淺談機電一體化在工程機械中的應(yīng)用

摘? 要：在社會和經(jīng)濟發(fā)展過程中，工程機械發(fā)揮至關(guān)重要的作用，其一方面能夠提高各領(lǐng)域的生產(chǎn)水平，強化工業(yè)產(chǎn)品的性能和功能，另一方面能夠極大的滿足人們需求，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。為進一步促進工程機械的快速發(fā)展，將機電一體化應(yīng)用其中，轉(zhuǎn)變原有的工程機械生產(chǎn)模式，有助于提高工程機械的生產(chǎn)能力。本文討論了機電一體化在工程機械中的應(yīng)用，為機電一體化發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：機電一體化;工程機械;應(yīng)用分析

中圖分類號：TU60? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ?文章編號：2096-6903（2020）03-0000-00

0 引言

將機電一體化技術(shù)應(yīng)用在工程機械中后，能夠使工程機械具備電子控制功能，顯著增強工程機械的可靠性、經(jīng)濟性以及操作性，提高產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。機電一體化是多個技術(shù)的融合體，包括機械技術(shù)、計算機信息技術(shù)、傳感檢測技術(shù)以及自動控制技術(shù)，上述技術(shù)轉(zhuǎn)變工程技術(shù)的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，并且極大的推動者工程技術(shù)向著智能化、模塊化以及網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

1 機電一體化技術(shù)

1.1 機械技術(shù)

在機電一體化技術(shù)中，機械技術(shù)是重要的組成部分，也是機電一體化技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的機械技術(shù)發(fā)展過程中，其生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量、性能等較低，不利于工程機械的發(fā)展。在機電一體化技術(shù)帶動下，將計算機技術(shù)、人工智能等技術(shù)融入其中，使機械技術(shù)的生產(chǎn)能力進一步提高，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量、性能等得到根本轉(zhuǎn)變，包括體積、精度以及強度等，均能滿足市場發(fā)展需求。

1.2 計算機與信息技術(shù)

機電一體化技術(shù)的核心由計算機與信息技術(shù)組成。在工程機械運行過程中，只需輸入?yún)?shù)，設(shè)定機械的運行模式即可。因此工程機械完全處于自動化生產(chǎn)狀態(tài)，降低了人力成本，并且使機械設(shè)備保持在24小時運行狀態(tài)，以便創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。

1.3 傳感檢測技術(shù)

傳感檢測技術(shù)應(yīng)用在工程機械中，可以使工程機械自行進行檢測工作，根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)節(jié)工程機械的運行狀態(tài)，真正實現(xiàn)自我控制目的。提升傳感檢測技術(shù)的應(yīng)用能力，可以提升工程機械自動化程度?，F(xiàn)階段在工程機械日常生產(chǎn)過程中，要求工程機械可以在任何環(huán)境中，快速高精度的完成各項工作，需要傳感檢測技術(shù)實時檢測生產(chǎn)環(huán)境，根據(jù)環(huán)境的變化調(diào)整生產(chǎn)模式。

1.4 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)具有高精度定位特點，在工程機械生產(chǎn)過程中，自動控制技術(shù)可以對生產(chǎn)速度、進程進行控制，通過控制完成進行自我調(diào)整。自動控制技術(shù)主要采用兩種控制方式，一是閉環(huán)控制，二是開環(huán)控制。閉環(huán)控制具有反饋功能，根據(jù)生產(chǎn)情況反饋相關(guān)信息，避免工程機械生產(chǎn)出現(xiàn)問題。開環(huán)控制需要提前設(shè)定運行程序，通過程序發(fā)送信號控制生產(chǎn)過程。

1.5 系統(tǒng)技術(shù)

機電一體化技術(shù)應(yīng)用在工程機械中，需要與工程技術(shù)進行有效的融合，在融合過程中會使用到系統(tǒng)技術(shù)，系統(tǒng)技術(shù)為二者之間的融合過程提供空間。在工程機械設(shè)計期間，應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)可以拓展工程機械的全局角度，在全局角度的指引下，使每個環(huán)節(jié)構(gòu)建起連接關(guān)系，在連接關(guān)系的帶動下，增強每個環(huán)節(jié)的緊密性。

