論機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展

趙和

【摘要】：機(jī)電一體化技術(shù)的誕生給工程機(jī)械帶來了前所未有的變革，徹底改變了工程機(jī)械傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工制造和設(shè)計(jì)理念、方式方法，在提高工程機(jī)械工作效率，使用性能、精度等各方面起著巨大的作用。當(dāng)前，關(guān)于機(jī)電一體化的研究呈現(xiàn)良好勢(shì)頭，在這樣的背景形勢(shì)下，加強(qiáng)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用研究無疑對(duì)技術(shù)創(chuàng)新具有重要實(shí)踐指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】：機(jī)電一體化；工程機(jī)械；自動(dòng)化

1、機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用

1.1工程機(jī)械設(shè)備的節(jié)能應(yīng)用

在傳統(tǒng)的工程機(jī)械制造應(yīng)用中，不管是機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)制造過程還是成品后的實(shí)踐應(yīng)用，均由于設(shè)備本身各功能模塊之間協(xié)調(diào)性、整合程度的不高。而導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行效率低，能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。引入機(jī)電一體化的現(xiàn)代工程機(jī)械，通過使用新型電子節(jié)能裝置，如電子節(jié)能控制器等，可以大幅提高各類工程機(jī)械（挖掘機(jī)、碾壓機(jī)等）的能源利用率，減少能源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)資源能源的節(jié)約。不僅如此，機(jī)電一體化的應(yīng)用還能夠賦予工程機(jī)械安全、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，提高工程機(jī)械各功能模塊運(yùn)行的協(xié)調(diào)性，減少機(jī)械磨損，簡(jiǎn)化機(jī)械操作，提高機(jī)械運(yùn)行效率。

1.2工程機(jī)械監(jiān)控中的應(yīng)用

工程機(jī)械在投入使用的過程中，為了保證其發(fā)生的故障異常可以在最短時(shí)間內(nèi)被發(fā)現(xiàn)和解決，保證工程機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)良好，監(jiān)控成為現(xiàn)代工程機(jī)械中一個(gè)不可缺少的重要技術(shù)。機(jī)電一體化的應(yīng)用使得監(jiān)控效用得以進(jìn)一步的發(fā)揮和利用。機(jī)電一體化運(yùn)用電子技術(shù)、控制技術(shù)等多種技術(shù)研發(fā)電子監(jiān)控裝置，建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)工程機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括機(jī)械內(nèi)部的傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、工作裝置等各個(gè)模塊。通過對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)全方位的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械故障異常的自診斷、自主決策。并在發(fā)現(xiàn)故障的第一時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)，警示操作人員對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)有效的處理，盡快將故障消除，恢復(fù)工程機(jī)械正常運(yùn)行狀態(tài)。機(jī)電一體化在工程機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用，有利于減少機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)生，保證機(jī)械設(shè)備正常穩(wěn)定的運(yùn)行，節(jié)約維修費(fèi)用，減少資金的不必要浪費(fèi)，提高工程機(jī)械的服務(wù)水平。

1.3機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)中的應(yīng)用

隨著自動(dòng)化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用的日益普及，機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化作業(yè)便成為現(xiàn)代工程機(jī)械的一個(gè)重要特征和需求。而機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及其在工程機(jī)械中的應(yīng)用，則進(jìn)一步提升了機(jī)械作業(yè)的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)過程的半自動(dòng)化或全自動(dòng)化。機(jī)械作業(yè)過程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)手動(dòng)的作業(yè)方式，其運(yùn)行效率更高，作業(yè)效果更好。它可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞動(dòng)力的投入，在一定程度上節(jié)約人力資本，減少由機(jī)械過度疲勞、操作人員疲勞等引發(fā)的安全事故。

