工程機械中機電一體化的應(yīng)用發(fā)展

宋海波

大連冰山菱設(shè)速凍設(shè)備有限公司 遼寧大連 116000

1 工程機械機電一體化技術(shù)概述

1.1 工程機械

工程機械作為工程建設(shè)的主要部分，只有在其中科學(xué)合理的運用機電一體化技術(shù)，才能夠保證工程機械的順利進行。在時代不斷進步的背景下，我國的工業(yè)模式發(fā)生了質(zhì)的變化，從傳統(tǒng)的人力施工發(fā)展成為現(xiàn)如今的機械施工，這不但在一定程度上降低了成本的支出，而且還保證了工程的建設(shè)效率。在此基礎(chǔ)上，為了保證工程的工作效率能夠得到提升，將機電一體化技術(shù)融入到工程機械中是一項有效的措施。

1.2 機電一體化的概念

機電一體化技術(shù)是一個電子學(xué)科領(lǐng)域，它結(jié)合了機械技術(shù)和電子控制技術(shù)等各種學(xué)科，如控制科學(xué)，機械設(shè)計和制造以及自動化技術(shù)。具有較強的綜合性。機電一體化技術(shù)在早期主要被應(yīng)用在電力生產(chǎn)企業(yè)中，目前則在設(shè)備自動化、機器人以及設(shè)備故障監(jiān)測等領(lǐng)域得到了長足的發(fā)展。在發(fā)展過程中，機電一體化技術(shù)已逐步將工程技術(shù)融入機械工程，電子工業(yè)，傳感器和信息技術(shù)等眾多科學(xué)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的機械設(shè)備是在生產(chǎn)過程中通過手動操作生產(chǎn)的，生產(chǎn)效率不高。在后來工程機械設(shè)備的生產(chǎn)過程中大規(guī)模應(yīng)用了流水線作業(yè)方式，在流水線作業(yè)方式中，生產(chǎn)人員只需要專精自己負責(zé)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)就可以大幅提高工程機械設(shè)備產(chǎn)品的總體生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，勞動力的價格逐漸提高，企業(yè)為了增加工程機械產(chǎn)品的產(chǎn)能，與工程機械生產(chǎn)有關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)大量引進，這些生產(chǎn)設(shè)備大多采用機電一體化技術(shù)。

2 現(xiàn)代工程機械中機電一體化技術(shù)應(yīng)用

2.1 在機床中的應(yīng)用

Z80-CPU軟件是機床生產(chǎn)控制中的有效軟件，軟件中的機電一體化技術(shù)會使機床生產(chǎn)精度和質(zhì)量得到保證，也會使機床數(shù)字化程度更高。除了相關(guān)軟件外，機床系統(tǒng)中還有各種電路，這些電路功能不同，軟件應(yīng)用優(yōu)勢較顯著，其對應(yīng)用環(huán)境沒有限制，應(yīng)用了機電一體化技術(shù)的機床功能比較可靠。而結(jié)合了該技術(shù)的Z80-CPU軟件在機床運行掃描中，也會發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，使該過程變得簡單有效，所以機床運行過程的安全可靠性也能得到保證。在具體的機床操作運行中，機床的連續(xù)控制功能要與插補功能結(jié)合起來，工作刀具運行方向便是數(shù)字化機床坐標(biāo)軸延伸方向，機床的副傳動需要保持高效運行，不能出現(xiàn)一絲差錯，滾珠絲杠在運行中，其也不能發(fā)生過度摩擦破損現(xiàn)象。機床要借助機電一體化技術(shù)控制本身的運行狀況，切忌出現(xiàn)爬行等失穩(wěn)現(xiàn)象，其還要對抗運行中的各種拉力，以保證機床運行效率和機械零部件加工質(zhì)量[1]。

