機電一體化技術在機械工程中的應用分析

溫寶項

（六冶洛陽機電安裝有限公司，河南 洛陽 471000）

1 機電一體化技術的優點

隨著機電一體化相關技術的快速發展，機電產品的外觀更加人性化、功能更加強大、體積和重量更加輕巧、可靠性更高等。與傳統的機電產品相比機電一體化產品具有以下特點。

1）功能且適用性強。機電一體化產品最顯著的特點就是突破了原來傳統機電產品的單技術和單功能的局限性，將多種技術與功能集成于一體，使其功能更加強大。而且能適應于不同的場合和不同的領域，滿足用戶需求的應變能力較強。

2）精度高。機電一體化技術簡化了機構，減少了傳動部件，從而使機械磨損、配合及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用計算機檢測與控制技術補償和校正因各種干擾造成的動態誤差，從而達到單純用機械技術所無法實現的工作精度。

3）安全性和可靠性高。機電一體化產品一般具有自動監控、報警、自動診斷、自動保護、安全聯鎖控制等功能。這些功能能夠避免人身傷害和設備事故的發生，提高了設備的安全性和可靠性。

4）操作簡單。機電一體化產品采用計算機程序控制和數字顯示，具有良好的人機界面，減少了操作按鈕及手柄，改善了設備的操作性能，減少了操作人員的培訓時間，從而大大簡化操作。

5）柔性良好。所謂柔性，即可以利用軟件來改變機器的工作程序，以滿足不同的需要。例如，工業機器人具有較多的運動自由度，手爪部分可以換用不同的工具，通過改變控制程序改變運動軌跡和運動姿態，以適應不同的作業要求。

2 工程機械中機電一體化技術的具體應用

1）工程機械設備的節能應用。傳統工程機械設備各功能模塊協調性相對較差，整合程度有待提升，直接影響了設備運行效率，存在不同程度的資源浪費現象。現代工程機械中機電一體化技術的應用，通過各類新型電子節能裝置，有效提高了挖掘機、碾壓機等工程機械的能源利用效率，節約能源資源，促進社會持續健康發展。同時也能大幅提高工程機械的安全性及運行效率，各功能模塊處于協調運行狀態，降低機械磨損，機械操作更為簡便。機電一體化技術具有高精度特征，促使機械工作精準度得以有效提升，例如在混凝土攪拌設備中裝設電子稱量系統，不僅能夠自動稱重，也保證了后期混凝土攤鋪 質量。

2）工程機械運行狀態及故障監控應用。現代工程機械的構成相對復雜，對于其使用性能及運行管理提出了更高的要求，應加強設備運行狀態的檢測，以保證設備正常作業。機電一體化技術實現了在設備運行過程中的自動檢測，綜合利用控制技術、電子技術等構建遠程監控系統，全面實時監控各個子系統，包括工作裝置、發電機等功能模塊，進行全方位動態監測。一旦出現檢測異常狀況，通過相關裝置進行自我診斷，精準確定工程機械故障具體位置，并利用自動報警系統發出警報，操作人員根據診斷結果進行故障排除，恢復設備正常平穩運行。在具體實踐應用過程中，自動檢測節省了大量的人力、物力資源，不僅減少停機時間，也降低了故障檢測費用，大幅提升設備運行效率。

3）工程機械自動化作業中的應用。在工程機械領域中自動化技術應用日益普及，現代工程機械對于自動化作業的需求不斷增加，機電一體化技術進一步提高了設備自動化水平，實現全自動化或半自動化作業，減少人工操作，從而有效降低此方面成本投入。在傳統操作模式中，不可避免的存在人為操作失誤或疲勞操作現象，機電一體化技術能夠有效解決此類問題，運行效率更高且具有良好的作業效果。傳統工程機械的主要以人工操作為主，工藝相對簡單，在工程測量、數據統計分析等方面可能會存在一定誤差，進而影響工程整體質量。在工程機械中應用機電一體化技術最大限度上保證了工程精度，實現測量環節自動運行，通過計算機對數據進行分析處理，減少數據統計、計算誤差，優化工程機械效率，降低施工人員勞動強度。

