機械制造自動化技術的發展趨勢

關懷 楊宏君 孟凡宇 趙博

摘要：現代機械制造作為一種復合型的、綜合的技術，有著較強的系統、較高的功能、優越的性能、突出的效果等特點。特別是在信息技術飛速發展的今天，機械制造自動化技術在信息化發展及應用的過程中，其所適用的范圍越來越寬廣。文章通過對機械自動化技術特點的總結，分析機械制造自動化技術的發展趨勢。

關鍵詞：機械制造自動化;技術特點;發展趨勢

面對當前不斷提高的對機械電子工程易操作性、低能量消耗，高工作性能的要求，如何將機械電子工程系統達到局部能量最佳，是值得我們重視的問題。就我國目前情況而言，與世界先進水平相比.還有一定的進步空間。

1.機械電子工程節能概述

1.1節能理念及其廣義的概念

將能量進行傳遞與轉換，做到對外做功的效果，就是機械電子工程運行的最終目標。由于大部分機械電子工程都是由幾個共同協作的運行結構組成，所以對有效功率輸出有影響因素的是：在功率不同之間的相互合作及其傳遞的過程。供需雙方的合作以及傳遞過程中的功率是當前節能控制技術關注的焦點。機械工程在單位時間內完成的工作量是工作效率。

1.2機械電子工程的功率流程

轉換的能量，對外做功和傳遞的過程就是機械電子工程的運行過程，通過能量來進行分析。對其功率流程的研究，是機械電子工程節能分析的重要一步。

分析將柴油機作為動力主要來源的機械工程，柴油的化學能是其主要的動力來源，柴油的化學能被柴油機轉化為可輸出的機械能。就轉速轉矩方向來說，通過調速噴油和電控的控制技術來改善優化柴油機的能量消耗特征及其動力特點是目前選擇的主流方案。就壓力和流量方面來說.通過恒定功率，切斷壓力，正流量的控制技術來優化改進液壓泵的能量消耗特征及其動力特性是目前的首選方案。能量的供應方和需求方是柴油機和液壓泵，對它們之間的供求關系的改進，目前常用方法是采用控制液壓泵和發動機的功率極限荷載或者控制轉速感應等等，通過這幾種方法來改進兩者之間的動力特征和能量消耗特點。液壓泵傳遞出來的液壓能會被液壓能吸收.通過對液壓系統的壓力、流量和方向調節，輸送壓力和流量給對應的運行結構.通過LUDV技術對并聯回路的負荷差異和分配流量的影響進行消除，或者是通過采用可變流量控制的方式來協調各運行結構共同作業。操作者可以在液壓閥控制系統中直接對液壓閥進行控制，即操作者的意愿及其對流量的要求都可以顯示其工作狀態。所以能量的提供方和需求方也是液壓泵和液壓閥。通過控制負流量或者控制負荷傳感的方法來改善優化他們之間的供給與需求的關系。液壓閥傳遞出來的液壓能會被油缸和馬達吸收，與此同時將轉化的機械能輸出：力與位移和轉速轉矩，被輸出的部分甚至全部機械能都會對外做功，運行元件對外做功的有效性不言而喻。

2機械電子工程的節能控制系統

在改善局部方面，傳統的節能控制技術已經展現出良好的效果，但是為了取得更好的節能效果就必須在傳統的節能控制技術上有所改良甚至突破，通過以下幾點可以對傳統的節能控制技術進行改善：對固定功率配置進行改善，將機械工程的功率配置實現動態化;對操作者的，工作效率管理系統要建立在操作方式上;對工作方式來說要選擇識別技術，設立相對應的功率動態配置系統的操作方式。

2.1全電控節能控制技術

對于機械工程系統來說，依靠電比例液壓泵、電比例馬達、電比例液壓閥和電控噴油柴油機來組成一個通過全電控來進行作業的傳動系統。由于采用的轉換原件和功率輸出裝置全部電控，所以硬件功能最小化且硬件的使用程度大幅度提升。

因為軟件承擔了系統的控制和專用功能，所以操作者以根據全電控來控制其傳動系統。

2.2分布式節能控制技術

對全電控的功率系統，尤其是全電控的液壓系統的建立，相應系統的壓力信號需要被控制程序進行處理.這也就是一種非常高的要求對控制系統的響應速度，這種對壓力信號進行及時處理的需求.憑借當前的機械工程控制器的技術水平來說還無法完全滿足。

要滿足對各種數據、信號處理速度的硬性需求，就要研制專用的以總線為基本的液壓閥控制器、發動機控制器和液壓泵控制器，高速總線與每個控制器相互連接，建立一種以總線為基礎的分布式節能控制系統.達到節能的目的。

發動機的噴油量由發動機控制器依據操作者的指令和發動機的運行狀態，與此同時，將與其有關的數據傳遞到總線，其他控制器的指令也可以在總線上獲取：參照液壓泵出口的壓力信號，液壓泵控制器可以調節其排量信號，總線接收相關數據，并且接受其他控制器的控制命令;操作者的操作命令由液壓閥控制器接收，并且依據命令對液壓閥進行控制.發送相關數據到總線，同時通過總線接受其它控制的控制命令。

這種以總線為基礎的分布式控制系統，對信息的傳輸和處理速度的控制都有了特別大的提升，分布式節能控制技術的應用，可以對全電控功率系統的控制需求給予滿足。

2.3全局節能控制系統

對機械工作性能的增強、能耗的降低來說，全局節能的意義重要且深遠。把外界的負伐和整個機械工程進行研究，才可以建立全局節能控制系統，并且要將作業效率、傳統的節能控制技術和協同控制的多個執行機構設置為節能目標，才能夠取得節能效果的最大化。

對于簡便的定量分析節能效果，全局的節能標準可以定義如下：全局節能標準=有效對外做功/（工作時間*耗油量）=有效功率/耗油量該定義對協同控制的多執行機構，作業效率和傳統化的節能控制技術多方面的內容均有考慮，對機械工程的特性評價也較為全面。

3結束語

通過本文對械電子工程節能控制技術研究可以得知，要想目前新型的節能電子控制系統目標得以實現，對傳統的機械電子工程中控制系統存在的各種不足和缺陷需要完善和改進，與此同時，要突破傳統機械電子工程中控制系統中的一些可取且有效的方式和途徑，實現全電控節能控制技術、全局節能控制系統和分布式節能控制技術的建立、完善和發展。取得的技術成果擴展了機械電子工程中控制系統中節能技術的發展空間，對現代化工業機械技術的節能化發展進行了有效的引導作用，也開辟了機械電子工程節能的無限技術空間。

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