機電一體化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用解析

郭永靜

中國神華神東煤炭集團

機電一體化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用解析

郭永靜

中國神華神東煤炭集團

當(dāng)前，工程機械行業(yè)發(fā)展迅速，企業(yè)對機械設(shè)備的需求與日俱增，對機械設(shè)備運行效率、自動化水平、運行安全可靠性要求越來越高，傳統(tǒng)的機械自動化技術(shù)已無法滿足社會生產(chǎn)要求。若繼續(xù)采用傳統(tǒng)機電自動化，無疑會限制社會生產(chǎn)力的向前發(fā)展，且不符合節(jié)能生產(chǎn)要求，不滿足工程施工精度控制要求。因而必須采用自動化水平高的機電一體化技術(shù)。本文就對工程機械中機電一體化的應(yīng)用進行分析和探討。

機電一體化技術(shù)；機械工程；應(yīng)用

1 引言

現(xiàn)代工程機械是我國工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的重要設(shè)施。它有效應(yīng)用提高了工作效率和質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，機電一體化技術(shù)逐漸應(yīng)用到工程機械中，有力推動了各領(lǐng)域自動化﹑智能化的發(fā)展，加快了我國工業(yè)化的進程。因此，加強研究機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機械中的應(yīng)用，具有積極的意義。

2 機電一體化的優(yōu)勢

①應(yīng)用范圍廣。對于機電一體化設(shè)備而言，其融合了復(fù)合技術(shù)，因此具備一定的復(fù)合功能與整體功能，能夠滿足用戶的實際需求，因此應(yīng)用的領(lǐng)域與范圍也越來越廣。②使用性能強。機電一體化設(shè)備具有程序控制與數(shù)字顯示等功能，不需過多的按鈕與手柄進行操作，能夠重復(fù)動作與自動選擇程序，促進操作人員工作量的減輕。③安全性能高。將機電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機械中，生產(chǎn)產(chǎn)品具有齊全的功能和較高的性能，如具備自動保護功能﹑報警與監(jiān)視功能等。一旦設(shè)備運行中存在異常情況，其能夠自動保護產(chǎn)品，提高設(shè)備的安全性能。

3 機電一體化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于機床改造

數(shù)控機床的工作要求比較嚴(yán)格，需要工作臺和道具必須按照規(guī)定的運動軌跡進行移動，必須嚴(yán)格控制好偏差，從而確保產(chǎn)品的質(zhì)量。可以運用機電一體化實現(xiàn)對數(shù)控機床的改造。開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，出現(xiàn)問題時容易進行維修，價格低，因此其應(yīng)用范圍較廣。滾珠絲杠副的傳動效率較高，摩擦出現(xiàn)的能量損耗低，運動穩(wěn)定，適當(dāng)調(diào)整滾珠，絲杠與螺母之間的縫隙就會減小，反向擰動滾珠，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)定位，有很強的耐磨性，成本較低，這在傳統(tǒng)傳動中用的較多。在對數(shù)控車進行改造時，在確保需求的基礎(chǔ)上，盡可能少的進行機床改動，盡可能不破壞機床機構(gòu)，確保故障發(fā)生還能進行手工操作。時這樣能夠降低改造的費用，用盡可能少的經(jīng)費實現(xiàn)機器功能和效率的增加，更好的提升企業(yè)經(jīng)濟效益。

3.2 在煉鋼技術(shù)中的應(yīng)用

鋼鐵是我國的重要產(chǎn)業(yè)，目前其使用的機電一體化系統(tǒng)主要以計算機處理器為核心，集計算機系統(tǒng)﹑操控設(shè)備﹑儀器儀表﹑顯示設(shè)備等于一體，有機整合各種技術(shù)手段進行協(xié)作，進而促進機械設(shè)備使用效率的提升，延長使用壽命。現(xiàn)代化的煉鋼技術(shù)融合了現(xiàn)代通信技術(shù)﹑微型處理器﹑電氣傳動技術(shù)等，推進了鋼鐵企業(yè)的進一步發(fā)展。交流傳動系統(tǒng)利用先進的數(shù)學(xué)理論，有效解決了復(fù)雜的矢量運算，交流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢逐步凸顯，直﹑交流同步電機的速度可以實現(xiàn)平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。在軋鋼中，交流傳動系統(tǒng)的使用范圍逐漸擴大，為煉鋼技術(shù)提供了強有力的技術(shù)支持。未來，煉鋼技術(shù)勢必還會有新的突破，從而不斷推動鋼鐵企業(yè)持續(xù)發(fā)展。

