陳飛凰

（梧州市東能電力安裝有限公司，廣西 梧州 543002）

1 概述

從我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，現(xiàn)代工程機(jī)械目前正處于機(jī)電一體化的快速發(fā)展時(shí)代。把機(jī)電一體化技術(shù)引入工程機(jī)械領(lǐng)域，使電子控制技術(shù)、液壓技術(shù)與機(jī)械完美地結(jié)合，能夠提高生產(chǎn)效率和機(jī)械性能。如機(jī)電一體化提高了機(jī)械的操作舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性、作業(yè)效率、作業(yè)精度以及使用壽命等。

目前，電子控制技術(shù)已被工程機(jī)械眾多領(lǐng)域廣泛采用。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)工程機(jī)械的性能要求有所提高，這就使以微處理器為核心的電子控制裝置在工程機(jī)械領(lǐng)域的運(yùn)用越來(lái)越普遍，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。而隨著進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)的高精度機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備使用數(shù)量的不斷增加，管理好它們并使之發(fā)揮更大的功效就成為擺在許多工程施工企業(yè)面前的重大難題。為了能夠幫助施工企業(yè)以及工程機(jī)械操作人員更好地了解相關(guān)電氣與電子控制裝置的功效、性能、類別等，現(xiàn)就相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

2 機(jī)電一體化在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 機(jī)電一體化和工程機(jī)械的關(guān)系

在工程機(jī)械領(lǐng)域引入機(jī)電一體化技術(shù)大大提高了機(jī)械性能，而工程機(jī)械性能的不斷提高也使機(jī)電一體化應(yīng)用更加廣泛，兩者相互影響，共同促進(jìn)形成了一個(gè)良性發(fā)展的循環(huán)系統(tǒng)。

2.2 機(jī)電一體化對(duì)工程機(jī)械功效的改進(jìn)

現(xiàn)代工程施工通常要求工程機(jī)械具有較高的性能：①機(jī)械功效高且能耗小；②自動(dòng)化程度及精度越高越好；③操作安全、簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)；④較高的技術(shù)性價(jià)比；⑤較低的使用成本；⑥具備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視功能、自動(dòng)報(bào)警及故障自診功能，以降低停機(jī)維修頻率，提高工作效率。以下對(duì)工程機(jī)械的電子控制系統(tǒng)功效進(jìn)行具體說(shuō)明：

2.2.1 及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，提高設(shè)備利用率

監(jiān)視功能、自動(dòng)報(bào)警及故障自診功能即針對(duì)工程機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、液壓系統(tǒng)及發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施電子監(jiān)視，一旦工程機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，能夠發(fā)出自動(dòng)警報(bào)，同時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)故障部位進(jìn)行定位，因此，能夠最大限度地提高操作人員的工作安全性及工程機(jī)械的使用效率，使機(jī)械設(shè)備的維修工作難度降低，縮短停機(jī)維修時(shí)間，降低維修作業(yè)頻率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，最終提高機(jī)械設(shè)備的利用效率，降低生產(chǎn)成本。

2.2.2 降低能耗，提高生產(chǎn)效率

與傳統(tǒng)工程機(jī)械相比，現(xiàn)代工程機(jī)械的能源利用率高出很多，目前國(guó)家正在倡導(dǎo)節(jié)能減排，這就要求對(duì)能源利用率低的傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造。

2.2.3 提高作業(yè)精度和作業(yè)效率

現(xiàn)代工程施工中的水泥混凝土攪拌設(shè)備應(yīng)用了先進(jìn)的微機(jī)控制電子稱量系統(tǒng)，使稱量過(guò)程最終實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化，成品料的作業(yè)精度和作用效率得以保證。瀝青混凝土攤鋪機(jī)設(shè)備采用了自動(dòng)找平系統(tǒng)，使工程施工質(zhì)量得到了很大程度的提高；同時(shí)，供料系統(tǒng)中引入的超聲波技術(shù)也提高了瀝青混凝土攤鋪機(jī)的攤鋪質(zhì)量。而電子控制系統(tǒng)應(yīng)用于鏟運(yùn)機(jī)鏟斗刀刃、平地機(jī)刮刀以及推土機(jī)鏟刀中，不僅可以使作業(yè)精度和作業(yè)效率得到提高，還能使操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度降低。

2.2.4 降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

在工程機(jī)械領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，可以大大降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)備的工作效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，還能降低由于操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)造成的對(duì)作業(yè)精度的影響程度。如日本小松公司生產(chǎn)的挖掘機(jī)配備軌跡控制系統(tǒng)，它能夠根據(jù)操作者所操控的鏟斗運(yùn)動(dòng)軌跡，自動(dòng)感應(yīng)不同角度的傳感信號(hào)，控制斗桿和鏟刀的運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)進(jìn)行斜面精確挖掘、斷面溝槽等動(dòng)作，大大提高了機(jī)械設(shè)備的利用效率，進(jìn)而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

