机电一体化技术在机械制造业中的应用分析

陈雪冬

摘要：机电一体化技术是一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术。目前机电一体化技术在数控机床上的应用愈来愈多。本文对机电一体化技术在机械制造业中的应用进行了探讨

关键词：机电一体化技术；应用；发展趋势

引言

随着现代科学技术的不断发展，不同学科之间不断交叉与渗透，机电一体化将随着微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透逐渐形成并不断完善，并随着科学技术的日新月异，各种技术相互将越来越融合，未来机电一体化技术的发展将会更加的深化与进步。

一、数控技术的特点化

1.精确快速高效，对于机械制造而言，由于涉及到的知识以及细节较多，精确、快速和高效是一直以来制造工作期望达到额目标。而数控技术中融合了高科技芯片以及强大的中央处理器，可以有效保证机械制造中的所有要求都能够得到满足，并且辅助改善机床自身的动态特性和静态特性，使机床自身的制造效率以及精准度进一步的提升。

2.弹性化，弹性化产生的影响主要体现在两个方面，其一。针对数控系统的弹性化设計处理，通过相应用户需要，设定具有自身特点的功能性，同时其涉及的范围较广，可以保证其操控的整体性；其二，群控系统的弹性化，在同一群控系统当中可以以及不同的生产需要，针对物料以及信息的传播进行相应的调整，这样可以是群控系统自身同一化的优点最大程度的发挥。

3.工艺复合性和多轴化，一般按照统一的系统设定，对相应的生产和加工程序进行调整，针对各个机床生产之间的配合隋况，可以利用数控机床工艺复合的形式，对其生产和加工以减少各个机床之间的配合工作时间，能够有效的提升生产效率。

4.实时智能化，传统的实时系统设定较为理想化，对其相关的运作以及调整没有一个明确的定义。而利用人工智能可以完成较为理想化的施工形态，可以有效的减少施工的时间。并且利用科学技术与人工智能结合在一起的方式，可以充分的完成人类的各种行为，可以大大的减少人员的使用。随着科学技术与人工智能的配合发展，对于当前的机械制造而言，其应用更加的实用化，并且随着专业人员的不断研究，是其技术更加完善。

例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。

二、机电一体化技术的应用领域

机械制造业的特色是信息化、智能化、网络化、集成化、和不断创新的绿色制造，而生物技术、纳米技术、微机电系统将成为机械制造业的重要发展方向，因此运用现代信息技术、数字技术和现代管理技术改造传统制造业成为实现制造业跨越式发展的重要途径，运用机电一体化技术改造传统制造业提高了运行可靠性、保证产品质量的稳定性和一致性，以利于提高产品的市场竞争能力和产品结构调整。机电一体化技术是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在机械制造中主要应用于以下几个方面：

1、智能化控制技术。由于器械制造具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术已不能满足需要，因此采用智能控制技术替代传统的技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于机械制造的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面。

2、分布式控制系统。分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。

3、开放式控制系统。开放控制系统是目前计算机技术发展引出的新结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。

4、计算机集成制造系统。机械制造的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料，设计、加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前机械制造已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代企业产的要求。

5、现场总线技术。现场总线技术（FiedBusTechnology）是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术，就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。

6、交流传动技术。传动技术在机械制造中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。

随着信息技术、网络技术、自动化技术的发展、在数控技术（机械制造业中则体现在数控机床上）的基础上，将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机及其软件的支撑下，构成一个覆盖整个企业的完整而有机的、以实现全局动态最优化、总体高效益、高柔性，并进而赢得竞争全胜的计算机集成制造系统，这一发展趋势至今仍然方兴未艾。仅就以上几点，虽然不是先进制造技术的全部，但足以看出，数控技术是如此广泛、深入、系统地影响着先进制造技术，并强有力地支撑着先进制造技术，一浪高过一浪地向前蓬勃发展。

结语

随着时代的发展，科学技术不断进步，各种新理论、新技术不断涌现，各学科相互融合进一步深入，机电一体化技术的发展空间也将越来越广阔。