關(guān)于機電一體化在工程機械上的應用研究

賈云飛

（河北省霸州市職成教育總校，河北 霸州 065700）

伴隨著機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，其在機械制造業(yè)中更是顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。例如數(shù)控機床就是機電一體化技術(shù)的典型產(chǎn)物，其通過綜合運用計算機、自動控制、電氣傳動以及測量技術(shù)等，有效的提升了工程機械的加工精度、效率。又比如加工中心，其是帶有刀庫和自動換刀裝置的一種高度自動化的多功能數(shù)控機床?？梢哉f，目前在機械制造業(yè)上，應用數(shù)控機床是不可逆轉(zhuǎn)的一種潮流。

一、機電一體化及工程機械性能概述

（一）機電一體化概述

伴隨著機電一體化技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，促使工程機械技術(shù)實現(xiàn)了機械、液壓、電子控制技術(shù)等多種技術(shù)的有效融合，從而顯著提升了工程機械的使用性能和經(jīng)濟效益?，F(xiàn)階段，機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用主要是借助于微電子處理器的重要作用，通過全面優(yōu)化、處理各種系統(tǒng)設(shè)備，從而推動工程機械行業(yè)的全面發(fā)展。例如各種工程設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)狀態(tài)監(jiān)管和故障自檢等。此外，在科技水平的進一步推動下，機電一體化技術(shù)在工程機械上的應用范圍也越來越寬泛，并推動了工程機械朝向智能化和一體化的方向發(fā)展。

（二）工程機械的基本性能

隨著科技水平的逐步提高以及社會的逐漸發(fā)展，工程項目已經(jīng)脫離了傳統(tǒng)單純以人力施工的方式，而逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎脵C械化施工的方式。機械化施工能夠顯著提升工程項目的施工效率，降低勞動力的使用數(shù)量，節(jié)約了大量的施工成本。隨著目前工程項目數(shù)量和規(guī)模的擴大，以及各種機械設(shè)備的大量投入運用，為全面提升工程機械的使用效率，人們也在工程機械中逐步融入智能化和自動化等技術(shù)，并取得了較好的實踐效果，同時也進一步奠定了機電一體化技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。

二、機電一體化技術(shù)的應用

第一，在線監(jiān)控、自動報警及故障自檢。對于工程機械來說，機電一體化技術(shù)的具體應用是實現(xiàn)對所有設(shè)備系統(tǒng)的全程、動態(tài)電子監(jiān)控。其能夠?qū)\行中出現(xiàn)故障的設(shè)備系統(tǒng)進行監(jiān)控和檢測，例如機械中的電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)等等，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對上述機械設(shè)備的在線監(jiān)控，還能夠在機械設(shè)備出現(xiàn)故障的時候，自動報警并快速定位故障位置，進而全面提升機械設(shè)備的工作效率，簡化設(shè)備的維護檢查工作，節(jié)約設(shè)備的維修費用，延長機械設(shè)備的使用壽命。

第二，調(diào)整施工的精度，提升生產(chǎn)效率。機電一體化在機械加工領(lǐng)域中應用的典型特點就是高效和高精度。例如數(shù)控機床（含加工中心）能夠充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不僅能夠顯著提升加工效率，降低加工的成本，還能夠提升機械零件表面的加工質(zhì)量和精度。例如目前我國普通級的數(shù)控機床的加工精度已經(jīng)由之前的±10μm達到了±5μm，而精密級加工中心的加工精度已經(jīng)由過去的±3-5μm達到了±1-1.5μm。可以說，目前運用數(shù)控機床來實現(xiàn)機械加工效率，是我國機械制造業(yè)進行技術(shù)改造以及技術(shù)更新的必由之路。

第三，節(jié)能降耗的作用。過去工程機械在實際運行中，為了確保機械設(shè)備能夠處于正常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)中，通常需要消耗大量的能源。主要原因在于工程機械大部分情況是處于超載或者是未達到額定功率的現(xiàn)象，進而做了很多無用功。而通過機電一體化技術(shù)，能夠?qū)C械設(shè)備的施工功率進行有效調(diào)節(jié)，確保機械設(shè)備在正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下無需消耗過多的無用功，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的作用。例如對于井下作業(yè)而言，合理運用膠帶輸送機、通風機以及提升機等，并采用變頻起動和PLC控制系統(tǒng)，就能夠在全面提升生產(chǎn)效率的同時，實現(xiàn)大約30%左右的節(jié)電量。

三、機械制造中數(shù)控技術(shù)的具體應用

（一）機械

伴隨著社會的日漸進步，機械制造行業(yè)的產(chǎn)品的種類也日漸繁多。例如在各種機殼的毛坯制造中更多地選用焊件，而若使用傳統(tǒng)機械加工方式則無法實現(xiàn)單價下料問題。因此綜合運用機電綜合技術(shù)的數(shù)控技術(shù)就能有效改善這種局面，運用數(shù)控氣割方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的仿型法，并運用龍骨板程序?qū)崿F(xiàn)對采煤機葉片以及滾筒等的下料，可以實現(xiàn)快速切割并確保了切割質(zhì)量。同時部分零件的焊接坡口可以直接割出，有效地提升了生產(chǎn)效率。此外，數(shù)控氣割機上配備的有能夠自動調(diào)整的切縫補償裝置，其可以通過程序來控制構(gòu)件的實際輪廓，例如數(shù)控機床可以對銑刀的半徑進行補償。通過切縫補償裝置就能夠?qū)崿F(xiàn)對毛坯件加工余量的精確控制。

（二）機床設(shè)備

在整個機械制造行業(yè)中，機械設(shè)備是其重中之重。尤其是伴隨著現(xiàn)代機械制造業(yè)的快速發(fā)展，更是對機床設(shè)備提出了更高的要求?，F(xiàn)階段，綜合融入機電一體化技術(shù)的數(shù)控機床設(shè)備是機械行業(yè)中的重要產(chǎn)品之一。其主要是將計算機控制裝置運用在機床上，通過代碼來實現(xiàn)對機床控制的機電一體化產(chǎn)品。其在控制介質(zhì)上記錄刀具和工件的相對位置、主軸轉(zhuǎn)速、刀具選擇、冷卻泵的啟停等操作及順序動作數(shù)字碼，進而發(fā)出相應的控制指令來要求機床的伺服系統(tǒng)或者其他相應的執(zhí)行元件，最終實現(xiàn)機床制動加工零件的功能。

總之，機電一體化在工程機械中的應用是科技水平發(fā)展和社會進步的必然要求，因此綜合運用先進的科技技術(shù)，融合國內(nèi)外先進理論思想，不斷完善機電一體化技術(shù)，從而促使其和工程機械實現(xiàn)完美的融合是工程技術(shù)人員不懈的追求。