機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用及其發(fā)展

孫禹　韓冬

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，現(xiàn)如今的機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中得到廣泛地應(yīng)用和重視。而且，隨著機(jī)電行業(yè)的深入，整個(gè)機(jī)械工程得到了翻天覆地的變化。文章分析了機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)其發(fā)展做出了如下淺談。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械工程；應(yīng)用；發(fā)展

1 概述

現(xiàn)如今我們處在一個(gè)信息爆炸時(shí)代，機(jī)電一體化作為現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展核心力量，在工程領(lǐng)域中占有重要地位，并推動(dòng)了工程領(lǐng)域的發(fā)展。它的發(fā)展從根本上改變了傳統(tǒng)的固有模式，在引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的同時(shí)也促進(jìn)其向智能化、自動(dòng)化、一體化的方向發(fā)展。尤其是在微機(jī)處理方面得到了較大的發(fā)展。

2 機(jī)電一體化的描述

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的逐漸深入，工程機(jī)械在機(jī)械、液壓、電子控制技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)了不同程度的等級(jí)提高，使其更加經(jīng)濟(jì)可靠。且目前的機(jī)械制造工程中往往采用微電子處理器進(jìn)行工作。合理配置、整合、處理并優(yōu)化各項(xiàng)系統(tǒng)模式。且隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣泛。以處理器為核心的電子管理設(shè)備的發(fā)展尤為廣泛。例如：攤鋪機(jī)的自動(dòng)找平、自動(dòng)供料、優(yōu)化挖掘機(jī)的電子功率、自動(dòng)調(diào)節(jié)裝載機(jī)的變速機(jī)箱、檢修和排查故障等。這些技術(shù)的發(fā)展勢(shì)必促進(jìn)今后工程項(xiàng)目的發(fā)展，并對(duì)機(jī)械性能提出了更高的要求，使其能夠更好地運(yùn)用在復(fù)雜的工程中，因此，如何更好地開發(fā)和利用這一技術(shù)，并使其發(fā)揮到最大的作用，是當(dāng)前急需考慮的問題之一。

3 機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)

3.1 安全系數(shù)較高

在工程機(jī)械中合理地開發(fā)和利用機(jī)電一體化技術(shù)能有效地提高產(chǎn)品的性能，在保證其功能運(yùn)行正常且齊全的同時(shí)也能做到全面的監(jiān)視和報(bào)警，對(duì)產(chǎn)品有自動(dòng)保護(hù)作用。若是設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)異常狀況，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)，確保操作人員和系統(tǒng)不會(huì)遭到傷害。因此，綜上所述，機(jī)電一體化擁有安全系數(shù)較高的優(yōu)勢(shì)，且可信度較高。

3.2 生產(chǎn)效率高

使用機(jī)電一體化設(shè)備實(shí)現(xiàn)工程生產(chǎn)的流水線作業(yè)，在實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)智能化、自動(dòng)化地處理接受到信息的同時(shí)也能進(jìn)行高精度的控制和高靈敏度的監(jiān)測(cè)。當(dāng)操作人員開啟操作按鈕時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)識(shí)別，在最大限度內(nèi)產(chǎn)生出較多的成品。從而提高了工作效率。加之自動(dòng)技術(shù)的熟練應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)的使用能夠提高一個(gè)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并具有更大的價(jià)值。

3.3 使用性價(jià)比較高

機(jī)電一體化設(shè)備是用程序直接控制，并從數(shù)據(jù)反映設(shè)備使用情況的高端機(jī)器，且操作方便、簡(jiǎn)單。此外，將機(jī)電一體化技術(shù)加以廣泛的應(yīng)用，選擇不同的程序結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)大其工作范圍，從而大大減少操作人員的工作量。與其它應(yīng)用相比較，機(jī)電設(shè)備技術(shù)融合了其他技術(shù)，使其功能更加完善，從而滿足更多生產(chǎn)的需求。

4 機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的廣泛應(yīng)用

現(xiàn)如今，科技實(shí)力的不斷提高帶動(dòng)了各種機(jī)械設(shè)備的性能提升，機(jī)電一體化設(shè)備作為其中的“佼佼者”必然得到了廣泛的應(yīng)用。

4.1 電子控制中的應(yīng)用

在機(jī)器使用中難免會(huì)存在磨損、儀器失靈、機(jī)器老化等問題。而這些問題稍不注意就會(huì)引發(fā)更大的危機(jī)。因此，及時(shí)做好監(jiān)控工作是很有必要。若是監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則檢修人員很難找出問題所在，對(duì)以后整個(gè)工程機(jī)械運(yùn)行造成極大的影響。工程機(jī)械中的電子監(jiān)控主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置等進(jìn)行監(jiān)控，將各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及時(shí)傳遞給維修人員，以便其及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并解決問題，從而確保整個(gè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定持續(xù)工作。

