工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用分析

宋蒙蒙，胡延鶴

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

融合現(xiàn)代信息技術(shù)及微電子、計(jì)算機(jī)等多種技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的機(jī)電一體化，在工程機(jī)械中進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用，不僅與時(shí)代發(fā)展趨勢相符，同時(shí)也能確保當(dāng)下社會(huì)中機(jī)械工程對技術(shù)的要求得以充分滿足。但是，受多種影響因素阻礙，在工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)時(shí)，面臨的要求往往較高，所以，研究工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用十分必要。

1 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 生產(chǎn)能力強(qiáng)

對比傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式來說，依托現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展而來的機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢十分顯著，在工程機(jī)械中應(yīng)用能使得操作流程的精度及靈敏度有效提高，利于高效生產(chǎn)目標(biāo)的良好實(shí)現(xiàn)，也能為生產(chǎn)質(zhì)量更加標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。

1.2 安全性能高

機(jī)電一體化在機(jī)械工程中運(yùn)用，能夠動(dòng)態(tài)化監(jiān)管生產(chǎn)流程，以此為出發(fā)點(diǎn)監(jiān)控工程機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況，能為操作人員有效控制操作設(shè)備提供幫助，助力設(shè)備運(yùn)行安全性水平的大幅度提高。

1.3 性能更強(qiáng)大

工程機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)，通過機(jī)電一體化的應(yīng)用，可立足數(shù)字化形式為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)行，并且傳統(tǒng)手柄操作模式會(huì)逐漸改變，促進(jìn)了操作設(shè)備的智能化及電子化，也促進(jìn)了操作質(zhì)量的提高，更為操作便捷性提供了保障。

1.4 應(yīng)用范圍廣

應(yīng)用機(jī)電一體化的環(huán)節(jié)，通過復(fù)合技術(shù)這一基礎(chǔ)所在的充分認(rèn)知，能為各領(lǐng)域中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用提供保障，借此促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)高效高質(zhì)生產(chǎn)目標(biāo)得以逐步實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也能為工程生產(chǎn)的革新發(fā)展提供推動(dòng)力。

2 工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用

2.1 作業(yè)精度控制中應(yīng)用

控制工程機(jī)械生產(chǎn)制造質(zhì)量時(shí)，要為精度控制提供保障，一旦制造零件或產(chǎn)品精度與要求不符，必然會(huì)給設(shè)備整體運(yùn)行效果造成直接影響，而依托機(jī)電一體化技術(shù)，通過信息技術(shù)及電子電工技術(shù)等的利用，能促進(jìn)工程機(jī)械制造精度大幅度提升，如建筑生產(chǎn)環(huán)節(jié)，混凝土原料攪拌時(shí)，以往稱重方式通常都需要以劑量工具為依托，此時(shí)人為及外部等因素極易影響計(jì)量效果，最終會(huì)出現(xiàn)計(jì)量誤差；而在應(yīng)用機(jī)電一體化的情況下，通過電子稱量系統(tǒng)的應(yīng)用，可有效控制精度，使稱重環(huán)節(jié)人為等因素導(dǎo)致的誤差得到有效避免。再如，鋪路工程施工環(huán)節(jié)，通過自動(dòng)找平系統(tǒng)的應(yīng)用，加之借助超聲波技術(shù)輔助作用的充分發(fā)揮，能保障澆注材料的供給及攤平目標(biāo)得以良好實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)工程質(zhì)量和效率的有效提升。

