構：系統總體體系架構分為三層展示平臺層，現場采集展示平臺層和生產線設備層，每層都有其獨特的作用[2]，見圖2?，F場應用平臺主要用于現場數據展示和反饋，包括現場分控平臺和RFID應用，現場分控平臺主要用于現場裝配測試線設備運行狀態，生產進度信息，質量數據信息數據收集和分析。展示平臺主要用于辦公環境中現場信息的反饋，包括異地監控、總控大屏、PC端、手持端展示。

摘要：近五年來，工業革命4.0的浪潮席卷整個德國，使德國的機電一體化技術逐漸列入智能技術系統中，德國的制造業和裝備也日趨領先于世界水平。德國新工業革命主題為“智能工廠”與“智能生產”，因此德國政府啟動了兩個極其重要的項目，分別是“智能工廠”項目和智能技術系統”項目。這兩個項目主張創造出具備人工智能的產品，能夠存儲大量的信息，并且能夠實現重組和自動配置，靈活根據生產情況調整生產模式。文章從高中生的角度出發，結合所學相關專業知識，對工業4.0推動機電一體化走向智能技術系統作一個淺析。

關鍵詞：工業4.0；機電一體化；智能技術；系統

機電一體化走向智能化是必然的，這其中有兩個方面的原因，第一個方面是機電一體化仍然存在較大的局限性，而智能化能夠克服機電一體化的局限性。第二個方面是今后的時代必將是大數據時代，而機電一體化走向智能化符合時代的規律，也是人們生產和生活所需，是人類文明進步的必由之路。

1機電一體化技術特點介紹

機電一體化技術出現并應用的時間較晚，且發展歷史相當曲折，但它每一次技術的成熟和完善都使得人們的生活變得更加便捷與舒適。從上個世紀七十年代開始，微電子技術與計算機技術滲透到機械工業行業，人們由此產生一個大膽的設想——能不能利用電能代替人手給機械供能？這是一個大膽而又奇妙的設想，最后終于實現了。機電一體化技術開始產生，并應用在人們生活中的多個領域，充分解放了人手，也使得人們的工作生活效率大大提高。機電一體化技術的特點有很多，以下選取三個最主要最重要的特點進行介紹：1.1具有較高的可控性。機電一體化技術使得機械具有較高的可控性，只需要使用遙控器或者網絡控制系統，對相關機械下達指令，就能夠讓機械工作。以往人們需要長時間頻繁地對機械進行操控，使機械能夠正常運行，而這些機械一旦短時間離開人手操控便無法工作，因此可控性極低。機電一體化技術使得機械不需要太依賴人手進行操控，人們可以利用遙控或者相關裝置下達指令，然后機械就會長時間自動工作。這種機械的工作效率極高，能夠取得解放人手的良好效果，使得人們的工作效率大大提升。1.2依賴電能進行工作。應用了機電一體化技術的機械產品非常依賴電能，將電能轉化為其他形式的能量進行工作，因此這些機械產品是離不開電能的。盡管它們需要電能，但這些機械的工作效率比傳統的機械高很多，因此能夠極大地提升社會生產力，在社會生產的許多領域都有著極為廣泛的應用。之所以機電一體化的工作效率高，是因為機械一體化的產品運用了先進的傳感技術，能夠對人為的遙控指令作出必要的反應。這些傳感器能夠將信息單元接受和處理，并傳導在處理器中，使得機器高效穩定的進行工作。同時，機電一體化產品也有其缺陷，當電能供給不足或是傳感器出現故障的時候，工作效率極低，因此人們需要保護好傳感器，使其高效有序地進行工作。1.3在制造業以及工業生產領域有著極為重要的作用。因為應用了機電一體化技術的產品工作效率極高，所以人們將其廣泛應用到制造業以及其他工業生產領域中，為制造和生產各種產品提供技術支持。如今機電一體化產品已經運用在數控機床、各種機械裝備、計算機集成制造系統、柔性制造系統以及工業機器人等領域中了，未來這些機電一體化產品還會應用到更多領域中，為提升社會生產力作出巨大的貢獻。

