工程機械中機電一體化技術的應用

李準

摘要：機電一體化技術涉及到了很多技術，比如機械技術以及計算機技術等，它的產生及應用，為機械工程注入了新的活力，不僅確保了施工質量，還增強了工程產品的性能，因此在這種情形下研究機電一體化技術在工程機械中的應用具有一定的現實意義。

關鍵詞：機電一體化技術;機械工程;應用

1工程機械的概述

工程機械是指混凝土工程、大型橋梁鋪設、道路施工等所需的大型機械化施工工程所必需的機械裝備，稱為工程機械。它主要用于建設國防、能源工業、交通運輸、環境保護工程和礦山生產等領域。自動控制技術和機械液壓技術等有機結合組成機電一體化技術，可以說是使機械的性能得到了大幅度的提升，如經濟性，使用效率性等。現在以微型計算機和小型處理系統為核心的電控裝置在現代工程機械中的使用已經越來越多，電控技術已經滲透到了工程機械的許多領域，如可以自動找平的平地機，可以自動供料用的攤鋪機，電子調速的汽油機，攪拌設備的無人化管理，所有的工程機械的狀態監控與故障自我診斷與排除等，都充滿了現代的電控技術。伴隨著科學技術的迅猛發展，對于工程型的大型機械設備提高自動化率有很大的必要，電力電子的應用在工程型機械上是發展形勢的需要。

2工程機械中機電一體化技術的應用

2.1數控機床

隨著機電一體化的發展，數控機床技術也有了質的提高：結構更合理、功能更廣、操作更方便、控制精度更高。數控機床結構的發展逐步趨向總線式、模塊化、緊湊型，且采用多CPU、多主總線的體系。在數控機床中，開放性的設計逼近可以在很大程度上提高系統的兼容性和層次性，以便用戶的編程和對設備進行改裝和升級。一般情況下，可以在系統中引入在線診斷、模糊控制等技術，這些技術可以提高數控機床的智能化水平。其中，在線診斷功能可以將機床中出現的刀具破損等一系列故障或潛在性的故障反饋給操作人員，以便可以根據故障的情況，迅速采取控制手段;模塊化的設計，可以豐富系統功能，使得機床控制操作都更加簡便，一般情況下，都是通過一臺機床控制多臺機床，使它們同時、獨立的完成各自的任務，實現多過程、多通道的控制。

2.2對機械設備進行實時監控

機電一體化技術的應用可以對工程機械設備的運行情況進行監控，并對其進行診斷，再利用顯示板以及指示燈等將設備運行情況的相關信息傳遞給監控人員。如果設備存在故障，會立即發出警報，進而通知工作人員，而此時工作人員就可以通過顯示屏以及指示燈對機械設備中各零件的運行狀態進行了解，進而對這些機械設備實施全面監控。

2.3分布式控制系統

相對于集中式控制系統而言，分布式控制系統是通過一臺中央計算機對多臺計算機進行控制和指揮，由于分布式控制系統強大的功能和可靠地安全性，使其成為機電一體化的主流技術。一般情況下，分布式控制系統根據實際情況進行分級，可分為兩級、三級或更多級。其核心技術就是通過中央計算機完成對現場生產過程的實時控制等，另一方面，分布式控制系統隨著測控技術的不斷發展與創新，還可以實現對生產過程的實時調度、在線最優化、生產計劃統計管理等功能，成為一種集測、控、管于一體的綜合系統，可靠性大幅提高。

2.4對柴油機控制進行優化

柴油機在運行過程中會排放出一些氣體，這些氣體會對環境造成一定影響，因此如何減少柴油機氣體排放量并減少柴油發動機的能源損耗是柴油機制造業一直以來都在認真思考的問題。而機電一體化技術在工程機械中的應用，可以為柴油機增添電子提速器以及電子油門控制、自動升溫控制等裝置，這樣，柴油機就可以根據不同情況進行自動調節，不僅可以減少能源的浪費，還有效降低了排放氣體對環境的污染。由此可見，企業可以應用機電一體化技術來優化柴油機，為其增添電子油門控制裝置，該裝置主要包括油門踏板、ECU、數據總線以及踏板位移傳感器等。對于電子油門而言，可以用導線取代傳統的機械裝置，并在節氣門處添加微型電動機，利用電動機對節氣門進行驅動。由于柴油機是在電動機驅動之下運行的，因此可以讓發動機進行勻速運轉，進而確保機械設備的穩定性和安全性。

2.5提高作業的精度

機電一體化有助于提高機械生產的精度，同時對保障機械工程的整體質量有非常重要的意義。在傳統的機械工程中，往往都是依靠人力進行操作，無論是數據的計算還是工程測量等工作都比較容易出現誤差與錯誤，在一定程度上影響了機械工程的整體質量。通過在機械工程中有效地應用機電一體化技術，不僅有助于提高機械工程中數據測量的精確性，還能使機械工程中的測量環節實現自動化操作。通過機電一體化技術的測量與分析，有效地避免了人為原因造成的數據誤差，對提高機械工程的整體質量與數據的準確性有非常重要的意義。

3工程機械領域中機電一體化的發展趨勢

3.1智能化趨勢

機電一體化與舊式的機械生產模式比較，它最大的優勢就是智能化，這也是舊式的產品不能與它相比之處，隨著科技的逐步的發展，機電一體化的性能以及智能化程度也在隨之不斷的提升，與此同時還會積極地將其他智能化、數字化以及信息化的技術應用其中，從而最大程度地滿足機械工程不斷發展的需要。

3.2與傳感器的融合

現階段，傳感器被大范圍應用在工程機械中。例如，在發電機中裝設機油壓力傳感器等裝置可調控發動機的工作狀態，并能實時監控工作狀態;在瀝青攤鋪機中裝設傳感器，不僅可自動找平，還能勻速前進，可進一步達到平整度標準。當下，傳感器技術蓬勃發展，對精度、可靠性提出了更高的要求，信息采集也將朝著多樣化、集約化的方向發展，由此可知，在未來，傳感器將會被大面積應用到工程機械中。

3.3微型化趨勢

機電一體化與微電子的融合，將會減小產品尺寸，主要朝著納米級的方向發展。這種產品具有技能高、重量輕的優勢，它可被應用到不同的領域中，并擁有顯著的優勢。而微機機械技術是實現這一融合的基礎保障，只有不斷完善微機機械技術，才可能實現微機電一體化。截止到目前為止，主要存在光刻與蝕刻這兩種技術。

4結語

隨著科學技術與現代化生產的不斷推進，傳統技術的低效率、低產量已經難以滿足現代化生產的要求，因此就需要不斷提高技術以提高產品性能與生產效率。將機電一體化技術運用到機械生產與制造中，是機械工程與先進科學技術的完美結合，更加符合現代化建設要求。未來技術將面向微型、更高性能的方向發展。

參考文獻：

[1]機電一體化技術在工程機械中的應用探討[J].李捷.中國設備工程.2020（09）.

[2]機電一體化技術在現代工程機械中的發展運用探析[J].張翼飛.湖北農機化.2019（02）.

（作者單位：河南永凈市政建設工程有限公司）