工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展的研究

臧少鋒 張菊

[摘 ? ?要]工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)最初是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的融合，隨著多種先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也融合了更多技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛，具有著很高的應(yīng)用價(jià)值。文章通過(guò)分析機(jī)電一體化技術(shù)的特征與重要性，進(jìn)一步分析了工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化技術(shù);未來(lái)發(fā)展;工程機(jī)械

[中圖分類號(hào)]F426.4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）03–00–03

Research on the Application and Development of Engineering

Machinery Mechatronics Technology

Zang Shao-feng，Zhang Ju

[Abstract]The mechatronics technology of construction machinery was originally a fusion of mechanical technology and electronic technology. With the development of various advanced technologies， mechatronics technology has also integrated more technologies， and its application fields are wider and have high application value. This paper further analyzes the practical application and future development trend of construction machinery mechatronics technology by analyzing the characteristics and importance of mechatronics technology.

[Keywords]mechatronics technology; future development; construction machinery

近些年，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平逐漸提升，發(fā)展速度變得更快，該項(xiàng)技術(shù)在許多領(lǐng)域中得到了良好運(yùn)用，獲得了顯著效益?；诖?，本文針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

1 機(jī)電一體化技術(shù)的特征及重要性

1.1 機(jī)電一體化技術(shù)的特征

目前的工程機(jī)械領(lǐng)域已經(jīng)廣泛運(yùn)用了機(jī)電一體化技術(shù)，涉及到的各項(xiàng)內(nèi)容也包含著不同的技術(shù)類型，像是機(jī)械控制技術(shù)、液壓控制技術(shù)以及電子控制技術(shù)等。機(jī)電一體化技術(shù)與工程機(jī)械的融合，在很大程度上促使生產(chǎn)優(yōu)化，減少了制造誤差，技術(shù)的具體特征主要包括以下幾點(diǎn)。

（1）具有較高的安全性。在傳統(tǒng)的工程機(jī)械領(lǐng)域中，由于技術(shù)方面欠缺先進(jìn)性，許多操作由人工來(lái)完成，因此操作具有許多不確定性，容易出現(xiàn)失誤并產(chǎn)生誤差，而機(jī)電一體化技術(shù)性能水平更高，在工程機(jī)械領(lǐng)域中，可以借助于自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工生產(chǎn)的監(jiān)控功能、定位功能、遙感功能以及通信功能，提升操作的精準(zhǔn)性，避免產(chǎn)生誤差及發(fā)生事故，在發(fā)生故障后也能夠自我保護(hù)，提升了工程機(jī)械運(yùn)行的高效性，提高了安全性[1]。

（2）具有更強(qiáng)的生命力。在工業(yè)制造領(lǐng)域當(dāng)中，人工操作已經(jīng)被廣泛替代為機(jī)械操作，而基于機(jī)電一體化技術(shù)的支持，實(shí)際制造生產(chǎn)中，技術(shù)人員只需要控制一些操作按鈕或是操縱計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就能夠控制并管理大型工程，依賴于科學(xué)的編程設(shè)計(jì)，設(shè)備的操作靈敏度會(huì)上升，與人工操作相比，不會(huì)受到外部環(huán)境的過(guò)多干擾，能夠保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，保證生產(chǎn)效率與質(zhì)量的達(dá)標(biāo)，這也是機(jī)電一體化技術(shù)生命力的體現(xiàn)。

（3）具有較高的效益性。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的工程機(jī)械明顯提升了企業(yè)制造效益，從而創(chuàng)造出更多社會(huì)價(jià)值。比如說(shuō)plc技術(shù)在機(jī)械工程實(shí)施中可以提升資源利用率，還能夠運(yùn)用節(jié)能型的控制裝置，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的生產(chǎn)目標(biāo)并提升效益，對(duì)于一些復(fù)雜的生產(chǎn)流程還能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集并整合各環(huán)節(jié)信息，以便于提升效率。

（4）應(yīng)用面更為廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)是1種綜合性技術(shù)，具備了多種類型功能，像是數(shù)據(jù)分享、信息傳導(dǎo)、自我保護(hù)以及智能定位等等，還能夠完成設(shè)計(jì)、管理以及質(zhì)檢多項(xiàng)任務(wù)，體現(xiàn)出工程機(jī)械操作的延展性，因此，機(jī)電一體化技術(shù)在許多工程操作專業(yè)上被運(yùn)用，能夠保證操作質(zhì)量，也能夠提升管理科學(xué)性。