2 機電一體化在工程機械中的應(yīng)用

2.1 機床生產(chǎn)

工程機械生產(chǎn)時，主要使用機床完成生產(chǎn)工作。提高機床的操作精度，可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。在機床生產(chǎn)中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，可以提升機床的生產(chǎn)精度。如使用型號為z80-cpu軟件，該軟件廣泛應(yīng)用在機床中，為機床構(gòu)建操作模式，通過控制機床的生產(chǎn)過程，保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。該軟件可以根據(jù)機床的生產(chǎn)需要調(diào)整生產(chǎn)模式，從而降低成本消耗。此外應(yīng)用機電一體化技術(shù)，可以提高資源的利用率，避免出現(xiàn)資源浪費以及污染情況。機床生產(chǎn)過程中，主要依賴于硬件的控制能力，一旦硬件出現(xiàn)問題，會提高硬件的摩擦系數(shù)，導(dǎo)致機床運轉(zhuǎn)速度較低，影響到生產(chǎn)效率[1]。通過應(yīng)用機電一體化技術(shù)，可以調(diào)整硬件的運行方式，使機床保持在正常的運行狀態(tài)，保證生產(chǎn)的產(chǎn)品符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 自動化技術(shù)和半自動化技術(shù)

自動化技術(shù)和半自動化技術(shù)應(yīng)用在工程機械中，可以提高工程機械的生產(chǎn)效率，擺脫人工操作的束縛，極大的降低生產(chǎn)成本。在傳統(tǒng)的工程機械生產(chǎn)過程中，全部采用人工操作的方式，人工操作會出現(xiàn)較多的問題，不僅影響生產(chǎn)效率，還會降低生產(chǎn)質(zhì)量。我國工程機械領(lǐng)域積極應(yīng)用自動化和半自動化技術(shù)，利用該技術(shù)控制電液比，使工程機械生產(chǎn)處于自動化和半自動化操作狀態(tài)，工作人員通過掌握電液比參數(shù)，可以根據(jù)參數(shù)的變化及時做出調(diào)整，使機械運行更加穩(wěn)定[2]。此外自動化技術(shù)和半自動化技術(shù)，可以為工程機械構(gòu)建自動檢測系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等，一旦發(fā)現(xiàn)工程機械運行出現(xiàn)問題，相關(guān)系統(tǒng)會及時檢測出存在的問題，針對問題提出具體處理措施，確保機械正常運行。

2.3 節(jié)能系統(tǒng)的運用

工程機械在生產(chǎn)過程中，采用傳統(tǒng)壓燃式發(fā)動機會消耗較多能源。為提高能源的利用率，有效節(jié)約能源，應(yīng)用機電一體化技術(shù)構(gòu)建節(jié)能系統(tǒng)，有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)壓燃機的運行模式，保證輸出功率。將燃機內(nèi)部能源進行充分燃燒，避免能源出現(xiàn)浪費情況。此外配合電力控制系統(tǒng)，進一步提升節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用效果，使工程機械符合節(jié)能環(huán)保的發(fā)展要求。

由于工程機械生產(chǎn)過程中會消耗較多的能源，因此工程機械生產(chǎn)時產(chǎn)生較多的無用功，其一般是由錯誤的操作、機械超負(fù)荷運行等因素導(dǎo)致的，因此會提升工程機械生產(chǎn)成本。運用節(jié)能系統(tǒng)，工程機械的生產(chǎn)過程可以在系統(tǒng)檢測下，通過調(diào)整工程機械的運行方式，保證工程機械的正常的運行，減少無用功的產(chǎn)生，從而獲得良好的節(jié)能效果[3]。

2.4 監(jiān)控反饋系統(tǒng)應(yīng)用

提高工程機械自動化生產(chǎn)水平，應(yīng)用機電一體化技術(shù)建立監(jiān)控反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實時監(jiān)控每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的狀態(tài)，若生產(chǎn)期間出現(xiàn)問題，監(jiān)控系統(tǒng)會及時向工作人員作出反饋，工作人員根據(jù)反饋數(shù)據(jù)，對工程機械生產(chǎn)狀態(tài)進行調(diào)整。如果工程機械運行出現(xiàn)較為嚴(yán)重的事故，監(jiān)控反饋系統(tǒng)會自動暫停生產(chǎn)過程。此外監(jiān)控反饋系統(tǒng)針對存在的安全隱患，向工作人員發(fā)出預(yù)警，預(yù)警內(nèi)容包括隱患位置、可能產(chǎn)生的后果等數(shù)據(jù)，工作人員通過系統(tǒng)實施防治措施，防止工程機械運行出現(xiàn)問題。

