機(jī)電一體化在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用研究

聶立權(quán)

（河北省煤田地質(zhì)局物測地質(zhì)隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用方式提出了較高要求；就工程機(jī)械制造而言，操作人員只有實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容充分的基礎(chǔ)上，確保其應(yīng)用過程的規(guī)范性，才能促進(jìn)其技術(shù)優(yōu)勢的充分體現(xiàn)，進(jìn)而提升生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。然而實(shí)踐過程中，較多的機(jī)械制造操作人員對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容和應(yīng)用過程把控不力，其制約了工程機(jī)械制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?；诖耍M(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用研究已經(jīng)成為工程機(jī)械人員思考的重要課題，本文就此展開分析。

1 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

作為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的重要技術(shù)支撐，機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等諸多內(nèi)容的系統(tǒng)綜合。從應(yīng)用過程來看，其具有以下方面的突出優(yōu)勢。

其一，較強(qiáng)的生產(chǎn)能力。與傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式相比，機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐下，其實(shí)現(xiàn)了操作流程的高精度、高靈敏度、自動(dòng)化控制，其使得產(chǎn)品生產(chǎn)的效率更高，質(zhì)量更加規(guī)范，因而社會(huì)應(yīng)用價(jià)值十分大。其二，安全性能較高。機(jī)電一體化技術(shù)下，工程機(jī)械的生產(chǎn)過程具備了動(dòng)態(tài)化的監(jiān)視和報(bào)警功能，這種異常信息及時(shí)檢查和自動(dòng)保護(hù)的落實(shí)，使得操作人員、操作設(shè)備損傷的程度和頻次得以有效控制，有效的提升了設(shè)備運(yùn)行的安全性。其三，機(jī)電一體化技術(shù)擁有較為強(qiáng)大的應(yīng)用性能。一方面，在控制系統(tǒng)下，其相關(guān)工作狀態(tài)可以進(jìn)行數(shù)字顯示，并且智能化、電子化的操作設(shè)備取代了傳統(tǒng)的手柄應(yīng)用，有效的縮減了操作任務(wù)量，確保了操作的方便性。其四，應(yīng)用范圍十分廣闊。具體而言，復(fù)合技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，在其控制下，其可以充分的應(yīng)用于每個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的全面提升。

2 工程機(jī)械制造中的機(jī)電一體化應(yīng)用

當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中，工程機(jī)械制造是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用較為深刻的領(lǐng)域之一。在其保證下，工程機(jī)械制造生產(chǎn)的零件更加規(guī)范，效率更高，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提升。工程機(jī)械制造中的機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用如下。

2.1 進(jìn)行作業(yè)精度控制

精度是工程機(jī)械制造質(zhì)量控制的重要指標(biāo)，一旦制造的成品設(shè)備或零件出現(xiàn)精度不達(dá)標(biāo)狀況，就會(huì)對(duì)整體的應(yīng)用性能產(chǎn)生較大影響。在機(jī)電一體化技術(shù)模式下，信息技術(shù)、電工電子技術(shù)使得工程機(jī)械制造中的數(shù)據(jù)控制更加精確。譬如在建筑生產(chǎn)中，傳統(tǒng)混凝體攪拌原材料的稱重主要依靠計(jì)量工具進(jìn)行操作，受人為操作或外部因素的影響，整體誤差較高；而機(jī)電一體化設(shè)備應(yīng)用后，電子稱量系統(tǒng)由微機(jī)進(jìn)行控制，其在實(shí)現(xiàn)原材料高精度檢測的基礎(chǔ)上，有效的避免了稱重過程人為誤差的產(chǎn)生。此外，現(xiàn)在鋪路工程中進(jìn)行了自動(dòng)找平系統(tǒng)應(yīng)用，其在超聲波技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)了澆筑材料的自動(dòng)供給和攤平，有效的提升了施工生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

2.2 實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)作業(yè)

