試析機電一體化系統在機械工程中的應用

張冠龍

摘 要：機械工程在生活中經常會被應用，這是科技發展的表現，現代化的機械工程是將機械學、電子學等學科結合在一起，將機械工程進行了創新，如果沒有將機械工程進行創新，機械工程是無法與時代的發展相適應的。機電一體化已經被逐漸的應用，機電一體化可以提高機械設備的使用性能，對工程是十分有利的。本文就是對機電一體化系統在機械工程中的應用進行研究，讓機電一體化為機械行業的發展做出貢獻。

關鍵詞：機電一體化；機械工程；應用分析

經濟在發展，社會在進步，這些方面的提高都與科技的發展脫離不了關系，尤其是機電一體化的發展，讓機械工程得到了迅速的發展，機械工程之會所以與機電一體化結合，是因為機械設備的應用是離不開機電一體化的，機電一體化是時代發展的趨勢，如果沒有將機電一體化運用到機械工程中，機械工程就不能更好的為人類服務。

一、機電一體化的簡單闡述

機電一體化已經被很多的國家所運用，機電一體化自身的特點決定了機械工程的發展，機電一體化就是機械的自動化，機電一體化已經作為了一種非常重要的學科在大學中開設，而且這一學科已經成為了新型的交叉學科，將機械學、電子學、信息學等學科結合在一起，優化了機械設備的性能，是一種新型技術。有很多人對這一技術還不是很了解，機電一體化技術主要包括兩個方面，一方面是機電一體化技術，另一方面是機電一體化產品，機電一體化技術與機電一體化產品構成了機電一體化的主要內容，機電一體化技術是核心，為機電一體化產品服務，主要是從機械工程的整體出發，將機械工程技術發展為全方面的綜合性的技術，為讓機電行業得到了迅速的發展。要想讓機電一體化技術更好的為機械工程服務，就要將以下技術發展好：

1）機械本體技術

機械技術是整個機械系統的核心性技術，機械技術自身的特點有減輕重量、提高精度和改善性能的作用機械本體的技術性能與機械的重量有著緊密的關系，如果想要將機械本體的重量減到最小，就要將機械中的金屬材料替換，將非金屬復合材料應用在機械工程中，這樣就可以提高整個機械本體的使用性能，提高機械的使用效率，降低能源的消耗，完善機械本體技術，更好的為機電一體化服務。

2）信息處理技術

信息處理技術是機電一體化產生的基礎技術，信息化的發展讓很多的領域都迅速的崛起，人們對機電事業的發展也越來越重視，大型工程是離不開機械設備的，于是就產生了機電一體化。機電一體化為機械設備的使用提供了便利，這一系列的發展都離不開信息處理技術，信息處理技術的使用提高了機電的穩定性，讓機電變得更加安全可靠。

3）軟件技術

軟件技術是機電一體化的重要組成部分，如果沒有軟件技術，機電一體化是不會得到使用的。機電一體化中的硬件要與軟件相協調，機械工程中軟件的標準化可以提高機械工程使用效率。軟件的標準化主要包括兩點：程序模塊化和標準化，機電一體化是通過軟件進行控制的，如果軟件程序不符合標準，那么機械設備就無法達到標準，對機械工程有著嚴重的影響。

二、機電一體化的發展趨勢

機電一體化應該是向著以下方向發展的：

1）自律分配化系統方向

自律分配化系統是需要機電一體化達到一定的程度才能使用的，對其要求很高。自律分配化系統在運行的時候是獨立運行的模式，互不影響，但其本身也具備足夠的自律性，當外界環境發生變化時，他們也隨之發生相應的變化以適應外界的變化。這一系統的特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總體的指令條件下，每個子系統的“行動”都可以有所改變。這一特征，既避免了因為某一子系統的故障而使得整個系統癱瘓，在很大程度上增加了系統的柔性。

2）全息系統化方向

所謂的全息，即指全方位呈現，在將來的機電一體化發展中，其“全息”的特點將會越來越明顯，機電一體化將從不同的角度使得“指令”得以準確執行，智能化發展是一大趨勢，而這一發展趨勢則主要得益于信息技術和模糊技術的高度發展。

3）光機電一體化方向

機械電子工程，是光機電一體化的別稱，它是機械工程與自動化的一種，相對于傳統的機電一體化技術，光機電一體化引進了光學技術，充分利用光學技術的特點，進一步改變優化機電一體化系統中的傳感系統、信息處理系統、能源系統等各子系統。

三、機電一體化在機械工程中的應用

隨著我國經濟的不斷發展，現代工程施工的規模及難度也在不斷的加大，這在某種程度上要求工程機械具備良好的性能，其自動化的程度也將直接影響到工程施工的質量及經濟效益。因此要在工程機械領域引進機電一體化技術，其應用范圍主要包括以下幾個方面：

（一）監督控制作用

電子監控系統，作為機電一體化系統中的重要組成部分，其對工程機械的發動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等運行狀體進行監控，在機械工作當中一旦出現異常，電子控制系統能立即的觸發報警系統并且準確的找出故障的所在位置，進而減少相關事故的發生，與此同時，也方便工作人員及時的檢修和排除故障，極大地提高了工作效率，降低了不必要的經濟損失。

（二）節能降耗，提高生產效率

相對于傳統的柴油機能源利用率低，電控系統能夠充分有效的發揮柴油機的輸出功率，使柴油能夠盡量完全燃燒、凈化排氣。為減少柴油機的能量損失，采用電子控制技術，根據負荷條件自動調節柴油機的油門，以此來增大能源的利用率。例如：日本小松公司挖掘機采用新型的節能控制器（OLLS系統），燃氣可節省23%，同時機械的使用功率的利用率可達到98%之高，而這主要得益于其采用的卡特電子效率控制系統。

（三）提高作業精度

在工程機械設備上引進電子控制系統，不僅可以使稱量自動化，而且還可以使稱量變得更為精確，從而有效的避免了人工稱量效率低、誤差大的特點，進而使得成品的作業精度得到明顯的提高。例如：在商品混凝土廣泛普及的今天，許多的商品混凝土拌合站都在混凝土拌合設備上采用了微電控制的電子稱量系統，并使計量過程實現了自動化，電子稱量系統的引用，保證了混凝土的絕對配合比，極大的提高了混凝土的質量。此外，在瀝青混凝土攤鋪機上應用自動找平系統，使瀝青攤鋪質量得到了明顯的提高，路面的平整度可達到0.127m/3m。

（四）作業過程的自動化或半自動化

工程機械實現自動化或半自動化，不僅可以減輕操作者的勞動強度，提高生產效率，還能有效的降低作業的安全系數。例如，日本三菱公司的挖掘機設有挖掘軌跡控制系統，操作人員在控制板上設定好鏟斗的運動軌跡形狀之后，微機控制系統能夠根據各種角度傳感器的信號，自動控制動臂、斗桿和鏟刀的運動，實現各種形狀和斷面溝槽，斜面的準確開挖，從而使挖掘工作實現了自動化，同時也降低了人工開挖的危險性。

四、結論

機電一體化在工程機械方面的應用越來越廣泛，其使用價值也越來越高，機電一體化正逐步成為機械領域的發展方向，同時也為傳統的機械行業帶來了新的發展空間。

參考文獻

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