2智能技術系統的特征

摘要：社會從工業1.0時代發展到4.0工業深度自動化階段，對于工業生產過程采用PID、分類、回歸、聚類等算法，實行自動化控制，并衍生了不少智能控制手段。未來工業生產的機電技術的智能化發展還會更加深入，衍生出更加先進、更加智能的應用。文章分析了工業過程控制自動化、智能化等，探索目前工業過程控制自動化中的智能控制應用，展望未來從自動化到智能化的發展趨勢。

關鍵詞：工業過程控制自動化；智能控制；技術

隨著時代的發展，工業生產制造正在朝高度集成化、深度自動化、數字化、智能化方向發展。通過多種精確度極高的電子感應元件設備，加上精妙的控制系統，實現對工廠生產過程數據的實時采集和分析；通過編寫好的生產邏輯對工業生產進行自動化控制。而今工業自動化已經越來越成熟，正朝著智能化大步邁進?！斑^程控制”是一個專屬名詞，通常和自動化放在一起來說，指的是從項目開始到項目結束，關注溫度、壓力、流量、液位和成分等工藝參數，使其符合生產要求。過程控制旨在提高產量和質量、提高生產安全性、降低污染、達到綠色環保標準、降低操作性、降低勞動量等等。整個控制過程通過精密的檢測設備，再加上自動化控制及管理系統，依據設定好的生產邏輯運行，利用計算機及時采集檢測數據，并產生許多智能化應用，即過程控制與自動化（見圖1）。而智能化則是在自動化基礎上衍生的智能應用，工業生產要先會爬，再會走，然后會跑。所謂會爬，是指最基本的自動化、信息化；會走是指數字化；會跑是指智能化，這是一個循序漸進的過程。PID控制是一套控制算法，即從比例、積分、微分3個方面計算控制，更加精確，更加協調。

1智能控制應用

1.1自動化運行

將基于機電控制裝置和電子計算機編程機電設備的運行邏輯作為指令操作，讓工廠生產設備按照設定好的編程邏輯來執行控制命令，讓整個工作得以在自動化控制下進行。自動化運行控制邏輯大多為PID控制算法，而實現的手段由上位組態、集散控制系統DCS、PLC等自動化系統來管理。最為常見的是PLC系統，也叫作可編程控制器[1]。PLC系統大致分為以下模塊：（1）輸入采樣。接受被控設備的信號，作為自動化控制的基礎數據依據，對象是工業生產的溫度、壓力、流量、液位和成分等工藝參數。所采集的信號按性質的不同可分為模擬量、開關量、脈沖量、數碼量、相關量、計算量等。（2）程序執行。按照生產經營所需，設定自動化控制邏輯，讓工廠生產按照自動運行的邏輯執行。（3）輸出刷新。在一定周期內進行輸入采樣，通過PID、分類、聚類、關聯、神經網絡等算法，分析被控機電設備運行信息是否符合邏輯，無異常數據則通過，發現異常數據則停止?？偠灾?，通過PLC系統和PID算法，大大提高了機電設備的集中管理和自動控制（見圖1）。

摘要：隨著社會的飛速發展，科學技術不斷進步，工業領域生產模式發生變化，人工智能時代勢不可擋，尤其是機器人得到更大范圍的推廣與應用。工業機器人的突出優勢是精準度較高，工作效率高，能夠承受較大工作強度，為整個工業領域產量的提升以及質量的提高創造更加優質的條件。由此可見，工業機器人已成為現代工業發展的趨勢與方向。文章基于行業發展，詳細闡述了工業機器人的特征，探討其未來發展趨勢與方向，以期為整個工業行業的持續性發展提供更大的技術支撐。

