試析機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

張冠龍

摘 要：機(jī)械工程在生活中經(jīng)常會(huì)被應(yīng)用，這是科技發(fā)展的表現(xiàn)，現(xiàn)代化的機(jī)械工程是將機(jī)械學(xué)、電子學(xué)等學(xué)科結(jié)合在一起，將機(jī)械工程進(jìn)行了創(chuàng)新，如果沒有將機(jī)械工程進(jìn)行創(chuàng)新，機(jī)械工程是無法與時(shí)代的發(fā)展相適應(yīng)的。機(jī)電一體化已經(jīng)被逐漸的應(yīng)用，機(jī)電一體化可以提高機(jī)械設(shè)備的使用性能，對工程是十分有利的。本文就是對機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究，讓機(jī)電一體化為機(jī)械行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械工程；應(yīng)用分析

經(jīng)濟(jì)在發(fā)展，社會(huì)在進(jìn)步，這些方面的提高都與科技的發(fā)展脫離不了關(guān)系，尤其是機(jī)電一體化的發(fā)展，讓機(jī)械工程得到了迅速的發(fā)展，機(jī)械工程之會(huì)所以與機(jī)電一體化結(jié)合，是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備的應(yīng)用是離不開機(jī)電一體化的，機(jī)電一體化是時(shí)代發(fā)展的趨勢，如果沒有將機(jī)電一體化運(yùn)用到機(jī)械工程中，機(jī)械工程就不能更好的為人類服務(wù)。

一、機(jī)電一體化的簡單闡述

機(jī)電一體化已經(jīng)被很多的國家所運(yùn)用，機(jī)電一體化自身的特點(diǎn)決定了機(jī)械工程的發(fā)展，機(jī)電一體化就是機(jī)械的自動(dòng)化，機(jī)電一體化已經(jīng)作為了一種非常重要的學(xué)科在大學(xué)中開設(shè)，而且這一學(xué)科已經(jīng)成為了新型的交叉學(xué)科，將機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科結(jié)合在一起，優(yōu)化了機(jī)械設(shè)備的性能，是一種新型技術(shù)。有很多人對這一技術(shù)還不是很了解，機(jī)電一體化技術(shù)主要包括兩個(gè)方面，一方面是機(jī)電一體化技術(shù)，另一方面是機(jī)電一體化產(chǎn)品，機(jī)電一體化技術(shù)與機(jī)電一體化產(chǎn)品構(gòu)成了機(jī)電一體化的主要內(nèi)容，機(jī)電一體化技術(shù)是核心，為機(jī)電一體化產(chǎn)品服務(wù)，主要是從機(jī)械工程的整體出發(fā)，將機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展為全方面的綜合性的技術(shù)，為讓機(jī)電行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。要想讓機(jī)電一體化技術(shù)更好的為機(jī)械工程服務(wù)，就要將以下技術(shù)發(fā)展好：

1）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械技術(shù)是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的核心性技術(shù)，機(jī)械技術(shù)自身的特點(diǎn)有減輕重量、提高精度和改善性能的作用機(jī)械本體的技術(shù)性能與機(jī)械的重量有著緊密的關(guān)系，如果想要將機(jī)械本體的重量減到最小，就要將機(jī)械中的金屬材料替換，將非金屬復(fù)合材料應(yīng)用在機(jī)械工程中，這樣就可以提高整個(gè)機(jī)械本體的使用性能，提高機(jī)械的使用效率，降低能源的消耗，完善機(jī)械本體技術(shù)，更好的為機(jī)電一體化服務(wù)。

2）信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)是機(jī)電一體化產(chǎn)生的基礎(chǔ)技術(shù)，信息化的發(fā)展讓很多的領(lǐng)域都迅速的崛起，人們對機(jī)電事業(yè)的發(fā)展也越來越重視，大型工程是離不開機(jī)械設(shè)備的，于是就產(chǎn)生了機(jī)電一體化。機(jī)電一體化為機(jī)械設(shè)備的使用提供了便利，這一系列的發(fā)展都離不開信息處理技術(shù)，信息處理技術(shù)的使用提高了機(jī)電的穩(wěn)定性，讓機(jī)電變得更加安全可靠。

3）軟件技術(shù)

軟件技術(shù)是機(jī)電一體化的重要組成部分，如果沒有軟件技術(shù)，機(jī)電一體化是不會(huì)得到使用的。機(jī)電一體化中的硬件要與軟件相協(xié)調(diào)，機(jī)械工程中軟件的標(biāo)準(zhǔn)化可以提高機(jī)械工程使用效率。軟件的標(biāo)準(zhǔn)化主要包括兩點(diǎn)：程序模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)電一體化是通過軟件進(jìn)行控制的，如果軟件程序不符合標(biāo)準(zhǔn)，那么機(jī)械設(shè)備就無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，對機(jī)械工程有著嚴(yán)重的影響。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化應(yīng)該是向著以下方向發(fā)展的：

