機電一體化在工程機械上的應用研究

王曉光

摘 要：近年來，機電一體化技術在機械加工領域開始嶄露頭角，并迅速發揮了巨大的優越性。同時伴隨著我國國民經濟的快速提升，大量的工程機械設備開始投入使用中。數控技術作為機械制造實現自動化的關鍵技術，正廣泛地應用于機械制造行業中，極大地改善了制造行業的勞動生產環境，提升了生產效率。因此文章就機電一體化在工程機械以及機械制造領域的具體應用展開論述，期望對同行能夠有所裨益。

關鍵詞：機電一體化；工程機械；數控技術

伴隨著機電一體化技術的快速發展，其在機械制造業中更是顯現出巨大的優越性。例如數控機床就是機電一體化技術的典型產物，其通過綜合運用計算機、自動控制、電氣傳動以及測量技術等，有效的提升了工程機械的加工精度、效率。又比如加工中心，其是帶有刀庫和自動換刀裝置的一種高度自動化的多功能數控機床。可以說，目前在機械制造業上，應用數控機床是不可逆轉的一種潮流。

1 機電一體化及工程機械性能概述

1.1 機電一體化概述

伴隨著機電一體化技術的產生和發展，促使工程機械技術實現了機械、液壓、電子控制技術等多種技術的有效融合，從而顯著提升了工程機械的使用性能和經濟效益。現階段，機電一體化技術在工程機械中的應用主要是借助于微電子處理器的重要作用，通過全面優化、處理各種系統設備，從而推動工程機械行業的全面發展。例如各種工程設備能夠實現狀態監管和故障自檢等。此外，在科技水平的進一步推動下，機電一體化技術在工程機械上的應用范圍也越來越寬泛，并推動了工程機械朝向智能化和一體化的方向發展。

1.2 工程機械的基本性能

隨著科技水平的逐步提高以及社會的逐漸發展，工程項目已經脫離了傳統單純以人力施工的方式，而逐漸轉變為采用機械化施工的方式。機械化施工能夠顯著提升工程項目的施工效率，降低勞動力的使用數量，節約了大量的施工成本。隨著目前工程項目數量和規模的擴大，以及各種機械設備的大量投入運用，為全面提升工程機械的使用效率，人們也在工程機械中逐步融入智能化和自動化等技術，并取得了較好的實踐效果，同時也進一步奠定了機電一體化技術的發展基礎。

2 機電一體化技術的應用

第一，在線監控、自動報警及故障自檢。對于工程機械來說，機電一體化技術的具體應用是實現對所有設備系統的全程、動態電子監控。其能夠對運行中出現故障的設備系統進行監控和檢測，例如機械中的電動機、傳動系統、工作裝置、制動系統以及液壓系統等等，其不僅能夠實現對上述機械設備的在線監控，還能夠在機械設備出現故障的時候，自動報警并快速定位故障位置，進而全面提升機械設備的工作效率，簡化設備的維護檢查工作，節約設備的維修費用，延長機械設備的使用壽命。

第二，調整施工的精度，提升生產效率。機電一體化在機械加工領域中應用的典型特點就是高效和高精度。例如數控機床（含加工中心）能夠充分發揮現代刀具材料的性能，不僅能夠顯著提升加工效率，降低加工的成本，還能夠提升機械零件表面的加工質量和精度。例如目前我國普通級的數控機床的加工精度已經由之前的±10μm達到了±5μm，而精密級加工中心的加工精度已經由過去的±3-5μm達到了±1-1.5μm。可以說，目前運用數控機床來實現機械加工效率，是我國機械制造業進行技術改造以及技術更新的必由之路。

第三，節能降耗的作用。過去工程機械在實際運行中，為了確保機械設備能夠處于正常的運轉狀態中，通常需要消耗大量的能源。主要原因在于工程機械大部分情況是處于超載或者是未達到額定功率的現象，進而做了很多無用功。而通過機電一體化技術，能夠對機械設備的施工功率進行有效調節，確保機械設備在正常運轉的狀態下無需消耗過多的無用功，能夠實現節能的作用。例如對于井下作業而言，合理運用膠帶輸送機、通風機以及提升機等，并采用變頻起動和PLC控制系統，就能夠在全面提升生產效率的同時，實現大約30%左右的節電量。

3 機械制造中數控技術的具體應用

3.1 機械

伴隨著社會的日漸進步，機械制造行業的產品的種類也日漸繁多。例如在各種機殼的毛坯制造中更多地選用焊件，而若使用傳統機械加工方式則無法實現單價下料問題。因此綜合運用機電綜合技術的數控技術就能有效改善這種局面，運用數控氣割方式，代替傳統的仿型法，并運用龍骨板程序實現對采煤機葉片以及滾筒等的下料，可以實現快速切割并確保了切割質量。同時部分零件的焊接坡口可以直接割出，有效地提升了生產效率。此外，數控氣割機上配備的有能夠自動調整的切縫補償裝置，其可以通過程序來控制構件的實際輪廓，例如數控機床可以對銑刀的半徑進行補償。通過切縫補償裝置就能夠實現對毛坯件加工余量的精確控制。

3.2 機床設備

在整個機械制造行業中，機械設備是其重中之重。尤其是伴隨著現代機械制造業的快速發展，更是對機床設備提出了更高的要求。現階段，綜合融入機電一體化技術的數控機床設備是機械行業中的重要產品之一。其主要是將計算機控制裝置運用在機床上，通過代碼來實現對機床控制的機電一體化產品。其在控制介質上記錄刀具和工件的相對位置、主軸轉速、刀具選擇、冷卻泵的啟停等操作及順序動作數字碼，進而發出相應的控制指令來要求機床的伺服系統或者其他相應的執行元件，最終實現機床制動加工零件的功能。

總之，機電一體化在工程機械中的應用是科技水平發展和社會進步的必然要求，因此綜合運用先進的科技技術，融合國內外先進理論思想，不斷完善機電一體化技術，從而促使其和工程機械實現完美的融合是工程技術人員不懈的追求。

參考文獻

[1]趙耀輝.評析機電一體化技術在工程機械中的應用[J].門窗，2014，8：114.

[2]張彬.論機電一體化技術在現代工程機械中的應用與發展[J].現代商貿工業，2012，5：180.

[3]母傳榮.關于機電一體化在工程機械中的應用[J].化工管理，2015，24：53.

[4]馬志平.機械自動化的未來與現狀[M].北京：機械工業出版社，2003.