2.2 用于降低工作強度

在傳統(tǒng)的機械工程工作中，工作強度非常大，而且工作量也非常大。因此，工作人員也常常面臨著非常高的要求。但是若是能夠合理地使用機電一體化技術(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)工程機械的自動化操作，或者是半自動化操作，能夠?qū)⒅暗娜肆ぷ鞫祭孟冗M的控制系統(tǒng)來代替。這樣一來，就能減少工作人員的工作量和工作強度。與此同時，在實際的操作過程中，由于人力操作本身的原因，還有可能會對工作質(zhì)量造成影響。而機電一體化技術(shù)的使用，就能充分避免這種現(xiàn)象，這對于工作準(zhǔn)確度的提高來說，也具有重要的意義。

2.3 機電一體化技術(shù)在實時監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用

在工程機械和設(shè)備的生產(chǎn)中，可以通過過程控制系統(tǒng)進行整個機械設(shè)備生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和故障診斷。因此，機械設(shè)備生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性可以在一定程度上得到改善。過程控制系統(tǒng)可以監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)故障并診斷、對設(shè)備生產(chǎn)過程中出現(xiàn)故障的識別振幅，推斷故障時間，準(zhǔn)確預(yù)測故障趨勢。過程監(jiān)測可以通過解析模型的方式來監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)過程中的故障，但這種監(jiān)測方式由于涉及到的設(shè)備以及技術(shù)難度較高，所以在目前還未得到普遍應(yīng)用；過程監(jiān)測還可以基于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫監(jiān)測的方式進行設(shè)備生產(chǎn)過程中的故障監(jiān)測，這種過程控制方法較為實用，但仍存在一定的局限性。基于各種診斷方法，相關(guān)人員結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)分析和校正，形成了新的設(shè)備安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，稱為設(shè)備過程監(jiān)控和模糊診斷系統(tǒng)。在這種監(jiān)測系統(tǒng)中，其可將故障發(fā)生的部分事實以及主元分析結(jié)果一同發(fā)送到中央處理計算機中，通過專家人為的分析診斷對故障發(fā)生情況進行決策。

2.4 機電一體化技術(shù)在緊急停車系統(tǒng)中的應(yīng)用

緊急停機系統(tǒng)的主要任務(wù)是監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)過程中主要生產(chǎn)過程的關(guān)鍵參數(shù)和工作條件。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有危害生產(chǎn)過程中的異常工作行為時系統(tǒng)自動進行緊急停車。一般情況下在機械設(shè)備生產(chǎn)過程中緊急停車的方式和作用都是大不相同的。正常停車是因設(shè)備需要檢修以及維護等原因所進行的有原因、有計劃的停車；當(dāng)發(fā)生設(shè)備損壞或當(dāng)?shù)貦C械設(shè)備生產(chǎn)工作區(qū)停機和突然停電等事故時，部分緊急停車是一種臨時停車行為；綜合緊急停車是生產(chǎn)過程中突然斷電，水源和氣源被切斷引起的全面停機。一般來說，緊急停車系統(tǒng)與機械設(shè)備生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)安全直接相關(guān)，因此必須保證緊急停車系統(tǒng)的可靠性。因此，緊急停車系統(tǒng)具有三個串聯(lián)的工作單元：檢測單元，邏輯單元和執(zhí)行單元串聯(lián)在一起工作，避免在發(fā)生緊急情況時因為某一單元出現(xiàn)故障而造成停車失靈，以確保緊急停車系統(tǒng)的可靠性。在三個單元的工作過程中，其需要遵循獨立設(shè)置、中間環(huán)節(jié)最少、冗余以及故障安全等四項基本原則。

機電一體化技術(shù)綜合性、集成性較強，在技術(shù)應(yīng)用中，其也在不斷優(yōu)化升級，且發(fā)展速度很快，這可以保證技術(shù)與機械工程要求的適應(yīng)性與匹配度。相關(guān)人員在利用該技術(shù)時，還需要將最先進的機電一體化技術(shù)應(yīng)用在機械制造加工中。這種技術(shù)發(fā)展空間較大，所以其發(fā)展前景良好，相關(guān)人員還需要根據(jù)工程機械實際需求，優(yōu)化該技術(shù)。綜上所述，以上內(nèi)容就是對工程機械中機電一體化的應(yīng)用發(fā)展的論述。