探討機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的運(yùn)用

馬貴文

（廣東省　河源市　517000）

探討機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的運(yùn)用

馬貴文

（廣東省河源市517000）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)得到長(zhǎng)足的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，在工程機(jī)械中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文探討了機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的一些應(yīng)用，希望對(duì)今后機(jī)電一體化的運(yùn)用以參考。

機(jī)電一體化；工程機(jī)械；技術(shù)運(yùn)用

1　引言

隨著工業(yè)化水平的不斷提升，信息技術(shù)的快速發(fā)展，工程機(jī)械行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，而要想提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，最重要的就是要提高工業(yè)機(jī)械的科技技術(shù)含量。也正是因?yàn)槿绱?，機(jī)電一體化應(yīng)運(yùn)而生。所謂“機(jī)電一體化”，就是將機(jī)械、電子與信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程整體最優(yōu)化的一種高新技術(shù)。目前，隨著工程機(jī)械的性能要求不斷提高，機(jī)電控制裝置在工程機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為推動(dòng)工業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，并廣泛運(yùn)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。在工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，首先能夠使施工操作變得簡(jiǎn)單，從而提升操作人員的操作質(zhì)量與效率。由此可見(jiàn)，機(jī)電一體化的應(yīng)用不僅有效的改善了工程機(jī)械的相關(guān)性能及運(yùn)行效率，也促進(jìn)了工程機(jī)械的改革與更新。

2　機(jī)電一體化概述及現(xiàn)狀分析

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)。所謂機(jī)電一體化，就是指將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。機(jī)電一體化是一門具有高度綜合性的新興學(xué)科，其主要研究?jī)?nèi)容是研究如何在機(jī)構(gòu)的各種功能中成功引進(jìn)電子技術(shù)，把現(xiàn)代電子化設(shè)計(jì)技術(shù)和先進(jìn)的電子機(jī)械裝置和諧地結(jié)合在一起的。早期的自動(dòng)化實(shí)際上是機(jī)械自動(dòng)化，技術(shù)主要是借助機(jī)械機(jī)構(gòu)、凸輪等實(shí)現(xiàn)的，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，工程機(jī)械的性能要求不斷提高，機(jī)械機(jī)構(gòu)、凸輪逐漸被接觸器、繼電器、電磁開(kāi)關(guān)等機(jī)構(gòu)所取代，機(jī)械機(jī)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化，自動(dòng)化水平顯著提高，機(jī)電控制裝置在工程機(jī)械上的應(yīng)用更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜。

目前，工程機(jī)械的發(fā)展如今處于關(guān)鍵的階段，而隨著機(jī)電一體化技術(shù)的導(dǎo)入，以微處理器作為核心的電子管理設(shè)備在現(xiàn)代工程中應(yīng)用較為廣泛，而電子管理技術(shù)已在工程機(jī)械的各個(gè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。同時(shí)，使工程機(jī)械技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械、液壓、電子控制技術(shù)等不同類別的綜合技術(shù)模式，這種技術(shù)模式的應(yīng)用使工程機(jī)械的性能得到顯著的提高，也使工程機(jī)械在使用中更加經(jīng)濟(jì)可靠。隨著我國(guó)進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械使用量的逐年增加，如何用好、管理好這些價(jià)格昂貴的工程機(jī)械使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)揮其最大的效率，是工程機(jī)械部門所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

3　機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

隨著電子控制系統(tǒng)在工程機(jī)械中的比重不斷增加，其重要作用也就體現(xiàn)得更為明顯，其應(yīng)用的廣泛性和復(fù)雜性也對(duì)從事相關(guān)應(yīng)用與維修的技術(shù)人員提出了更高的要求。工程機(jī)械應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，不僅避免了傳統(tǒng)的技術(shù)所帶來(lái)的弊端，而且來(lái)保證了機(jī)械運(yùn)行的質(zhì)量，對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有著重大的作用。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①提高產(chǎn)品使用性能；②工程機(jī)械調(diào)試和養(yǎng)護(hù)更為方便；③有利于提高設(shè)備的安全性；④使用范圍較為廣泛。

4　機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用與功能

機(jī)電一體化技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品推動(dòng)了工程機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，在我國(guó)工程機(jī)械中的應(yīng)用范圍十分廣泛，極大促進(jìn)了產(chǎn)品性能的提高，使工程機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。主要體驗(yàn)在機(jī)床、監(jiān)控系統(tǒng)以及柴油機(jī)等方面的應(yīng)用。同時(shí)，機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用功能主要體現(xiàn)在監(jiān)控、節(jié)能、效率等方面。

