机电一体化技术在智能制造中的应用研究与分析

机电一体化技术在智能制造中的应用研究与分析

李浩

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摘要：随着科技水平的进步，机械制造行业也有了很大发展。现代科技水平的提升，融合了电子、机械等多项技术的机电一体化技术，在工业生产中的应用愈发广泛，同时也在很大程度上推动了我国制造业智能水平，加快了行业转型步伐。基于此，本文从智能制造视角出发，阐述了机电一体化技术的概念，分析了机电一体化技术在智能制造中应用的必要性，并详细剖析了机电一体化技术的应用，以期能够为行业发展提供理论参考。

关键词：机电一体化技术；智能制造；应用研究

引言

在5G技术的加持下，工业制造逐渐由自动化向智能化转型升级，工业4．0时代来临，实现了从制造流程自动化向基于信息物理融合系统下的远程控制转变。这项原本被德国定位未来十大项目之一的工业发展战略，随着各类现代科技的发展，很快在一些发达国家工业领域中掀起波澜。2014年11月4日，在中国十六届工业博览会上我国第一套工业4．0流水线问世，这也标志着我国智能工业发展的开端。在未来新工业革命中，其核心技术必将围绕智能化、数字化技术，而机电一体化作为多学科交叉技术，可以对不断融合的IT和OT的复杂性进行简化，从而提高生产效率，推动供应链自动化更快更高效。对智能制造中机电一体化技术的应用进行研究，对于催生动态、实时优化、自我组织的价值链，实现制造业中所有参与者与资源的高度社会技术互动都有着积极的促进作用。

1机电一体化技术简述

随着我国科学技术的日新月异，机电一体化应运而生，机电一体化是具有诸多特色的全新学科领域，其融合了电子学、信息学等其他学科领域的特色特点与优势，目的在于使机械达到智能化控制与工作。机电一体化包括技术与产品两种类型，机电一体化产品是基于机电一体化技术而制造的机电设备，能够实现智能化、自动化控制与工作。机电一体化技术是以系统工程观念为立足点和出发点，融合电子信息技术而形成的整体性科学技术，其目的是达到系统全面最优化，即最高效率工作。机电一体化技术全面地将机械性能进行规划运用，对机械的核心功能作用与管控电子化器件进行融合，从而实现对机电设备的智能化与自动化转变。机电一体化技术的应用有助于将机械当做研究和应用对象，并运用于机械工程中，使机械工程整体工作效率达到最佳状态，即使相关操作人员与客户并不充分了解机电一体化机械工程，仍能够顺利使用。机电一体化技术的高效应用，能够保障机械工程的功能得到更好地发挥，提高机械工程设备的实际工作效果。机电一体化技术的核心就是信息处置方式、传感技术、智能化技术。机电一体化技术实现了多种科学技术的融合，将其应用于机械工程中，不仅能够提高机械工程的应用效果与水平，也为后续机械工程进一步发展提供了方向与经验，机电一体化应用是未来机械工程发展的必然趋势。

2机电一体化技术在智能制造中的应用必要性

我国制造业转型升级具有紧迫性和必要性，尤其是对于工业智能化、数字化的需求越来越强烈。如何依托机电一体化技术助力“制造强国”建设，已成为当前社会各界关注的焦点和热点话题。伴随着以互联网为代表的新一轮信息技术革命的掀起，使得人类生活方式发生明显改变，这也倒逼传统产业必须要加快革命步伐，传统制造业智能化发展成为必然趋势。但若是智能技术与制造业、实体经济这个基础脱节，其价值难以最大化发挥。我国作为制造业第一大国，2021年，制造业增加值规模达31.4万亿元，GDP占比高达27.4%，智能制造发展空间广阔。党的十九大报告中亦提出要进一步推动实际经济与互联网、大数据、人工智能的深度融合。一方面，随着制造强国建设进程加快，将促进机电一体化技术的发展和应用，助推传统产业转型升级，实现制造业整体性突破。另一方面，随着机电一体化地层技术开源化，制造业有望依托其积累行业数据，实现机电一体化技术与实体经济的深度融合。对此，深入探究机电一体化技术的应用，有助于推动我国制造业智能化转型。

3机电一体化技术在智能制造中的实践运用策略

3.1在机床中的应用

将机电一体化数控技术应用到机床生产中，主要通过计算机管理系统来实现整体的运营和控制，确保生产任务顺利完成。整个过程中需要应用数控技术来控制零件的生产和加工，保证其质量符合实际要求。数控机床是机械制造业中的一种全新的生产设备，这种设备在工作过程中主要利用计算机数字代码技术控制生产加工流程，利用计算机数字程序将整个生产流程中产生的数据和参数全都记录下来，并通过计算机系统直接进行整合与分析，最后完成相关数据信息的存储，便于工作人员及时掌握机床生产过程中的所有信息。此外，数控机床也能及时接收计算机系统所下达的指令，并在此基础上控制相关设备的运行，保证零件的生产精度和各项参数均符合制造要求。

3.2故障诊断技术的应用

基于机电一体化技术的工程机械运行效率较高，存在噪声低、稳定可靠等特点。功能层面的提升丰富了工程机械的配套技术，技术融合时，可能出现协调不佳或其他方面的问题。此时，相关技术人员需要建立安全容错体系，帮助工程机械规避风险，保证机械运行的安全性和稳定性。故障自诊断功能模块属于工程机械的重要组成部分，可以及时发现设备异常，基于算法确定故障的具体部位，对故障形成正确的认识，及时定位和修复设备故障。电子故障诊断技术体系中，根据实际需求灵活选用红外线分光光度仪、金属微粒含量分析仪、超声波探伤仪等仪器。

3.3传感技术

作为最早促进机电一体化智能化转型的技术之一，传感技术为智能制造的运行奠定了技术基础。目前，智能制造中智能传感器的应用非常广泛。如在制造流程中，通过智能传感器可以对系统运行中存在的误差进行自动采集，然后向系统发送识别信号。在信息处理单元中，对传输的识别信号进行分析，并自动生成控制信息。此时，系统将会向执行机构传输控制信息，执行机构在接收到指令后自动完成相关控制动作。而在自动调整控制信息后，动力将会自动匹配驱动系统功率。

当前，常用的传感器有压力传感器、光学传感器、ＲFID技术等，在不同场景中所使用的传感器不同，所发挥的功能和作用也存在差异。比如压力传感器主要应用于航空动力学、汽车制造、微机电系统等领域;光学传感器分辨率极高，可达5000万像素，且具有良好的成像力，在手机显示屏检测、机械装配件检测、电路板检测等领域应用较多;ＲFID作为物联网的核心技术，其准确率较高，可以有效保障机械制造的精准性，在智能识别、数据采集中应用较多，是目前智能制造系统中应用最广泛的传感器。

结语

总而言之，机电一体化技术对于智能制造领域而言作用显著，不仅能够改变传统的制造业生产模式，同时也能推动我国制造业智能化转型，其应用前景极为广阔。而机电一体化技术涉及领域较多，包含众多先进的技术，制造企业必须要持续深入探索和研究，切实发挥其技术价值，有效应用到智能制造中，从而提高我国制造业水平，真正实现从制造大国向制造强国转变。

参考文献

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