農(nóng)根

摘 要：科學技術(shù)的日漸成熟，讓集電子學、信息學、機械學為一體的機電一體化技術(shù)得到了快速的發(fā)展，并且被廣泛應用在工程機械當中，其技術(shù)工藝的高低直接關(guān)乎到工程機械的質(zhì)量、安全、經(jīng)濟、生產(chǎn)效率及使用壽命等，突顯出重要的作用價值，所以針對機電一體化技術(shù)在工程機械中應用的研究顯得十分關(guān)鍵。本文通過對機電一體化技術(shù)應用的可行性分析，提出了機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用對策，并對未來機電一體化的應用發(fā)展做出了預測，從而推動整個工程機械行業(yè)的不斷前進。

關(guān)鍵詞：機電一體化；工程機械；應用研究

自改革開放以來，我國的經(jīng)濟水平持續(xù)增長，科學技術(shù)不斷提高，給工程機械的發(fā)展提供了良好的機遇，尤其在計算機微型處理技術(shù)、電子信息技術(shù)、傳感檢測技術(shù)的興起及廣泛應用之后，對工程機械的影響意義十分巨大，通過引入機電一體化技術(shù)，使得工程機械生產(chǎn)效率得到了明顯提升，產(chǎn)品性能獲得進一步提高，實現(xiàn)了質(zhì)量和經(jīng)濟的雙贏，因此，不斷深入對機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用探究很有必要，勢必促使機械工程的發(fā)展迎來新的篇章，具有一定的現(xiàn)實意義。

1.機電一體化技術(shù)應用的可行性分析

機電一體化技術(shù)可謂一種跨學科的綜合性技術(shù)，涵蓋了計算機及微電子技術(shù)、電子信息技術(shù)、機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、液壓技術(shù)等，事實上，早在上個世紀70年代，該技術(shù)便已經(jīng)被大量應用到工程機械的生產(chǎn)運行當中，同時，其自身技術(shù)的應用特點，為該技術(shù)在工程機械中的應用提供了可行性依據(jù)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，增強產(chǎn)品性能

機電一體化技術(shù)的應用，對提高工程機械產(chǎn)品的性能提供了很大幫助，充分利用數(shù)字顯示及控制技術(shù)，只需對產(chǎn)品生產(chǎn)制作的控制面上按鈕按照規(guī)定要求操作，就能達到提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率、便捷高效的良好效果，而且還能減少操作的數(shù)量，節(jié)省了人力資源和人為性的失誤，為工程機械生產(chǎn)運作借助電子系統(tǒng)實現(xiàn)自動化、智能化的操作奠定了基礎(chǔ)。

第二，提升機械設(shè)備的安全性

機電一體化本身擁有諸如監(jiān)控、自動修復、自動報警等功能，有效提升了工程機械設(shè)備在使用過程中的安全性，相比較以往的傳統(tǒng)機械設(shè)備，這項技術(shù)可謂更具實用性，即使工程機械設(shè)備出現(xiàn)了故障，仍可以借助自身設(shè)備來做好防范。

第三，便于工程機械的養(yǎng)護、檢測

在工程機械中，機電一體化會以操作程序的形式，在不更換任何機械配件的前提下，根據(jù)工程機械的實際情況做出調(diào)整與改進，而且依靠事先在工程機械設(shè)備中安裝不同的操作體系，便可以實現(xiàn)對生產(chǎn)工作的自動化處理和控制，同時利用自帶的修復、檢測功能可以有效地實施養(yǎng)護和檢測，以便機電一體化的設(shè)備盡快能夠恢復正常運行。

