機電一體化技術在機械制造業(yè)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(tǒng)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(yè)中的應用進行了探討

關鍵詞：機電一體化技術；應用；發(fā)展趨勢

引言

隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)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(fā)展及其向機械工業(yè)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(fā)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(jié)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(tài)特性和靜態(tài)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(xiàn)在兩個方面，其一。針對數控系統(tǒng)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(tǒng)的彈性化，在同一群控系統(tǒng)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(tǒng)自身同一化的優(yōu)點最大程度的發(fā)揮。

3.工藝復合性和多軸化，一般按照統(tǒng)一的系統(tǒng)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(tǒng)的實時系統(tǒng)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(tài)，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(fā)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(yè)人員的不斷研究，是其技術更加完善。

例如在數控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節(jié)系統(tǒng)，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(tài)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(tǒng)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(yè)的特色是信息化、智能化、網絡化、集成化、和不斷創(chuàng)新的綠色制造，而生物技術、納米技術、微機電系統(tǒng)將成為機械制造業(yè)的重要發(fā)展方向，因此運用現(xiàn)代信息技術、數字技術和現(xiàn)代管理技術改造傳統(tǒng)制造業(yè)成為實現(xiàn)制造業(yè)跨越式發(fā)展的重要途徑，運用機電一體化技術改造傳統(tǒng)制造業(yè)提高了運行可靠性、保證產品質量的穩(wěn)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(xiàn)工程系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)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(xù)化的特點，傳統(tǒng)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(tǒng)的技術。智能控制技術主要包括專家系統(tǒng)、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(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)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(jiān)視、操作、管理和分散控制。

3、開放式控制系統(tǒng)。開放控制系統(tǒng)是目前計算機技術發(fā)展引出的新結構體系概念?！伴_放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)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(tǒng)。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(xiàn)從原料，設計、加工到產品發(fā)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(xiàn)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(tǒng)一管理，難以適應現(xiàn)代企業(yè)產的要求。

5、現(xiàn)場總線技術。現(xiàn)場總線技術（FiedBusTechnology）是連接設置在現(xiàn)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(xiàn)場總線技術取代現(xiàn)行的信號傳輸技術，就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)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(fā)展交流調速技術的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)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(fā)展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現(xiàn)，交流調速系統(tǒng)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(fā)展、在數控技術（機械制造業(yè)中則體現(xiàn)在數控機床上）的基礎上，將以往企業(yè)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(yè)的完整而有機的、以實現(xiàn)全局動態(tài)最優(yōu)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(tǒng)，這一發(fā)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(tǒng)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(fā)展。

結語

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