機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

李輝

摘 要：機(jī)電一體化也被稱之為機(jī)械電子工程，包括傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)以及信息化時(shí)代背景下的傳感技術(shù)和微電子技術(shù)等。在應(yīng)用的過程中，不僅提高了工作效率，而且還是得機(jī)電一體化技術(shù)獲得了更為多元化的應(yīng)用和推廣，為我國工程機(jī)械業(yè)可持續(xù)化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。本文主要研究機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù);工程機(jī)械;應(yīng)用;發(fā)展趨勢

0 前言

伴隨著市場經(jīng)濟(jì)的逐漸發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)水平日益升級，信息時(shí)代的到來也改變了人們的生產(chǎn)生活方式。尤其是在工程機(jī)械領(lǐng)域當(dāng)中，依托多元化的機(jī)電一體化技術(shù)，不僅可以提升工作效率，而且還能夠保障各類工程機(jī)械操作的安全性和整體性，為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展提供了可靠的保障?；诖耍诰唧w的應(yīng)用過程中，應(yīng)該進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電子化控制，并依托信息化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)精密操作，為行業(yè)的發(fā)展拓寬渠道。

1 工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的基本概述

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

通常情況下，想要進(jìn)一步提高工程機(jī)械的應(yīng)用水平。需要依托信息化系統(tǒng)將機(jī)電一體化技術(shù)引入其中，以便于提升兩者的適配性。隨著市場經(jīng)濟(jì)的逐漸發(fā)展，工程項(xiàng)目當(dāng)中的人力資源所發(fā)揮的作用逐漸衰退，取而代之的是大量的機(jī)械化設(shè)備，在很大程度上減少了人力成本，而且也提高了運(yùn)行效率。除此之外，隨著信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，電子信息系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)的應(yīng)用也使得工程機(jī)械獲得了空前的發(fā)展平臺，在更多領(lǐng)域當(dāng)中得到了充分的推廣和應(yīng)用。

1.2 機(jī)電一體化的基本概述

雖然隨著信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，機(jī)電一體化的概念逐漸深入人心，但我國工程機(jī)械依然處于初期發(fā)展階段，想要更有效地應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，就需要將機(jī)械工程拆分為各個(gè)細(xì)小模型，一方面有效地推廣和應(yīng)用個(gè)性化機(jī)電一體化技術(shù)，提升工程機(jī)械的應(yīng)用效率和社會(huì)價(jià)值;另一方面也應(yīng)該保障機(jī)電一體化技術(shù)使用過程中能夠更趨向于微電子處理器方面，以此來推動(dòng)整個(gè)工程機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用效率，為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)保障。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 使工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)電子化控制

在以往人們的印象當(dāng)中，工程機(jī)械大多會(huì)與笨重、龐大的設(shè)備相連，而且生產(chǎn)效能也相對機(jī)下。例如工程中常見的挖掘機(jī)和其他大型設(shè)備等的應(yīng)用，耗能高，而且利用率卻相對較低。但是將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到工程機(jī)械當(dāng)中，可以依托先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子控制，使機(jī)械設(shè)備的各個(gè)子系統(tǒng)能夠變得十分靈活，并且在相互配合的基礎(chǔ)上提高能量的利用率，甚至達(dá)到環(huán)保節(jié)能的效果。例如，在對挖掘機(jī)進(jìn)行電子系統(tǒng)管控的過程當(dāng)中，可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的速率以及柴油系統(tǒng)的更新等，使得工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)電子化控制[1]。

2.2 使機(jī)械加工實(shí)現(xiàn)精密操作

在傳統(tǒng)的機(jī)械作業(yè)當(dāng)中，人工操作不僅成本高，而且生產(chǎn)效能低，誤差大，經(jīng)常會(huì)出具一些不合格產(chǎn)品，使機(jī)械作業(yè)應(yīng)用效率日益低下，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的不良后果。但是將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到工程機(jī)械當(dāng)中，可以將大量的機(jī)械代替以往的人工操作，精密度大大升級的同時(shí)還能夠依托先進(jìn)的電子信號系統(tǒng)來反饋各種各樣的機(jī)械控制命令。一方面防止次等產(chǎn)品的出現(xiàn)，另一方面也提升了機(jī)械操作的工作效率。例如在進(jìn)行車床操作的過程當(dāng)中，以往的人工操作測量技術(shù)是很難達(dá)到高精密度的，但是依托千分尺等儀器則能夠?qū)⑵浼庸ぞ仍O(shè)置為0.001毫米，提升了整個(gè)操作的精準(zhǔn)度。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在搞工程機(jī)械上的應(yīng)用技術(shù)

3.1 傳感器檢測技術(shù)

在工程機(jī)械當(dāng)中，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)中的傳感器檢測技術(shù)，能夠?qū)⒎请娏哭D(zhuǎn)化為實(shí)際電量，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)木珳?zhǔn)度和有序性。尤其是在現(xiàn)代化工程機(jī)械應(yīng)用當(dāng)中，依托傳感器還能夠提高機(jī)械設(shè)備本身的穩(wěn)定性、靈敏性和抗干擾性，甚至提升設(shè)備的氣候適應(yīng)能力以及抗沖擊能力等。但與此同時(shí)，還需要依照工程機(jī)械的作業(yè)特點(diǎn)對傳感器的耐磨程度和密封性進(jìn)行更為嚴(yán)格的要求，例如，車用傳感器想要應(yīng)用到工程機(jī)械當(dāng)中，其溫度精確度要達(dá)到40℃～130℃，并保證其變化幅度能夠小于1%，以此來實(shí)現(xiàn)量化作業(yè)。

