機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢

關(guān)懷 楊宏君 孟凡宇 趙博

摘要：現(xiàn)代機(jī)械制造作為一種復(fù)合型的、綜合的技術(shù)，有著較強(qiáng)的系統(tǒng)、較高的功能、優(yōu)越的性能、突出的效果等特點(diǎn)。特別是在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)在信息化發(fā)展及應(yīng)用的過程中，其所適用的范圍越來越寬廣。文章通過對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)的總結(jié)，分析機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造自動(dòng)化;技術(shù)特點(diǎn);發(fā)展趨勢

面對(duì)當(dāng)前不斷提高的對(duì)機(jī)械電子工程易操作性、低能量消耗，高工作性能的要求，如何將機(jī)械電子工程系統(tǒng)達(dá)到局部能量最佳，是值得我們重視的問題。就我國目前情況而言，與世界先進(jìn)水平相比.還有一定的進(jìn)步空間。

1.機(jī)械電子工程節(jié)能概述

1.1節(jié)能理念及其廣義的概念

將能量進(jìn)行傳遞與轉(zhuǎn)換，做到對(duì)外做功的效果，就是機(jī)械電子工程運(yùn)行的最終目標(biāo)。由于大部分機(jī)械電子工程都是由幾個(gè)共同協(xié)作的運(yùn)行結(jié)構(gòu)組成，所以對(duì)有效功率輸出有影響因素的是：在功率不同之間的相互合作及其傳遞的過程。供需雙方的合作以及傳遞過程中的功率是當(dāng)前節(jié)能控制技術(shù)關(guān)注的焦點(diǎn)。機(jī)械工程在單位時(shí)間內(nèi)完成的工作量是工作效率。

1.2機(jī)械電子工程的功率流程

轉(zhuǎn)換的能量，對(duì)外做功和傳遞的過程就是機(jī)械電子工程的運(yùn)行過程，通過能量來進(jìn)行分析。對(duì)其功率流程的研究，是機(jī)械電子工程節(jié)能分析的重要一步。

分析將柴油機(jī)作為動(dòng)力主要來源的機(jī)械工程，柴油的化學(xué)能是其主要的動(dòng)力來源，柴油的化學(xué)能被柴油機(jī)轉(zhuǎn)化為可輸出的機(jī)械能。就轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩方向來說，通過調(diào)速噴油和電控的控制技術(shù)來改善優(yōu)化柴油機(jī)的能量消耗特征及其動(dòng)力特點(diǎn)是目前選擇的主流方案。就壓力和流量方面來說.通過恒定功率，切斷壓力，正流量的控制技術(shù)來優(yōu)化改進(jìn)液壓泵的能量消耗特征及其動(dòng)力特性是目前的首選方案。能量的供應(yīng)方和需求方是柴油機(jī)和液壓泵，對(duì)它們之間的供求關(guān)系的改進(jìn)，目前常用方法是采用控制液壓泵和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率極限荷載或者控制轉(zhuǎn)速感應(yīng)等等，通過這幾種方法來改進(jìn)兩者之間的動(dòng)力特征和能量消耗特點(diǎn)。液壓泵傳遞出來的液壓能會(huì)被液壓能吸收.通過對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力、流量和方向調(diào)節(jié)，輸送壓力和流量給對(duì)應(yīng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu).通過LUDV技術(shù)對(duì)并聯(lián)回路的負(fù)荷差異和分配流量的影響進(jìn)行消除，或者是通過采用可變流量控制的方式來協(xié)調(diào)各運(yùn)行結(jié)構(gòu)共同作業(yè)。操作者可以在液壓閥控制系統(tǒng)中直接對(duì)液壓閥進(jìn)行控制，即操作者的意愿及其對(duì)流量的要求都可以顯示其工作狀態(tài)。所以能量的提供方和需求方也是液壓泵和液壓閥。通過控制負(fù)流量或者控制負(fù)荷傳感的方法來改善優(yōu)化他們之間的供給與需求的關(guān)系。液壓閥傳遞出來的液壓能會(huì)被油缸和馬達(dá)吸收，與此同時(shí)將轉(zhuǎn)化的機(jī)械能輸出：力與位移和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩，被輸出的部分甚至全部機(jī)械能都會(huì)對(duì)外做功，運(yùn)行元件對(duì)外做功的有效性不言而喻。

2機(jī)械電子工程的節(jié)能控制系統(tǒng)

在改善局部方面，傳統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù)已經(jīng)展現(xiàn)出良好的效果，但是為了取得更好的節(jié)能效果就必須在傳統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù)上有所改良甚至突破，通過以下幾點(diǎn)可以對(duì)傳統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù)進(jìn)行改善：對(duì)固定功率配置進(jìn)行改善，將機(jī)械工程的功率配置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化;對(duì)操作者的，工作效率管理系統(tǒng)要建立在操作方式上;對(duì)工作方式來說要選擇識(shí)別技術(shù)，設(shè)立相對(duì)應(yīng)的功率動(dòng)態(tài)配置系統(tǒng)的操作方式。