1）自律分配化系統(tǒng)方向

自律分配化系統(tǒng)是需要機(jī)電一體化達(dá)到一定的程度才能使用的，對其要求很高。自律分配化系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候是獨(dú)立運(yùn)行的模式，互不影響，但其本身也具備足夠的自律性，當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，他們也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化以適應(yīng)外界的變化。這一系統(tǒng)的特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總體的指令條件下，每個(gè)子系統(tǒng)的“行動(dòng)”都可以有所改變。這一特征，既避免了因?yàn)槟骋蛔酉到y(tǒng)的故障而使得整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，在很大程度上增加了系統(tǒng)的柔性。

2）全息系統(tǒng)化方向

所謂的全息，即指全方位呈現(xiàn)，在將來的機(jī)電一體化發(fā)展中，其“全息”的特點(diǎn)將會(huì)越來越明顯，機(jī)電一體化將從不同的角度使得“指令”得以準(zhǔn)確執(zhí)行，智能化發(fā)展是一大趨勢，而這一發(fā)展趨勢則主要得益于信息技術(shù)和模糊技術(shù)的高度發(fā)展。

3）光機(jī)電一體化方向

機(jī)械電子工程，是光機(jī)電一體化的別稱，它是機(jī)械工程與自動(dòng)化的一種，相對于傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)，光機(jī)電一體化引進(jìn)了光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)，進(jìn)一步改變優(yōu)化機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、能源系統(tǒng)等各子系統(tǒng)。

三、機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工程施工的規(guī)模及難度也在不斷的加大，這在某種程度上要求工程機(jī)械具備良好的性能，其自動(dòng)化的程度也將直接影響到工程施工的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益。因此要在工程機(jī)械領(lǐng)域引進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)，其應(yīng)用范圍主要包括以下幾個(gè)方面：

（一）監(jiān)督控制作用

電子監(jiān)控系統(tǒng)，作為機(jī)電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，其對工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等運(yùn)行狀體進(jìn)行監(jiān)控，在機(jī)械工作當(dāng)中一旦出現(xiàn)異常，電子控制系統(tǒng)能立即的觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)并且準(zhǔn)確的找出故障的所在位置，進(jìn)而減少相關(guān)事故的發(fā)生，與此同時(shí)，也方便工作人員及時(shí)的檢修和排除故障，極大地提高了工作效率，降低了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

（二）節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率

相對于傳統(tǒng)的柴油機(jī)能源利用率低，電控系統(tǒng)能夠充分有效的發(fā)揮柴油機(jī)的輸出功率，使柴油能夠盡量完全燃燒、凈化排氣。為減少柴油機(jī)的能量損失，采用電子控制技術(shù)，根據(jù)負(fù)荷條件自動(dòng)調(diào)節(jié)柴油機(jī)的油門，以此來增大能源的利用率。例如：日本小松公司挖掘機(jī)采用新型的節(jié)能控制器（OLLS系統(tǒng)），燃?xì)饪晒?jié)省23%，同時(shí)機(jī)械的使用功率的利用率可達(dá)到98%之高，而這主要得益于其采用的卡特電子效率控制系統(tǒng)。

（三）提高作業(yè)精度

在工程機(jī)械設(shè)備上引進(jìn)電子控制系統(tǒng)，不僅可以使稱量自動(dòng)化，而且還可以使稱量變得更為精確，從而有效的避免了人工稱量效率低、誤差大的特點(diǎn)，進(jìn)而使得成品的作業(yè)精度得到明顯的提高。例如：在商品混凝土廣泛普及的今天，許多的商品混凝土拌合站都在混凝土拌合設(shè)備上采用了微電控制的電子稱量系統(tǒng)，并使計(jì)量過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，電子稱量系統(tǒng)的引用，保證了混凝土的絕對配合比，極大的提高了混凝土的質(zhì)量。此外，在瀝青混凝土攤鋪機(jī)上應(yīng)用自動(dòng)找平系統(tǒng)，使瀝青攤鋪質(zhì)量得到了明顯的提高，路面的平整度可達(dá)到0.127m/3m。

（四）作業(yè)過程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化

工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化，不僅可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，還能有效的降低作業(yè)的安全系數(shù)。例如，日本三菱公司的挖掘機(jī)設(shè)有挖掘軌跡控制系統(tǒng)，操作人員在控制板上設(shè)定好鏟斗的運(yùn)動(dòng)軌跡形狀之后，微機(jī)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各種角度傳感器的信號(hào)，自動(dòng)控制動(dòng)臂、斗桿和鏟刀的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各種形狀和斷面溝槽，斜面的準(zhǔn)確開挖，從而使挖掘工作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，同時(shí)也降低了人工開挖的危險(xiǎn)性。

四、結(jié)論

機(jī)電一體化在工程機(jī)械方面的應(yīng)用越來越廣泛，其使用價(jià)值也越來越高，機(jī)電一體化正逐步成為機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展方向，同時(shí)也為傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)帶來了新的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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