關鍵詞：人工智能時代；工業機器人；趨勢

隨著人工智能時代的到來，互聯網技術取得巨大突破，大數據技術成為核心，為工業機器人產品性能的提升提供更加先進的技術支持。在工業機器人發展進程中，其操作趨于簡易化，精準度更高，能夠廣泛應用在諸多領域，投入成本呈現不斷降低的趨勢。立足工業領域，機器人應用于產品檢測、焊接以及搬運等環節。工業機器人的出現強化對人力應用的緩解，在優勢上主要體現為較高的生產效率與較高品質的操作，同時，操作持久性更加突出。

1工業機器人的構成以及類型

從構成上分析，工業機器人主要包含三個部分，即本體、驅動以及控制三個系統。從功能上分析，一種機器人的作用體現在對人類手、手臂的模仿。另外一種更具智能化，有效發揮仿生學的特征，能力更顯多樣化，自由度更高。在當前的工業領域，之所以選擇工業機器人，主要源于其較低的單機價格，便于維修，應用效率較高。

2人工智能時代工業機器人核心技術分析

［摘要］把《制造業人才發展規劃指南》更好地落實到實際應用當中，以此更好地達到《中國制造2025》對機電一體化相關人才的培養要求和目標?，F在我國在機電一體化人才培養過程中存在一些問題，需要對其進行思考，不斷進行改進和創新，形成機電一體化智能制造的實訓中心，將人才培養的方式變得更加便捷。根據實際情況分析，在機電一體化智能制造實訓室不斷的建設當中可以更好地實現教學質量的提高，使培養出來的人才更具有競爭力，為新的時代帶來適應性強且專業化的人才，更容易得到社會和企業的充分認可和肯定。

［關鍵詞］機電一體化；智能制造；人才培養

一、目前國內機電一體化專業人才培養現狀分析

在德國4.0和我國提出的《中國制造2025》的實施當中，出現了各個行業的智能化生產制造的火爆場面，現在大中型加工制造類企業生產線趨于自動化、智能化的生產形式，從汽車制造、物流倉儲、啤酒生產等企業一系列智能化的表現可以分析，機電一體化的技術型人才有著廣大的應用空間?，F在通過把傳感器技術、電氣動技術、可編程控制技術等相互結合進行機電一體化智能制造人才的培養，向著更加全面的方向進行發展創新，使機電行業有著更多的發展動力，智能化的制造在機電行業快速發展進步的同時，對于新型的機電一體化的專業技術人員的要求變得也越來越高。這需要相關技術人員有著不錯的操作實踐能力，還需要有一定的團隊意識和交流溝通的能力、組織能力、對工作的適應能力、良好的思想道德修養、心理的抗壓能力、獨立進行思考的能力、解決問題的能力以及創新能力等職業化的素養。但是我國現在很多院校還在沿襲傳統的教學方式，缺乏理論與實踐相結合的教學，沒有很好地把企業實際生產技術需求融入教學當中，實踐操作相對來說比較少，學生在動手操作能力方面很欠缺，導致學生在畢業的時候不能很好地適應工作。因此在提升實訓能力建設的同時，還需要對老師的素質和專業化的水平不斷提升，采用現代化的管理手段和技術進行創新，在進行實踐教學的過程當中結合企業人才培養需求，更多利用一些先進性的設備和綜合性實訓中心，不斷加強師資隊伍的建設，提升老師的技能水平和創新能力。

