淺析機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

孫洪利

摘 要： 機(jī)電一體化是基于多種先進(jìn)技術(shù)相互融合而形成的一門交叉學(xué)科，機(jī)電一體化技術(shù)的的產(chǎn)生和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了工程機(jī)械技術(shù)與液壓技術(shù)、電子控制技術(shù)等的有效融合，全面提高了工程機(jī)械的使用性能和經(jīng)濟(jì)效益。為工程機(jī)械領(lǐng)域的智能化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化；工程機(jī)械；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

在當(dāng)前工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)過程中，主要是借助于微電子處理器的作用，以此來對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化，以此來推動(dòng)工程機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展。當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用較為廣泛，而且說在各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)和產(chǎn)品中都有著廣泛的應(yīng)用。其將各種技術(shù)進(jìn)行集成應(yīng)用，使工程機(jī)械設(shè)備整體達(dá)到了最優(yōu)化，而且操作十分簡(jiǎn)單，為工程機(jī)械整體性能的提升奠定了良好的基礎(chǔ)。

一、機(jī)電一體化與工程機(jī)械關(guān)系分析

由于機(jī)電一體化發(fā)展過程中將數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化等諸多特點(diǎn)集于一身，其多樣化的特點(diǎn)使其在機(jī)械工程中得到了更為廣泛的應(yīng)用。將機(jī)電一體化技術(shù)導(dǎo)入到工程機(jī)械中來，在提高工程機(jī)械性能的同時(shí)，也促進(jìn)工程機(jī)械使用更具可靠性和經(jīng)濟(jì)性。在當(dāng)前社會(huì)快速發(fā)展過程中，工程項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化施工，有效的提高了工程建設(shè)的效率，而且節(jié)省了勞動(dòng)力。為了能夠進(jìn)一步提高工程機(jī)械的性能，人們開始重視工程機(jī)械智能化和自動(dòng)化的研究，而且研發(fā)了電子控制系統(tǒng)，并將其在工程機(jī)械中進(jìn)行應(yīng)用，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代工程機(jī)械的智能化和自動(dòng)化。機(jī)電一體化在工程機(jī)械中應(yīng)用后，特別是微電子技術(shù)的應(yīng)用，有效的提高了機(jī)電一體化技術(shù)的水平，電子控制技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用的不斷深入，再加之機(jī)電一體化技術(shù)的不斷完善，這必然會(huì)推動(dòng)工程機(jī)械智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展。

二、機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用

（一）機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械節(jié)能施工中的應(yīng)用

由于傳統(tǒng)工程機(jī)械工作過程中運(yùn)作效率較低，而且需要消耗掉大量的能源，不具有經(jīng)濟(jì)性。引入機(jī)電一體化技術(shù)后，在工程機(jī)械運(yùn)行過程中，機(jī)電一體化技術(shù)能夠?qū)⑵溥\(yùn)行有效的控制在額定功率范圍內(nèi)，使機(jī)械設(shè)備有用功增加。而且能夠根據(jù)實(shí)際工作情況和施工需要來靈活調(diào)節(jié)工程機(jī)械的機(jī)械功率，盡可能的降低機(jī)械運(yùn)行過程中能源的消耗量，使工程機(jī)械運(yùn)行具有較好的高效性和節(jié)能性。

（二）機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械監(jiān)控方面的應(yīng)用

在工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，其中故障自診技術(shù)、電子監(jiān)控技術(shù)和自動(dòng)報(bào)警技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且能夠?qū)⒐こ虣C(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和人機(jī)界面操作系統(tǒng)等都納入到有效的監(jiān)控范圍內(nèi)，一旦任何一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，電子監(jiān)控系統(tǒng)都能夠監(jiān)測(cè)到，并在第一時(shí)間內(nèi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，故障自診技術(shù)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行定位、診斷和分析，及時(shí)找出故障位置和故障發(fā)生原因，并對(duì)故障進(jìn)行具體處理，降低故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行所帶來的不利影響，確保無故障部位的正常運(yùn)行。可以說在工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，有效的提高了工程機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，機(jī)械設(shè)備工作效率大幅度提升，并進(jìn)一步改善了作業(yè)人員的工作環(huán)境。

