工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

李準(zhǔn)

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)涉及到了很多技術(shù)，比如機(jī)械技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，它的產(chǎn)生及應(yīng)用，為機(jī)械工程注入了新的活力，不僅確保了施工質(zhì)量，還增強(qiáng)了工程產(chǎn)品的性能，因此在這種情形下研究機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù);機(jī)械工程;應(yīng)用

1工程機(jī)械的概述

工程機(jī)械是指混凝土工程、大型橋梁鋪設(shè)、道路施工等所需的大型機(jī)械化施工工程所必需的機(jī)械裝備，稱為工程機(jī)械。它主要用于建設(shè)國(guó)防、能源工業(yè)、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)工程和礦山生產(chǎn)等領(lǐng)域。自動(dòng)控制技術(shù)和機(jī)械液壓技術(shù)等有機(jī)結(jié)合組成機(jī)電一體化技術(shù)，可以說(shuō)是使機(jī)械的性能得到了大幅度的提升，如經(jīng)濟(jì)性，使用效率性等?，F(xiàn)在以微型計(jì)算機(jī)和小型處理系統(tǒng)為核心的電控裝置在現(xiàn)代工程機(jī)械中的使用已經(jīng)越來(lái)越多，電控技術(shù)已經(jīng)滲透到了工程機(jī)械的許多領(lǐng)域，如可以自動(dòng)找平的平地機(jī)，可以自動(dòng)供料用的攤鋪機(jī)，電子調(diào)速的汽油機(jī)，攪拌設(shè)備的無(wú)人化管理，所有的工程機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自我診斷與排除等，都充滿了現(xiàn)代的電控技術(shù)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)于工程型的大型機(jī)械設(shè)備提高自動(dòng)化率有很大的必要，電力電子的應(yīng)用在工程型機(jī)械上是發(fā)展形勢(shì)的需要。

2工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1數(shù)控機(jī)床

隨著機(jī)電一體化的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床技術(shù)也有了質(zhì)的提高：結(jié)構(gòu)更合理、功能更廣、操作更方便、控制精度更高。數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的發(fā)展逐步趨向總線式、模塊化、緊湊型，且采用多CPU、多主總線的體系。在數(shù)控機(jī)床中，開(kāi)放性的設(shè)計(jì)逼近可以在很大程度上提高系統(tǒng)的兼容性和層次性，以便用戶的編程和對(duì)設(shè)備進(jìn)行改裝和升級(jí)。一般情況下，可以在系統(tǒng)中引入在線診斷、模糊控制等技術(shù)，這些技術(shù)可以提高數(shù)控機(jī)床的智能化水平。其中，在線診斷功能可以將機(jī)床中出現(xiàn)的刀具破損等一系列故障或潛在性的故障反饋給操作人員，以便可以根據(jù)故障的情況，迅速采取控制手段;模塊化的設(shè)計(jì)，可以豐富系統(tǒng)功能，使得機(jī)床控制操作都更加簡(jiǎn)便，一般情況下，都是通過(guò)一臺(tái)機(jī)床控制多臺(tái)機(jī)床，使它們同時(shí)、獨(dú)立的完成各自的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道的控制。

2.2對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)工程機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)其進(jìn)行診斷，再利用顯示板以及指示燈等將設(shè)備運(yùn)行情況的相關(guān)信息傳遞給監(jiān)控人員。如果設(shè)備存在故障，會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，進(jìn)而通知工作人員，而此時(shí)工作人員就可以通過(guò)顯示屏以及指示燈對(duì)機(jī)械設(shè)備中各零件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了解，進(jìn)而對(duì)這些機(jī)械設(shè)備實(shí)施全面監(jiān)控。

2.3分布式控制系統(tǒng)

相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言，分布式控制系統(tǒng)是通過(guò)一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)對(duì)多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和指揮，由于分布式控制系統(tǒng)強(qiáng)大的功能和可靠地安全性，使其成為機(jī)電一體化的主流技術(shù)。一般情況下，分布式控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分級(jí)，可分為兩級(jí)、三級(jí)或更多級(jí)。其核心技術(shù)就是通過(guò)中央計(jì)算機(jī)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制等，另一方面，分布式控制系統(tǒng)隨著測(cè)控技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)調(diào)度、在線最優(yōu)化、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理等功能，成為一種集測(cè)、控、管于一體的綜合系統(tǒng)，可靠性大幅提高。

