機電一體化技術在工程機械中的應用

諸暨市職業教育中心　劉智勇

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機電一體化技術在工程機械中的應用

諸暨市職業教育中心劉智勇

【摘要】經濟正在迅猛發展，機電一體化將成為工程機械在未來的主流的發展方向。截止到目前，在工程機械中，機電一體化的應用已經越來越多，不僅如此，在工程機械領域已經有了一定的成就與貢獻。工程機械一體化的實現，在很大程度上提高了工程機械的效率，同時也節省了大量的人力、物力。本文主要結合機電一體化的特征，機電一體化與工程機械的不同，論述了機械一體化在工程機械中的應用。

【關鍵詞】工程機械；機電一體化；基本特征；應用技術

1　機電一體化技術的基本特征

機電一體化技術之所以被廣泛應用，不僅僅因為其應用廣泛，也因為其有著自身的特點，經過查閱相關資料和實際調查，本文作者總結出了機電一體化技術的幾個特點，具體如下說明：

1.1應用廣泛

機電一體化技術是多門學科的綜合，涉及的技術較多，是一門綜合性的交叉技術，正是因為其綜合性較強，才使得機電一體化技術得以廣泛應用，而不只是限于工程機械領域。固然，本文對于機電一體化的研究主要側重于機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢。

1.2邏輯性很強

機電一體化的核心思想就是把各個學科加以合理融合，形成一門獨特的綜合性技術應用到機械領域中，把系統的機械機構和上位機軟件控制合為一體，形成一個統一的整體，從這個角度來講，機電一體化技術具有很強的邏輯性，也可以說是具有很強的系統性。

1.3具有很強的最優化建模理論

機電一體化技術經過多年的發展，已經形成完整的最優化理論體系，相關算法可以參閱相關文獻，限于論文篇幅，在這里不再累述。

2　機電一體化和工程機械的不同

機電一體化與工程機械有很大的差異，側重點不一樣，應用范圍也不同。具體差異如下：

關于側重點：機電一體化的側重點是機電控制，工程機械側重于內燃機、液壓和液力傳動、底盤與關鍵工程機械構造和設計；工程機械詳細到行業關鍵包含柴油機、變矩器、油泵、液壓件等的設計和制造。

關于行業關鍵指：機電一體有化數控機床、PLC技術、接口技術、ECU控制單元、單片機運用等，在這個專業里需求對電的控制高于機械本身。

關于其各自的優點方面：機電一體化的優點在于機電控制將是將來機械行業發展的趨勢之一，但它只是為機械行業服務，重點工作裝置還一定要由機械完成，就業面比較來說相對寬泛；工程機械的優點在于工程機械行業是國家核心發展的行業，行業內大型企業很多。

3 機電一體化在工程機械中的應用

3.1數控機床

機電一體化技術的應用當中，數控機床可謂最成功的典型。隨著機電一體化的發展，數控機床技術也有了質的提高：結構更合理、功能更廣、操作更方便、控制精度更高。數控機床結構的發展逐步趨向總線式、模塊化、緊湊型，且采用多CPU、多主總線的體系。在數控機床中，開放性的設計逼近可以在很大程度上提高系統的兼容性和層次性，以便用戶的編程和對設備進行改裝和升級。一般情況下，可以在系統中引入在線診斷、模糊控制等技術，這些技術可以提高數控機床的智能化水平。其中，在線診斷功能可以將機床中出現的刀具破損等一系列故障或潛在性的故障反饋給操作人員，以便可以根據故障的情況，迅速采取控制手段；模塊化的設計，可以豐富系統功能，使得機床控制操作都更加簡便，一般情況下，都是通過一臺機床控制多臺機床，使它們同時、獨立的完成各自的任務，實現多過程、多通道的控制。

3.2控制柴油機

柴油機行業最重要的戰略目標，就是緩解外排氣污染，然而，要想一邊解決解決外排污染，另一邊又想降低柴油機的油耗，這是非常困難的。因此，將這兩種參變量調整到一個平衡點。在傳統的做法中，大家都只是考慮燃油率，外排污染物雖然有所減少，排放濃度卻有了很大的提升，對于控制污染物方面并沒有本質上的改觀。然而，隨著電子技術的高速發展，柴油機可以借助電子調速器，電子油門控制裝置，自動停機裝置等裝置，不僅使柴油機能夠滿足經濟指標，還能使夠對最佳噴油進行定時。

