工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展探究

楊洪亮

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)包括電子技術(shù)、信息技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等，它是由多種相關(guān)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)交叉與融合構(gòu)成的綜合性技術(shù)。近年來，隨著我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和綜合國力的迅速提高，機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)了重要地位，并經(jīng)過不斷創(chuàng)新和應(yīng)用實踐已趨于成熟。

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

1機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)概念

當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)被廣泛用于工程機(jī)械領(lǐng)域，涉及電子控制、機(jī)械控制、液壓控制等技術(shù)。工程機(jī)械與機(jī)電一體化技術(shù)的融合能夠優(yōu)化生產(chǎn)操作，目前我國工程機(jī)械行業(yè)在利用機(jī)電一體化技術(shù)的過程中已經(jīng)實現(xiàn)了對微處理器的改進(jìn)，可以有效減少工業(yè)制造中存在的誤差，如今對機(jī)電一體化技術(shù)利用提出越來越高的要求。需要設(shè)計人員根據(jù)工程機(jī)械的特征創(chuàng)新思想，進(jìn)一步促進(jìn)電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的融合。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

2.1 電液控制技術(shù)

電液控制技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要表現(xiàn)，這一技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用可以提高作業(yè)的安全性。傳統(tǒng)的工程機(jī)械存在一定的功能局限性，應(yīng)用時的效率低，危險系數(shù)高，機(jī)電一體化技術(shù)下的工程機(jī)械操作精度有所提升。比如，在一些領(lǐng)域的液壓挖掘機(jī)中，就應(yīng)用了電液控制技術(shù)，該技術(shù)使得機(jī)械控制系統(tǒng)的功能更為全面，其中，傳感器、控制器和角度設(shè)定器作為重點部件，完全滿足了液壓挖掘機(jī)的平整加工、壓實整平需求。當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展條件下，自由控制、變結(jié)構(gòu)控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制都具有了一定的理論支持，但在具體應(yīng)用時還存在著一些現(xiàn)實性的問題，控制算法的復(fù)雜性使得傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)很難達(dá)成，只有現(xiàn)代化的控制理論方可實現(xiàn)。

2.2 節(jié)能控制技術(shù)

工程機(jī)械多為大型設(shè)備，在應(yīng)用時的功率高，處于高強(qiáng)度的運行條件下，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查，工程機(jī)械的能量利用率僅達(dá)到了20%，存在十分嚴(yán)重的能源浪費情況。機(jī)電一體化在當(dāng)前工程機(jī)械中的應(yīng)用還體現(xiàn)在節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用中，比如，功率單元電子控制器在一些機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，充分發(fā)揮了現(xiàn)代電子技術(shù)與節(jié)能控制技術(shù)的優(yōu)勢，在微型電子計算機(jī)的參與條件下，根據(jù)需求來進(jìn)行發(fā)動機(jī)速度和液壓泵輸出的靈活控制，機(jī)械運行中的燃油消耗量大大減少，實現(xiàn)了節(jié)能。與此同時，CPUC在機(jī)械設(shè)備的運行中，實時監(jiān)測的發(fā)送機(jī)的速度、液壓壓力等參數(shù)，有效根據(jù)所獲得的這些數(shù)據(jù)和信息，確定最優(yōu)的泵輸出，保持了發(fā)動機(jī)最為理想的運行狀態(tài)，在功率單元電子控制器下的發(fā)動機(jī)運行效率得以大大提升。

2.3 電子負(fù)荷傳感技術(shù)

在液壓挖掘機(jī)中，電子負(fù)荷傳感技術(shù)同樣凸顯了機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢，在這一技術(shù)支持下的液壓挖掘機(jī)集體結(jié)構(gòu)得以大大優(yōu)化，整個挖掘機(jī)作業(yè)的過程中，操作流程得以簡化，具有更高的機(jī)械運行效率。比如，日本著名的制造廠商在液壓挖掘機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化和改進(jìn)，形成了新的電子負(fù)荷傳感挖掘系統(tǒng)，該系統(tǒng)的存在提升了挖掘機(jī)的整體性能。GELL1系統(tǒng)是首創(chuàng)的電子計算機(jī)液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)，在系統(tǒng)運行的過程中，傳感分布的動力和鏟斗的不同位置可以在機(jī)械運行的同時，將盒子數(shù)據(jù)實時傳輸給駕駛室，駕駛室接收到這些信息以后，就可以快速根據(jù)這些信息來進(jìn)行發(fā)動機(jī)、液壓泵、控制閥的控制指令發(fā)送。機(jī)械在運行的過程中，其工作速度是由實際需求來決定的，電子負(fù)荷傳感系統(tǒng)下的控制精度有所保障，動力、斗桿、鏟斗等相關(guān)部件的操作更為平穩(wěn)和精準(zhǔn)。

2.4 遙控通信技術(shù)