4.1工程機(jī)械的性能要求

目前，工程施工對(duì)工程機(jī)械的要求主要有：①生產(chǎn)效率高且能量損失小，能節(jié)約能源；②具有較好的經(jīng)濟(jì)性，即高的技術(shù)價(jià)格比和低的制造與使用成本；③操作簡(jiǎn)單、輕巧，勞動(dòng)強(qiáng)度低；④性能穩(wěn)定工作可靠、安全使用壽命長(zhǎng)；⑤具有全面的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)工程的整體進(jìn)度進(jìn)行全程監(jiān)控，以免出現(xiàn)施工漏洞。

4.2機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用

4.2.1監(jiān)控作用

在機(jī)械設(shè)備工作的過(guò)程中，如果不能輕易分辨工程機(jī)械的故障所發(fā)生的部位不但會(huì)耽誤工程的進(jìn)展而且還需要投入更多的人力和物力來(lái)用于維修。對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控機(jī)電一體化技術(shù)，具有故障報(bào)警與自動(dòng)診斷的功能。傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控，一旦在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生異常情況，就會(huì)自動(dòng)地找出故障的位置并自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警提示。同時(shí)，在進(jìn)行監(jiān)控的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)故障和問(wèn)題，可以及時(shí)提醒操作人員，注意排除和維修，實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的能力，這樣就能有效的避免因機(jī)械運(yùn)行故障造成不必要的損失與影響，對(duì)工程機(jī)械的運(yùn)用有著重要意義。

4.2.2節(jié)能作用

傳統(tǒng)的工程機(jī)械設(shè)備能量利用率較低，能源浪費(fèi)比較嚴(yán)重。而將機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，就能根據(jù)實(shí)際施工需要對(duì)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到良好的節(jié)能效果，為企業(yè)節(jié)省了一定的資源，操作起來(lái)也比較簡(jiǎn)便，還可以減少機(jī)械磨損，提高工作效率。

4.2.3提高作業(yè)精度

精度電子控制系統(tǒng)應(yīng)用到工程機(jī)械設(shè)備上，可以使稱量變得更為精確，使稱量過(guò)程自動(dòng)化，避免了人工測(cè)量誤差較大的弱點(diǎn)，從而使成品的作業(yè)精度大幅度提高。例如，現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設(shè)備廣泛采用了微機(jī)控制的電子稱量系統(tǒng)，并使稱量過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，從而明顯提高了作業(yè)精度。

4.2.4降低勞動(dòng)強(qiáng)度

在工程機(jī)械施工當(dāng)中，工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，給工作帶來(lái)很大的便利。電子自動(dòng)測(cè)量也能有效的節(jié)省人力資源的運(yùn)用，很大程度上改善了施工人員的工作強(qiáng)度，達(dá)到高效、快捷的施工目的，提高了工作效率，減少了由于技術(shù)原因而導(dǎo)致的失誤，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的操作，使現(xiàn)代化工程施工得到了極大的飛躍。

5　機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

5.1智能化趨勢(shì)

智能化是機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的主要區(qū)別之一。所謂機(jī)電一體化的智能化趨勢(shì)，就是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有邏輯思維、判斷推理、自主決策等能力?？梢?jiàn)，智能化是對(duì)機(jī)器行為的描述，也是對(duì)機(jī)器行為控制的進(jìn)一步升華，通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)備的智能化管理，以求得到更高的控制目標(biāo)。

5.2網(wǎng)絡(luò)信息化趨勢(shì)

隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，網(wǎng)絡(luò)得到了普及，使得與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的各種遠(yuǎn)程控制技術(shù)與監(jiān)管技術(shù)等得到了有效的發(fā)展，而且機(jī)電一體化產(chǎn)品本身即包括遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備。此外，機(jī)電一體化新產(chǎn)品一經(jīng)研制出來(lái)，只要按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范生產(chǎn)，保障產(chǎn)品質(zhì)量，肯定會(huì)有不少的銷量，這也使機(jī)電一體化技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展成為必然趨勢(shì)的重要原因之一。

5.3微型化趨勢(shì)

隨著科技的不斷發(fā)展，微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，機(jī)電一體化產(chǎn)品向微米、納米級(jí)發(fā)展，其體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)越性，是近年和將來(lái)十大關(guān)鍵技術(shù)之一。

6　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化在工程機(jī)械中運(yùn)用具有非常重要的價(jià)值意義，在未來(lái)工程機(jī)械的發(fā)展中是重要的方向，對(duì)機(jī)電一體化專業(yè)人才的需求也是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。大量事實(shí)證明在工程機(jī)械中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可以有效提高工程機(jī)械的工作效率，降低對(duì)能源與資源的消耗，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，這對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變具有重要的意義。

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1673-0038（2015）30-0125-02

2015-7-9