郭永博

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)法發(fā)展速度的不斷加快，促使集眾多科技于一體的機(jī)電一體化技術(shù)，也得到了較為快速的發(fā)展。產(chǎn)品愈來愈需要有著高可靠性、實(shí)時(shí)性和環(huán)境適應(yīng)性等控制特點(diǎn)，要求工程機(jī)械的高自動(dòng)化和智能化。為了能夠完美的解決這些問題，人們將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用到在工程機(jī)械中。本文將簡單分析一下機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用現(xiàn)狀及其優(yōu)勢，重點(diǎn)介紹機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的技術(shù)應(yīng)用，希望以此能夠促進(jìn)我國機(jī)械工程企業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 機(jī)械工程 應(yīng)用

引言

社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，以及人們生活水平的顯著提升，均促使人們的生活與工作等，與科學(xué)技術(shù)的融入更為緊密。而隨著科學(xué)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)及領(lǐng)域中的應(yīng)用于交叉滲透，使得全新的機(jī)電一體化系統(tǒng)得以形成。尤其在應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)較為深入的機(jī)械工程中，伴隨機(jī)械工程行業(yè)的發(fā)展，機(jī)電一體化的應(yīng)用效率也在逐漸提升。這不僅會(huì)提升機(jī)械工程中的工作效率，更會(huì)使投入成本等得到顯著的降低。因此，對于“機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用”研究，就具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

1、機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的功能設(shè)計(jì)與應(yīng)用、主要功能、信息控制、控制集成和安裝的電子控制軟件組合形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。在默認(rèn)情況下，項(xiàng)目的程序、機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用、微電子技術(shù)和電子技術(shù)、控制系統(tǒng)的使用都具有多功能、高品質(zhì)、低能耗和低污染的工作特點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)在目前的應(yīng)用過程中，由于長期的發(fā)展以及在生產(chǎn)中累積了大量的經(jīng)驗(yàn)，使得其具備了相當(dāng)豐富的功能，而且呈現(xiàn)出來的自動(dòng)化水平也非常高。在應(yīng)用范圍方面來講，這項(xiàng)技術(shù)作為機(jī)電研究的載體，能夠用于眾多領(lǐng)域，充分發(fā)揮其豐富的功能效果。它是高度集成的機(jī)電系統(tǒng)，一個(gè)具有多項(xiàng)技術(shù)的系統(tǒng)。同時(shí)，即使用戶未能熟練掌握電子設(shè)備，并對機(jī)械和電氣知識(shí)的原理了解也不夠，它也具有操作非常簡單的特點(diǎn)，方便任何人使用。

2、工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)

2.1擁有高精度

將機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用于建筑施工中可以很大程度的提高施工精度，減小了誤差，這樣既提升了施工質(zhì)量，有降低了施工成本。比如，通過輸入混凝土配比參數(shù)來實(shí)現(xiàn)混凝土的拌和，避免了人工拌和造成的失誤，節(jié)約了建筑材料；通過傳感器裝置實(shí)現(xiàn)混凝土的電子計(jì)量；通過在攤鋪機(jī)上安裝自動(dòng)調(diào)平裝置，實(shí)現(xiàn)混凝土攤鋪的自動(dòng)找平等。

2.2自行檢測故障

自行檢測是利用微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)對外界和機(jī)械自身的運(yùn)行狀況的監(jiān)控。當(dāng)外界施工環(huán)境或機(jī)械自身發(fā)生故障時(shí)，檢測設(shè)備會(huì)發(fā)出警報(bào)并停止設(shè)備運(yùn)行，這樣可以及時(shí)處理故障，提高了機(jī)械的運(yùn)行效率。這種技術(shù)廣泛用于推土機(jī)、挖土機(jī)、裝載機(jī)等工程機(jī)械中。

3、機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國開始研究機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用最早可以追溯到80年代初，我國有關(guān)專家和學(xué)者都一直在不斷的研究機(jī)電一體化技術(shù)，國家和相關(guān)企業(yè)也是大力支持，于是我國的機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。隨著我國智能控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得我國的機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用有了新的發(fā)展途徑。我國的微電腦工程機(jī)械控制技術(shù)雖然還有些不足，但其有著廣闊的發(fā)展前景和強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4、機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的技術(shù)應(yīng)用