2.1全電控節(jié)能控制技術(shù)

對(duì)于機(jī)械工程系統(tǒng)來說，依靠電比例液壓泵、電比例馬達(dá)、電比例液壓閥和電控噴油柴油機(jī)來組成一個(gè)通過全電控來進(jìn)行作業(yè)的傳動(dòng)系統(tǒng)。由于采用的轉(zhuǎn)換原件和功率輸出裝置全部電控，所以硬件功能最小化且硬件的使用程度大幅度提升。

因?yàn)檐浖袚?dān)了系統(tǒng)的控制和專用功能，所以操作者以根據(jù)全電控來控制其傳動(dòng)系統(tǒng)。

2.2分布式節(jié)能控制技術(shù)

對(duì)全電控的功率系統(tǒng)，尤其是全電控的液壓系統(tǒng)的建立，相應(yīng)系統(tǒng)的壓力信號(hào)需要被控制程序進(jìn)行處理.這也就是一種非常高的要求對(duì)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度，這種對(duì)壓力信號(hào)進(jìn)行及時(shí)處理的需求.憑借當(dāng)前的機(jī)械工程控制器的技術(shù)水平來說還無法完全滿足。

要滿足對(duì)各種數(shù)據(jù)、信號(hào)處理速度的硬性需求，就要研制專用的以總線為基本的液壓閥控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和液壓泵控制器，高速總線與每個(gè)控制器相互連接，建立一種以總線為基礎(chǔ)的分布式節(jié)能控制系統(tǒng).達(dá)到節(jié)能的目的。

發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器依據(jù)操作者的指令和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，與此同時(shí)，將與其有關(guān)的數(shù)據(jù)傳遞到總線，其他控制器的指令也可以在總線上獲?。簠⒄找簤罕贸隹诘膲毫π盘?hào)，液壓泵控制器可以調(diào)節(jié)其排量信號(hào)，總線接收相關(guān)數(shù)據(jù)，并且接受其他控制器的控制命令;操作者的操作命令由液壓閥控制器接收，并且依據(jù)命令對(duì)液壓閥進(jìn)行控制.發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)到總線，同時(shí)通過總線接受其它控制的控制命令。

這種以總線為基礎(chǔ)的分布式控制系統(tǒng)，對(duì)信息的傳輸和處理速度的控制都有了特別大的提升，分布式節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)全電控功率系統(tǒng)的控制需求給予滿足。

2.3全局節(jié)能控制系統(tǒng)

對(duì)機(jī)械工作性能的增強(qiáng)、能耗的降低來說，全局節(jié)能的意義重要且深遠(yuǎn)。把外界的負(fù)伐和整個(gè)機(jī)械工程進(jìn)行研究，才可以建立全局節(jié)能控制系統(tǒng)，并且要將作業(yè)效率、傳統(tǒng)的節(jié)能控制技術(shù)和協(xié)同控制的多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置為節(jié)能目標(biāo)，才能夠取得節(jié)能效果的最大化。

對(duì)于簡便的定量分析節(jié)能效果，全局的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)可以定義如下：全局節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)=有效對(duì)外做功/（工作時(shí)間*耗油量）=有效功率/耗油量該定義對(duì)協(xié)同控制的多執(zhí)行機(jī)構(gòu)，作業(yè)效率和傳統(tǒng)化的節(jié)能控制技術(shù)多方面的內(nèi)容均有考慮，對(duì)機(jī)械工程的特性評(píng)價(jià)也較為全面。

3結(jié)束語

通過本文對(duì)械電子工程節(jié)能控制技術(shù)研究可以得知，要想目前新型的節(jié)能電子控制系統(tǒng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程中控制系統(tǒng)存在的各種不足和缺陷需要完善和改進(jìn)，與此同時(shí)，要突破傳統(tǒng)機(jī)械電子工程中控制系統(tǒng)中的一些可取且有效的方式和途徑，實(shí)現(xiàn)全電控節(jié)能控制技術(shù)、全局節(jié)能控制系統(tǒng)和分布式節(jié)能控制技術(shù)的建立、完善和發(fā)展。取得的技術(shù)成果擴(kuò)展了機(jī)械電子工程中控制系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)的發(fā)展空間，對(duì)現(xiàn)代化工業(yè)機(jī)械技術(shù)的節(jié)能化發(fā)展進(jìn)行了有效的引導(dǎo)作用，也開辟了機(jī)械電子工程節(jié)能的無限技術(shù)空間。

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