1.2 機(jī)電一體化技術(shù)的重要性

機(jī)電一體化技術(shù)包含了機(jī)械加工技術(shù)、自動(dòng)生產(chǎn)線技術(shù)、液壓及氣動(dòng)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、電氣控制技術(shù)以及機(jī)電維修技術(shù)等，其整體內(nèi)容具有復(fù)雜性，涉及到的工作內(nèi)容包括機(jī)械制造工作、生產(chǎn)技術(shù)管理工作、維護(hù)維修工作以及技術(shù)改造工作等。隨著目前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，多種學(xué)科技術(shù)正在互相融合，使得各領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展邁入新高度，機(jī)電一體化技術(shù)正是融合發(fā)展下誕生的新學(xué)科技術(shù)，該技術(shù)將多種新型先進(jìn)技術(shù)綜合起來(lái)，以組織目標(biāo)為基礎(chǔ)，優(yōu)化資源配置，豐富了運(yùn)行系統(tǒng)的功能，提升運(yùn)行質(zhì)量，推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展[2]。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化技術(shù)從上世紀(jì)60年代就已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展，最初該項(xiàng)技術(shù)被運(yùn)用到戰(zhàn)爭(zhēng)領(lǐng)域，隨著技術(shù)水平的不斷提升，在加工領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域以及航天領(lǐng)域中都已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)過(guò)了多年發(fā)展，目前正處于智能化發(fā)展階段，成為了1門獨(dú)立學(xué)科，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也被納入到機(jī)電一體化技術(shù)的新發(fā)展范疇。在機(jī)械領(lǐng)域中，機(jī)電一體化技術(shù)將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)整合，增加了信息處理與動(dòng)力控制的功能模塊，這與傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)有著很大不同，技術(shù)的先進(jìn)化會(huì)體現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品上，增加了產(chǎn)品的附屬價(jià)值。我國(guó)目前的機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合了國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，也保留了自身的技術(shù)特征，推動(dòng)機(jī)電一體化領(lǐng)域的完善發(fā)展，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)水平的提升。

3 工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析

3.1 機(jī)電一體化技術(shù)在精度控制方面的應(yīng)用

工業(yè)領(lǐng)域正在不斷發(fā)展，許多技術(shù)也在進(jìn)步，而工程機(jī)械的實(shí)際加工精度要求也變得更高。在這種情況下，實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以有效提升生產(chǎn)加工精度，達(dá)到精度標(biāo)準(zhǔn)，還能夠?qū)庸どa(chǎn)的全流程實(shí)施監(jiān)控，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)精度控制，為此，應(yīng)當(dāng)要更加重視機(jī)電一體化技術(shù)的合理應(yīng)用，滿足工業(yè)各生產(chǎn)工藝的需求。相比于傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工操作模式，基于機(jī)電一體化技術(shù)的操作模式靈敏度更高、精確性更強(qiáng)，可以解決許多目前工業(yè)生產(chǎn)加工的復(fù)雜問(wèn)題與困難問(wèn)題，保證對(duì)操作環(huán)節(jié)的參數(shù)實(shí)施合理控制，也能夠避免加工材料和其他資源的浪費(fèi)，滿足當(dāng)前工程機(jī)械的發(fā)展要求。傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工控制完全依賴于加工人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，缺少了科學(xué)性，且實(shí)際加工還容易受到多種因素干擾，造成整個(gè)機(jī)械項(xiàng)目的生產(chǎn)不穩(wěn)定。機(jī)電一體化技術(shù)不僅可以保證機(jī)械生產(chǎn)項(xiàng)目穩(wěn)定推進(jìn)，還能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升加工精度，為后續(xù)生產(chǎn)工作的推進(jìn)打好基礎(chǔ)。除此之外，實(shí)際應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，若是出現(xiàn)了一些隱患威脅或是加工誤差問(wèn)題，相應(yīng)的技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備也能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒管理人員來(lái)采取措施處理，保證整個(gè)加工生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，提升工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的效率以及生產(chǎn)可靠性[3]。