二、實訓中心建設對人才培養的意義

在開展教學過程當中更多進行一線生產和服務管理的技術型應用人才培養，可以更好地滿足實際的工作需要，在進行高技能人才培養過程當中需要做到理論和實踐相互結合的教學模式，教學中需要做到理論和實踐、抽象與形象進行相結合，學生可以在實踐過程中對知識有更好的掌握，把一些理論化的知識變成具體的實踐經驗，這樣在學生完成學業之后就能更好地適應企業的要求，更快地投入到實際工作當中。實訓中心是實踐教學的重要平臺，所以對學校中實訓室的建設和利用對機電一體化人才的培養有著很重要的作用。對實訓室不斷進行加強建設，讓學生可以在實際的訓練環境當中達到更好的學習效果，有著更好的實踐環境。讓實訓室變得更加先進、實用并且具有擴展性的優勢，讓機電一體化技術的實踐操作教學變得更加先進智能，形成良好的教學實訓室，促進學校的更好發展，學生也可以學習到更多的企業實際生產經驗和管理經驗。（一）提升實踐性教學環節的主體地位。在職業化的教學模式當中，實訓教學是比較重要的部分，它可以很好地培養出與企業實際生產與管理相符合的應用型高技能人才，是相當重要的教學環節。實訓室在建設過程中，需要根據實訓室的建設目標和方案進行，要考慮企業需求和技術應用，要按照國家的相關標準要求進行建設，保證綜合職業化的能力培訓目的。實訓的設備應具有先進性和實際應用性，促進機電一體化智能制造技術的更好發展，更好地實現實踐性的教學模式。根據實訓室的使用狀況，讓學生可以對機電一體化有更清楚的了解，可以讓實踐性的教學環節顯得更加重要，更好地促進專業化知識的開展。需要按照實際的工作目標進行課程內容和模式的設計，學生可以進行自主化的學習，并在教學活動當中進行系統化的學習，更好地實現理論的學習和實踐操作相互的結合，更好地實現實踐能力的提升，同時學生應具備獨立完成以企業生產任務為載體的項目化課程，讓學生的技術有很大程度的提升。除了這些之外，還要把企業實際技術需求和管理融入進來，形成一種職場的環境，讓學生可以在實訓過程當中和實際的工作更加接近，對以后的工作內容有著更加清楚的認識。通過實訓室的建設，更好地實現現代化的工業機電一體化領域智能化的發展。工業機電一體化智能制造實訓室當中包含了可編程控制技術、機電一體化技術等很多專業化學習方向，實訓室可以很好地培養符合企業實際生產需求的高技能人才。（二）形成“職業化”的綜合性實訓中心。根據現在工業機電一體化智能制造實訓室的建設要求和目標,并且對照企業的實際需求進行發展規劃，形成多功能多層次的先進機電一體化智能制造實訓室，可以更好地進行以企業實際生產任務為載體的項目化教學，除了這些之外，實訓室可承辦企業員工技能提升培訓和技能競賽，還可進行師資培訓、學生學員鑒定等，這樣不僅能滿足日常教學要求還能服務于社會，所以在進行設備的選擇方面還要綜合考慮設備的性能和應用性，把工業機電一體化智能制造實訓室建設成集高端技能人才培訓、工程技術人員繼續教育、全國中高職及技工院校教師培訓、校內外學生學員實訓鑒定和世界技能大賽選手集訓的綜合性實訓中心。（三）依托校企合作完善實訓中心建設。在實訓室建設過程當中，要結合企業實際的生產技術需求進行建設。建設前要走訪和調研多家本區內的大中型加工制作類企業，把企業的需求進行數據分析，從而建設更適合現代企業生產需求的實訓中心，所授課程與企業實際生產相結合。除了讓企業參與到建設的過程當中，還應把企業的管理模式以及企業文化融入實訓室的規劃當中，使學校和企業之間可以實現更好的合作，形成更加真實的企業環境，讓學生可以在將來更好地適應企業的模式打好基礎，可以很好地實現從學生到工人的過渡。與此同時，實訓中心在承接企業的員工技能提升培訓、員工的技能競賽等方面與企業進行有效合作，還可以聘請企業實踐專家進行交流與授課，保障學生近距離了解企業實際生產的技術要求，這樣在學校和企業相互的合作下可以實現更多的發展目標，促進學校和企業之間形成很好的關系，可以更好地促進工學結合的辦學模式。（四）有效鍛煉教師隊伍。在實訓室的建設過程中，要讓本專業青年教師積極參與到建設的過程當中，可以使其對實訓室有更加深刻的了解，每一個人都擔負著一定的職責，可以更好地培養團隊的合作精神，專業教師要參與前期多種多樣的調研工作，分析調研數據，提煉企業實際需求，了解實訓室建設的目標。每年寒暑假都選派教師參加企業實踐，近距離接觸和學習新技術，掌握企業實際生產技術需求，為以后開發課程、培養高技能人才打下基礎。在實訓室設備的選擇和安裝調試當中，要積極參與了解硬件的性能和實訓室整體規劃以及對開發教學項目課程和實訓指導等工作的準備。這些復雜多樣的工作可以很好地提升教師的業務能力和實踐操作能力，促進其對職業模式有更清楚的認識。實訓室建成之后教師要參加新設備的培訓，掌握設備的各項功能，寫好培訓總結。通過教師隊伍的鍛煉，讓教師對職業教育有更加深刻的認識，為以后的教學夯實基礎。