2.2 機(jī)械自動(dòng)作業(yè)中應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展得益于信息技術(shù)水平的不斷提高，目前社會(huì)中一些機(jī)電一體化技術(shù)的自動(dòng)化、半自動(dòng)化目標(biāo)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)，而通過機(jī)電智能技術(shù)的應(yīng)用，可為工程機(jī)械自動(dòng)化程度的大幅度提高提供保障，基于工程生產(chǎn)效率的有效提升，確保生產(chǎn)質(zhì)量與預(yù)期目標(biāo)相符。對比傳統(tǒng)生產(chǎn)及施工來說，自動(dòng)化作業(yè)具有十分顯著的優(yōu)勢，可最大限度降低人為等因素造成的影響，為工程現(xiàn)代化發(fā)展提供促進(jìn)作用。比如說，挖掘機(jī)設(shè)計(jì)的過程中，通過微機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠促進(jìn)工程施工質(zhì)量的大幅度提升，具體操作環(huán)節(jié)應(yīng)用該系統(tǒng)可自動(dòng)檢測施工環(huán)境，能使動(dòng)臂桿及鏟刀得到有效控制，在此基礎(chǔ)上以各傳感信息為依據(jù)進(jìn)行控制指令的傳輸，可使作業(yè)裝置挖掘及回轉(zhuǎn)、卸土等作業(yè)以自動(dòng)化方式完成，保障挖掘機(jī)的作業(yè)水平及性能有效提升。

2.3 機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用

以往設(shè)計(jì)的機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)，有一定缺陷問題存在，并且一些機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控裝置設(shè)備及應(yīng)用很難實(shí)現(xiàn)，或者是說監(jiān)控系統(tǒng)仍然處于較為落后的狀態(tài)中，所以亟待提高監(jiān)控系統(tǒng)全面性及精確性。應(yīng)用機(jī)電一體化的背景下，可有效提高機(jī)械制造中的監(jiān)控水平。在進(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)代信息技術(shù)的背景下，通過傳感及信號變換等技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的有機(jī)融合，能為工作人員控制操作系統(tǒng)提供保障，更重要的是能對電壓系統(tǒng)進(jìn)行全方位及動(dòng)態(tài)化的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)，通過自動(dòng)報(bào)警裝置的應(yīng)用，能使故障問題得以技術(shù)發(fā)展，也利于故障檢測精確度的保障，使設(shè)備安全應(yīng)用的基礎(chǔ)有效夯實(shí)。如在航空工程中，生產(chǎn)機(jī)械零件時(shí)，往往會(huì)高要求精準(zhǔn)度，所以生產(chǎn)環(huán)節(jié)需在生產(chǎn)過程方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，為零件合格率提供保障，此時(shí)應(yīng)用機(jī)電一體化可對整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行嚴(yán)格把控，為每一道工序的穩(wěn)定有序開展提供保障，加之借助機(jī)電一體化檢測生產(chǎn)質(zhì)量，可使得嚴(yán)重質(zhì)量問題及嚴(yán)重影響有效避免。

2.4 機(jī)械節(jié)能系統(tǒng)中應(yīng)用

機(jī)械設(shè)備制造環(huán)節(jié)起到關(guān)鍵作用的一個(gè)系統(tǒng)就是動(dòng)力控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)也屬于設(shè)計(jì)制造主要內(nèi)容所在，并且通過該系統(tǒng)也能為設(shè)備節(jié)能化提供有效保障。然而，從實(shí)際情況來看，受生產(chǎn)技術(shù)影響，以往工程機(jī)械制造環(huán)節(jié)，生產(chǎn)設(shè)備能源高效利用目標(biāo)并未實(shí)現(xiàn)，如在液壓系統(tǒng)中，圖1為該系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換及傳遞形式，通過動(dòng)力及控制、執(zhí)行等元件組成的液壓系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)能源燃料高效利用目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)，不僅導(dǎo)致大量資源隨之浪費(fèi)，同時(shí)工程運(yùn)行成本也因此增加，極不符合現(xiàn)代社會(huì)中的節(jié)能發(fā)展理念。而通過科學(xué)工程機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)的有效應(yīng)用，可以使傳統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行不足有效優(yōu)化和改進(jìn)。目前，依托機(jī)電一體化技術(shù)可有效控制機(jī)械運(yùn)行能源消耗率，如將節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)置到新型挖掘機(jī)的情況下，優(yōu)勢十分顯著，比之普通挖掘機(jī)可明顯節(jié)約燃料。

