机电一体化技术在机械制造业中的应用

机电一体化技术在机械制造业中的应用

陈贤萍 芦晓峰

浙江三花智能控制股份有限公司 浙江 绍兴 312500

摘要：机电一体化技术是多种技术的有机结合，以实现更加高效便捷的机械设备操作模式。随着研究的深入以及应用的完善和提升，机电一体化技术在机械制造业的应用更加广泛，其将机械操控程序有效简化，对于设备性能的提升、效率的提升有着重要的促进作用。

关键词：机电一体化；机械制造；应用

引言

随着工业的发展，工程机械领域中引入了机电一体化技术，这就在解放生产力、提高生产效率、改善资源浪费等方面起到了很大作用。机电一体化技术，不仅在潜移默化地改变着我们的日常生活，更为社会各个行业做出了巨大的技术支持。例如：工业、农业、经济等产业，都因为机电一体化技术的引入而在各个方面发生着翻天覆地的变化。随着科技的进步，在工程机械未来的发展中，机电一体化技术的发展趋势也将更加智能化。处于信息化时代，科学技术的重要性不言而喻，但是人才也是国家发展的重要因素。我们在发展工业、专注科技进步的同时，也更应该将注意力放在人才培养方面，只有具备了大量的、掌握了先进技术的人才，才能为我国的工业发展和科技进步做出更大的贡献。

1机电一体化与智能制造的相关性

在当代科技高速发展的历程当中，机电一体化技术与智能制造成为了技术领域发展史中的一大革新与突破，在实践应用时机电一体化技术能融合多类科技技术，显著突出技术融合下的优势，而智能制造正需要多类型技术的融合来提升制造质量及水平。在现代工业化生产中，作为主要生产技术的机电一体化技术，能够在实践应中充分融合电子信息和机械等技术，构成庞大的网络控制系统来实现机械操作控制的电子信息自动化，极大提升生产效率和产品品质。智能制造在人工智能领域发展当中是一项突破与创新，其是由人工科技智能制造技术为基础演变形成的，再加以智能化制造方面的革新，运行中与各类技术密切相关，制造阶段通过控制指令来传达指令操作，需要将信息科技技术与人工智能实现有机融合，成为机械控制技术。机电一体化技术应用于智能制造中有其必然性，是推动现代化智能制造业更稳健发展的动力和技术手段；机电一体化技术若想实现持续创新与升级，也与智能制造息息相关，两者是需要互相的融合。

2机电一体化技术在机械制造业中的应用

2.1传感器技术

传感器技术是智能制造的基础，也是最先促进机电一体化实现智能化转型的技术之一。目前，智能传感器已经广泛应用到智能制造中。传感器诞生于20世纪50年代，它的发展也经历了三个阶段。最初的传感器结构简单，只用来感受和转化信号。20世纪70年代，半导体、电介质、磁性材料等应用于传感器元件，使其具备了简单的信号处理能力。20世纪末，随着微机在传感器中的应用，智能传感器应运而生。智能传感器具有自动采集信息、自动编程和优化的功能。这些功能极大地提高了智能传感器的自适应能力。传感器在机电一体化技术中的应用，使系统运行中具备了系统对本身和外界环境参数及状态的检测功能。通过对系统自身和环境的检测，可通过识别信号、处理信息产生相应的控制信息，再借助控制信息自动化控制系统。传感器对机电一体化系统的控制都是以信息为基础进行的。对制造流程的控制，是通过对信息的调整来实现的。智能传感器自动采集、自动编程、自动优化的功能使得系统具备了自适应机械制造并调整信息的功能。如在制造流程中，传感器自动采集到系统运行的误差时，向系统发送识别信号。信息自动传输到信息处理单元经过分析处理后产生控制信息。系统将控制信息自动传输给执行机构，执行机构根据控制信息与指令自动调控系统，完成控制信息要求的动作。控制信息自动调整后，动力将自动实现与驱动系统功率的匹配，驱动执行记过完成系统的动作与功能。目前，智能制造中常用的传感器有智能压力传感器、光学传感器、ＲFID技术。不同传感器应用的场景不同，智能控制的作用和功能也不同。以最常见的压力传感器为例，一般压力在1kPa～100MPa之间，适应的温度范围为－40～150℃，一般误差为2．5%FS，产品寿命为0．5%FS。主要应用于微机点系统、汽车制造系统、航空动力学系统等领域。光学传感器的分辨率可以达到5000万像素，且成像能力和均匀性极好。