3.3實時監控

實時監控的功能是機電一體化系統在機械工程中的另一個具體應用。與現有的技術相比，傳統的機械工程比較落后，不能對操作過程進行實時監控。在這種該情況下，機械工程的整體質量無法得到控制，操作人員的人身安全也無法得到保證。機電一體化在機械工程中的的應用，這些問題就都可以很好地得到解決，機電一體化在機械工程中的應用，主要是通過對某一具體工程的制動、傳動、執行等一系列環節進行實時監控。一旦在生產過程中出現問題或者故障，機電一體化系統就會立即發出預警，并且對故障就行定位，然后進一步分析問題，只有這樣故障人員才能根據具體的故障做出應對辦法。也只有這樣，機械工程的安全性才能得到保證，機械工程的整體的工作效率愛能得到提高，機械工程的整體質量才能得到控制，還可以節約很多的人力物力，為機械工程企業帶來經濟效益和社會效益。

3.4確保精度

機電一體化系統在機械工程中應用，對于工程質量方面來說，最有意義的一點就是工程的精度的保證。傳統的機械工程，工藝比較簡單，大都是人工操作，在工程測量、數據統計與計算等環節，誤差出現的頻率很高，使得機械工程的整體質量得不到保證。在機械工程中，有了機電一體化系統的應用，不僅可以提高機械工程數據測量的精準度，還可以實現機械工程測量環節的

自動運行，又可以在最大程度上避免傳統的數據統計、計算所造成的誤差值，為機械施工的整體質量與相關的精準度提供了可靠地保證。在機械工程的精準度有了保證的前提下，機械工程的效率大大增加，施工人員的勞動強度大大降低，還可以節不少的人力。綜上所述，機電一體化系統在機械工程中的應用，在確保工程精準度的同時，也加強了機械施工的現代性、高效性與快捷性，使機電一體化系統在未來的應用前景變得更加廣闊。

3.5分布式控制系統

相對于集中式控制系統而言，分布式控制系統是通過一臺中央計算機對多臺計算機進行控制和指揮，由于分布式控制系統強大的功能和可靠地安全性，使其成為機電一體化的主流技術。一般情況下，分布式控制系統根據實際情況進行分級，可分為兩級、三級或更多級。其核心技術就是通過中央計算機完成對現場生產過程的實時控制等，另一方面，分布式控制系統隨著測控技術的不斷發展與創新，還可以實現對生產過程的實時調度、在線最優化、生產計劃統計管理等功能，成為一種集測、控、管于一體的綜合系統，可靠性大幅提高。

3.6降低勞動強度

傳統的工程機械施工都是人工操作，而且對操作人員的個人素質要求較高，主要是因為機械工程工作強度大，機電一體化技術的應用，將工程機械帶入了自動化及半自動化的生產領域，傳統工藝中，很多必須人工操作的項目都可以由機電技術中的控制系統來代替，這樣一來，大大降低了來動人員的使用率，同時也降低了勞動強度、提高了機械工程的質量，也提高了機械工程工作的準確度。

3.7其他方面的應用

現如今，一些由微機控制的自動化變速器開始廣泛使用，比如使用在裝載機，推土機等機械上，不僅可以根據實際的作業要求，對傳動系統的傳動性能進行變更，大大提高了工作效率，也可以將復雜的人工操作簡單化，降低勞動使用率。

4　結語

自從機電一體化納入工程機械，其在很大程度上提升了機械的使用質量、工作效益、人員使用率，同時也節約了大量的勞動力，為企業贏得了效益。但是對于機械工程來說，目前面臨的問題是，如何將機電一體化更好的納入其中，這也是機械工程未來的發展方向。除了加大機電一體化理論知識的探索和研究力度，更要積極引進發達國家的先進技術，另外，國家還應該重視機電一體化人才的培養，為我國機電一體化技術的深入研究打下扎實的基礎。

參考文獻

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