淺析機電一體化技術在工程機械中的應用

農根

摘 要：科學技術的日漸成熟，讓集電子學、信息學、機械學為一體的機電一體化技術得到了快速的發展，并且被廣泛應用在工程機械當中，其技術工藝的高低直接關乎到工程機械的質量、安全、經濟、生產效率及使用壽命等，突顯出重要的作用價值，所以針對機電一體化技術在工程機械中應用的研究顯得十分關鍵。本文通過對機電一體化技術應用的可行性分析，提出了機電一體化技術在工程機械中的應用對策，并對未來機電一體化的應用發展做出了預測，從而推動整個工程機械行業的不斷前進。

關鍵詞：機電一體化；工程機械；應用研究

自改革開放以來，我國的經濟水平持續增長，科學技術不斷提高，給工程機械的發展提供了良好的機遇，尤其在計算機微型處理技術、電子信息技術、傳感檢測技術的興起及廣泛應用之后，對工程機械的影響意義十分巨大，通過引入機電一體化技術，使得工程機械生產效率得到了明顯提升，產品性能獲得進一步提高，實現了質量和經濟的雙贏，因此，不斷深入對機電一體化技術在工程機械中的應用探究很有必要，勢必促使機械工程的發展迎來新的篇章，具有一定的現實意義。

1.機電一體化技術應用的可行性分析

機電一體化技術可謂一種跨學科的綜合性技術，涵蓋了計算機及微電子技術、電子信息技術、機械技術、自動控制技術、液壓技術等，事實上，早在上個世紀70年代，該技術便已經被大量應用到工程機械的生產運行當中，同時，其自身技術的應用特點，為該技術在工程機械中的應用提供了可行性依據，主要表現在以下幾個方面：

第一，增強產品性能

機電一體化技術的應用，對提高工程機械產品的性能提供了很大幫助，充分利用數字顯示及控制技術，只需對產品生產制作的控制面上按鈕按照規定要求操作，就能達到提高產品生產效率、便捷高效的良好效果，而且還能減少操作的數量，節省了人力資源和人為性的失誤，為工程機械生產運作借助電子系統實現自動化、智能化的操作奠定了基礎。

第二，提升機械設備的安全性

機電一體化本身擁有諸如監控、自動修復、自動報警等功能，有效提升了工程機械設備在使用過程中的安全性，相比較以往的傳統機械設備，這項技術可謂更具實用性，即使工程機械設備出現了故障，仍可以借助自身設備來做好防范。

第三，便于工程機械的養護、檢測

在工程機械中，機電一體化會以操作程序的形式，在不更換任何機械配件的前提下，根據工程機械的實際情況做出調整與改進，而且依靠事先在工程機械設備中安裝不同的操作體系，便可以實現對生產工作的自動化處理和控制，同時利用自帶的修復、檢測功能可以有效地實施養護和檢測，以便機電一體化的設備盡快能夠恢復正常運行。

2機電一體化技術在工程機械中的應用對策

2.1 機電一體化技術在機床的應用

我國數控機床一般使用 Z80-CPU 軟件實現機電一體化，這是因為 Z80-CPU 系統開發較為簡單，且配套的芯片具有普遍性和廉價性，因此在機電一體化技術上具有額可靠性和通用性。由于我國的數控機床是按照坐標軸進行工作臺運動的，因此一般需要采用插補功能實現連續控制的目的。 其中滾珠絲杠具有摩擦損失小、傳動效率高的優勢可以有效消除低速爬行的現象，因此在數控機床的執行機構傳動方式可以使用該種傳動方式。

2.2 監控系統的應用

機電一體化技術在工程機械加裝電子監控和故障診治以及自動報警系統可以對工程機械的各種裝置如傳動系統、液壓系統、發動機以及制動系統等進行綜合的全方位的監控。監控系統在工程機械運行過程中如果發現異常，能夠自動找出機械出現故障的部位，并發出警報，提醒工作人員注意。 因此機電一體化技術的應用不僅提高了工程機械的工作效率，而且改善了操作人員的工作環境，降低了工程機械故障維修的費用，縮減了停機維修的時間，對延長機械使用壽命和提高機械經濟效益具有重要的作用。

2.3 對柴機的控制

借助機電一體化技術的電子油門控制系統，對柴油機安裝電子調速器和升溫控制自動系統可以提高對柴油機控制的便捷性。

2.4 降低工程機械功耗，促進生產效率的提高

沒有使用機電一體化的工程機械存在功耗較高、生產率較低的現象，如液壓挖掘機其能量利用率只有 20%左右，且生產率較低，應用機電一體化技術后，給液壓挖掘機安裝電子控制系統，如卡特電子系統。安裝科特電子系統的液壓挖掘機其功耗明顯降低，且生產率在不斷提高。 或者如給柴油機安裝電子調速器，可以根據不同的工況選用的不同的柴油機工作模式，降低柴油機的功耗，這有利于提高柴油機的工作效率。

2.5 提高產品質量

機電一體化技術應用于工程機械中，借助電子系統的精密控制系統，可以提高工程機械工作的精密程度，提高產品質量，促進良品率的提高。一般的機床在加工產品時是操作人員依據自身的操作經驗和技術進行操作的，這造成的機床生產的良品較低。 實現機電一體化的機床在進行產品加工時依賴于電子系統的控制，因此精確度較高，同時監控系統可以及時對機床操作進行調整，確保良品率的提高。 我國較為先進的數控金切機床已經可以進行精度為 0.001 毫米的作業加工，這是單純的依靠人工操作的機床難以做到的。

3.未來機電一體化應用發展的預測

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多種學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面。

3.1智能化發展

智能化是21世紀機電一體化技術的一工個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。

3.2模塊化發展

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元，是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速，智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺，圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成操作的機械裝置等。有了這些標準單元就口丁迅速開發新產品，同時也可以擴大生產規模。

3.3網絡化發展

機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球，由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已形成優勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，能使人們待在家里就町分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

總結

總之，工程機械的發展需要機電一體化技術的有利支撐，通過合理運用該技術，使得工程機械的管理和運行能力均得到很大提高，不僅改善了產品的性能，增強了安全性，提升了生產效率，而且有助于實現經濟效益的不斷增長，為此，加強機電一體化技術在工程機械領域中的應用研究至關重要，只有如此，才能進一步擴大機電一體化的應用范圍，掌握核心技術操作，更好地為工程機械生產服務。

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