（三）機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械施工精度控制中的應(yīng)用

工程機(jī)械應(yīng)用機(jī)電一體化所產(chǎn)生的有利改變不僅是實(shí)時(shí)監(jiān)控和能源節(jié)約，還有工程施工精度的控制。機(jī)電一體化中的電子控制系統(tǒng)可以有效提高工程機(jī)械稱量過程的自動(dòng)化水平，提高稱量的精度，減小由人工測(cè)量所帶來的誤差給工程施工造成的負(fù)面影響，從而可以很好的保證機(jī)械加工出成品的精度，提高工程機(jī)械制造產(chǎn)品合格率。另外，電子自動(dòng)測(cè)量技術(shù)在工程機(jī)械施工中的運(yùn)用，也可以大大提高工程施工精度，降低產(chǎn)品加工誤差。

三、機(jī)電一體化未來發(fā)展趨勢(shì)

（一）機(jī)電一體化向智能化方向發(fā)展

近年來科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，有效的提高了我國(guó)電子信息智能化的水平，當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)加快向智能化方向的發(fā)展。在當(dāng)前機(jī)電系統(tǒng)中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，機(jī)電一體化智能化程度有了大幅度的提升，這也促使智能化應(yīng)用不斷增多，智能化在機(jī)電一體化技術(shù)中的優(yōu)越性更好的顯示出來。對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以充分的利用智能化的獨(dú)立決策、邏輯思維和模擬等功能，全面提高機(jī)電設(shè)備的高效處理能力，并充分的利用微處理器來賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以智慧，使其功能更加強(qiáng)大。

（二）機(jī)電一體化產(chǎn)品向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用將全球生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)連成一片，使得企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將面臨全球化，這既是壓力又是一種挑戰(zhàn)。機(jī)電一體化只要研制出具有質(zhì)量可靠、功能獨(dú)到的新產(chǎn)品一旦研制出來，很快就可以全球性暢銷。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，各種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制技術(shù)此起彼伏。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)該朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

（三）機(jī)電一體化向微型化方向發(fā)展

微型化泛指機(jī)電一體化產(chǎn)品的幾何尺寸不超過1cm，機(jī)電一體化正朝著納米、微米級(jí)別方向發(fā)展。當(dāng)前，在半導(dǎo)體器件制造過程中利用蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)的機(jī)械元件的制造，當(dāng)這一成果用于在實(shí)際產(chǎn)品中得以應(yīng)用時(shí)，就沒有必要區(qū)分控制器部分和機(jī)械部分了。到時(shí)候電子和機(jī)械完全可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合，執(zhí)行機(jī)構(gòu)、機(jī)體、CPU傳感器等可以集成在一起，并組成一種體積很小的自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

（四）模塊化

當(dāng)前機(jī)電一體化產(chǎn)口種類和數(shù)量不斷增多，這也促使機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各接口在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

因此在當(dāng)前工程機(jī)械機(jī)電一體化發(fā)展過程中，模塊化是其中非常重要的一項(xiàng)任務(wù)，通過實(shí)現(xiàn)模塊化，可以實(shí)現(xiàn)各部件和單元之間的有效匹配，促進(jìn)新產(chǎn)品的研發(fā)和擴(kuò)大工程機(jī)械的生產(chǎn)規(guī)模。

（五）環(huán)?；?/p>

工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入雖然在很大程度上改善了人類的生活質(zhì)量，但也對(duì)我們的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致了自然資源的大量浪費(fèi)。21世紀(jì)以來，社會(huì)對(duì)環(huán)保的關(guān)注和投入越來越多，公眾的環(huán)保意識(shí)也在不斷加強(qiáng)，綠色產(chǎn)品的概念和設(shè)計(jì)制造已成為新形勢(shì)下的必然趨勢(shì)。工程機(jī)械產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的每個(gè)環(huán)節(jié)，都要適應(yīng)環(huán)保的要求，滿足人類對(duì)健康的需求，提高資源的利用效率。所以，綠色機(jī)電一體化產(chǎn)品將會(huì)在工程機(jī)械中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

四、結(jié)束語(yǔ)：

當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)已發(fā)展到較高的水平，其引入工程機(jī)械領(lǐng)域后，也促使工程機(jī)械水平有了大幅度的提升。在當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中應(yīng)用時(shí)，微機(jī)械技術(shù)作為其發(fā)展的瓶頸，在軟件和電子技術(shù)滿足要求的基礎(chǔ)上，當(dāng)前機(jī)械元件還無法實(shí)現(xiàn)小型化，這也對(duì)微機(jī)械技術(shù)的發(fā)展帶來了較大的影響，因此需要加大對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)力度，以此來推動(dòng)工程機(jī)械行業(yè)的更快更好發(fā)展。

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