4）優化柴油機控制。現階段工程機械動力核心通常采用柴油機，以滿足機械功率的要求。在發動機最低油耗及排放質量之間存在結構性矛盾，為提高設備使用性能，應合理調整平衡兩種參變量。傳統柴油機優化方式主要是以控制發動機燃油耗率為主，雖然總體排放物有所改善，但是其濃度等級處于升上狀態，因此，在優化燃油耗率的同時，應綜合考慮排放濃度，以達到最低排放等級。機電一體化技術通過采用電子油門控制裝置、電子調速器、電子油門控制裝置、自動升溫控制裝置以及自動等級裝置等，根據實際情況選擇最佳噴油定時，以滿足經濟指標及排放指標，在優化柴油機動力性、經濟性的前提下，降低運行過程中的排放污染。

3 工程機械中機電一體化技術的發展趨勢

1）高性能化。機電一體化技術應用在機械工程中的相關機械設備能夠在穩定性、速度及精準性等方面都能有較為快速的發展，就可以被稱之為機電一體化技術的高性能化。同時往后機械的生產方向也是也可以是模塊化的，因為對模塊化的生產技術進行的充分利用，就可以在設備發生故障時，最需要簡單的更換模塊就可以將維修完成，使得機械設備整體的檢修效率能較大程度的進行提升。所以這種高性能化且維修簡易化的機械工程設備，在未來機電一體化中勢必會成為相當重要的發展趨勢。

2）網絡化。互聯網的快速發展，促進了相關數據信息傳播、傳遞速度的提升。借助局域網和現場總線，許多家用電器、家用設備逐漸實現了網絡智能化。在網絡化發展的環境下，機電一體化技術在機械工程中的應用逐漸朝著網絡化方向發展。網絡信息技術在機械設備管控中的有效融合，促進了機電一體化在機械工程中的網絡化。機電一體化技術依托網絡和信息技術，能對相關機械設備實現有效遠程操控，對提升生產效率和節省人力資源成本有重要的作用。

3）綠色化趨勢。綠色發展是當前我國各行各業的主要發展理念，各行業要想有更加廣闊的發展空間，順應社會的發展，就應當提倡綠色化。雖然當前我國的經濟水平顯著提升，但是，不可否認，對生態環境也造成了巨大的破壞。在這一社會現狀下機電一體化產品也要落實綠色化發展，實現在利用機電一體化技術開展各種產品的生產工作時，要避免各種資源的浪費以及對環境的污染。并且在各種產品投入使用后，也可以對產品進行回收再利用，通過這種手段在本質上減少資源浪費等不良現象的存在。

4）智能化。機電一體化技術依托信息技術、科學技術，有效促進機電產品生產的智能化。從機電產品的生產過程看，機械工程產品模仿人的知覺系統，能對一些較為基礎、簡單的問題進行針對性解決方案的設計。另外，智能化監控機械工程設備的生產也是機電一體化技術應用于機械工程的必然趨勢，其能對機械工程設備生產過程進行有效的智能化監控，融合神經網絡技術等高新技術，進一步開拓智能化機電一體化技術在機械工程中的應用范圍。

5）模塊化。在當前，社會中機電一體化技術由于受到電子技術系統化以及標準化等各種問題的影響，加強對其有效應用，將會最大限度地提升產品的生產質量和效率，并且在結束生產或將會在第一時間匹配產品中的各種關鍵零部件。因此，在以后社會快速發展的背景下，機電一體化技術會向著模塊化的方向進步。

4 結束語

綜上所述，現階段，我國機電一體化技術在各個行業均有涉及，尤其是工程機械領域。新時代，人們需要深入研究機電一體化技術，借助機電一體化技術的優勢，推動工程機械領域的不斷創新和變革。