2.4對(duì)柴油機(jī)控制進(jìn)行優(yōu)化

柴油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)排放出一些氣體，這些氣體會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定影響，因此如何減少柴油機(jī)氣體排放量并減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的能源損耗是柴油機(jī)制造業(yè)一直以來(lái)都在認(rèn)真思考的問(wèn)題。而機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用，可以為柴油機(jī)增添電子提速器以及電子油門(mén)控制、自動(dòng)升溫控制等裝置，這樣，柴油機(jī)就可以根據(jù)不同情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，不僅可以減少能源的浪費(fèi)，還有效降低了排放氣體對(duì)環(huán)境的污染。由此可見(jiàn)，企業(yè)可以應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)來(lái)優(yōu)化柴油機(jī)，為其增添電子油門(mén)控制裝置，該裝置主要包括油門(mén)踏板、ECU、數(shù)據(jù)總線以及踏板位移傳感器等。對(duì)于電子油門(mén)而言，可以用導(dǎo)線取代傳統(tǒng)的機(jī)械裝置，并在節(jié)氣門(mén)處添加微型電動(dòng)機(jī)，利用電動(dòng)機(jī)對(duì)節(jié)氣門(mén)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于柴油機(jī)是在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)之下運(yùn)行的，因此可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而確保機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。

2.5提高作業(yè)的精度

機(jī)電一體化有助于提高機(jī)械生產(chǎn)的精度，同時(shí)對(duì)保障機(jī)械工程的整體質(zhì)量有非常重要的意義。在傳統(tǒng)的機(jī)械工程中，往往都是依靠人力進(jìn)行操作，無(wú)論是數(shù)據(jù)的計(jì)算還是工程測(cè)量等工作都比較容易出現(xiàn)誤差與錯(cuò)誤，在一定程度上影響了機(jī)械工程的整體質(zhì)量。通過(guò)在機(jī)械工程中有效地應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，不僅有助于提高機(jī)械工程中數(shù)據(jù)測(cè)量的精確性，還能使機(jī)械工程中的測(cè)量環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的測(cè)量與分析，有效地避免了人為原因造成的數(shù)據(jù)誤差，對(duì)提高機(jī)械工程的整體質(zhì)量與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有非常重要的意義。

3工程機(jī)械領(lǐng)域中機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

3.1智能化趨勢(shì)

機(jī)電一體化與舊式的機(jī)械生產(chǎn)模式比較，它最大的優(yōu)勢(shì)就是智能化，這也是舊式的產(chǎn)品不能與它相比之處，隨著科技的逐步的發(fā)展，機(jī)電一體化的性能以及智能化程度也在隨之不斷的提升，與此同時(shí)還會(huì)積極地將其他智能化、數(shù)字化以及信息化的技術(shù)應(yīng)用其中，從而最大程度地滿足機(jī)械工程不斷發(fā)展的需要。

3.2與傳感器的融合

現(xiàn)階段，傳感器被大范圍應(yīng)用在工程機(jī)械中。例如，在發(fā)電機(jī)中裝設(shè)機(jī)油壓力傳感器等裝置可調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控工作狀態(tài);在瀝青攤鋪機(jī)中裝設(shè)傳感器，不僅可自動(dòng)找平，還能勻速前進(jìn)，可進(jìn)一步達(dá)到平整度標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)下，傳感器技術(shù)蓬勃發(fā)展，對(duì)精度、可靠性提出了更高的要求，信息采集也將朝著多樣化、集約化的方向發(fā)展，由此可知，在未來(lái)，傳感器將會(huì)被大面積應(yīng)用到工程機(jī)械中。

3.3微型化趨勢(shì)

機(jī)電一體化與微電子的融合，將會(huì)減小產(chǎn)品尺寸，主要朝著納米級(jí)的方向發(fā)展。這種產(chǎn)品具有技能高、重量輕的優(yōu)勢(shì)，它可被應(yīng)用到不同的領(lǐng)域中，并擁有顯著的優(yōu)勢(shì)。而微機(jī)機(jī)械技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一融合的基礎(chǔ)保障，只有不斷完善微機(jī)機(jī)械技術(shù)，才可能實(shí)現(xiàn)微機(jī)電一體化。截止到目前為止，主要存在光刻與蝕刻這兩種技術(shù)。

4結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代化生產(chǎn)的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)技術(shù)的低效率、低產(chǎn)量已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，因此就需要不斷提高技術(shù)以提高產(chǎn)品性能與生產(chǎn)效率。將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械生產(chǎn)與制造中，是機(jī)械工程與先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的完美結(jié)合，更加符合現(xiàn)代化建設(shè)要求。未來(lái)技術(shù)將面向微型、更高性能的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用探討[J].李捷.中國(guó)設(shè)備工程.2020（09）.

[2]機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中的發(fā)展運(yùn)用探析[J].張翼飛.湖北農(nóng)機(jī)化.2019（02）.

（作者單位：河南永凈市政建設(shè)工程有限公司）