工程機(jī)械現(xiàn)代化的發(fā)展過程中，遙控通信技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣，在一些高難度的工程機(jī)械作業(yè)中，這一技術(shù)的優(yōu)勢非常突出，比如，在核污染、火力或者水下項目中，遙控通信技術(shù)就是關(guān)鍵性的技術(shù)。隨著當(dāng)前信息時代的到來，信息和通信已然成為了工程機(jī)械中不可忽視的重要方面，尤其是GPS定位系統(tǒng)在一些工程機(jī)械中的應(yīng)用，大大提升了機(jī)械的整體性能。比如，美國在部門車輛中安裝了無人地面車輛系統(tǒng)，這一類型的車輛下，有效發(fā)揮了遙控通信技術(shù)的優(yōu)勢，不同的車輛之間可以實現(xiàn)高效、便捷的通信。

2.5 自動化技術(shù)

自動化技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的核心技術(shù)，隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，自動化技術(shù)不僅僅被應(yīng)用在工程機(jī)械領(lǐng)域，更是在很多方面都有著良好的應(yīng)用，工程機(jī)械的自動化技術(shù)下，機(jī)械設(shè)備的故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測和實時數(shù)據(jù)采集都可以由自動化模塊來實現(xiàn)，使得機(jī)械設(shè)備可以保持在最佳的運行狀態(tài)下。因為工程機(jī)械處于高強(qiáng)度的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，再加上運行環(huán)境復(fù)雜，使得工程機(jī)械設(shè)備可能會面臨著一定的故障威脅，而自動化模塊的故障識別、判斷和診斷能力非常強(qiáng)，完全可以保持設(shè)備的高效運轉(zhuǎn)，滿足生產(chǎn)的需求。現(xiàn)階段很多生產(chǎn)領(lǐng)域工程機(jī)械的應(yīng)用不僅加大了各種自動化技術(shù)的投入和研發(fā)，更注重對新型智能化技術(shù)的應(yīng)用，有效推進(jìn)了工程機(jī)械中相關(guān)資源、數(shù)據(jù)的整合。

3機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中運用的未來展望

3.1柔性化

在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用過程中，柔性制造系統(tǒng)主要指的是信息系統(tǒng)和物質(zhì)儲存系統(tǒng)。柔性化制造是建立在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，柔性化制造系統(tǒng)模式可以變換加工對象，在實際應(yīng)用中確定具體機(jī)械制造過程，對加工設(shè)備和物料進(jìn)行合理選擇。柔性化制造系統(tǒng)在我國機(jī)械工程應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在實際應(yīng)用中也起到了重要的作用。機(jī)電一體化系統(tǒng)柔性化制造模式可以滿足多批次不同產(chǎn)品的需求，有效的結(jié)合市場的實際需求進(jìn)行調(diào)整，確保人力資源和設(shè)備資源得到合理的應(yīng)用。

3.2智能化

工業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展的環(huán)境下，越來越多的信息化設(shè)備開始和機(jī)電工程融合，促進(jìn)了機(jī)械工程事業(yè)的發(fā)展。機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)工程項目的智能化、全程化管控。在未來機(jī)械工程發(fā)展的過程中，還將整合人工智能、計算機(jī)工程科學(xué)、心理學(xué)等多學(xué)科內(nèi)容，更好的為機(jī)械工程發(fā)展服務(wù)?；跈C(jī)械工程建設(shè)的需求不斷創(chuàng)新發(fā)展，持續(xù)提升機(jī)械工程生產(chǎn)的質(zhì)量及效率，強(qiáng)化管理效果，降低能源消耗量。

3.3微型化

近年來我國機(jī)械工程技術(shù)水平不斷提升，技術(shù)研究的重視程度增強(qiáng)，且機(jī)電一體化系統(tǒng)逐漸趨向于微型化的方向發(fā)展。當(dāng)前機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，一般電子機(jī)械的體積和尺寸均低于1cm3，在未來的發(fā)展過程中，還會趨向于更小的微型化目標(biāo)、方向發(fā)展。微機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)C(jī)電技術(shù)融合為一體，且通過更小的體積，更低的能源消耗量及靈活的應(yīng)用能力等，在機(jī)械工程中全面得到應(yīng)用。超精密加工技術(shù)的研究質(zhì)量，能夠直接影響微機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的效率，故而需要加強(qiáng)研究與創(chuàng)造，為機(jī)械工程行業(yè)的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

3.4網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用，能夠發(fā)揮遠(yuǎn)程控制的作用。將機(jī)電一體化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程監(jiān)管，自動化控制。比如可以通過現(xiàn)場監(jiān)控總線、移動局域網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)等，為機(jī)械工程工作的開展創(chuàng)設(shè)便利條件。在網(wǎng)絡(luò)化的管理模式下，還能夠?qū)崟r與相關(guān)部門、技術(shù)人員溝通等，合理應(yīng)用各類資源，加強(qiáng)信息溝通及技術(shù)研究。

結(jié)束語：在現(xiàn)代工程機(jī)械中創(chuàng)新應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可大大提升現(xiàn)代工程機(jī)械設(shè)備的性能指標(biāo)，大幅提高現(xiàn)代工程機(jī)械制造企業(yè)與使用單位的經(jīng)濟(jì)效益，提升現(xiàn)代工程機(jī)械的自動化與智能化水平，有效推進(jìn)工程機(jī)械行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展。

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