4.2 節(jié)約能源

傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備中能量的過度浪費(fèi)一直是一個(gè)很嚴(yán)重的問題。隨著科技的發(fā)展，機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化和智能化在不斷提高，使用微機(jī)控制系統(tǒng)能夠大大降低人為產(chǎn)生誤差的影響，提高精確度。此外，使用自動(dòng)一體化功能可以節(jié)省人力、財(cái)力、物理等資源，降低工人的工作強(qiáng)度并確保施工的高效進(jìn)行。這一發(fā)展也符合現(xiàn)如今“可持續(xù)發(fā)展”理念。

4.3 機(jī)電設(shè)備在自動(dòng)化或半自動(dòng)化作業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)電設(shè)備向著自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展，避免缺乏經(jīng)驗(yàn)的工人在操作中產(chǎn)生失誤。例如：在對(duì)挖掘機(jī)的挖掘軌跡進(jìn)行控制的過程中，通過耗鏟斗的軌道設(shè)定和微機(jī)自動(dòng)控制動(dòng)臂桿及鏟刀，從而規(guī)范挖掘機(jī)的使用范圍，提升了工作效率和工作精確度。

4.4 其他方面的應(yīng)用

外國在推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)以及裝載機(jī)中加入了自動(dòng)變速器，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳輸比進(jìn)行調(diào)控，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，能源得到了充分地利用，且操作步驟較少，是一種合理簡(jiǎn)單的設(shè)備。

5 未來發(fā)展趨勢(shì)

5.1 個(gè)性化發(fā)展

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平得到廣泛地提高，隨之而來的是對(duì)電子機(jī)械設(shè)備要求的提高。因此，機(jī)電一體化設(shè)備不僅要保證高質(zhì)量，相應(yīng)的也要實(shí)現(xiàn)功能多元化、人性化、個(gè)性化。這也是未來機(jī)電設(shè)備發(fā)展的一大趨勢(shì)。

5.2 智能化發(fā)展

自動(dòng)化、智能化是機(jī)電設(shè)備發(fā)展的一大典型特點(diǎn)，且更符合現(xiàn)代發(fā)展特性。該技術(shù)需要以人工智能為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、心理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等新興學(xué)科為輔助作用，對(duì)人類智能進(jìn)行效仿，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)診斷、人機(jī)對(duì)接、自動(dòng)編程等地分析、判斷、整理、推斷及決策等過程。通過程序的直接控制使其有別于傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備。機(jī)電一體化設(shè)備代替人腦繼續(xù)工作，從而提高了生產(chǎn)的工作效率。另外，機(jī)電設(shè)備的發(fā)展，離不開控制理論的基礎(chǔ)。

5.3 微機(jī)化發(fā)展

微機(jī)化是機(jī)電設(shè)備又一大發(fā)展方向。在高性能化的基礎(chǔ)上，逐漸實(shí)現(xiàn)應(yīng)用模式的：高效率化、高可靠性、高速化、高精度。這里以新一代的CNC系統(tǒng)為例：新一代的CNC主要采用連接多個(gè)CPU和總線，實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)系統(tǒng)的同時(shí)操作，體現(xiàn)產(chǎn)品的高性能。其采用納米或微米級(jí)別的產(chǎn)品。具有小巧性、耗能低、靈活性強(qiáng)等特性，使其在社會(huì)生產(chǎn)、生活、軍事、科技研究等方面得到了廣泛地應(yīng)用，在今后很長一段時(shí)間內(nèi)成為支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大有力武器。

5.4 綠色化發(fā)展

任何大功率機(jī)器在使用工程中都會(huì)伴隨著污染的排放，而機(jī)電一體化綠色化發(fā)展是指在產(chǎn)品在生產(chǎn)及使用過程中不會(huì)出現(xiàn)對(duì)環(huán)境造成污染的情況，且當(dāng)產(chǎn)品到達(dá)無法使用階段時(shí)能夠被回收利用。隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸加強(qiáng)和國家“可持續(xù)發(fā)展”模式的提倡，機(jī)電設(shè)備一體化向著綠色方面的發(fā)展是必然趨勢(shì)。

6 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，機(jī)電設(shè)備一體化應(yīng)用前景十分廣泛，合理把握好其發(fā)展趨勢(shì)并加以運(yùn)用，對(duì)整個(gè)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展有很大的幫助和重要意義。而當(dāng)下如何才能降低能耗并提高生產(chǎn)效率仍是我們需要研究的重點(diǎn)。

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