2.2.5 其他應(yīng)用

國(guó)外在生產(chǎn)工程機(jī)械設(shè)備時(shí)采用了電子控制的自動(dòng)變速器，使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率得到很大提升。如裝載機(jī)、推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等可以依據(jù)外負(fù)荷的改變自動(dòng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，這就大大簡(jiǎn)化了操作程序，降低了燃油消耗率，同時(shí)使勞動(dòng)強(qiáng)度也大幅降低；為提高操作的安全性，防止作業(yè)過(guò)程中斷臂和翻車等危險(xiǎn)事故的發(fā)生，現(xiàn)代起重設(shè)備中運(yùn)用了電子控制的力矩限制器；為減少危險(xiǎn)施工環(huán)境中的人為施工，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，國(guó)外有些工程機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)公司在生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備時(shí)采用了無(wú)線遙控設(shè)備。

總之，電子控制系統(tǒng)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的運(yùn)用，使得工程施工的安全性大大增加，工作效率大幅提升。

3 機(jī)電一體化在工程機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化的發(fā)展依賴于電子、控制、光學(xué)、計(jì)算機(jī)信息等多種技術(shù)和學(xué)科的發(fā)展，其在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)可概括為以下幾點(diǎn)：

3.1 智能化

作為21世紀(jì)機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向，在工程機(jī)械領(lǐng)域，智能化的應(yīng)用趨勢(shì)將更加明顯。從目前看來(lái)，人工智能方面的研究越來(lái)越多，數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的智能化應(yīng)用就是其中的重要表現(xiàn)。我們通常所說(shuō)的智能化是指在相關(guān)控制理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)運(yùn)籌學(xué)、人工智能、模糊數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等新思想、新方法在工程機(jī)械上的分析和應(yīng)用，使工程機(jī)械的行為能夠具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以滿足機(jī)電一體化的更高要求。雖然使工程機(jī)械具有等同或接近人的智能是不可能的，但工程機(jī)械的智能化仍是時(shí)代發(fā)展的大勢(shì)所趨。

3.2 模塊化

隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)分工的不斷深入，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和數(shù)量也越來(lái)越多，因此，機(jī)械產(chǎn)品的電氣接口、動(dòng)力接口和機(jī)械接口等的生產(chǎn)一定要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這雖然比較復(fù)雜卻至關(guān)重要，所以說(shuō)，模塊化是工程機(jī)械機(jī)電一體化發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)期而又艱巨的任務(wù)。模塊化有利于各部件或單元之間的匹配，例如研制集智能調(diào)速、減速于一體的動(dòng)力單元，或具備圖像處理、視覺(jué)、識(shí)別等功能的控制單元等。唯有如此，才能促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)一步分工，加快新產(chǎn)品的研發(fā)速度，擴(kuò)大工程機(jī)械的生產(chǎn)規(guī)模。模塊化必將進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用。

3.3 信息化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展也必將促進(jìn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用。新型的機(jī)電一體化產(chǎn)品只要質(zhì)量可靠、功能強(qiáng)大，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，就會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)借助網(wǎng)絡(luò)迅速暢銷。此外，遠(yuǎn)程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)將會(huì)在工程機(jī)械中得到越來(lái)越多的應(yīng)用?？傊?，機(jī)電一體化將逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化和信息化。

3.4 環(huán)?；?/h3>

工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入雖然在很大程度上改善了人類的生活質(zhì)量，但也對(duì)我們的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致了自然資源的大量浪費(fèi)。21世紀(jì)以來(lái)，社會(huì)對(duì)環(huán)保的關(guān)注和投入越來(lái)越多，公眾的環(huán)保意識(shí)也在不斷加強(qiáng)，綠色產(chǎn)品的概念和設(shè)計(jì)制造已成為新形勢(shì)下的必然趨勢(shì)。工程機(jī)械產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的每個(gè)環(huán)節(jié)，都要適應(yīng)環(huán)保的要求，滿足人類對(duì)健康的需求，提高資源的利用效率。所以，綠色機(jī)電一體化產(chǎn)品將會(huì)在工程機(jī)械中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

3.5 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征主要有以下兩點(diǎn)：①工程機(jī)械系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總體結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理；②機(jī)械的通信功能將得到極大的提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域占據(jù)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用的廣泛性，它必將得到愈來(lái)越多的重視，從而為工程機(jī)械領(lǐng)域作出更大的貢獻(xiàn)。作為工程機(jī)械的管理者和使用者，我們也必須順應(yīng)科技發(fā)展的潮流，盡快地了解、學(xué)習(xí)和掌握機(jī)電一體化技術(shù)，只有這樣才能更好地參與到現(xiàn)代化的工程施工當(dāng)中，為我國(guó)的建設(shè)事業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)。