3.3 應(yīng)用于紡織機械

在紡織機械系統(tǒng)中，卷繞筒子通常選擇積極傳動的方式，筒子和導(dǎo)絲器之間的頻率是固定的，交叉角是不斷改變的。導(dǎo)紗器電機﹑測速傳感器﹑變頻器和控制器共同構(gòu)成控制系統(tǒng)。為了減少重疊現(xiàn)象的發(fā)生可以采用生角卷繞和步進精密卷繞方式。經(jīng)過系統(tǒng)程序的運算，信號經(jīng)由卷裝轉(zhuǎn)速傳感器輸出，將信號傳遞給TPU，數(shù)據(jù)經(jīng)過TPU處理后輸送到PCC中，經(jīng)過對數(shù)據(jù)表格的查找出恰當(dāng)?shù)木砝@比，通過分析卷繞比確定是否存在重疊部分，將控制信號輸出，最終實現(xiàn)快速﹑準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳送。

3.4 在大型挖鉆機上的運用

近年來，大型重點工程所必需的工程機械設(shè)備就是大型旋挖鉆機，主要應(yīng)用在大型打樁基礎(chǔ)施工中。就目前的使用情況來看，我國與國外還存在一定的差距。國外的技術(shù)經(jīng)驗相對豐富，并且配套設(shè)施﹑培訓(xùn)機制等相對完善，使用效果要好。我國大型挖鉆機的技術(shù)水平偏低，并且缺乏專業(yè)的操作人員。旋挖鉆機的使用方法和操作過程較為復(fù)雜，且精細度要求極高。為了有效提升其精細度以及進行便捷操作，一般采用微處理器控制方法，從而推進機電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用，并在實踐中不斷得以完善優(yōu)化。

3.5 機械智能機器人中的具體應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能機器人必須充分組合﹑協(xié)調(diào)多種技術(shù)，從而更好地完成任務(wù)目標(biāo)。要想進一步優(yōu)化工程機械內(nèi)燃機的具體運行過程，傳感器必須有效接收﹑發(fā)出多種信號，并在傳感器信號支持與反饋下促進激光平地機的有效運轉(zhuǎn)。地下穿孔機﹑掘進機應(yīng)按照一定的要求進行地下穿越，與空中導(dǎo)彈技術(shù)相類似，一般需要內(nèi)部導(dǎo)向的陀螺儀﹑加速度計以及外部導(dǎo)向激光技術(shù)等。機電一體化技術(shù)應(yīng)用于智能機器人中，應(yīng)能感知作業(yè)對象的形態(tài)﹑位置﹑方向，充分利用圖像處理技術(shù)﹑視覺處理原理，更好地開展各項作業(yè)。目前來說，遙控型機器人﹑無人駕駛機械均采用機電一體化技術(shù)，通過無線電控制技術(shù)以及電液控制技術(shù)的應(yīng)用，全面提高機械自動化程度。

4 結(jié)束語

總而言之，機械工程是我國發(fā)展的主要行業(yè)，機械工程領(lǐng)域中涉及到多種技術(shù)，對機械工程發(fā)展都起著一定的作用，機電一體化具備的優(yōu)點也在不斷地被挖掘。本文只是筆者的簡要總結(jié)加個人拙見，希望本文的研究能夠為相關(guān)工作人員提供思考，相信隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械工程在機電一體化技術(shù)的推動下將取得更大的進步。

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