机电一体化技术在智能制造中的应用分析

薛怡 薛燕

【摘  要】 随着科技的不断发展，智能制造已成为当今中国工业现代化的核心支柱，为社会经济的发展带来了巨大的潜力。机電一体化技术作为一种集电子、机械和信息等多学科于一体的技术，具有极大的应用价值，能够更好地开展智能制造，为工业的发展提供强大的助力。文章深入探讨了智能制造和机电一体化技术的含义，并综合考量了它们的实际应用，实现了两者的完美结合，为智能制造的可持续发展提供了支持。

【关键词】 机电一体化技术;智能制造;终端设备

机电一体化技术将传统的机械制造和自动化技术进行有机结合，实现了半自动化，为机械制造产业的发展提供了强有力的支撑。智能制造是一种将自动化技术与信息技术相结合的新型制造方式，它能够模拟人类的决策和处理过程，从而提高机械制造的效率和质量。

一、机电一体化及智能制造概述

（一）机电一体化技术的含义

机电一体化技术可以结合多种技术手段，实现智能化的目标，具体包括了信息处理、自动控制和机械制造。该技术不仅可以有效监测目标，还可以优化系统的资源配置、提高系统的运行速度，并最大限度地减少能源浪费。机电一体化技术采用了先进的传输技术，可以实现与电网、机身和各种设备的无缝连接，并精准调节系统的参数和运行状况，实现高效的信息传输;通过综合分析信息要求，能够有效地控制相关动作，确保了系统的稳定性。此外，相关人员采用机电一体化技术，不仅可以有效地处理信息，还可以按照规定的流程实现信息传输，从而最大限度地减少了信息传输的风险。

（二）智能制造的含义

随着社会的不断发展，传统的机械制造生产管理模式已经不能满足当今市场的需求，因此相关人员将更先进的技术应用于机械制造中，以实现智能化的转型升级。目前，工业生产制造正在大力推行机械化发展，以期提高生产效率和质量。这要求研究人员必须全面改造机械设备，以缩短生产加工时间、降低生产成本和优化资源配置，满足社会高效率、高质量的生产需求。智能制造技术能够实现人机一体化，取代了人工劳动，并且可以通过模拟系统对产品进行综合分析，从而大幅提升产品的生产效率。

二、机电一体化技术的特点

机电一体化技术是一种综合性的现代科学技术，它有机结合了传感器控制、自动控制、机械制造和信息处理等多种分支技术，能有效地实施各种功能，有效地监测、优化了目标，从而调节了系统的总体资源、减少了系统的能耗、提升了系统的运行效率。机电一体化技术通过利用先进的信号传输技术，实现对系统参数和状态的快速监控，能大幅提高系统的稳定性和安全性。

机电一体化技术的主要特征：1. 结构的优化、该技术大幅提高了生产效率，使机械产品的控制更加精确，人们不再需要依赖传统的手动操作。例如随着机电一体化技术的发展，变频调速电子设备已成功替代了依赖人工操作的传统机械部件，它们可以通过计算机系统实现对机械产品的自动化控制，不仅可以大幅提高生产效率，还可以有效地优化机械产品的结构;2. 通过机电一体化技术的应用，可以实现智能化控制系统的规划和管理，从而有效控制了各种系统和程序。如自动采集和处理系统的运行信息，自动检测、排除系统或程序的故障等。随着机电一体化技术的不断发展和进步，机械制造的效率和质量得到了显著提升，并且整个制造过程也变得更加安全、可靠;3. 通过结合传感器技术和信息处理技术，机电一体化技术可以实现更加精准的控制、更高的操作灵敏度，拥有更强大的数据处理能力。该技术的应用，可以使数据处理流程变得更加简单、高效，并确保了数据交换的安全性，为生产活动和系统运行提供了有力保障。

三、机电一体化技术在智能制造中的具体应用

（一）传感器技术的应用

随着科技的发展，传感器技术已经成为智能制造的关键组成部分，不仅可以极大地提高智能制造的精确度和灵活性，还能极大地提高智能制造的水平和质量。为了实现智能制造，相关人员需要在系统中添加各种类型的传感器，这些传感器具有快速更新的特点，可以在规定时间内实现对一定范围数据信息的高效处理，还可以实现高精度的动态捕捉，可以大幅提升生产制造的内容反馈效率。人们利用传感器技术，可以使智能制造系统实现快速、准确的数据传输，并在极短的时间内完成数据中断处理。可以有效地保证数据的及时性、有序性和完整性，为智能制造提供了强大的支撑。

（二）数控技术的应用

数控技术是机电一体化技术的重要组成部分，它以高效的编程、先进的光电电子控制装置和可靠的系统驱动，为自动化生产线的实现奠定了坚实基础。目前，数控技术已经被广泛应用于智能制造领域，其表现形式为：它利用PLC控制技术和“CPU+总线”的设计模式，创建了一系列三维仿真模型，可以实时地模拟生产过程，让操作者清晰地了解各种参数、设计流程和工艺缺陷。技术专家们可以通过完善的数据分析精准调整生产流程，并利用先进的智能制造控制系统实现远程操作，有效地提升了智能制造的质量与效率。

（三）自动化生产及信号处理技术的应用

随着机电一体化技术的发展，它已经逐渐取代了传统的手工操控制造模式，不仅可以大幅提高工作效率，还可以有效地减少人为因素对生产质量的影响，从而显著改善了产品的性能。机电一体化技术采用了先进的自动化生产及信号处理技术，可以将智能制造系统的终端设备与后台控制系统实现无缝衔接，以电信号与网络信号的双重形式实现快速、稳定的数据传输，这大幅提高了智能制造的效率，也极大地改善了人们的工作环境。随着PLC技术的发展，自动化生产和信号处理技术的运用，也大幅提高了智能制造系统的信息处理和智能决策能力，从而实现了对特定信号的快速反应，大幅提高了智能制造的效率和安全性。

