機電自動化在現代工程機械制造中的應用

韓加福 黑龍江省中能控制工程股份有限公司

在我國國民經濟發展過程中，工程機械制造水平直接關系國家的工業化程度，影響整個經濟市場的發展質量。其中，將機電自動化技術應用于工程機械制造業，能夠顯著提升工程機械制造的質量與效率，保障工程機械制造市場的穩定發展。因此，需深入把握機電自動化技術的應用特點與應用價值，在有效融合機電自動化技術理念與現代工程機械制造產業發展需求的基礎上，構建完善的工程機械自動化制造體系，最終促進工程機械制造行業的可持續健康發展。

一、設計原則

出于自動化系統質量考慮，該系統設計要遵從效率原則、精度原則、穩定原則三大原則，各原則具體內容如下。1）效率原則。效率原則指的是系統響應速度，在機電一體化系統運作中自動化控制系統應盡可能快地根據現實情況生成指令，同時保障機械手、運輸小車等設備也盡可能快地執行指令，這樣自動化的上、下料環節才能有效率地完成，且如果遇到異常也能及時應對，避免異常情況惡化。因此，該系統需遵循效率原則進行設計。效率原則下，該系統的響應速度要保持在1s～3s（遭遇異常情況時，響應速度從3min 之后算起，區間同樣是1s～3s），越快越好。2）精度原則。在自動化的上、下料環節中，如果控制系統不能精確識別機械手臂、運輸小車的位置、移動等信息，則很可能出現誤判、誤動等現象，這必然導致該環節運作出現質量問題。如果機械手臂在自動化控制系統控制下未能復位到標準位置，則其在抓取時就不能抓取標準位置的物料，導致該環節受阻后無法正常運作。因此，該系統設計要遵從精度原則，以免不良事項的發生。3）穩定原則。如果該自動化控制系統表現良好，則其將投入實際應用。當其在長期應用中出現了異常，就會導致系統不穩定，反復發生異常情況，這也是該系統質量低下的表現，如在應用中經常受到信號干擾，使得系統響應速度、精度時好時壞。因此，該系統必須遵從穩定性原則進行設計，至少要保障系統能夠在常規干擾環境中正常運作。

二、機電自動化在工程機械制造中的應用價值

在工程機械制造過程中，機電自動化的最大應用價值在于能夠實現針對機械制造全過程的精細化管理，這使因人為管理不當所致的各種設備故障得到充分預防，有助于確保工程機械制造作業的持續穩定進行，并提升工程機械制造企業的生產效益。首先，依托機電自動化技術能夠實現工程機械制造機電設備的自動開機與關機，幫助生產人員科學控制生產實踐。同時，在機電自動化技術應用視角下，可圍繞機械制造機電設備構建完善的故障預防機制，通過實現機械制造運行故障的及時預警幫助管理人員快速做出反應，減少設備故障對生產作業的影響，最終確保生產企業的整體效益。其次，構建機電自動化控制系統時，可借助參數設置控制整個設備系統，而當系統出現異常參數時，可通過自動化預警實現對常見故障的有效預防。另外，機電自動化系統包含自動記憶功能，這意味著當故障發生時，系統能夠自動進行處理，進而避免因人為反應不及時所致的設備損壞。最后，在傳統設備管理過程中，即使企業會根據設備管理需求制定系統的監控體制，但仍不可避免會出現一定的設備故障，對此，應用機電自動化技術能夠實現對設備的全過程、不間斷管理，不僅可大幅節約管理人員的時間和精力，同時也減少了不必要的企業成本，有助于推動工程機械制造企業的健康持續發展。

三、優化機械自動化技術與制造的建議

（一）加快機械制造行業人工智能化的應用

當今時代是一個互聯網時代，機械自動化設計與制造發展領域面臨著新挑戰、新機遇。我國機械制造企業應摒棄既往傳統觀念，及時更新觀念，抓住時代新機遇，在機械自動化設計與制造中加入人工智能研究，加強對當今互聯網技術的研究力度，合理結合機械自動化技術與人工智能技術，在機械設備的程序運行、圖像設計與產品制作中將智能化的機械自動化技術所具有的功能全面發揮出來，實現我國機械制造產業向生產自動化與現代化轉變。

（二）設備故障診斷

在設備故障診斷方面，借助自動化控制系統能實現對設備運行參數的全面監控。一旦參數出現異常，系統就能夠精確分析設備的故障種類和故障位置，并幫助維修人員以最及時的處理手段進行控制。其中，通過應用機電自動化技術，能夠在盡可能少破壞設備結構的基礎上系統地評估設備的運行情況，如設備的承受應力、強度以及設備的可靠性等。同時，依托于監控系統分析與設備故障有關的數據信息，掌握設備故障的產生原因，在建立設備故障模型基礎上給出最佳處理方案，最終實現對設備故障的精確化維修。此外，當設備出現故障后，機電自動化控制系統能夠隨時記錄設備的參數情況，這使得整個設備故障從產生到維修的數據均能夠得到妥善記錄，有助于在數據庫技術的支撐下實現對常見工程機械制造設備故障信息的分析處理，并形成完善的設備故障預防體系，最終不斷提高管理人員的設備故障防范水平。例如，當前我國工程機械制造過程中已經使用了智能化的專家系統，能夠精確捕獲設備的運行狀態信息，并實現對設備運行過程的全面監控，最終可顯著提高工程機械制造設備的可靠性、穩定性和安全性。

四、結語

綜上，文章進行了機電自動化控制系統的一體化設計，在上、下料機電一體化系統基礎上提出了相關設計方案。該設計方案根據設計思路，遵從三大原則提出，共分四層展開設計，設計后可得機電一體化自動化控制系統，筆者對該系統進行了測試，結果顯示該系統可投入實際應用。同時，該系統具有良好的人工控制模式切換機制，說明該系統可操作性強，在實際應用中能實現良好的人機交互。