信息時(shí)代下，自動(dòng)化及半自動(dòng)化作業(yè)是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向。通過機(jī)電智能技術(shù)的控制，工程機(jī)械的自動(dòng)化程度不斷提升，從而實(shí)現(xiàn)了工程生產(chǎn)效率的有效提高。與傳統(tǒng)工程生產(chǎn)、施工相比，自動(dòng)化作業(yè)使得人為失誤的影響最小化，其實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)水平的有效提高。目前，由三菱公司設(shè)計(jì)的一款挖掘機(jī)，其在設(shè)計(jì)過程中就采用了軌跡控制系統(tǒng)；施工過程中，這種機(jī)電軌跡控制手段可以實(shí)現(xiàn)施工環(huán)境的自動(dòng)監(jiān)測，然后自動(dòng)化的進(jìn)行動(dòng)臂桿以及鏟刀控制，確保其運(yùn)行軌跡的合理化，進(jìn)而提升挖掘機(jī)的作業(yè)精度。

2.3 完善機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)機(jī)械制造過程中，機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較為欠缺，一方面，部分機(jī)械設(shè)備沒有進(jìn)行監(jiān)控裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用；另一方面，僅有的監(jiān)控系統(tǒng)較為滯后，其監(jiān)控內(nèi)容的全面性和精確性有待加強(qiáng)。而機(jī)電一體化技術(shù)引入以后，工程機(jī)械制造中的監(jiān)控功能得到了有效加強(qiáng)。具體而言，在信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和信號(hào)變換技術(shù)的支撐下，機(jī)械生產(chǎn)人員可以對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行裝置、制動(dòng)系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的、全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控；并且通過異常信號(hào)自動(dòng)報(bào)警裝置的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了故障檢測的精確性，有效的保證了設(shè)備應(yīng)用的安全性。

2.4 優(yōu)化機(jī)械節(jié)能系統(tǒng)

機(jī)械設(shè)備制造過程中，動(dòng)力控制系統(tǒng)是其設(shè)計(jì)制造的重點(diǎn)內(nèi)容，確保設(shè)備應(yīng)用的節(jié)能化是其技術(shù)生產(chǎn)的必然要求。然而受生產(chǎn)技術(shù)的影響，傳統(tǒng)工程機(jī)械制造模式下，其生產(chǎn)的設(shè)備能源利用效率普遍偏低。就液壓挖掘機(jī)而言，其動(dòng)力系統(tǒng)能源燃料的有效利用率僅為20%，大量基礎(chǔ)能源的浪費(fèi)增加了企業(yè)的運(yùn)行成本，并與現(xiàn)代節(jié)能建設(shè)的發(fā)展背道而馳，基于此，進(jìn)行工程機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)已成為其制造生產(chǎn)的重要趨勢。目前，在機(jī)電一體化技術(shù)支撐下，機(jī)械運(yùn)行的能源消耗得以有效控制。譬如新型的挖掘機(jī)采用了節(jié)能控制OLLS 系統(tǒng)，與傳統(tǒng)挖掘機(jī)相比，其實(shí)現(xiàn)了25%的運(yùn)作燃料節(jié)約。

2.5 其它設(shè)計(jì)應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用極為廣泛，譬如，在較多的工程機(jī)械中，其采用了自動(dòng)變速裝置的應(yīng)用，這種速度控制技術(shù)在機(jī)電控制下，能夠結(jié)合外部環(huán)境和自身負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的高效控制，從而確保了設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)功率的合理應(yīng)用。就應(yīng)用結(jié)果而言，降低工作強(qiáng)度、方便施工操作、保證運(yùn)行效益是其應(yīng)用的主要優(yōu)勢所在。

3 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量提升策略

新經(jīng)濟(jì)形態(tài)下，工程機(jī)械制造與機(jī)電一體化的聯(lián)系愈發(fā)緊密，并且人們對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的要求也越來越高，基于此，在工程機(jī)械制造中，進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用過程控制至關(guān)重要。具體管控措施如下。

