今天的制造系统oem和自动化终端用户不断寻求技术进步，以帮助他们的生活更轻松。工业4.0的创新刺激了一种新的智能技术，它结合了数字电子和通信接口，使其更加复杂、功能更强大、使用更方便。
•高级自动化工程师|博世力士乐公司。
随着越来越多的制造企业采用Industry 4.0技术，新兴的智能机电一体化技术正在赋予机器更大的智能和多功能性。与过去相比，这些先进的系统更易于指定、订购和部署，从而提高了它们对oem和最终用户的价值。
了解智能机电一体化的功能可以帮助系统设计工程师遵守如何最好地利用这些机电一体化，使其制造解决方案具有竞争力。
现代机电一体化是集成和多功能的
机电一体化是将不同的机械和电子部件组合成专用于特定任务的解决方案的系统和组件。在运动领域，两个例子是由机电直线运动系统和笛卡尔机器人满足的产品装配和运输。机电一体化的核心是电子马达、控制器、传感器和线性元件的紧密集成。
机电一体化可以被视为行业4.0技术的先行者。
智能机电一体化进一步发展了这一概念，形成了集成先进传感器和操作员友好控制器平台的完整解决方案。这些系统产生：
•机器性能的实时数据
•适用的制造质量的实时数据
•精确控制和执行运动序列
自动跟踪生产数据和产量
易于与机器级和工厂级管理系统连接
上图:智能机电一体化系统通过实现实时状态监测和预测性维护，支持透明的生产过程。
智能机电一体化第一步:在线配置
智能机电一体化比以前的机电一体化系统更快，更容易设计和佣金。这很有帮助，因为机电一体化是他们的本性非常复杂 - 要求多个线性组件，驱动器，控制器和操作员接口的同时考虑和尺寸......然后仔细组合。
指定、购买和调试智能机电一体化机器的第一步是利用可通过供应商门户访问的在线工具。这些配置工具使工程师能够构建智能系统，以最少的编程“开箱即用”……因此，对于仅对电气和流体动力驱动（包括线性运动）和运动控制有基本了解的工程师来说，可能最有帮助。用户输入诸如行程、工件重量和循环时间等参数，然后生成可在在线工具的CAD环境中验证的输出。在下面的尺寸和配置程序提示下，可以一次性指定完整机电解决方案的所有组件，例如笛卡尔机器人、压力机或连接机。这是一个让工程师从一个供应商那里获得完整解决方案的选择——接收一个集成的系统，该系统附带了预先编程的运动序列，可供插件和产品实现。
更智能、更简单的操作控制
智能机电一体化技术可以提高生产率和灵活性通常与“透明”的生产过程-传感器的实时状态监测。
只要想想一些制造商是如何提供特定操作的机电功能套件来支持这种监控的。例如，压力机的一个功能套件可能包括一个机电缸、伺服驱动、电机、控制器、传感器和操作员软件，以支持压力机和连接装配操作。使用这样一个功能工具包构建的机器很容易实现，因为组件自带操作软件预装…和自动参数化准备在伺服驱动器上运行-所以不需要运动控制编程知识使机器在线。该软件具有拖放图形用户界面(GUI)，可以让操作人员直观地构建生产序列——例如，将滚珠轴承压入外壳。
此外，机器可以配备一个集成的力传感器来测量和跟踪操作。例如，在轴承压力机应用中，这样的传感器可能跟踪线性执行器，以确保它应用准确的正确的力将球插入轴承壳。同时，系统控制也可以执行质量控制，确保执行器正确运行通过他们的精确控制序列。由于在压力机上这样的序列通常每小时重复数百甚至数千次，系统的控制器记录并将每个运动周期的测量结果转发给存储。然后，操作人员可以使用控制器包中的工具来创建流程结果的可视化。这些可以绘制压力是否超过或没有达到工艺阈值，并让操作人员在他们的工作站实时分析力-位移曲线。这些数据让有经验的机器操作员保持顶级的制造质量和生产力，而无需专业的编程或由专家软件工程师的质量分析开发。
此外，数据还可以通过系统接口导出到全工厂或基于云的制造分析系统，使智能机电一体化系统成为企业工业4.0平台的一个不可或缺的组成部分。
对于其他工厂自动化方案，还部署了类似的功能，包括线性运动系统，如笛卡尔处理机器人，用于挑选或运输操作。它们使用类似的在线配置工具来规模，并指定完整处理系统所需的所有线性模块，执行器和最终效果，布线，传感器，电动驱动器和控制器。
智能机电一体化在行动中的应用
智能机电一体化展示了先进的技术如何以更简单的方式解决复杂的工程问题。在一个常见的行业场景中，机器制造商通常试图通过订购和集成单独的组件（线性执行器、控制器、电源、末端执行器等）来开发自己的机电一体化组件。这个过程通常是繁琐和耗时的。
在许多公司或系统集成商中，机械工程组负责指定和订购一组组件，而电气组订购其组件，这是很常见的。对于采购部门来说，这样的安排更具挑战性，工程人员的任务是将所有的设备装配在一起，并对其进行编程，以确保其按照指定的方式工作。
智能机电一体化的概念改变了这种模式，并在此过程中解放了工程师，使他们能够将时间和资源投入到更复杂和更具挑战性的设计问题上。
考虑一个实际的即插即用的智能机电一体化例子。一家领先的传感器制造商正在为各种类型的旋转编码器建立一条新的装配线。新生产线的设计具有高度的灵活性和经济性，能够通过精确的冲压和连接过程来小批量生产不同的产品，并自动记录工艺数据以保证质量。该公司选择使用智能功能工具包的压制，提供了一个预先配置的完整软件包，零编程知识的要求。因此，传感器制造商能够在很短的时间内设置好线路，然后开始运行。
关键的生产步骤是以最高的精度将一个小盖子精确地压到传感器外壳上。智能功能套件适用于2至30 kN的力，并结合了标准组件，如EMC机电气缸、力传感器、伺服电机、驱动控制器和工业PC。基于浏览器的HMI软件也可以通过平板电脑进行操作。
编程以可视化的方式进行，而不是费力地为冲压过程编写代码。通过拖放选择软件块，组合它们，输入参数，工作流就完成了。驱动器控制器自动参数化，通过向导直观地引导用户完成调试过程。此外，过程数据可以实时显示，并与IT系统中的力位移曲线一起考虑，用于质量保证管理和分析目的。
毫无疑问，智能机电一体化技术提供的好处和优势将帮助制造商建立更多的生产准备系统，内置智能和传感器技术，以支持工业4.0的要求。
虽然智能机电一体化的概念是非常直观的，它仍然重要的工作与机电一体化供应商的投资组合和工程专业包括全系列的组件-直线运动产品，控制器，伺服驱动器和操作员软件-必要的建立完整的，高性能的机电一体化解决方案。评估配置工具的质量和易用性也很重要，以确保智能机电一体化运动承诺的易用性——从开始到结束——完全交付。这有助于确保机器制造商和终端用户能够充分利用智能机电一体化的即插即用优势。
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申请依据：直线运动提示
