機電一體化技術在機械工程領域的應用研究

郭永博

摘 要：隨著我國經(jīng)濟法發(fā)展速度的不斷加快，促使集眾多科技于一體的機電一體化技術，也得到了較為快速的發(fā)展。產(chǎn)品愈來愈需要有著高可靠性、實時性和環(huán)境適應性等控制特點，要求工程機械的高自動化和智能化。為了能夠完美的解決這些問題，人們將機電一體化技術運用到在工程機械中。本文將簡單分析一下機電一體化在工程機械中的應用現(xiàn)狀及其優(yōu)勢，重點介紹機電一體化在工程機械中的技術應用，希望以此能夠促進我國機械工程企業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：機電一體化 機械工程 應用

引言

社會的發(fā)展和科技的進步，以及人們生活水平的顯著提升，均促使人們的生活與工作等，與科學技術的融入更為緊密。而隨著科學技術在各個行業(yè)及領域中的應用于交叉滲透，使得全新的機電一體化系統(tǒng)得以形成。尤其在應用機電一體化系統(tǒng)較為深入的機械工程中，伴隨機械工程行業(yè)的發(fā)展，機電一體化的應用效率也在逐漸提升。這不僅會提升機械工程中的工作效率，更會使投入成本等得到顯著的降低。因此，對于“機電一體化系統(tǒng)在機械工程中的應用”研究，就具有極大的現(xiàn)實意義。

1、機電一體化概述

機電一體化在機械工程中的功能設計與應用、主要功能、信息控制、控制集成和安裝的電子控制軟件組合形成一個統(tǒng)一的整體。在默認情況下，項目的程序、機械技術的應用、微電子技術和電子技術、控制系統(tǒng)的使用都具有多功能、高品質(zhì)、低能耗和低污染的工作特點。機電一體化技術在目前的應用過程中，由于長期的發(fā)展以及在生產(chǎn)中累積了大量的經(jīng)驗，使得其具備了相當豐富的功能，而且呈現(xiàn)出來的自動化水平也非常高。在應用范圍方面來講，這項技術作為機電研究的載體，能夠用于眾多領域，充分發(fā)揮其豐富的功能效果。它是高度集成的機電系統(tǒng)，一個具有多項技術的系統(tǒng)。同時，即使用戶未能熟練掌握電子設備，并對機械和電氣知識的原理了解也不夠，它也具有操作非常簡單的特點，方便任何人使用。

2、工程機械機電一體化技術的特點

2.1擁有高精度

將機電一體化技術運用于建筑施工中可以很大程度的提高施工精度，減小了誤差，這樣既提升了施工質(zhì)量，有降低了施工成本。比如，通過輸入混凝土配比參數(shù)來實現(xiàn)混凝土的拌和，避免了人工拌和造成的失誤，節(jié)約了建筑材料；通過傳感器裝置實現(xiàn)混凝土的電子計量；通過在攤鋪機上安裝自動調(diào)平裝置，實現(xiàn)混凝土攤鋪的自動找平等。

2.2自行檢測故障

自行檢測是利用微電子技術實現(xiàn)對外界和機械自身的運行狀況的監(jiān)控。當外界施工環(huán)境或機械自身發(fā)生故障時，檢測設備會發(fā)出警報并停止設備運行，這樣可以及時處理故障，提高了機械的運行效率。這種技術廣泛用于推土機、挖土機、裝載機等工程機械中。

3、機電一體化在工程機械中的應用現(xiàn)狀

我國開始研究機電一體化技術在工程機械中的應用最早可以追溯到80年代初，我國有關專家和學者都一直在不斷的研究機電一體化技術，國家和相關企業(yè)也是大力支持，于是我國的機電一體化技術在工程機械中的應用有了突飛猛進的發(fā)展。隨著我國智能控制技術和計算機網(wǎng)絡技術的不斷進步，使得我國的機電一體化技術在工程機械中的應用有了新的發(fā)展途徑。我國的微電腦工程機械控制技術雖然還有些不足，但其有著廣闊的發(fā)展前景和強大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4、機電一體化在工程機械中的技術應用

4.1監(jiān)控功能的實現(xiàn)