3.2 機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)方面的應(yīng)用

工程機(jī)械生產(chǎn)加工過(guò)程中，在監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)，其能夠?qū)ιa(chǎn)加工的全過(guò)程開(kāi)展監(jiān)控，保證實(shí)際生產(chǎn)的穩(wěn)定性與安全性，為工程機(jī)械的發(fā)展提供可靠保障。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)后，可以對(duì)生產(chǎn)操作的機(jī)械設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工系統(tǒng)中存在的故障問(wèn)題，采取解決措施，避免造成經(jīng)濟(jì)損失。例如，工程機(jī)械加工中的液壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)都是完成操作的重要系統(tǒng)，而采用基于機(jī)電一體化技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)這些操作核心系統(tǒng)開(kāi)展良好監(jiān)控，相比于傳統(tǒng)的人為監(jiān)控方式，可以準(zhǔn)確找到問(wèn)題所在位置并分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因。機(jī)電一體化技術(shù)具有計(jì)算機(jī)功能，還能夠自動(dòng)化識(shí)別各項(xiàng)加工機(jī)械設(shè)備，甚至借助于計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)一定程度上的自我維修，若是系統(tǒng)中的異常問(wèn)題不能夠自行處理，則會(huì)發(fā)動(dòng)自動(dòng)報(bào)警，提醒專業(yè)技術(shù)人員來(lái)處理，進(jìn)一步縮短工業(yè)機(jī)械加工生產(chǎn)系統(tǒng)的故障處理時(shí)間，提升其生產(chǎn)效率。除此之外，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用后的監(jiān)控系統(tǒng)也具有自我保護(hù)功能，當(dāng)部分位置發(fā)生故障時(shí)，可保證其他位置不受到影響，提升機(jī)械生產(chǎn)的穩(wěn)定性?？傮w來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用會(huì)提升工程機(jī)械的科技水平，相應(yīng)的機(jī)械項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量也會(huì)上升[4]。

3.3 機(jī)電一體化技術(shù)在節(jié)能優(yōu)化方面的應(yīng)用

工程機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域在當(dāng)前背景下也開(kāi)始向節(jié)能、降耗以及綠色的方向發(fā)展，而有效運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)就能夠起到節(jié)能降耗的效果。為此，為了推進(jìn)工程機(jī)械的節(jié)能優(yōu)化，合理運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)成為重要手段。具體來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用使得工程機(jī)械生產(chǎn)流程變得系統(tǒng)化、自動(dòng)化以及模塊化，從而降低生產(chǎn)加工流程的能耗，避免加工操作不當(dāng)導(dǎo)致的資源損耗問(wèn)題。與此同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)還能夠在保證生產(chǎn)穩(wěn)定、高效以及安全的基礎(chǔ)上，促進(jìn)各加工設(shè)備之間的協(xié)調(diào)性提升，也可提升生產(chǎn)效率，充分利用加工過(guò)程中的各項(xiàng)資源，避免產(chǎn)生過(guò)多加工廢料，降低原料成本的投入，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。與傳統(tǒng)的工程機(jī)械加工生產(chǎn)相比，這種形式還減少了人工勞動(dòng)的投入，降低人工生產(chǎn)成本，在操作生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)人員只需操控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種技術(shù)的管理，這也在很大程度上降低了生產(chǎn)磨損率，充分發(fā)揮出機(jī)電一體化技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)。

3.4 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造方面的應(yīng)用

目前的各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都向著數(shù)字化與智能化的方向發(fā)展，工程機(jī)械領(lǐng)域也不例外，而機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用更是推動(dòng)著該領(lǐng)域的智能化發(fā)展。尤其是在實(shí)現(xiàn)智能制造方面綜合運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，比如說(shuō)結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)與人工智能，整體制造的過(guò)程都能夠精準(zhǔn)、智能推進(jìn)。例如，在工程機(jī)械生產(chǎn)中運(yùn)用基于機(jī)電一體化技術(shù)的智能機(jī)器人，再結(jié)合一定的人工智能技術(shù)，讓這種機(jī)器人具有邏輯思維能力，可作出簡(jiǎn)單判斷，這還需要計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與傳感器采集系統(tǒng)的相互配合，代替?zhèn)鹘y(tǒng)流水性的人工操作，規(guī)范整個(gè)生產(chǎn)加工流程，智能機(jī)器人還不會(huì)受到環(huán)境限制，其實(shí)用性較強(qiáng)，在生產(chǎn)各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置與控制方面具有較強(qiáng)功能，進(jìn)一步提升實(shí)際工作效率，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的智能制造目標(biāo)。當(dāng)前這種智能化的技術(shù)已經(jīng)成為時(shí)代研究的熱點(diǎn)，技術(shù)水平正不斷提升，因此智能機(jī)器人也在不斷更新?lián)Q代，逐漸變得專業(yè)且高效，代替?zhèn)鹘y(tǒng)生產(chǎn)模式，發(fā)揮出更多技術(shù)價(jià)值。

