機電一體化技術在工程機械上的應用

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摘要：在制造業中，機電一體化技術是一項十分先進的工程機械技術，其在工程機械中的應用得到了普遍的重視，其應用效果也得到了普遍的認可，極大提高了產品的制造水平，將原本人工或傳統機械的勞動用自動化來代替，因此使產品的質量、性能和可靠性等均得到大幅提升。本文就對機電一體化技術在工程機械上的應用做了簡要的論述。

關鍵詞：機電一體化；工程機械；趨勢

前言

機電一體化在工程機械中已經應用了很長一段時間，大大的提升了機械的自動化水平和整體運行效率。并且在新科技的推動下，機電一體化的發展逐漸朝著微電子的方向不斷發展，其核心電子裝置逐漸開始以微處理器為主，這標志著機電一體化在工程機械中的應用水平又有了新的提升。尤其是在工程建設中發揮主要作用的施工機械，更是對機電一體化提出了更高的要求。為了能夠更好的認識和了解機電一體化在施工機械中的應用，以下本文就對其相關問題進行探討分析。

一、機電一體化相關問題概述

機電一體化是科技不斷發展的產物，也是未來工程器械行業發展的必然趨勢，機電一體化體系是將機械運行與電子技術結合在一起，其可以實現機械運行的自動化，提高了機械運行的效率，也節約了工程的人力成本，給企業帶來了一定的經濟效益。隨著時代科學技術的不斷發展，還將添加新的內容，它的基本特點可以說是：機電一體化是從整體的觀念影響，運用機械傳動技術、自動控制技術、電子信息技術、傳感技術、電力技術、通信技術以及計算機編程技術等多種技術，根據優化組織目標指導系統功能目標的原則，合理布局各個單元，使各個單元功能化、有效化、簡單化以及成熟化，從而使整個系統達到最好的效果由此而產生的整個功能系統，就成為機電一體化的產品或機電一體化的系統、

作為目前最為先進的技術，機電一體化技術是我國科技發展最為典型的代表。機電一體化，大多數的人也將其稱之為機械電子學，該技術的應用可以提高機械運行的效率以及質量，其研發的意義十分巨大。機電一體化技術并不是簡單的一項的技術，其涵蓋了多項技術，涉及的專業非常廣，也正是因為如此，機電一體化技術具有一定的復雜性，同時也能夠反映出其先進性。機電一體化主要是將電子與機械有機融合，進而提高機械的運行效率。目前，我國大多數機械制造等企業都大規模的應用了機電一體化，其應用效果十分明顯。因為現階段，我國企業能夠完全應用機電一體化只是少數，因此機電一體化在我國的工程機械中的應用范圍還有待進一步擴大。

機電一體化技術涵蓋了多方面的內容，其中比較重要的有三方面，一是機械；二是電子技術；三是計算機。機電一體化可以說是現代計算機技術發展的產物，其應用推動了工程機械向著現代化的方向發展，其是以機械設備自身所帶有的功能為基礎，融合現代高新科技技術，能夠滿足不同類型的工程機械企業的需求。機電一體化因其復雜性，因此在運行時需要依據規范，確保每個應用環節毫無差錯。

二、機電一體化在工程機械中的應用

（1）數控機床

數控機床是機電一體化技術應用的成功典型，數控機床在經過多年的發展后，其控制精度更高、功能更豐富、操作更為方便、結構更合理，其結構的發展逐步趨向總線式、模塊化、緊湊型，且采用多CPU、多主總線的體系。在數控機床中采用開放性的設計可提高系統的層次性和兼容性，從而方便用戶的編程和設備的改裝、升級，為提高數控機床的智能化水平，通常會將在線診斷、模糊控制等技術引入到系統中，一旦機床出現刀具破損等故障或出現潛在性的故障時，即可通過在線診斷功能模塊反饋給操作人員，以便進一步采取控制措施，同時由于模塊化的設計使得系統可通過模塊的組合具備豐富的功能，且使控制操作更為簡便，一般通過一臺機床即可同時控制多臺機床，使其同時完成多個獨立的加工任務，實現多過程、多通道的控制。