（四）远程监控技术的应用

随着科学技术的进步，工业制造生产活动已经不再是一种危险的行为，人们可以通过采用先进的机电一体化技术实现自动化、精准化和可持续生产，从而大幅降低了安全风险、保障了现场工作人员的生命安全。机电一体化技术可以实时监测智能制造系统的运行情况，包括各个组成部分的运行参数和工作状态，能够使用信息处理技术快速整理和分析这些信息，将其上传到智能制造管理后台。通过管理后台，计算机系统可以根据预定义的参数指标及实际的制造要求，精准分析获取的信息，并当后台发生异常运行状况时进行警示;可以按照操作者的指令或者管理平台提供的智能化处理指令，将相关的操作信息发送至智能系统的终端设备，以及时调整生产流程，解决可能出现的故障，最终达到实时监测与远程控制的目的。与传统的制造方法不同，这种新型制造方法不需要在现场派遣任何监督人员，能够最大限度地保障工作人员在高危制造过程中的安全。

（五）柔性制造技术的应用

机电一体化技术通过整合数控管理、信息处理和控制管理，可以构建出一个全面的柔性制造体系。这标志着机电一体化技术在制造业的重大进步，成为当今智能制造的核心应用方式。柔性制造系统不仅可以根据市场状况分析统计结果、优化生产流程和提升企业的经济效益，还可以综合处理智能制造过程中收集的大量数据，实现精准的信息挖掘;采用了先进的技术手段开展精准的制造管理，实现了企业的高效、精准制造。

（六）智能机器人技术的应用

随着人工智能技术的飞速发展，工业机器人已经成为当今智能制造的重要组成部分，它们具备了更高的智能化水平，可以将仿生学、人工智能和机电一体化等多种技术相融合，实现自动化、精准化和可靠化的生产。将人工智能技术应用于智能制造，可以有效地降低劳动强度、减轻人们的工作压力，这极大地提高了生产效率和质量。智能机器人技术通过安装多种传感器，可以实时收集生产过程中的各种数据，并运用人工智能技术进行深度分析，根据结果自动优化工作流程、提高操纵精度，最终实现了更高的制造质量和效率。由于其出色的性能，智能机器人被广泛应用于极端环境、危险环境，以及需要极高精度、极大工作强度的智能生产工作中，例如军工、汽车、船只、自动化装配和物流搬运等。当前，在智能制造领域，广泛应用的智能机器人技术包括焊接、搬运和组装等。

（七）GPS系统的应用

随着技术的发展，机电一体化系统的功能日益完善，智能控制技术也得到了广泛应用，大幅提高了系统的运行效率、机械生产的质量。将机电一体化技术与GPS系统相结合，可以更好地收集和整理GPS定位系统的数据，为智能制造系统的研究和发展提供了有力支持;可以极大地拓展GPS系统的功能，比如消防、警报等，从而极大地提升了GPS应用的时效性。此外，在机械生产规模较大、对运行速度要求较高的情况下，GPS系统还能够实现远程控制，从而极大地提升了智能制造系统的应用效率。

（八）故障诊断技术的应用

随着信息技术的发展，过去的制造业生产已经从传统的人工加工和组装，转变为更加智能化的加工系统。机电一体化技术的发展，使故障诊断技术变得更加重要。故障诊断技术可以自动检测并解决系统运行过程中的问题，确保了系统的安全性。受多种外部因素的影响，加工系统可能会发生故障，这将严重影响其正常运行。而通过使用自动诊断技术，相关人员能够精确分析系统的各项参数，从而确定了故障类型，为维修工作提供了有力支持。维修人员还可以通过故障诊断技术详细地记录系统出现的故障，为维护管理工作的优化奠定了基础。

（九）计算机集成系统的应用

计算机集成制造系统将虚拟技术、先进的制造方法和快速制造技术完美地结合在一起，从而实现了机械和电子技术的完美整合。计算机集成系统在汽车制造中的应用尤为普遍，可以大幅提高制造效率。例如工作人员可以采用虚拟技术制造汽车零部件，还可以利用原材料制作出精确的产品模型。虚拟技术可以有效解决汽车在生产过程中的各种问题，例如提升生产效率、优化零部件配置，从而最大限度地减少生产成本，减轻了汽车制造企业的负担。

计算机集成系统的Agile技术是一种利用IT和先进制造技术来应对市场变化的方法。它通过将数据集成到一个计算机网络中，实现了分布式的制造流程，并创建了一个虚拟的生产环境。Agile遵循合作共赢的原则，能够筛选出符合条件的成员，以尽可能地满足客户对机械系统运行的需求。计算机集成系统的应用范围十分广泛，不仅可以为各行业的生产制造活动提供支持，还可以实现信息的有效整合和系统的高效协调，从而实现生产过程的全面自动化。即便系统在机械的生产过程中出现故障，计算机集成系统也能够自动识别和处理，大幅降低了人力成本，为企业的发展提供了有力支持。

四、结语

机电一体化技术可以实现结构的优化、系统的智能化以及更加便捷的交互，将大幅降低智能制造的门槛、拓展智能制造的应用范围，并大幅提升生產设备的检测与维护水准。随着科技的不断发展，机电一体化技术已经成为当今智能制造业的核心，不仅可以提升生产效率，还可以改善产品质量、提升服务水平，为社会带来更多的福祉。因此各企业应充分认识到该技术的重要性，并进行灵活地运用，以促进我国智能制造的可持续、高质量发展。

参考文献：

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[3] 罗千. 智能制造中机电一体化技术的应用分析[J]. 机电产品开发与创新，2022，35（03）：91-93.