摘要：機電一體化融合計算機、信息技術及機械等各種技術優勢，在很大程度上提高了工業企業的競爭力。本文針對機電一體化發展現狀以及在智能制造中的應用展開了分析。

關鍵詞：機電一體化；智能制造；傳感技術

當前，智能制造已經逐漸成為我國工業發展的主要目標，智能制造不斷進步，推動了我國工業朝著科技化、智能化、數字化的趨勢發展。對機電一體化在智能制造中應用的探討與研究，對于智能制造行業的發展有著極為重要的意義。

1智能制造概念及機電一體化發展現狀分析

智能制造是由智能制造系統與智能制造技術組合而成。智能制造技術就是采用計算機技術、模擬智能制造系統，對系統的某一部分進行分析與研究，有效縮減了投入成本。相關研究人員只要通過簡單操作，就能實現對整個系統動態的全面掌握，確保了系統的有效性和穩定性。智能制造技術是智能制造系統的基礎，而智能制造系統則是智能制造技術的應用載體，體現智能制造模式。近年來，計算機技術和信息技術普遍發展，推動了機電一體化技術的發展。機電一體化技術在智能制造領域的應用，促進了我國機械行業的發展和進步，使生產管理工作更加自動化、智能化。伴隨著科技的進步，機電一體化技術融合了更多新型技術。機電一體化技術采用電子技術，在運用人工智能技術的基礎上，通過計算機系統實現對機械設備的自動化控制和管理，從而使整個生產流程更加高效、便捷，提高了生產活動的規范性。

2機電一體化技術在智能制造中的實際應用

摘要：制造業作為我國經濟的支柱產業，是現代工業化和經濟發展的主導力量，常被認為是衡量國家或地區經濟發展水平和國際競爭力的重要指標。發達的制造業很大程度上也是國家安全的保障。進入21世紀以來，隨著世界科技的進步和經濟的飛速發展，原有的機械制造和加工模式已經成為阻礙國民經濟和工業日益發展的障礙，為了滿足日益增長的工業需求，智能制造也就應運而生。而決定智能制造發展程度的，正是人們關注最廣泛的科技創新，科技創新程度決定了智能制造發展的高度。因此智能制造想要快速的發展，應從以下方面著手：首先，加快工業技術和軟件技術的研發，協調軟硬件共同發展；其次，整體生產工藝深度融合，尤其注重提升工業智能化水平；另外，還要加大政府支持力度，增加智能制造行業資金投入；最重要的是人才的培養，應當培育和引進人才兩手抓，強化智能制造行業的人才隊伍建設，包括技術型人才、管理型人才，同時鼓勵大眾創業，扶持初創企業，優化產業發展環境。

