工程施工機械中的機電一體化探討

彭偉偉

摘 要：機械工程發展關系著社會經濟的發展，是國家發展的核心動力源泉。雖然經過多年發展，我國機械工程取得了巨大進步，但是與世界先進水平尚有不小差距，自身仍然存在不少問題，尤其是在機電一體化應用方面還處于起始階段。利用機電一體化系統，使得我國機械工程的生產效率大為提高、產品質量穩定可靠，同時還有效降低了生產成本，進而提高我國機械制造業的競爭力。

關鍵詞：機電一體化系統;機械工程;應用要點

1 機電一體化的含義以及內容

機電一體化是把信息技術與電子工程技術等現代技術成果充分運用到機械工程領域，為機械工程的發展提供更智力與技術支持的一門新型技術成果。機械工程技術充分融合了現代信息技術成果而發展起來的一門新的技術，將信息技術作為機械工程技術發展的重要支持與平臺，是機電一體化的重要特征。主要是以微電子技術為代表的現代信息技術與傳統的機械工程技術充分融合，通過軟件平臺把機電技術的功能與成果充分展示出來，從而發揮其價值。這不是簡單的學科和技術的疊加，而是通過有機的結合將各項技術的最新成果充分發揮出特色與優勢，為現代機電一體化技術的發展提供良好的平臺與保障。

2 機電一體化應用的必要性

2.1 提高施工效率

在機械設備剛剛開始投入到建筑施工領域的時候，節省了大量的人工。但是由于發展還不夠成熟，在技術方面受到了很大的限制，所以消耗了大量的能源，增加了成本的支出，大量的工程機械都沒能夠得到充分利用，導致了工程在效益方面和成本方面有很大的懸殊，利潤低下。在建設施工的整個過程之中，機電一體化技術中的老式液壓挖掘機，有超過一半以上的燃料是完全被浪費掉的，只有很小的一部分燃料是被真實利用了的。而在機電一體化技術應用的后期，能源消耗方面有了很大的改進和提高，效率方面也有了顯著的提升。例如“卡特電子效率節能控制系統”，這一項系統可以有效地對發動機和泵進行綜合協調控制，不但可以節省大量的燃料，還可以很好地提高液壓挖掘機的性能，使它充分發揮作用。

2.2 優化柴油機

在柴油機行業，能夠在提高柴油機的經濟性的同時還可以降低污染物的排放，這一直是整個行業追求的目標。而柴油機技術的發展中面臨的一大難題就是，如何在保證發動機質量的前提下把耗油量也降到最低，想要讓這二者能夠達到最大的平衡，之前的做法就是把重點全都放在燃油的耗油率上，從最后的排放物來看是有一定的效果的。雖然把發動機的耗油量給降到了最低，但同時排放物的濃度也增加了，所以，還是要在降低發動機耗油量的同時降低排放物的污染等級，以前那些比較傳統的供油方法早已經滿足不了現在的需求。而在現在，科學技術的發展已經彌補了這種不足，不管是采用電子調速器還是電子控油裝置，柴油機都可以自動優化，既可以達到良好的經濟效益，還可以降低污染物的排放，這也是柴油機行業在技術領域的一大進步。

2.3 提高工程機械的精準度

在很大程度上，一個工程的質量好壞要取決于建筑工程機械的精準度。采用了機電一體化技術之后，建筑工程機械大多可以實現半自動化或者是全自動化，這也就在很大程度上降低了人力成本的投入，同時還可以提高機械的精準度。如果在建筑施工的過程采用人力來進行混凝土拌合，配合比經常會出現不準確的狀況，這樣混凝土的質量也就沒有辦法達到施工的要求。而如果是采用機電一體化技術來進行操作的話，它的配合比也很容易控制，這樣結果也會更加精準，施工的整體質量也會得到保證。

3 機電一體化的應用

3.1 數控機床的應用

在機電一體化技術的應用中，數控機床是基礎而且主要的平臺與載體，經過多年的開發與改進，在功能實現和操作性能的精準方面都有了明顯的提升。特別是隨著信息技術的應用更是如虎添翼，主要表現：第一，數控機床基本已經實現了信息化、模塊化，多數能夠通過CPU和主部線等朝著集成化的方向發展;第二，硬件設備的標準化生產程度更高，總體系統的擴展性能和兼容性能有了新的突破;第三，大容量的存儲器與軟件，使數據技術有了新的突破，可以同時支持多過程同時運行，極大提升了生產效率;

3.2 保證施工進程

現在的很多建筑工程都會應用電子控制的自動變速器，因為它可以根據外界的具體負重情況來改變傳動系統的傳動比，這個特點對于提高機械設備的能源利用效率是有很大的幫助的;另一方面，發動機的功率也得到了充分的發揮。相關的工作人員也就可以更加簡單地來進行操作，節省了大量的人工勞動力。更重要的是，它還可以防止各種各樣的機械事故，更好地保證了機械運轉過程的可靠性和安全性，建筑工程的工作環境一般都比較惡劣，也比較復雜，如果是全部采用人工的話，很容易出現各種各樣的事故，施工人員的安全也沒辦法得到保障。但是現在很多工程都會采用機電一體化技術的無人操控，可以有效提高工作的安全性，規避事故的發生。另外，惡劣的天氣也不會影響施工的進程，保證了施工的質量。尤其是現在的機電一體化技術發展較快，基本上可以滿足現代建筑施工的需要。補足人工操作的缺點，更好地完成施工。

3.3 計算機集成制造系統的應用

計算機集成制造系統是信息技術在機械工程領域運用的另一大成果。這種集成不僅是把各個系統功能的簡單疊加，而是通過全局進行優化配置，重新進行排列組合，實現總體上的集成。通過整體工作中設計、生產、管理等多個環節和系統的重新組合，實現對生產過程的總體控制和資源的優化配置，進而發揮出各個流程的最大功能;③柔性制造系統。柔性制造系統是指以計算機應用技術為基礎與平臺，將自動化、智能化等先進技術充分融合，并結合產品生產、加工、管理、信息技術等優化集成。同時與庫管系統自動化技術等配合，以實現生產制造系統的整體優化，從而減少時間、空間對生產經營活動的限制與影響，并且進一步提升產品的生產、運輸和管理的效率，有效控制成本，實現企業的效益。

3.4 半自動化與自動化機電一體化技術的應用

工程機械達到減輕工作量、降低勞動強度的目的可以通過實現半自動化及自動化作業達成。引入自動化技術可以最大限度地規避異常問題，確保精度。舉個例子來說，某些廠家在挖掘機生產方面，選擇應用挖掘軌跡控制系統等類型的自動化系統，預先設定好鏟斗運行軌跡，并利用計算機技術或者微機控制進行直接操控，如自動化地控制鏟刀與動臂桿的運行效率，以便更好地提升作業準確率。

4 結束語

隨著經濟的發展，建筑工程機械和機電一體化技術都在不斷發展，相信在不久的未來，機電一體化技術在建筑施工領域的應用會更加廣泛。而它的應用主要還是表現在3個方面，第一個方面就是智能化，第二個方面是模塊化，最后一個方面就是綠色化。建設施工也應朝著降低人力勞動成本、提高效率的方向發展。

參考文獻

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