4 工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

4.1 可持續(xù)化發(fā)展

工業(yè)行業(yè)正在不斷發(fā)展，工程機(jī)械的生產(chǎn)水平也在不斷進(jìn)步，與此同時(shí)其造成的環(huán)境污染問(wèn)題也逐漸嚴(yán)重，環(huán)境遭受到嚴(yán)重破壞，因此，未來(lái)的工程機(jī)械領(lǐng)域結(jié)合應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，充分遵循新時(shí)代可持續(xù)理念，樹(shù)立起正確的發(fā)展觀念，發(fā)揮出機(jī)電一體化技術(shù)的更多效益。例如，在實(shí)際應(yīng)用技術(shù)時(shí)，需要充分考慮生產(chǎn)引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題，站在環(huán)保角度予以優(yōu)化，也要預(yù)防能源浪費(fèi)，以推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的合理運(yùn)用，推進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

4.2 智能化發(fā)展

工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)在未來(lái)，也必然會(huì)朝向智能化方向發(fā)展，與國(guó)內(nèi)外的多種先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，將會(huì)是未來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)提升應(yīng)用價(jià)值的重要途徑。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了取代傳統(tǒng)人工操作，利用人力操控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)一系列復(fù)雜的加工操作，大幅度提升了生產(chǎn)力并減少了人力投入。未來(lái)的智能化生產(chǎn)將會(huì)進(jìn)一步優(yōu)化工作模式，變得更加輕松與便利，提升機(jī)械的利用效率。目前國(guó)家也在大力倡導(dǎo)工程機(jī)械領(lǐng)域的創(chuàng)新，未來(lái)的工程機(jī)械將會(huì)邁入到全自動(dòng)化領(lǐng)域，完全無(wú)需人工就能實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量生產(chǎn)，這就需要提升對(duì)計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用水平，促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)與智能技術(shù)的深度融合，提升工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益，從而提升民族企業(yè)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.3 區(qū)域化發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)實(shí)際機(jī)械操作加強(qiáng)了管理，促進(jìn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)智能化管理機(jī)械設(shè)備，減少了成本投入，還提升了生產(chǎn)效率。在未來(lái)的工程機(jī)械領(lǐng)域當(dāng)中，機(jī)電一體化技術(shù)將會(huì)呈現(xiàn)出區(qū)域化發(fā)展態(tài)勢(shì)，更大范圍地被應(yīng)用，提升機(jī)械加工設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行水平，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進(jìn)步，工程機(jī)械的自動(dòng)化運(yùn)用范圍會(huì)擴(kuò)大，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行輻射，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程實(shí)現(xiàn)。同時(shí)還要結(jié)合實(shí)踐運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)工程機(jī)械的建設(shè)不斷完善，保持著整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。

4.4 微型化發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域要實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，未來(lái)還應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，整合應(yīng)用系統(tǒng)，運(yùn)用微電子技術(shù)來(lái)打造出更加微型的機(jī)電一體化設(shè)備，可以拓寬工程機(jī)械的利用范圍。目前機(jī)電一體化的微型設(shè)備已經(jīng)成為了全新發(fā)展方向，與當(dāng)前時(shí)代的發(fā)展需求相匹配，許多加工機(jī)械也正在向微小方向發(fā)展。另外，還可以促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)與納米技術(shù)的整合應(yīng)用，促使開(kāi)發(fā)出更為靈活、體積更小以及效能更佳的機(jī)械設(shè)備，從而改善目前工業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)況，推動(dòng)其穩(wěn)步生產(chǎn)以及良好發(fā)展。

4.5 人才化發(fā)展

工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的人才化發(fā)展，主要是指未來(lái)的技術(shù)發(fā)展依托于高素質(zhì)人才，因此還應(yīng)當(dāng)重視工程機(jī)械的應(yīng)用型人才，提升人才培養(yǎng)力度。例如，在不斷更新技術(shù)理念的過(guò)程中，也要更新人才的應(yīng)用理念，保證人才化發(fā)展實(shí)現(xiàn)，確保人才充分掌握先進(jìn)技術(shù)，發(fā)揮出機(jī)電一體化技術(shù)的真正價(jià)值。工業(yè)企業(yè)還可以與各高校加強(qiáng)合作，采用定向輸送人才的方式，也為當(dāng)前在崗的技術(shù)人員提供再學(xué)習(xí)和深造的機(jī)會(huì)，為機(jī)電一體化技術(shù)的推廣運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)有許多年，在該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)下，生產(chǎn)操作更為精準(zhǔn)，工業(yè)生產(chǎn)效率也進(jìn)一步提升。由本文分析可知，工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用主要包括：在精度控制方面的應(yīng)用、在監(jiān)控系統(tǒng)方面的應(yīng)用、在節(jié)能優(yōu)化方面的應(yīng)用、在智能制造方面的應(yīng)用等。

參考文獻(xiàn)

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