機電一體化在工程機械制造中的應用

宋廣卓

摘要：作為工程機械制造行業發展的主流方向，機體一體化深受科技推動作用的影響其技術體系日趨完善，被廣泛應用于工程機械制作領域，不止大大提高工程機械的運行效率，更節約大量勞動力。同時，機電一體化標志著工程機械制造行業步入全新發展階段，意味著工業機械與科學技術間相互融合。本文以機電一體化為切入點分析其技術現狀及工程機械制造應用的必要性，就提出具體的應用要點及發展前景進行深入探究，旨在為相關從業人員積累更多的工作經驗。

關鍵詞：機電一體化；工程機械制造；應用要點

即便我國工業化起步相對較晚，但是于改革開放初期我國大力推動工業化發展，強調實現由農業大國向工業大國轉變的發展目標，促使工業自動化發展水平迅猛提高，造成國家工業化發展進程早已達到預期目標。同時，伴隨我國企業日趨重視信息通信技術研發，信息技術及信息化系統建設深度不斷擴大，軟件工程、通信、控制及信息等方面技術間相互融合，機電一體化為工程機械制造行業注入全新動力[1]。目前我國機電一體化向安全化、智能化及綠色化方向發展，其涉及領域日趨廣泛，對于國家工業化發展進程的影響更為深遠，而應用成效出現說明機電一體化研究范圍逐步深入。鑒于此，本文針對工程機械制造應用機電一體化的研究具有重要的現實意義。

1.機電一體化的概述及發展現狀

一般說來，機電一體化指機械技術、信息技術、計算機技術及微電子技術相結合所形成的全新綜合性技術。自上個世紀70年代我國投入機電一體化技術研究以來，深受自身國情的影響，造成機電一體化技術發展進程緩慢，直至步入21世紀我國經濟水平不斷提高，科學技術日趨成熟，一定程度上加快機電一體化技術的發展進程[2]。同時，信息技術大力發展推動機電一體化技術的進步，為工程機械性能提供強有力的技術支持。目前我國工程機械處于發展關鍵階段，尤其是機電一體化技術引進，促使工程機械制造技術實現以電子控制、液壓及機械為典型代表的綜合型技術模式。

同時，綜合型技術模式不止能明顯增強工程機械的性能，更確保工程機械使用時的安全性、可靠性及經濟性。現階段我國工程機械制造系統中機電一體化技術往往采取以微電子處理器為核心的作業模式，著重強調工程項目中不斷優化各種系統裝置，全面總結處理現存問題。從社會發展的角度來看，深受科學技術進步及國民經濟發展的影響，促使我國工程機械應用領域日趨廣泛，為一體化與智能化發展提供科學指導[3]。目前我國以微處理器或微機為核心的電子控制裝置被廣泛應用于現代化工程機械制造領域，尤其是電子控制技術，例如：平地機或攤鋪機找平自動化、攤鋪機自動供料、柴油機電子調速及挖掘機優化電子功率等。

在科學技術水平不斷進步的大背景下，工程機械制造的性能要求日趨嚴格，促使電子控制裝置被廣泛應用于工程機械制造領域，造成工程機械結構更為復雜，而伴隨我國進口及國產工程機械保有量不斷增多，如何妥善管理價格昂貴的工程機械確保其發揮最大效率，是工程建設部門所面臨的主要挑戰。同時，研究機電一體化應用于工程機械制造無法脫離研究工程機械性能問題，而社會發展進程中工程項目逐步實現機械化施工目標，一定程度上提高工程建設效率，節約大量的勞動力成本[4]。為了增強工程機械的性能大幅度提高其運行效率，除研究工程機械制造自動化及智能化問題外，必須充分發揮電子控制系統的作用。