2機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用對策

2.1 機電一體化技術(shù)在機床的應用

我國數(shù)控機床一般使用 Z80-CPU 軟件實現(xiàn)機電一體化，這是因為 Z80-CPU 系統(tǒng)開發(fā)較為簡單，且配套的芯片具有普遍性和廉價性，因此在機電一體化技術(shù)上具有額可靠性和通用性。由于我國的數(shù)控機床是按照坐標軸進行工作臺運動的，因此一般需要采用插補功能實現(xiàn)連續(xù)控制的目的。 其中滾珠絲杠具有摩擦損失小、傳動效率高的優(yōu)勢可以有效消除低速爬行的現(xiàn)象，因此在數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)傳動方式可以使用該種傳動方式。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的應用

機電一體化技術(shù)在工程機械加裝電子監(jiān)控和故障診治以及自動報警系統(tǒng)可以對工程機械的各種裝置如傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、發(fā)動機以及制動系統(tǒng)等進行綜合的全方位的監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)在工程機械運行過程中如果發(fā)現(xiàn)異常，能夠自動找出機械出現(xiàn)故障的部位，并發(fā)出警報，提醒工作人員注意。 因此機電一體化技術(shù)的應用不僅提高了工程機械的工作效率，而且改善了操作人員的工作環(huán)境，降低了工程機械故障維修的費用，縮減了停機維修的時間，對延長機械使用壽命和提高機械經(jīng)濟效益具有重要的作用。

2.3 對柴機的控制

借助機電一體化技術(shù)的電子油門控制系統(tǒng)，對柴油機安裝電子調(diào)速器和升溫控制自動系統(tǒng)可以提高對柴油機控制的便捷性。

2.4 降低工程機械功耗，促進生產(chǎn)效率的提高

沒有使用機電一體化的工程機械存在功耗較高、生產(chǎn)率較低的現(xiàn)象，如液壓挖掘機其能量利用率只有 20%左右，且生產(chǎn)率較低，應用機電一體化技術(shù)后，給液壓挖掘機安裝電子控制系統(tǒng)，如卡特電子系統(tǒng)。安裝科特電子系統(tǒng)的液壓挖掘機其功耗明顯降低，且生產(chǎn)率在不斷提高。 或者如給柴油機安裝電子調(diào)速器，可以根據(jù)不同的工況選用的不同的柴油機工作模式，降低柴油機的功耗，這有利于提高柴油機的工作效率。

2.5 提高產(chǎn)品質(zhì)量

機電一體化技術(shù)應用于工程機械中，借助電子系統(tǒng)的精密控制系統(tǒng)，可以提高工程機械工作的精密程度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進良品率的提高。一般的機床在加工產(chǎn)品時是操作人員依據(jù)自身的操作經(jīng)驗和技術(shù)進行操作的，這造成的機床生產(chǎn)的良品較低。 實現(xiàn)機電一體化的機床在進行產(chǎn)品加工時依賴于電子系統(tǒng)的控制，因此精確度較高，同時監(jiān)控系統(tǒng)可以及時對機床操作進行調(diào)整，確保良品率的提高。 我國較為先進的數(shù)控金切機床已經(jīng)可以進行精度為 0.001 毫米的作業(yè)加工，這是單純的依靠人工操作的機床難以做到的。

3.未來機電一體化應用發(fā)展的預測

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多種學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面。

3.1智能化發(fā)展

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)的一工個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。

3.2模塊化發(fā)展

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元，是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速，智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺，圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成操作的機械裝置等。有了這些標準單元就口丁迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。

3.3網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球，由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已形成優(yōu)勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，能使人們待在家里就町分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

總結(jié)

總之，工程機械的發(fā)展需要機電一體化技術(shù)的有利支撐，通過合理運用該技術(shù)，使得工程機械的管理和運行能力均得到很大提高，不僅改善了產(chǎn)品的性能，增強了安全性，提升了生產(chǎn)效率，而且有助于實現(xiàn)經(jīng)濟效益的不斷增長，為此，加強機電一體化技術(shù)在工程機械領(lǐng)域中的應用研究至關(guān)重要，只有如此，才能進一步擴大機電一體化的應用范圍，掌握核心技術(shù)操作，更好地為工程機械生產(chǎn)服務。

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