1.4作業(yè)精度控制中的應(yīng)用

工程機(jī)械設(shè)計(jì)、加工制造對(duì)精度有著非常嚴(yán)格的要求，只有工程機(jī)械從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、加工組裝等每一環(huán)節(jié)精度都得到較好保證，都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，才能保證工程機(jī)械整體精度符合要求，滿足實(shí)際需求。工程機(jī)械制造具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、構(gòu)件、零配件種類多的特點(diǎn)，采用一般的技術(shù)難以保證成品機(jī)械精度與質(zhì)量，而使用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品加工制造的作業(yè)精度進(jìn)行控制。大量實(shí)踐表明，可以取得較好的控制效果，保證產(chǎn)品加工精度。這一成果主要得益于電子控制系統(tǒng)的開發(fā)和向工程機(jī)械領(lǐng)域的延伸。電子控制系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)代化的電子科技技術(shù)和控制技術(shù)能夠?yàn)榉Q量的精確性提供良好保證，實(shí)現(xiàn)稱量操作的自動(dòng)化。從而有效避免由人工稱量所帶來的較大誤差缺陷，提高機(jī)械成品的稱量精度，實(shí)現(xiàn)機(jī)械的精確化作業(yè)

2、機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械上的發(fā)展前景

科技前進(jìn)的腳步永不停歇.第三次工業(yè)革命距今已有半個(gè)多世紀(jì)，這并不能滿足工業(yè)革命對(duì)人類帶來的需求，因此，越來越多的人提出了第四次工業(yè)革命的理念，開始描繪第四次工業(yè)革命藍(lán)圖二事實(shí)證明，隨著科技的不斷發(fā)展.人類一也即將進(jìn)人第四次工業(yè)革，于此同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)也必將有所改革和創(chuàng)新，在末來工業(yè)機(jī)械中得到更為廣泛的應(yīng)用：

2.1環(huán)?；?/p>

可持續(xù)發(fā)展一直是我國發(fā)展的環(huán)保理念，同時(shí)也是要求企業(yè)在發(fā)展中需要遵循的一個(gè)原則。在未來工程機(jī)械高度發(fā)展的過程中，可能會(huì)對(duì)環(huán)境帶來破壞和污染。這與我國實(shí)現(xiàn)綠色產(chǎn)品概念的愿望是相悖的，因此.這就要求機(jī)電一體化技術(shù)在應(yīng)用過程中，能夠避免環(huán)境造成污染，又寸能源可以做到循環(huán)利用的程度。

3、機(jī)電一體化在機(jī)械工程設(shè)備中的意義

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和完善，機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念已經(jīng)逐步擴(kuò)大到控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)品制造和過程控制的大系統(tǒng)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展最終將使機(jī)電產(chǎn)品向多功能化、高效率化、高自動(dòng)化、高智能化、高可靠性、省材料和省能源的方向發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的功能、性能、操縱性和可靠性方面都會(huì)產(chǎn)生影響。（l）邏輯聯(lián)系的可編程性以及單個(gè)驅(qū)動(dòng)部件的智能化，是機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能得到豐富和提高的主要原因，通過軟件的設(shè)計(jì)，機(jī)電一體化系統(tǒng)可以完成極其復(fù)雜的任務(wù)，從而賦予傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品許多新的功能。（2）機(jī)電一體化系統(tǒng)的動(dòng)力智能化、分散化，不但使傳動(dòng)鏈縮短，提高了傳動(dòng)精度，而且使整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，機(jī)械部件數(shù)量減少，使系統(tǒng)的剛度更好，從而使得機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性都得到很大的提高。（3）電子技術(shù)的發(fā)展使得操縱系統(tǒng)不再受機(jī)械結(jié)構(gòu)的限值，可以將操縱設(shè)備和顯示設(shè)備安裝在任何方便操作的地方，并可以通過互聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)完成遠(yuǎn)程操作，提高了危險(xiǎn)環(huán)境下操縱的安全性。（4）傳動(dòng)鏈的縮短和嵌人式電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大幅度簡(jiǎn)化，系統(tǒng)的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，進(jìn)一步提高了機(jī)械系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度和過載能力，從而提高了可靠性。

結(jié)束語：

機(jī)電一體化是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是多種技術(shù)綜合作用的結(jié)果，更是工業(yè)化發(fā)展的必由之路。它在工程機(jī)械中的應(yīng)用極大地推動(dòng)了我國機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。盡管現(xiàn)階段機(jī)電一體化程度還較低，但其作用、地位和價(jià)值卻是不可否認(rèn)的。因此我國應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用的研究和創(chuàng)新，推動(dòng)我國機(jī)械工業(yè)快速發(fā)展。

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