機電一體化技術在機械制造業中的應用分析

陳雪冬

摘要：機電一體化技術是一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術。目前機電一體化技術在數控機床上的應用愈來愈多。本文對機電一體化技術在機械制造業中的應用進行了探討

關鍵詞：機電一體化技術；應用；發展趨勢

引言

隨著現代科學技術的不斷發展，不同學科之間不斷交叉與滲透，機電一體化將隨著微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透逐漸形成并不斷完善，并隨著科學技術的日新月異，各種技術相互將越來越融合，未來機電一體化技術的發展將會更加的深化與進步。

一、數控技術的特點化

1.精確快速高效，對于機械制造而言，由于涉及到的知識以及細節較多，精確、快速和高效是一直以來制造工作期望達到額目標。而數控技術中融合了高科技芯片以及強大的中央處理器，可以有效保證機械制造中的所有要求都能夠得到滿足，并且輔助改善機床自身的動態特性和靜態特性，使機床自身的制造效率以及精準度進一步的提升。

2.彈性化，彈性化產生的影響主要體現在兩個方面，其一。針對數控系統的彈性化設計處理，通過相應用戶需要，設定具有自身特點的功能性，同時其涉及的范圍較廣，可以保證其操控的整體性；其二，群控系統的彈性化，在同一群控系統當中可以以及不同的生產需要，針對物料以及信息的傳播進行相應的調整，這樣可以是群控系統自身同一化的優點最大程度的發揮。

3.工藝復合性和多軸化，一般按照統一的系統設定，對相應的生產和加工程序進行調整，針對各個機床生產之間的配合隋況，可以利用數控機床工藝復合的形式，對其生產和加工以減少各個機床之間的配合工作時間，能夠有效的提升生產效率。

4.實時智能化，傳統的實時系統設定較為理想化，對其相關的運作以及調整沒有一個明確的定義。而利用人工智能可以完成較為理想化的施工形態，可以有效的減少施工的時間。并且利用科學技術與人工智能結合在一起的方式，可以充分的完成人類的各種行為，可以大大的減少人員的使用。隨著科學技術與人工智能的配合發展，對于當前的機械制造而言，其應用更加的實用化，并且隨著專業人員的不斷研究，是其技術更加完善。

例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。

二、機電一體化技術的應用領域

機械制造業的特色是信息化、智能化、網絡化、集成化、和不斷創新的綠色制造，而生物技術、納米技術、微機電系統將成為機械制造業的重要發展方向，因此運用現代信息技術、數字技術和現代管理技術改造傳統制造業成為實現制造業跨越式發展的重要途徑，運用機電一體化技術改造傳統制造業提高了運行可靠性、保證產品質量的穩定性和一致性，以利于提高產品的市場競爭能力和產品結構調整。機電一體化技術是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在機械制造中主要應用于以下幾個方面：

1、智能化控制技術。由于器械制造具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術已不能滿足需要，因此采用智能控制技術替代傳統的技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等，智能控制技術廣泛應用于機械制造的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面。

2、分布式控制系統。分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。

3、開放式控制系統。開放控制系統是目前計算機技術發展引出的新結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。

4、計算機集成制造系統。機械制造的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料，設計、加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前機械制造已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應現代企業產的要求。

5、現場總線技術。現場總線技術（FiedBusTechnology）是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術，就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。

6、交流傳動技術。傳動技術在機械制造中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。

隨著信息技術、網絡技術、自動化技術的發展、在數控技術（機械制造業中則體現在數控機床上）的基礎上，將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的、以實現全局動態最優化、總體高效益、高柔性，并進而贏得競爭全勝的計算機集成制造系統，這一發展趨勢至今仍然方興未艾。僅就以上幾點，雖然不是先進制造技術的全部，但足以看出，數控技術是如此廣泛、深入、系統地影響著先進制造技術，并強有力地支撐著先進制造技術，一浪高過一浪地向前蓬勃發展。

結語

隨著時代的發展，科學技術不斷進步，各種新理論、新技術不斷涌現，各學科相互融合進一步深入，機電一體化技術的發展空間也將越來越廣闊。