4.1監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，電子監(jiān)控系統(tǒng)是其中較為重要的構(gòu)成部分之一。電子監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的作業(yè)部分與其他工作裝置等，進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，更能對機(jī)械群的各類傳動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)等，進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督與控制。若機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在某些不穩(wěn)定運(yùn)行，或狀態(tài)異常等情況時(shí)，作為實(shí)時(shí)監(jiān)管作用的電子監(jiān)控系統(tǒng)，則能夠及時(shí)通過報(bào)警系統(tǒng)的觸發(fā)，將存在故障的位置在第一時(shí)間確定并對操作人員發(fā)出警報(bào)，促使操作人員與設(shè)備維修管理人員等，對機(jī)械設(shè)備所存在的故障等，進(jìn)行及時(shí)的檢修與故障排除，這不僅能夠有效的提升鞏固走效率，更會(huì)因問題與故障等的及時(shí)檢修，從而減少額外的經(jīng)濟(jì)損失。

4.2機(jī)電一體化在機(jī)床改造方面的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床的工作要求非常嚴(yán)格，對工作臺(tái)和道具的要求必須按照運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)定，并嚴(yán)格控制偏差，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)，開發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，具備容易修復(fù)、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍十分廣泛。傳動(dòng)效率比較高，這是滾珠絲杠副的一大特點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)性能較為穩(wěn)定，并且可以通過適當(dāng)調(diào)整就可以實(shí)現(xiàn)精確的定位，具有非常高的耐磨性，而且所耗成本很低，是較為常見的手段。而當(dāng)前的機(jī)床改造方面，中國機(jī)床數(shù)控最常見的是Z80-CPU，它具有使用成本較低、性能可靠、有較強(qiáng)通用性和易維修等特點(diǎn)，而且具備特殊指令I(lǐng)/O指令，能在處理機(jī)算時(shí)輸出步進(jìn)脈沖，保持橫向、縱向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)[1]。在數(shù)控車輛的改造中，在保證需求的前提下，盡可能少地進(jìn)行機(jī)床的改動(dòng)，不破壞機(jī)床機(jī)械。如此一來，即便發(fā)生故障也可以通過手動(dòng)操作的方式來完成，這可以降低改造成本，更好地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于柴油機(jī)的自動(dòng)控制

工程機(jī)械的動(dòng)力核心和機(jī)械功率有著很高的要求，所以通常采用柴油機(jī)。在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用以前，人們的目光主要放在了降低柴油機(jī)污染物等級(jí)和提高柴油機(jī)的燃油耗率等方面去進(jìn)行傳統(tǒng)的柴油機(jī)優(yōu)化。而將其應(yīng)用柴油機(jī)控制之后，這有效降低了柴油機(jī)排放的廢氣量，有效提升了柴油機(jī)的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性。這樣柴油機(jī)還能夠以工程機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整其工作狀態(tài)，并能夠?qū)崿F(xiàn)對才有機(jī)會(huì)油門和調(diào)速器的自動(dòng)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了才有機(jī)會(huì)的自動(dòng)升溫控制盒自動(dòng)啟動(dòng)停止控制等，在滿足工程機(jī)械的功率需求的基礎(chǔ)上有效提升了柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，達(dá)到降低排放指標(biāo)的目的。

4.4促使施工作業(yè)的自動(dòng)化工序達(dá)成

通過機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用，能夠促使工程機(jī)械逐步實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化，這不但能夠有效減少施工操作人員的作業(yè)強(qiáng)度，使生產(chǎn)效率得以顯著提升，更能促使施工作業(yè)中，設(shè)備等的安全系數(shù)得以提升，進(jìn)而確保利用工程機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工的安全性。例如：現(xiàn)階段，由于機(jī)械設(shè)備中科學(xué)技術(shù)的融入，促使很多機(jī)械設(shè)備自帶線路或軌跡控制系統(tǒng)，其中，極具代表性的機(jī)械設(shè)備為挖掘機(jī)。在挖掘機(jī)上設(shè)立軌跡控制系統(tǒng)，當(dāng)施工人員將鏟斗的運(yùn)動(dòng)軌跡在控制板中設(shè)定完成后，電控系統(tǒng)便可依據(jù)安置在各個(gè)位置處的傳感器，對制動(dòng)臂、鏟刀、以及斗桿等，進(jìn)行精確的控制，使挖掘深度得以確定，并將挖掘危險(xiǎn)控制在相應(yīng)的范圍內(nèi)。

結(jié)語

機(jī)電一體化對工程機(jī)械具有重要的應(yīng)用意義，它不僅改善了工程機(jī)械面貌、優(yōu)化了機(jī)械性能，降低了還顯著提升了機(jī)械運(yùn)行效率，它和工程機(jī)械的融合將成為未來的主要發(fā)展趨勢。為了不斷適應(yīng)工程機(jī)械行業(yè)的高要求，提升工程機(jī)械機(jī)電一體化水平十分必要，我們應(yīng)著眼于自身的優(yōu)勢，正視自身發(fā)展的問題，大膽嘗試，勇于改進(jìn)，最終將工程機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)水平推上更高的層面。

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