浅谈机电一体化技术在企业中的应用
2022-06-08
1.前言
近几年来，随着我国社会及经济的迅速发展，先进的计算机及微电子技术在农业和工业中得到了越来越广泛的应用，其在促进农业和工业发展的同时，也使机电一体化技术得到了前所未有的发展，本文主要就机电一体化技术在企业中的应用作以下分析，以使机电一体化技术在各领域都能得到更好的应用与发展。
2.机电一体化技术概述
机电一体化是一个正处于发展阶段的新兴的边缘学科，从某个角度而言，其能在一定程度上代表机械工业技术革命的发展方向。机电一体化技术是一门跨学科的综合性交叉技术，且主要由计算机技术、信息技术、微电子技术、机械技术等多个学科及技术共同组成，机电一体化主要是在机械的主功能、控制功能、动力功能以及信息功能的基础上引进微电子技术，然后通过相关软件与技术把电子和机械装置进行结合的系统，系统中所涉及的技术主要有计算机技术、电子技术、试和传感器技术控制技术、伺服驱动技术、接口技术以及信息处理技术等[1]。
3.机电一体化技术在企业中的应用分析
3.1.计算机集成制造系统。此系统是一种全局动态的最优综合，其打破了原有部门之间的界线，把制造作为基干，以对信息流和物流进行有效控制，从而可实现"经营决策-产品开发-生产准备-生产实验-生产经营管理"的有效结合这样可使企业的集成度得到一定提高，从而可使企业各种生产要素之间得到更好的配合与优化，进而可使各种生产要素的潜力得到更好发挥。
3.2.数控机床领域。数控机床与技术经过不断发展，其机构、操作、功能以及控制精度都得到了比较明显的提高，主要表现在：①开放性设计，即把系统中的功能模块和硬件体系结构都具有一定的兼容性与层次性，能使用户的使用效益得到有效提高；②模块化、总线式、紧凑型的结构，即体系由多圭总线、多CPU共同组成；③智能化和WOP技术。系统可把编程技术应用在车间中，从而可实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入模糊控制与在线诊断等多种智能机制；④一台机床可同时可对多个通道和过程进行控制，并可把物料搬运、机械手、刀具破损检测等控制都集成到系统中；⑤系统中具有多级网络功能，可使系统组合的工作能力得到有效提高，此外，软件的模块化设计和大容量存储器的应用，可使机床的数控功能得到一定丰富，从而可使GNC系统的控制功能得到一定加强[2]。
3.3.智能化控制技术。其主要由神经网络、专家系统、模糊控制等组成，可用于企业产品的设计、生产、设备和产品的诊断等多个方面。
3.4.分布式控制系统。其主要通过一台中央计算机对多个台面对现场的生产过程进行操作、管理、监测及分散控制，此外，其还能对生产的实际情况进行实时调度与在线优化，且安全性和功能均优于集中型的控制系统。
3.5.开放式控制系统。此系统可使不同的厂家的产品实现互换、兼容以及资源共享，并可把经营、决策、管理、控制集为一体，此外，在现场总线的作用下，还可把测量和控制实现一体化。
3.6.柔性制造系统（FMS）。此系统主要由数控机床、机器人、自动化仓库、料盘、自动搬运小车、计算机等组成，其可根据装配部门的相关要求，实时、随机、按量地生产其能力范围内的所有工件，目前多应用于设计更改频繁、中小批量的离散零件的批量生产。
4.机电一体化技术的发展趋势
4.1.模块化。机电一体化的生产厂家和产品种类都较多，使用模块化的标准单元不不仅可对新产品进行快速开发者，而且还能使生产规模得到一定扩大，这样就需制定相关标准，以使各单元、部件能够和接口相匹配，从而可促进企业产品的规模化生产[3]。
4.2.网络化。远程控制的终端设备属于机电一体化产品，其通过家庭网络把各种家用电器连接成以计算机作为中心的计算机集成家用电器系统，从而可使人们在家里就能享受各种高技术所带来的服务与好处，这样就会进一步促进机电一体化产品向网络化方向发展。
4.3.数字化。数控机床等机电产品是数字化主要是在微控制器及其发展的基础上得以实现的，而虚拟设计等计算机网络的迅速发展则进一步促进了数字化的设计和制造，数字化具有自诊断功能、易操作性、高可靠性等优势，在远程诊断、修复、操作中有着非常重要的作用。
4.4.智能化。根据数控机床和机器人的智能化可知，机电化技术在21世纪发展的主要方向就是智能化，微处理器的高速与高性能的开发，可使机电一体化产品具备人的某些智能，从而可使机电一体化技术得到更好的发展。