圖1 液壓系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換及傳遞

2.5 數(shù)控管理系統(tǒng)中應(yīng)用

機(jī)電一體化體系中的數(shù)控管理系統(tǒng)應(yīng)用過程，通常都是以現(xiàn)有技術(shù)條件及自然環(huán)境為依托，進(jìn)而到計(jì)算機(jī)及信息等技術(shù)的應(yīng)用，確保數(shù)字化管控系統(tǒng)得以有效建立，該系統(tǒng)能促使工程機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用價(jià)值大幅度提高，同時(shí)也屬于機(jī)電一體化核心內(nèi)容所在。工程機(jī)械設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)顯著優(yōu)勢體現(xiàn)在：能夠保障精細(xì)化及標(biāo)準(zhǔn)化的工程機(jī)械設(shè)備管理目標(biāo)得以有效實(shí)現(xiàn)，從精細(xì)化角度管理工程機(jī)械每一運(yùn)轉(zhuǎn)流程的同時(shí)，使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)流程得到有效規(guī)范，保障操作失誤現(xiàn)象切實(shí)避免，也利于工程機(jī)械運(yùn)行效率的大幅度提升。比如說在污水處理中，借助數(shù)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可對污水處理中所涉及的大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集和分析，如鼓風(fēng)機(jī)出水量及水泵提升流量等參數(shù)，而在數(shù)控管理系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)信息的環(huán)節(jié)，可對污水處理過程和具體情況進(jìn)行了解，同時(shí)還能夠以數(shù)據(jù)分析為依據(jù)，將潛在隱患挖掘出來，使風(fēng)險(xiǎn)得到有效規(guī)避，促進(jìn)工程作業(yè)水平的提升。

3 工程機(jī)械中機(jī)電一體化應(yīng)用展望

3.1 智能化

為保障工程機(jī)械發(fā)展需求得以充分滿足，智能化是機(jī)電一體化技術(shù)的必然發(fā)展趨向。在機(jī)電一體化技術(shù)智能化發(fā)展目標(biāo)逐步實(shí)現(xiàn)的情況下，人工操作能大幅度減少，此時(shí)設(shè)置參數(shù)時(shí)的實(shí)現(xiàn)方式可借助“智能化+機(jī)械”方式自動(dòng)達(dá)成，而在進(jìn)一步探索機(jī)電一體化的背景下，通過AI技術(shù)模擬人類智能的嘗試應(yīng)用，會(huì)廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)，隨之也會(huì)進(jìn)一步統(tǒng)一和規(guī)范機(jī)電一體化各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 微型化

從我國當(dāng)下機(jī)械工程領(lǐng)域?qū)嶋H情況來看，機(jī)械設(shè)備和電子信息技術(shù)的納米融合目標(biāo)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)，隨之機(jī)電一體化將會(huì)有微型化發(fā)展趨勢逐漸呈現(xiàn)，特別是納米技術(shù)方面取得的進(jìn)步會(huì)十分顯著。從納米角度進(jìn)行電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)融合的情況下，能進(jìn)一步縮小機(jī)電一體化產(chǎn)品體積，促進(jìn)能耗大幅度降低，推動(dòng)機(jī)電一體化靈活度的有效提升。

3.3 綠色化

目前，日益嚴(yán)峻的資源能源消耗問題，使得社會(huì)各領(lǐng)域都開始走綠色化、可持續(xù)發(fā)展之路，此時(shí)工程機(jī)械機(jī)電一體化發(fā)展也必然會(huì)逐漸趨于綠色化發(fā)展，具體是說：確保生產(chǎn)全過程的零污染生產(chǎn)目標(biāo)有效實(shí)現(xiàn)，為良好生產(chǎn)效益提供保障，同時(shí)通過生產(chǎn)完成后材料的回收利用，保障材料最大化利用目標(biāo)有效實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)材料損耗降低，使綠色生產(chǎn)目標(biāo)切實(shí)達(dá)成。

4 結(jié)語

屬于機(jī)械電子工程之一的機(jī)電一體化，在工程機(jī)械設(shè)備中運(yùn)用，能使能耗有效降低，并且利于工程生產(chǎn)效率的提高，而工程機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)流程也能因此得到優(yōu)化，加之在嚴(yán)格監(jiān)督工程施工設(shè)備運(yùn)行流程的情況下，能使得技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率大幅度降低，可見機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢十分顯著。本文主要是分析該技術(shù)在工程機(jī)械中的具體應(yīng)用，希望能為相關(guān)人員的工作提供參考意見。