3 機電一體化的發(fā)展趨勢

3.1智能化

機電一體化技術(shù)與計算機技術(shù)、信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互融合，增強機電一體化技術(shù)的智能化功能，工程機械在生產(chǎn)時，可以自行運算生產(chǎn)參數(shù)，在邏輯思維的引導(dǎo)下，獨立完成生產(chǎn)任務(wù)。使工程機械具備智能化能力，擴大人工智能技術(shù)的應(yīng)用范圍，進而提高工程機械的智能化水平。

3.2 模塊化

由于工程機械產(chǎn)品種類豐富，并且根據(jù)市場的需要會發(fā)生不斷變化，將機電一體化技術(shù)應(yīng)用在工程機械中，形成模塊化發(fā)展模式，需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)工程機械的諸多接口，包括電氣接口、動力接口等，但是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)過程相對復(fù)雜，會限制機電一體化技術(shù)模塊化發(fā)展。但是在實際生產(chǎn)過程中，通過設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的動力單位、圖像處理單元等，可以形成統(tǒng)一的生產(chǎn)模式，進而使產(chǎn)品的生產(chǎn)過程匹配機電一體化技術(shù)的發(fā)展需求。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是促進機電一體化技術(shù)快速發(fā)展的載體，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以及時獲取運行信息，根據(jù)信息及時調(diào)整工程機械的運行過程。例如利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建遠程操控體系，工作人員遠程操作設(shè)備，極大的消除地域限制，使工程機械可以正常運行。此外利用網(wǎng)絡(luò)連接機械產(chǎn)品，用戶利用網(wǎng)絡(luò)操作機械設(shè)備，使用戶的日常生活更加便捷。

3.4 微型化

機電一體化應(yīng)用在工程機械中，可以使機械產(chǎn)品的規(guī)格不斷縮小，但是功能、性能以及質(zhì)量不會發(fā)生改變。所以機電一體化技術(shù)具備微型化發(fā)展能力。微型化機電一體化技術(shù)，可以將產(chǎn)品的體積縮小至1立方厘米以內(nèi)，利用小型機械產(chǎn)品，可以開展醫(yī)療、軍事等活動，消除極小空間的限制。

3.5 環(huán)保化

工程機械生產(chǎn)出不同種類、功能的產(chǎn)品，為人們的生活和工作提供便利條件，但是在生產(chǎn)過程中，會消耗較多的能源。在工程機械中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，使工程機械生產(chǎn)具有環(huán)?；攸c，一方面減少機械產(chǎn)品生產(chǎn)時消耗的資源，另一方面制造出環(huán)保產(chǎn)品，降低對環(huán)境的污染，從而促進社會低碳環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展。

3.6 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化是機電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向，通過采用系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制以及綜合管理方法，使工程機械運行處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，從而提升工程機械的系統(tǒng)發(fā)展水平。

4 結(jié)語

綜上所述，在工程機械發(fā)展過程中，應(yīng)用機電一體化技術(shù)，既能實現(xiàn)降低成本、節(jié)約環(huán)保的發(fā)展目標(biāo)，還能不斷擴展工程機械的應(yīng)用范圍。此外機電一體化技術(shù)向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化以及微型化方向發(fā)展，可以提高工程機械的發(fā)展水平，使生產(chǎn)出的產(chǎn)品性能、功能最大程度滿足用戶的需求。

參考文獻

[1]陳斌.機電一體化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（33）：751.

[2]郭艷平.機電一體化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2019（19）：241-242.

[3]王北平.機械工程中機電一體化的運用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（32）：662.

收稿日期：2020-02-20

作者簡介：陶珍（1988—），女，河南鄭州人，本科，研究方向：機電一體化。