（2）分布式控制系統

分布式控制系統是相對于集中式控制系統而言的，是通過一臺中央計算機對負責現場測控的多臺計算機進行控制和指揮，由于其強大的功能和安全性，使其成為當前大型機電一體化系統的主流技術。根據實際情況分布式控制系統的層級可分為兩級、三級或更多級，通過中央計算機完成對現場生產過程的實時監控、管理和操作控制等，同時，隨著測控技術的不斷發展與創新，分布式控制系統還可以對生產過程實現實時調度、在線最優化、生產計劃統計管理等功能，成為一種集測、控、管于一體的綜合系統，具有功能豐富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于維護和可擴展等優點，因此使系統的可靠性大幅提高。

（3）工業機器人

機電一體化技術在工業機器人中的應用算是應用領域的一個新階段，也是我國工業生產領域的高端科研項目。在第一代機器人應用的過程中，還只是初步的嘗試，只能嘗試進行簡單的重復運動，對于周圍的環境和作業對象缺乏適應性，并且靈活性欠佳。在改革到第二代機器人時，在技術上有所創新，利用了先進的傳感元件，能夠對于周圍的環境和操作對象進行簡單的判斷，并且能夠對動作進行信息反饋控制，已經展現出了智能的跡象，并且開始向實用化轉變。在第三代機器人研發時，機電一體化技術已經達到了爐火純青的程度，又稱為智能機器人，在感知功能方面比較靈敏，并且可以進行復雜的邏輯思維判斷和決策，在進行作業時，能夠獨立完成，這象征著機電一體化技術的應用邁入了新的臺階。

三、機電一體化在工程機械中的應用趨勢

目前一些推土機、裝載機、鏟運機等采用了電子控制的自動變速器，其能夠根據外負荷的變化情況自動改變傳動系統比，這不僅充分利用了發動機功率，提高了燃油經濟性，而且也簡化了操作，降低了勞動強度。為有效地防止翻車和斷臂事故提高作業的安全性，現代起重機上廣泛地采用了電子（微機）控制的力矩限制器。為實現無人駕駛，使工程機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業，還有些工程機械上設置了無線遙控裝置。

電子系統的可靠性是現代工程機械非常重要的一項性能指標。由于工程機械一般露天作業，其直接受到烈日的暴曬、雨霧、強風、塵埃等的侵襲，此外還受到強烈的振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾，工作環境非常惡劣，因此電子控制系統應滿足：能在-40℃～80℃的環境溫度下可靠、穩定地工作；抗老化，具有較長的使用壽命；密封性能好，能防止水分和污物的侵入；較好耐沖擊和抗振性能；較強的抗干擾能力，系統能在各種干擾下可靠地工作。

當然，在實際的工程施工中，所使用到的工程機械種類有很多，并且每種機械設備的作用和功能也各不相同，其結構組成也有很大不同。但其所使用的電器與控制裝置一般可以分為兩大類。第一類是車輛電器設備，基本上所有的自行式機械都會配備這種電器，其結構包括電源、起動機、點火系、照明及信號設備以及儀表等。第二類是電氣、電子控制裝置，其主要是為保證機械自動控制功能的實現。

四、結束語

科學技術的發展給我們的生活和生產都帶來了極大的便利，同時機電一體化技術也獲得了更高層次的發展，這種發展不僅僅局限在其本身技術的更新和提高上，很大程度上還取決于其應用范圍的擴展上，當前其在工程機械使用中的應用就很好地說明了這一點，本文就主要抓住機電一體化技術在工程機械上的應用，首先介紹了當前機電一體化在機械應用中的現狀，然后重點分析了機電一體化技術在機械應用中的實際應用，最后有介紹了機電一體化在工程機械應用中的前景。總之，當前我國在機電一體化技術應用到工程機械中已經具備了一些經驗，也取得了很高的成就，但是其中還是存在著不少的問題需要我們去完善，尤其是機電一體化的諸多發展前景也給我們的機電一體化工程機械應用提供了很好的研究方向。

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