關于機電一體化在工程機械中的應用

母傳榮 （新疆塔林投資（集團）有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834009）

隨著信息技術時代的到來，機電一體化作為現代信息技術的典型代表，在工程機械領域中的應用，成為了推動工業發展的核心動力。從根本上徹底改變了傳統工程機械生產制造技術落后的局面，引領工程機械向著新的階段發展。尤其是以微機處理器為核心的電子控制系統在工程機械中的應用，促使工程機械領域向一體化、智能化方向發展。

1 機電一體化概述

機電一體化現代自動化技術發展的一定階段的產物。以往的自動化技術主要是通過凸輪以及機械機構來實現對機械設備的自動化控制。該階段的機電自動化我們稱之為機械自動化；隨著現代科技的發展，繼電器、接觸器以及電磁開關代替了傳統凸輪和機械機構，簡化了機械設備的結構，提升了機械設備運行的安全性和可靠性，且機械自動化水平較傳統機械自動化水平大幅提高；機電一體化是現代社會生產活動對自動化技術向更高層次發展的需求，同時也是計算機技術、電子技術、控制技術、信息技術以及精密機械技術發展的成果。隨著社會經濟的發展，工業生產規模的不斷擴大以及人們對現代機械產品質量和功能性要求的不斷提高，機電一體化生產將是工程機械生產主要采用的生產方式。所以，為了加速工程機械產業發展，推動國民經濟的快速增長，使我國邁入世界工業強國行列，進而提升國際地位，我們應加強對機電一體化技術的進一步研究和開發，并積極將該技術應用到工程機械生產中。

2 機電一體化的發展趨勢

2.1 個性化方向發展

當今是信息爆炸時代，人們對機電機械產品的要求也發生了較大改變，要求機電一體化產品不僅要有過硬的質量，強大的功能，同時產品還要有個性化特點。相應地機電一體化必將會朝著個性化方向發展。

2.2 高性能化方向發展

所謂的高性能化指的是機電一體化系統要具有高精度、高速、高效率及可靠性高等特點。目前機械加工制造領域所應用的CNC系統就是采用多處理器結構，多總線連接實現數加工數據傳遞，采用精簡指令集機，實現對各個任務操作系統的并行處理；同時，系統中采用自動檢錯，故障診斷、糾錯及自動恢復等技術使機電一體化產品性能大大提高。

2.3 智能化方向發展

智能化是機電一體化技術是現代機電一體化技術的最為典型的代表，智能化是現代機電一體化區別于傳統落后的機械自動化。該技術主要是在控制理論基礎上吸收人工智能、生理學、計算機科學、心理學以及運籌學等多種學科的新方法和思想，通過模擬人類的智能，對診斷過程、人機接口、自動編程及加工過程等進行分析、判斷、整理、推理及決策。替代了傳統機械自動化以人腦為主控制工程機械制造。

2.4 微型化方向發展

一般對于幾何尺寸不超過一立方厘米的的機電一體化產品稱為微型機電一體化產品。隨著科技的發展，微型機電一體化產品的體積越來越小，逐漸向微米、納米領域進軍。微型機電一體化產品以其自身耗能少、體積小、運動靈活等優勢特點，在社會生產、生活、科研、軍事等領域得到廣泛應用。可以預言，機電一體化向微型化方向發展是當前乃至今后很長時期內是支持社會經濟發展，人類社會進步有力的技術武器。

2.5 綠色化方向發展

機電一體化產品綠色化指的是產品在使用過程中不對生態環境造成污染，產品達到報廢階段時能夠回收利用。隨著人們環保意識的提高及社會資源的日益減少，機電一體產品向綠色化方向發展是其必然趨勢，是實現人類社會及機電一體化產業可持續健康發展的重要途徑。

3 機電一體化技術在工程機械中的應用

3.1 電子監控、自動報警及故障自診技術在工程機械中的應用

機電一體化系統中的電子監控、自動報警及故障自珍控制系統在工程機械中的應用對工程機械運行狀態進行實時監控，比如發動機、傳動系統、人機界面操作臺、液壓系統及制動系統等。一旦工程機械在運行過程中出現異常，自動報警系統會及時發現故障，并發出報警信號，準確確定系統故障部位，可以有效地改善操作人員的工作條件和提高工程機械的工作效率、減少工程機械故障檢查和維修所需時間和費用。

3.2 可有效地降低能耗，提高工程機械生產效率

傳統的工程機械在運行過程中耗能較高，能量利用率極低，比如，液壓挖掘機燃料能量的利用率僅僅為25%,。隨著社會資源的日益匱乏，人們環保意識的不斷提高，如何降低工程機械運行能量消耗，提高工程機械生產效率是機電一體化領域亟待研究和解決的現實問題。目前，一些發達國家將卡特電子效率控制系統應用到挖掘機中，對挖掘機的發動機、泵進行綜合控制，有效提高了挖掘機的生產效率，同時也大大地降低了能量消耗。

3.3 可有效地提高工程機械的作業精度

為了能夠提高工程機械作業精度，進而保證工程機械產品精度。工程領域的混凝土攪拌設備，瀝青拌合設備等采用微機控制電子稱量系統，實現了稱量過程的自動化。自動找平系統在筑路中的應用使瀝青攤鋪機的施工質量得到大幅提高；超聲波技術支持下的自動供料系統，實現了瀝青攤鋪機供料自動調節。電子控制系統在推土機、平地機等工程機械中的應用，提高了工程機械的作業精度和效率，并且有效減少了工程機械故障發生概率及降低了工程機械維修所需時間和費用。

4 結語

隨著社會的發展及科技的進步，如何開發同時代發展相一致，降低工程機械生產能耗及提升生產效率的機電一體化高新技術，并應用到工程機械領域是機電一體化是當前工程機械領域重點研究的技術問題。

[1]殷際英.光機電一體化實用技術[M].北京:化學工業出版社,2003.

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