關鍵詞：智能制造；機械制造；機械加工模式

0引言

隨著科技的進步和經濟的發展，作為國民支柱產業的制造業也迎來了飛速發展。尤其在新一輪科學技術革命與工業產業變革的影響下，以新型信息技術代替傳統制造加工模式為主要特征的智能制造逐漸成為全球制造業的發展趨勢。智能制造作為新提出來的一種新型工業模式，是基于新興起的信息技術，貫穿包括產品設計、生產，工業管理、技術服務等制造業的各個環節的新型工業制造加工模式。這種新型工業模式具有智能優化自決策、信息深度自感知、精準控制自執行等功能[1]?？v觀人類工業發展史，傳統工業發達國家都經歷了三個工業發展階段，即機械化、電氣化、數字化，目前逐漸具備了向智能化轉型的趨勢。未來的工業制造必然是依托于集成化和智能化的智能化制造系統，從而取代傳統制造也中的傳統制造模式，最終實現制造乃至整個工業行業的自動化和智能化。制造業作為我國實體經濟的主體、國民經濟的支柱，尤其考慮到我國人口最多的實際國情，吸納勞動力最多的制造業已然成為我國的興邦之器、立國之本、強國之基。因此，研究機械制造和機械加工由傳統模式向智能制造的轉變顯得尤為重要。本文將從智能制造的本質、在機械制造和機械加工方面存在的問題以及未來的發展方向進行深入探討，以期能夠對我國智能制造的發展起到一定的借鑒作用。

1智能制造的本質

1.1智能制造的概念

摘要：針對企業提出的活塞制造自動化的需求，設計開發了一條智能產線，通過整合各種新技術，融合機器視覺檢測技術、PLC控制技術、傳感器技術、工業互聯網技術、制造執行系統等，實現上料、加工、下料、檢測等的一體化控制。智能產線取代傳統的手工操作，降低了勞動強度，保障了產品質量，能適應各種惡劣的生產環境，高效完成指定任務，有效提升了產品及企業的競爭力。

關鍵詞：工業機器人；數控車床；數字孿生；計算機輔助工藝過程設計（CAPP）

1智能產線的組成

目前，數控技術與智能制造新技術的融合應用越來越廣泛，廣州數控設備有限公司作為智能制造領域的踐行者，積累了豐富經驗。面向數控加工的智能產線主要是根據工藝流程，由若干臺工業機器人和數控機床及工裝夾具等進行聯網組線；PLC控制檢測和流程及系統調度，制造執行系統MES管控信息可視化和數據實時分析處理，實現加工過程無人值守，能對異常狀態進行快速反應和分析判斷，可安全可靠地長時間持續工作，改變了傳統生產方式。

