機電一體化在現代工程機械中的應用分析

姚重遠

（正泰電氣股份有限公司，上海 201614）

0 引言

機電一體化技術是各種技術結合發展的成果，在近年來國家重視下，技術不斷發展更新，幫助機電產品提高了產品質量，還提高了工廠生產效率，是現代高新技術與產業的生產發展基礎。實際上，機電一體化技術還有更多的技術方面有待開發與應用，本文將探討機電一體化技術特點、應用意義及其在現代工程機械中的應用。

1 機電一體化技術的特點

目前，各國的機電一體化技術在不斷研究下已經有了非常顯著的效果。機電一體化技術屬于機械工程以及自動化范疇，作為機械電子工程技術發展的主要趨勢，如今在工程機械領域中得到極大的推廣與應用。機電一體化技術包括信號變換技術、傳感器技術、微電子技術等多種類型的技術，“一體化”則將多種類型的技術進行了融合，集各種技術的優勢于一身，使其成為有著更高實用價值的綜合性技術，這也是該技術能夠在工程機械中得以全面發展的主要原因之一。

機電一體化的基本特點體現在3 個方面：第一，該技術與其他學科互相交叉，涵蓋多類別的技術，其使用頻率較高、應用范圍較廣。第二，整體優化效果好。機電一體化技術在工程機械領域中的應用，能夠有效提升生產效率，同時可以將消耗率降低，達到節能環保的目標。該技術綜合了多種技術的優勢，可結合工程機械的實際需求進行優化與完善，從實踐來看其整體優化效果得到業界的認可。第三，機電一體化技術有著非常豐富的理論、數據以及實踐成果，因此，在未來將會有更大的發展空間[1]。

1970 年，日本企業界首次提出機電一體化技術的概念，在第三次信息技術革命的推動下，該技術得到了前所未有的發展與進步，其適用范圍越來越廣。相對來講，我國在研究機電一體化技術方面，時間起步比較晚，且理論與實踐成果比較匱乏。因此，倘若要讓機電一體化技術能夠在工程機械領域得到更好的應用，則需要進一步加強這方面的研究，將理論與實踐進行結合，探索一條具有本國特色的機電一體化技術發展道路。

2 機電一體化技術在現代工程機械中的應用意義

2.1 有利于提高工程機械生產率，達到節能降耗的目標

機電一體化技術應用在現代工程機械中，提高了能源的利用效率，讓設備向綠色化方向發展。傳統工程機械設備的能源使用率較為低下，較多的廢棄物排放也帶來污染。但在機電一體化技術的應用下，如電子節能設備等，使得工程機械可高效的利用燃料資源，節約能源支出、降低生產成本。例如，當前帶有電子節能控制系統的挖掘機，發動機有效整合了泵的轉速，降低了機械磨損，在綜合控制下極大地提高功率，機械生產效率增加。而在電子控制系統中可根據監測感應系統監測的結果適當的調節扭矩，減少機械突然停止帶來的磨損或損壞等，讓設備運行更加安全，產生更高的效益[2]。

2.2 促使工程機械應用面更加廣泛

在機電一體化技術的支持下，工程機械系統結構越來越開放。各系統可根據不同功能來單獨組合，并逐漸實現模塊化發展。此外，微型機電一體化可讓產品在低能耗與小體積下，提高靈活度，在高效運轉下大大便利人員的操作。例如，針對一些危險地區與放射性污染地區，專家將機電一體化與現代工程機械結合起來，研究出了無人駕駛挖掘機，在遠程遙控的干預下較好地提升了操作人員的安全性。此外，隨著微型機電技術的發展，其隨之被運用到了醫療事業及工業生產中，軍事與信息方面也有所涉及，大大提高了人們的工作效率和質量，實現了對作業成本的控制。另機電一體化也逐漸與光學及光電子學等技術相融合，這使得整個系統的功能得到了全面的提升，充分展現了信息技術的高專業性能，強化了機電一體化的使用價值及附加值。

3 機電一體化技術在現代工程機械中的應用分析

3.1 在工程機械自動化與半自動化中的應用

機電一體化技術在現代工程機械的生產線及機床上使用，實現了工程機械設備自動化生產控制，大大提高了生產效率。而工程機械在作業中也實現了半自動及自動化控制。在現代工程機械的生產制造中實現自動化，可幫助人員減少工作強度，減少企業人工開支以及人員操作帶來的失誤；可在生產線上及時更改與調整設備參數，提高機械產品制造精度，減少返工率和機械事故。例如，現在的自動化挖掘機，在機電一體化系統下，可在系統內直接計算并控制挖掘機電液比例，自動化手柄可自動進行操作，傳感器幫助完成作業[3]。

3.2 在工程機械智能制造中的應用

現代工程機械朝著智能化方向不斷邁進，其中機電一體化技術將能夠讓工程機械智能化更加完善。在機電一體化技術的支持下，工程機械可實現智能化制造，智能化與自動化相比，前者更加先進。自動化以及半自動化均需要人工進行輔助，需要對相關參數進行設置等。但是，將機電一體化技術應用到現代工程機械之中，可不用人工輔助操作。例如，參數設置，可由“機器人+機械”，并結合生產需求進而實現智能化制造。現階段，工程機械智能化制造正在對AI 技術進行探索，以期望通過AI 技術來對人類智能進行模擬，這將是工程機械智能制造的一大突破[4]。

3.3 在工程機械監控中的應用

在工程機械監控中應用機電一體化技術，可實現實時監控、故障診斷及自動報警的目標。具體地，在機電一體化技術的影響下，工程機械加工生產線及機床作業被賦予了全方位的電子監控功能，實現了在工程機械設備運作的過程中，機械傳動系統、液壓系統、發動機等異常情況的監控，且能夠在發現異常情況時，實現系統的自動報警和故障的快速診斷，為維修人員的準確快速處理提供了基礎條件。在機電一體化技術幫助下，可以更好的應對機械設備出現的突發事件，在監控下及時解決故障，減少維修時間與維修經費，幫助機械設備及時恢復運行，延長設備使用壽命[5]。

4 結論

在現代工程機械生產制造與機械的使用中，機電一體化技術起了非常大的作用，讓現代工程機械實現了高精度、高效率、高質量、高安全、高效利用資源、高穩定等特點。未來，仍需要繼續加大機電一體化技術在工程機械中應用的研究力度，有利于提升我國工程機械的整體水平，從而實現可持續發展的目標。