在機電一體化系統(tǒng)中，電子監(jiān)控系統(tǒng)是其中較為重要的構成部分之一。電子監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠?qū)C械設備的作業(yè)部分與其他工作裝置等，進行實時的監(jiān)控，更能對機械群的各類傳動與制動系統(tǒng)等，進行運行狀態(tài)的監(jiān)督與控制。若機械設備在運轉(zhuǎn)過程中存在某些不穩(wěn)定運行，或狀態(tài)異常等情況時，作為實時監(jiān)管作用的電子監(jiān)控系統(tǒng)，則能夠及時通過報警系統(tǒng)的觸發(fā)，將存在故障的位置在第一時間確定并對操作人員發(fā)出警報，促使操作人員與設備維修管理人員等，對機械設備所存在的故障等，進行及時的檢修與故障排除，這不僅能夠有效的提升鞏固走效率，更會因問題與故障等的及時檢修，從而減少額外的經(jīng)濟損失。

4.2機電一體化在機床改造方面的應用

數(shù)控機床的工作要求非常嚴格，對工作臺和道具的要求必須按照運動軌跡的規(guī)定，并嚴格控制偏差，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。同時，開發(fā)系統(tǒng)結(jié)構比較簡單，具備容易修復、價格低廉的特點，因此其應用范圍十分廣泛。傳動效率比較高，這是滾珠絲杠副的一大特點，其運動性能較為穩(wěn)定，并且可以通過適當調(diào)整就可以實現(xiàn)精確的定位，具有非常高的耐磨性，而且所耗成本很低，是較為常見的手段。而當前的機床改造方面，中國機床數(shù)控最常見的是Z80-CPU，它具有使用成本較低、性能可靠、有較強通用性和易維修等特點，而且具備特殊指令I/O指令，能在處理機算時輸出步進脈沖，保持橫向、縱向做進給運動[1]。在數(shù)控車輛的改造中，在保證需求的前提下，盡可能少地進行機床的改動，不破壞機床機械。如此一來，即便發(fā)生故障也可以通過手動操作的方式來完成，這可以降低改造成本，更好地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4.3機電一體化技術應用于柴油機的自動控制

工程機械的動力核心和機械功率有著很高的要求，所以通常采用柴油機。在機電一體化技術應用以前，人們的目光主要放在了降低柴油機污染物等級和提高柴油機的燃油耗率等方面去進行傳統(tǒng)的柴油機優(yōu)化。而將其應用柴油機控制之后，這有效降低了柴油機排放的廢氣量，有效提升了柴油機的動力性能和經(jīng)濟性。這樣柴油機還能夠以工程機械的運行狀態(tài)為依據(jù)恰當?shù)恼{(diào)整其工作狀態(tài)，并能夠?qū)崿F(xiàn)對才有機會油門和調(diào)速器的自動控制，進而實現(xiàn)了才有機會的自動升溫控制盒自動啟動停止控制等，在滿足工程機械的功率需求的基礎上有效提升了柴油機的經(jīng)濟指標，達到降低排放指標的目的。

4.4促使施工作業(yè)的自動化工序達成

通過機電一體化系統(tǒng)在機械工程中的應用，能夠促使工程機械逐步實現(xiàn)半自動化或自動化，這不但能夠有效減少施工操作人員的作業(yè)強度，使生產(chǎn)效率得以顯著提升，更能促使施工作業(yè)中，設備等的安全系數(shù)得以提升，進而確保利用工程機械設備進行施工的安全性。例如：現(xiàn)階段，由于機械設備中科學技術的融入，促使很多機械設備自帶線路或軌跡控制系統(tǒng)，其中，極具代表性的機械設備為挖掘機。在挖掘機上設立軌跡控制系統(tǒng)，當施工人員將鏟斗的運動軌跡在控制板中設定完成后，電控系統(tǒng)便可依據(jù)安置在各個位置處的傳感器，對制動臂、鏟刀、以及斗桿等，進行精確的控制，使挖掘深度得以確定，并將挖掘危險控制在相應的范圍內(nèi)。

結(jié)語

機電一體化對工程機械具有重要的應用意義，它不僅改善了工程機械面貌、優(yōu)化了機械性能，降低了還顯著提升了機械運行效率，它和工程機械的融合將成為未來的主要發(fā)展趨勢。為了不斷適應工程機械行業(yè)的高要求，提升工程機械機電一體化水平十分必要，我們應著眼于自身的優(yōu)勢，正視自身發(fā)展的問題，大膽嘗試，勇于改進，最終將工程機械機電一體化技術水平推上更高的層面。

參考文獻

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