近几年来，随着我国社会及经济的迅速发展，先进的计算机及微电子技术在农业和工业中得到了越来越广泛的应用，其在促进农业和工业发展的同时，也使机电一体化技术得到了前所未有的发展，本文主要就机电一体化技术在企业中的应用作以下分析，以使机电一体化技术在各领域都能得到更好的应用与发展。
2.机电一体化技术概述
机电一体化是一个正处于发展阶段的新兴的边缘学科，从某个角度而言，其能在一定程度上代表机械工业技术革命的发展方向。机电一体化技术是一门跨学科的综合性交叉技术，且主要由计算机技术、信息技术、微电子技术、机械技术等多个学科及技术共同组成，机电一体化主要是在机械的主功能、控制功能、动力功能以及信息功能的基础上引进微电子技术，然后通过相关软件与技术把电子和机械装置进行结合的系统，系统中所涉及的技术主要有计算机技术、电子技术、试和传感器技术控制技术、伺服驱动技术、接口技术以及信息处理技术等[1]。
3.机电一体化技术在企业中的应用分析
3.1.计算机集成制造系统。此系统是一种全局动态的最优综合，其打破了原有部门之间的界线，把制造作为基干，以对信息流和物流进行有效控制，从而可实现"经营决策-产品开发-生产准备-生产实验-生产经营管理"的有效结合这样可使企业的集成度得到一定提高，从而可使企业各种生产要素之间得到更好的配合与优化，进而可使各种生产要素的潜力得到更好发挥。
3.2.数控机床领域。数控机床与技术经过不断发展，其机构、操作、功能以及控制精度都得到了比较明显的提高，主要表现在：①开放性设计，即把系统中的功能模块和硬件体系结构都具有一定的兼容性与层次性，能使用户的使用效益得到有效提高；②模块化、总线式、紧凑型的结构，即体系由多圭总线、多CPU共同组成；③智能化和WOP技术。系统可把编程技术应用在车间中，从而可实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入模糊控制与在线诊断等多种智能机制；④一台机床可同时可对多个通道和过程进行控制，并可把物料搬运、机械手、刀具破损检测等控制都集成到系统中；⑤系统中具有多级网络功能，可使系统组合的工作能力得到有效提高，此外，软件的模块化设计和大容量存储器的应用，可使机床的数控功能得到一定丰富，从而可使GNC系统的控制功能得到一定加强[2]。
3.3.智能化控制技术。其主要由神经网络、专家系统、模糊控制等组成，可用于企业产品的设计、生产、设备和产品的诊断等多个方面。
3.4.分布式控制系统。其主要通过一台中央计算机对多个台面对现场的生产过程进行操作、管理、监测及分散控制，此外，其还能对生产的实际情况进行实时调度与在线优化，且安全性和功能均优于集中型的控制系统。
3.5.开放式控制系统。此系统可使不同的厂家的产品实现互换、兼容以及资源共享，并可把经营、决策、管理、控制集为一体，此外，在现场总线的作用下，还可把测量和控制实现一体化。
3.6.柔性制造系统（FMS）。此系统主要由数控机床、机器人、自动化仓库、料盘、自动搬运小车、计算机等组成，其可根据装配部门的相关要求，实时、随机、按量地生产其能力范围内的所有工件，目前多应用于设计更改频繁、中小批量的离散零件的批量生产。
4.机电一体化技术的发展趋势
4.1.模块化。机电一体化的生产厂家和产品种类都较多，使用模块化的标准单元不不仅可对新产品进行快速开发者，而且还能使生产规模得到一定扩大，这样就需制定相关标准，以使各单元、部件能够和接口相匹配，从而可促进企业产品的规模化生产[3]。
4.2.网络化。远程控制的终端设备属于机电一体化产品，其通过家庭网络把各种家用电器连接成以计算机作为中心的计算机集成家用电器系统，从而可使人们在家里就能享受各种高技术所带来的服务与好处，这样就会进一步促进机电一体化产品向网络化方向发展。
4.3.数字化。数控机床等机电产品是数字化主要是在微控制器及其发展的基础上得以实现的，而虚拟设计等计算机网络的迅速发展则进一步促进了数字化的设计和制造，数字化具有自诊断功能、易操作性、高可靠性等优势，在远程诊断、修复、操作中有着非常重要的作用。
4.4.智能化。根据数控机床和机器人的智能化可知，机电化技术在21世纪发展的主要方向就是智能化，微处理器的高速与高性能的开发，可使机电一体化产品具备人的某些智能，从而可使机电一体化技术得到更好的发展。