2.工程機械制造應用機電一體化的要點

2.1數控機床

作為工程機械應用機電一體化最為典型的案例之一，數控機床技術深受機電一體化發展進程的影響出現質的飛躍，具有控制精度高、操作便捷、功能豐富及結構合理等鮮明特點，并且數控機床結構日趨緊湊化、模塊化及總線型，普遍選擇多主總線或多CPU體系。同時，數控機床中開放性設計一定程度上增強系統層次性及兼容性，便于用戶進行編程實行設備改裝升級[5]。通常情況下，系統中可引進模糊控制或在線診斷等方面技術，有利于增強數控機床的智能化水平，而在線診斷功能基本實現實時向操作人員反饋機床中可能出現刀具破損等系列故障或潛在性故障，便于結合故障實際情況及時采取相應的處理措施。

2.2實時監控

通常情況下，實時監控功能是機電一體化系統應用于機械工程制造的具體表現，而相較于現有的技術，傳統機械工程技術相對落后，無法實現實時監控操作過程，造成機械工程總體治療難以得到有效控制，甚至無法保證操作人員的生命安全。由此可見，工程機械制造應用機電一體化技術能切實解決上述問題，充分發揮執行、傳動及制動等環節的作用實現實時監控。一旦生產過程出現問題或故障則系統發出預警定位故障具體位置，便于全面分析問題結合具體故障得出相應的解決方法，進一步保證工程機械制造的安全性，大大提高工程機械制造的作業效率，節約更多人力物力。

2.3保證精度

工程機械制造應用機電一體化系統對于保證工程質量提高工程精度具有不可比擬的積極作用。從傳統機械工程角度來看，其工藝相對簡單且往往屬于人工操作，尤其是計算、數據統計及工程測量等環節誤差問題頻發，難以保證機械工程總體質量。由此可見，工程機械制造應用機電一體化技術不止能大大提高工程數據測量的精確程度，更有利于實現工程機械自動化測量目標，最大限度消除數據計算及數據統計所引發的誤差，為保證機械施工質量及精確程度提供強有力的支持。除保證工程機械制造精度以外，明顯提高工程機械制造的工作效率，一定程度上減輕施工人員的勞動強度。

3.機電一體化技術的發展前景

一般說來，智能化指機器行為的描述，以控制理論為基礎將混沌動力學、生物學、心理學、模糊數學、計算機科學、運籌學及人工智能相結合模擬人類智能促使其具有邏輯思維、判斷推理及自主決策等能力，以達到追求更高控制效果的目標。同時，微型化指機電一體化向微觀領域及微型機器發展的主流趨勢，而國際領域泛稱為微電子機械系統（英文簡稱MEMS）泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，主張其向納米級及微米級轉變。由此可見，微機電一體化產品具有靈活性、耗能低及體積小等鮮明特點，被廣泛應用于信息、軍事及生物醫療等領域，其應用優勢不可比擬，而阻礙微機電一體化發展的瓶頸為微機械技術，其產品加工無法脫離精細加工技術的支持，即超精密技術，可細分為蝕刻技術及光刻技術。

4.結語

通過本文探究，認識到機電一體化占據工程機械制造極其重要的作用及地位，不止大大提高工程機械的運行效率，更節約大量勞動力，是工程機械制造行業的主流發展趨勢。因此，相關技術人員以實現工程機械制造自動化及智能化為前提條件，不斷提高機電一體化的技術水平，加快機電一體化技術的發展進程，進一步提高機械制造的工作效率，為推動工程機械制造技術水平可持續性發展提供強有力的支持。此外，地方政府及相關部門必須重視培養機電一體化專業人才，向機電一體化技術研究提供源源不斷的人才補給。

參考文獻：

[1]成靜靜.簡述機電一體化在工程機械中的應用[J].現代職業教育，2017（34）：230.

[2]劉宗寶.機電一體化技術在工程機械中的應用[J].工業技術創新，2016，03（04）：827-830.

[3]劉貴昌.機電一體化在工程機械中的應用分析[J].黑龍江科技信息，2015（25）：113.

[4]母傳榮.關于機電一體化在工程機械中的應用[J].化工管理，2015（24）：53.

[5]張良秀.機電一體化在工程機械中的應用分析[J].黑龍江交通科技，2014，37（10）：177.