3.2 信號處理I/0接口技術(shù)

現(xiàn)代化工程機(jī)械設(shè)備一般要求信號具有多元的表現(xiàn)形式。例如在機(jī)械設(shè)備當(dāng)中依托微處理器能夠?qū)崿F(xiàn)對信號數(shù)據(jù)的有效處理。在配合其他相應(yīng)傳感器檢測機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)上，還能夠?qū)Ω黝愋畔⑦M(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換判斷和邏輯分析，便于推導(dǎo)出更為精準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)控制指令。除此之外，基于I/0接口技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)工程機(jī)械的信息化操作，使各個(gè)系統(tǒng)之間無論是信息的傳輸還是口令的調(diào)配都能夠?qū)崿F(xiàn)便捷化操作，甚至促成人機(jī)交互[2]。

3.3 工程機(jī)械故障診斷技術(shù)

該技術(shù)本身融合了機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中的新型工程機(jī)械系統(tǒng)，能夠使燃料和噪聲的成本更低，甚至減輕系統(tǒng)承擔(dān)的工作壓力，提高工作效率。但是該技術(shù)涉及的流程相對較多，勢必會(huì)發(fā)生一系列的故障。因此，可以依托機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中的安全容錯(cuò)體系，使工程機(jī)械在實(shí)際作業(yè)的過程當(dāng)中，一旦遇到故障，可以及時(shí)有效地排除并規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。例如依托電子控制系統(tǒng)能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況，并根據(jù)特定的算法來判斷故障具體的位置和類型，從而及時(shí)地修復(fù)和改良。

4 機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械上的發(fā)展趨勢

4.1 智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐漸發(fā)展，信息時(shí)代的到來也明確了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向。尤其是在工程機(jī)械上的應(yīng)用中，依托機(jī)電一體化技術(shù)，可以使相應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，并為各類信息的交流提供無差別的平臺，使工程機(jī)械獲得更多的技術(shù)整合和交流。這樣一來，不僅能夠推動(dòng)機(jī)械工程的有序發(fā)展，甚至能夠?yàn)檎麄€(gè)機(jī)械業(yè)提供一個(gè)更為廣闊的信息發(fā)展平臺，甚至將其置于全球化的發(fā)展環(huán)境當(dāng)中。除此之外，網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展勢必也會(huì)生成一系列的人性智能系統(tǒng)，使機(jī)械具有一定的思維，按照人類的思維方式來進(jìn)行系統(tǒng)化的工作，以便于推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的精準(zhǔn)化發(fā)展。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)化、安全化發(fā)展

科學(xué)技術(shù)水平逐漸發(fā)展和更新，各行各業(yè)一方面實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的管理，另一方面也為加速競爭生成多元化的技術(shù)規(guī)格。機(jī)電一體化技術(shù)想要在工程機(jī)械上得到更廣泛且更精準(zhǔn)的應(yīng)用，就應(yīng)該朝著標(biāo)準(zhǔn)化模塊的方向進(jìn)步，生成一系列種類繁多、功能復(fù)雜的產(chǎn)品類型，并尋找到更多的替代產(chǎn)品。例如，當(dāng)前一些機(jī)電類產(chǎn)品往往會(huì)由于輔助軟件的不同或接口的不同而無法進(jìn)行相互之間的有序代替，為相應(yīng)的應(yīng)用和加工帶來了很大的不便。因此，需要生成標(biāo)準(zhǔn)化模塊管理，并進(jìn)行相互之間的開發(fā)和代替，促進(jìn)產(chǎn)品的系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)化，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供更為廣闊的空間。

除此之外，在技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品使用報(bào)廢的過程中，也需要考慮對環(huán)境所帶來的各種不安全性。一方面要促進(jìn)技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)安全微型化的發(fā)展，另一方面要生成更環(huán)保、耗能更低且體積更小的產(chǎn)品，從而為整個(gè)工程機(jī)械業(yè)的進(jìn)步提供多元化保障。除了環(huán)境安全之外，生產(chǎn)安全也需要得到進(jìn)一步的落實(shí)，包括技術(shù)應(yīng)用安全、故障排除安全等，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)解放人力資源，投身于更高端的產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)互動(dòng)當(dāng)中[3]。

5 結(jié)束語

機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用，不僅使工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)了電子化控制，而且精密操作也更加規(guī)范。尤其是傳感器檢測技術(shù)、信號I/0處理接口技術(shù)以及工程機(jī)械故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，更加提升了機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用范圍和影響力，使整個(gè)工程機(jī)械業(yè)朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。在確保產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)，使環(huán)境和生產(chǎn)流程更加安全有序，進(jìn)而為整個(gè)行業(yè)的可持續(xù)化進(jìn)步奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王力.論機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（3）：86-87.

[2]朱慧，魯蕓.機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（4）：141.

[3]王曉琴.機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展[J].機(jī)械管理開發(fā)，2017，32（3）：162-163.