機電一體化在工程機械制造的應用

魏世新

一、機電一體化是由計算機技術、信息技術、機械技術、電子技術、控制技術、光學技術等相融合構成的一門獨立的交叉學科

計算機和微電子技術的發展直接促進了機電一體化生產時代的到來，在機械制造中應用 PLC 技術可以最大程度地減少勞動成本，提高機械制造和機電一體化生產效率，最終促進機械工業產品結構、技術結構和生產方式的升級。對機電一體化進行分析，具有重要的現實意義。

二、工程機械制造中的機電一體化應用

1.機電一體化在生產中的運動控制

PLC 系統的組成主要包括硬件結構、軟件結構、現場拓展結構，PLC 機電一體化生產系統中的應用主要依靠各個部分的組合作用，使控制性能充分發揮。PLC 進行輸出和輸入模塊設計時，為方便進行模塊的替換，要配置相似的模塊。

PLC 對設備連接主要是利用遠程的 I/O 柜，并且系統的備用容量要達到一定標準。開關量 I/O 模塊實現對執行機構和位置傳感器的連接，選擇專用的控制模塊對直線運動或圓周運動進行有效控制。從目前的生產狀況來看，PLC 的生產廠家對 PLC 的運動控制功能格外的重視，在具體機械制造過程中，機器人、壓縮車和裝配機械等十分重視對 PLC 運動控制的應用。

例如：環衛產品中的垃圾壓縮車，在裝載垃圾時的裝載過程：在刮板反轉，刮板接近開關感應到刮板到位后，會給PLC一個電信號，使處理器進行下一條指令，即滑板下行。當滑板下行接近開關感應到滑板到達位置后，給PLC一個電信號，執行刮板正轉，兜住垃圾。其一：當刮板壓力達到設定值后，壓力傳感器傳出電信號，執行滑板上行往大箱裝填垃圾指令，實現安全保護作用。其二，如果壓力沒有達到預定值，刮板繼續正轉，當刮板接近開關感知刮板到位后，通過PLC執行滑板上行裝填指令，完成一次壓縮裝填循環。

2.實現機械自動作業

信息時代下，自動化及半自動化作業是機電一體化技術發展的重要方向。通過機電智能技術的控制，工程機械的自動化程度不斷提升，從而實現了工程生產效率的有效提高。例如：環衛產品中的垃圾壓縮車，實現了裝填、壓縮、轉運為一體的自動化設備。

3.完善機械監控系統

傳統機械制造過程中，機械監控系統的設計較為欠缺，一方面，部分機械設備沒有進行監控裝置的設計和應用;另一方面，僅有的監控系統較為滯后，其監控內容的全面性和精確性有待加強。而機電一體化技術引入以后，工程機械制造中的監控功能得到了有效加強。具體而言，在信息技術、傳感器技術和信號變換技術的支撐下，機械生產人員可以對傳動系統、執行裝置、制動系統以及液壓系統進行動態化的、全方位的實時監控;并且通過異常信號自動報警裝置的應用，實現了故障檢測的精確性，有效的保證了設備應用的安全性。

4.優化機械節能系統

機械設備制造過程中，動力控制系統是其設計制造的重點內容，確保設備應用的節能化是其技術生產的必然要求。然而受生產技術的影響，傳統工程機械制造模式下，其生產的設備能源利用效率普遍偏低。就液壓挖掘機而言，其動力系統能源燃料的有效利用率僅為20%，大量基礎能源的浪費增加了企業的運行成本，并與現代節能建設的發展背道而馳，基于此，進行工程機械節能設計已成為其制造生產的重要趨勢。目前，在機電一體化技術支撐下，機械運行的能源消耗得以有效控制。譬如新型的挖掘機采用了節能控制OLLS系統，與傳統挖掘機相比，其實現了25%的運作燃料節約。

5.其他設計應用

機電一體化技術在工程機械制造中的應用極為廣泛，譬如，在較多的工程機械中，其采用了自動變頻變速裝置的應用，這種速度控制技術在機電控制下，能夠結合外部環境和自身負荷狀態進行傳動系統的高效控制，從而確保了設備發動機功率的合理應用。就應用結果而言，降低工作強度、方便施工操作、保證運行效益是其應用的主要優勢所在。

三、機電一體化技術應用質量提升策略

新經濟形態下，工程機械制造與機電一體化的聯系愈發緊密，并且人們對機電一體化技術應用質量的要求也越來越高，基于此，在工程機械制造中，進行機電一體化技術應用過程控制至關重要。具體管控措施如下。

1.強化機電一體化機械設備管理

當前環境下，機電一體化技術已經深刻的應用于人們生產生活的方方面面，其在優化人們生產方式的同時，有效的促進了生產經濟效益的提升，進而對人們生活水平的提升產生重大影響。然而，就應用過程而言，注重功能應用，忽略原理研究是當前我國機電一體化技術應用的主要弊端，其使得機械設備管理和創新的進度受到嚴重影響，難以實現設備應用與設備功能特點的高度結合。新時期，在機械制造過程中，對于機電一體化技術，機械生產人員應注重現代管理理念的應用，在增強其實際操作應用能力的基礎上，進行相關知識原理、應用不足的摸索和更新，進而確保機電一體化技術的科學化、規范化發展。

2.規范機電一體化機械應用范圍

確保機電一體化工程機械應用范圍的明確是提升其應用質量的重要保證。目前，就應用廣度來看，房屋建設、橋梁建設、道路建設等方面都進行了機電一體化技術的應用;然而其整體的應用過程相對混亂，由此造成了設備選擇不充分、設備應用不合理、設備損耗嚴重的狀況。新時期，面對著不斷提高的機電一體化應用要求，工程機械管理人員應注重以下方面的具體保證：其一，對現有的機電一體化應用領域進行拓寬，確保其應用范圍的不斷擴大;其二，規范機電一體化技術在具體領域的應用過程，明確其具體的控制指標和強度指標，進而保證一體化機械設備的物盡其用、物有所值。

3.進行機電一體化應用人才保障

人才資源是機電一體化技術高效應用的基本保證。新時期，機電一體化技術應用質量的提升離不開必要的人才保證。因此在實踐過程中，工程機械制造單位應注重優秀人才團隊的組建，一方面，對于基礎作業人員，其應通過日常培訓、技能學習等手段，提升操作人員對機電一體化技術的認知水平和應用水平。另一方面，加強機電一體化技術科技研發的資金投入，通過具有較高水準的科研團隊建設，實現我國機電一體化技術應用水平的提升，進而在實現人機交互的基礎上，保證工程機械制造及工業生產的穩步推進。

四、結語

工程機械在社會生產生活中的經營不斷普及，確保機電一體化技術在其制造過程中的高效應用，不僅有利于機械制造效率和質量的提升，更能有效的保證設備應用的總體安全。對于工程機械制造人員而言，其必須深刻認識到機電一體化技術應用的必要性，在保證其應用內容充分的同時，進行高質量的應用過程管理。唯有如此，才能提升機電一體化技術的應用水平，進而推動我國工程機械制造行業的進一步發展。