2.2分布式控制系统应用方面

一对多的分布式控制系统，也是机电一体化技术在工程机械中的一项应用。分布式控制系统按照一定的规则对原有的控制内容进行分类，将原控制内容分成多个类别的系统，然后再给每一类的系统匹配相应的子处理系统，以此达到提高系统处理能力和提升系统处理效率的目的。分布式控制系统与以往的集中式控制系统相比，该控制系统的控制能力更强、控制效果更理想，同时该系统也更能保证安全控制的实现。

2.3机械能耗降低中机电一体化技术的应用

传统机械在机械效率方面相对较低，这主要是由于耗能较多且利用率较低的原因。在液压挖掘机燃料利用方面，其利用最大值仅为25%，在机械设备运转过程中很多燃料都是以能耗的方式造成了消耗，不利于长期的发展。在液压挖掘机设备上应用机电一体化技术，并通过电子监控系统监控设备运转状态，柴油机上安装电子调速器实现机械的自动调整。在此情况下，经过一段时间的观察测试，其能耗情况有明显的降低，这说明通过机电一体化技术能够达到机械设备的节能降耗目的。

2.4智能制造中机电一体化技术的未来发展趋势

随着现代科学技术的不断演变、发展、创新，为机电一体化技术今后的发展与革新提供了坚实的保障基础。从近几年的发展情况来看，机电一体化技术逐渐呈现出小型化的趋势，这是此项技术革新和发展的主要趋势。并且，发展成小型化的机电一体化技术也将系统体积演变得越来越小，能耗越来越低。在多项技术的科学融合下，该项技术会越来越完善，在生产中的效率和产品质量也得到显著提高。在今后的工业生产过程中，对于人工智能技术方面的要求也将会逐渐提高，而且也不光只是工业机器人这方面的智能应用，还需要有智能化的数据技术等先进技术的应用。对于当前的智能数据技术，我国在其应用方面还有极大的发展空间。所以在智能制造中，一定要充分运用科学技术，以此提升机电一体化技术在数据机床上的应用范围，以期更早实现数据机床的智能化生产与控制。机电一体化技术的实际应用与发展原则是提升生产中效率与质量，以便于更好地服务于人民的生活和生产，所以，机电一体化技术会朝着更加科学和更为人性化的方向发展。

结语

机电一体化技术中的智能传感技术、数控技术、人工智能技术等，在智能制造中的应用将全面提高智能制造数字化和智能化水平，推进中国机械制造由数控化向智能化发展。在机电一体化向智能化发展的进程中，计算机技术、网络控制技术、物联网技术、互联网技术、5G技术、大数据技术、云计算技术、智能传感器技术等起到了重要的技术支持作用。这些高新科技技术在机电一体化中的集成化应用，推动数控机床由人工数字化管控向系统自适应化进行转型，实现了智能制造系统虚拟功能、人机交互功能、自适应辅助导航功能等，使原有的以人为中心的制造系统完成了智慧化工厂的建设。未来智慧化工厂将全面解放人类劳动力，由智能机器人与系统管理者实现在制造系统的协同作业，实现机械制造的全智能化制造与装配。

参考文献

[1］陈道通．机电一体化技术在智能制造中的应用［J］．智能城市，2019(23):195-196．

［2］胡江川．关于智能制造中机电一体化技术的应用［J］．价值工程，2020(01):286-287．