2智能產線的設計

為提升生產能效，某企業引進智能產線替代人工實現24h兩班制。隨著工業機器人的發展，智能制造生產線因其能夠快速實現大批量加工、節省人力成本、提高生產效率等優勢，成為越來越多工廠的理想選擇。如何快速正確地完成基于工業機器人和數控機床應用技術的智能制造生產線的設計成為眾多智能裝備系統集成企業頗為頭疼的問題，而隨著數字孿生和計算機輔助工藝過程設計（CAPP）等工業軟件的發展，此類問題得到圓滿解決。數字孿生的主要作用是在產品主體研發完成后和工程實施之前對設計的智能產線進行檢驗，貫穿“設計—工藝—制造調試”全產業鏈，用數字樣機代替物理樣機驗證設計方案的可行性、可靠性、合理性和工藝流程，可防碰撞，得出生產效率，降低成本，減少返工，加速產品上市，實現全生命周期管理，意義重大。2.1活塞加工工藝分析?；钊庸な菍⒅亓啃∮?0kg的碳鋼毛坯工件按照圖樣要求加工成成品工件。根據材料特點和精度要求，工件開粗、半精加工、精加工等不同工序須在不同的數控車床上進行，因此，設計方案主要采用2臺全功能數控車床和2臺經濟型數控車床及一臺工業機器人。上料倉配置的視覺系統可自動識別工件的上料位置，換向機構實現工件的翻轉，同時引入制造執行系統MES、PLC、工業互聯網實現智能制造。汽車活塞智能產線設計方案如圖1所示。該汽車活塞智能加工產線是以典型機器人搬運上下料為背景，結合制造執行系統MES、PLC技術、機器視覺檢測技術、工業互聯網技術和數字孿生等先進手段，提升生產過程信息化、智能化水平，構建的一套智能制造生產線。本產線以制造執行系統MES為核心，有效地將數字孿生技術、信息通信技術以及自動化控制技術等融合為一體，建立智能制造管控系統。基于該系統可完成制造過程中的工藝設計、排產調度、質量控制、狀態監測等功能，建立完整的智能產線。2.2工藝流程的制定。分析制定汽車活塞智能產線工藝流程是設計的基礎。應通過與企業技術人員溝通，了解活塞產品的加工精度和其他技術要求，制定整套工藝流程。設計人員還要根據工藝流程，全面考慮活塞工件在各工序之間流轉時必需的翻轉、下上料、導向定位、信號檢測等要求，并統計工業機器人抓取工件時的定位、夾緊、松開、檢測等動作所需時間，綜合分析上述工藝節拍，最終設計出智能產線。經過多次研究論證，最終確定活塞加工的工藝流程如下：Step1：人工將上料小車上滿料，把小推車推到上料位置，腳輪剎車鎖死，拆下上料倉四周圍欄；把空料倉放在上料倉旁邊；Step2：料倉上方的相機識別到工件位置，機器人根據視覺判斷抓取工件到定位臺進行再次定位；Step3：機器人抓手1抓取已定位毛坯件到車床一門外等待，車床一內的工件加工完成，車床門打開，抓手2取下車一完成后的工件，并更換上抓手1的毛坯件，機器人抓手退出車床，車床門關閉，車床開始加工；Step4：機器人把車一工件放到換向機構的換向臺上，換向機構夾緊并翻面，翻面完成，夾緊松開，機器人抓手1抓取換向后的工件到車床二前的暫存臺；Step5：機器人移動到車床二門外抓手1抓取暫存臺工件進行等待，車床二內的工件加工完成，車床門打開，抓手2取下精車二完成后的工件，并更換上抓手1的加工件，機器人抓手退出車床二，車床門關閉，車床開始加工；Step6：機器人把工件堆放在下料倉上，并重復2、3、4、5流程，兩套工件生產同時進行，機器人同時為兩套工件上下料，上下料動作交叉進行，互不干涉，由于加工時間較長，在穩定生產時，不會出現兩臺機床同時等待機器人上下料的情況；Step7：當下料倉堆滿后，機器人停止工作，人工把下料倉四周圍欄鎖上，打開剎車，推走料倉，并換上新的空下料倉。2.3智能產線控制系統設計與調試。智能產線控制系統以MES為核心，MES采用強大數據采集引擎，整合數據采集渠道（RFID、PLC、CNC、PC）覆蓋整條產線的各個制造環節，保證了現場數據的實時、準確、全面采集。智能產線在完成工業互聯網搭建、PLC編程及HMI工控組態、制造執行系統MES聯調等工作后，才能實現互聯互通，組建完善的全套控制系統。首先根據網絡拓撲圖對數控機床、工業機器人、PLC、HMI、監控系統、MES系統等進行IP分配和端口分配以及設置；標示工業交換機的端口號，連接網絡檢測通信狀態，實現工業互聯網搭建。然后根據工藝流程要求擴展PLC模塊，正確配置I/O，編寫和調試PLC組態通信應用程序；對HMI的寄存器、變量等數據進行分配和人機界面設計，完成PLC編程及HMI工控組態，實現與數控機床、工業機器人、料倉等設備的信號連接和通信調試。最后正確完成MES系統與數控機床、工業機器人、PLC等設備的參數配置，實現信號連接和數據采集，實現可視化管理。