3.1 強(qiáng)化機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備管理

當(dāng)前環(huán)境下，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)深刻的應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活的方方面面，其在優(yōu)化人們生產(chǎn)方式的同時(shí)，有效的促進(jìn)了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的提升，進(jìn)而對(duì)人們生活水平的提升產(chǎn)生重大影響。然而，就應(yīng)用過程而言，注重功能應(yīng)用，忽略原理研究是當(dāng)前我國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的主要弊端，其使得機(jī)械設(shè)備管理和創(chuàng)新的進(jìn)度受到嚴(yán)重影響，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備應(yīng)用與設(shè)備功能特點(diǎn)的高度結(jié)合。新時(shí)期，在機(jī)械制造過程中，對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)，機(jī)械生產(chǎn)人員應(yīng)注重現(xiàn)代管理理念的應(yīng)用，在增強(qiáng)其實(shí)際操作應(yīng)用能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相關(guān)知識(shí)原理、應(yīng)用不足的摸索和更新，進(jìn)而確保機(jī)電一體化技術(shù)的科學(xué)化、規(guī)范化發(fā)展。

3.2 規(guī)范機(jī)電一體化機(jī)械應(yīng)用范圍

確保機(jī)電一體化工程機(jī)械應(yīng)用范圍的明確是提升其應(yīng)用質(zhì)量的重要保證。目前，就應(yīng)用廣度來看，房屋建設(shè)、橋梁建設(shè)、道路建設(shè)等方面都進(jìn)行了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用；然而其整體的應(yīng)用過程相對(duì)混亂，由此造成了設(shè)備選擇不充分、設(shè)備應(yīng)用不合理、設(shè)備損耗嚴(yán)重的狀況。新時(shí)期，面對(duì)著不斷提高的機(jī)電一體化應(yīng)用要求，工程機(jī)械管理人員應(yīng)注重以下方面的具體保證：其一，對(duì)現(xiàn)有的機(jī)電一體化應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行拓寬，確保其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大；其二，規(guī)范機(jī)電一體化技術(shù)在具體領(lǐng)域的應(yīng)用過程，明確其具體的控制指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo)，進(jìn)而保證一體化機(jī)械設(shè)備的物盡其用、物有所值。

3.3 進(jìn)行機(jī)電一體化應(yīng)用人才保障

人才資源是機(jī)電一體化技術(shù)高效應(yīng)用的基本保證。新時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的提升離不開必要的人才保證。因此在實(shí)踐過程中，工程機(jī)械制造單位應(yīng)注重優(yōu)秀人才團(tuán)隊(duì)的組建，一方面，對(duì)于基礎(chǔ)作業(yè)人員，其應(yīng)通過日常培訓(xùn)、技能學(xué)習(xí)等手段，提升操作人員對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的認(rèn)知水平和應(yīng)用水平。另一方面，加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)科技研發(fā)的資金投入，通過具有較高水準(zhǔn)的科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)我國機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用水平的提升，進(jìn)而在實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的基礎(chǔ)上，保證工程機(jī)械制造及工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)步推進(jìn)。

4 結(jié)語

工程機(jī)械在社會(huì)生產(chǎn)生活中的經(jīng)營不斷普及，確保機(jī)電一體化技術(shù)在其制造過程中的高效應(yīng)用，不僅有利于機(jī)械制造效率和質(zhì)量的提升，更能有效的保證設(shè)備應(yīng)用的總體安全。對(duì)于工程機(jī)械制造人員而言，其必須深刻認(rèn)識(shí)到機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的必要性，在保證其應(yīng)用內(nèi)容充分的同時(shí)，進(jìn)行高質(zhì)量的應(yīng)用過程管理。唯有如此，才能提升機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用水平，進(jìn)而推動(dòng)我國工程機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。