王天奇
摘要:機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用,主要靠微機控制系統(tǒng)來實現(xiàn);同時電子技術(shù)的快速發(fā)展以及不斷的進化為工程機械與微機控制技術(shù)的有機融合創(chuàng)建了很好的條件,并有效的推動了機電一體化的發(fā)展。由于微機控制系統(tǒng)在工程機械中的運用發(fā)揮的功效日漸明顯,在工程機械中對微機控制系統(tǒng)運用的好壞與否將直接影響到工程機械工作的質(zhì)量與進程。本文就此探討關(guān)于機電一體化的概況以及在工程機械中的運用。
關(guān)鍵詞:機電一體化;機械;工程
1機電一體化與工程機械
1.1機電一體化的概述
將微機技術(shù)、信息技術(shù)以及機械技術(shù)應(yīng)用在一起的、新的綜合技術(shù),我們稱之為機電一體化技術(shù)。步入新世紀之后,我國的國民經(jīng)濟能力有了極大的提升,發(fā)展了許多先進的科技,從而促進了機電一體化的高速發(fā)展。而機電一體化在信息技術(shù)快速發(fā)展的推動下,得到了核心的技術(shù),為工程機械技術(shù)的進步提供了主要的技術(shù)支持。
1.2工程機械的概述
工程機械它主要用于工業(yè)上的建設(shè)和生產(chǎn)、國防建設(shè)工程、運輸建設(shè)能源、礦產(chǎn)等原料工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)、農(nóng)、林、水利、城市建設(shè)、工業(yè)與民用建筑、環(huán)境保護工程等方面。在現(xiàn)代的工程施工中,工程機械的自動化程度和實用性對施工對象的質(zhì)量有著巨大的影響;微機控制系統(tǒng)與工程機械的電氣部分的質(zhì)量好壞和性能優(yōu)缺又影響工程機械生產(chǎn)中的工作質(zhì)量、實用性,動力性、使用壽命以及工作效益等。
2機電一體化現(xiàn)狀分析
所謂機電一體化,就是指將微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)和機械技術(shù)結(jié)合在一起的一種新的綜合性技術(shù)。我國是在20世紀70年代末開始進行機電一體化技術(shù)的研究,由于受基本國情的影響,我國的機電一體化技術(shù)發(fā)展緩慢。直到進入21世紀以來,我國的國民經(jīng)濟水平得到極大的提升,各種先進科技不斷發(fā)展,才促使了機電一體化的快速發(fā)展。
工程機械正處于一個發(fā)展的關(guān)鍵階段,隨著機電一體化的引入,工程機械技術(shù)逐步實現(xiàn)了以機械、液壓、電子控制技術(shù)等多個環(huán)節(jié)綜合的技術(shù)模式,這種技術(shù)模式的應(yīng)用極大的提高和促進了工程機械的性能,也促使了工程機械在使用總更加的經(jīng)濟、安全和可靠。
目前的工程機械制造系統(tǒng)中,采用機電一體化技術(shù)通常都是以微電子處理器為核心的工作模式,是在工程項目中通過對于各種系統(tǒng)裝置進行優(yōu)化和全面處理與總結(jié)的過程。在目前的社會發(fā)展中,隨著國民經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國工程機械應(yīng)用逐漸普及,這也為智能化與一體化發(fā)展提供了科學(xué)的指導(dǎo)方向。目前以微機或微處理器為核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機械中的應(yīng)用已相當(dāng)普及,電子控制技術(shù)已深入到工程機械的許多領(lǐng)域。
3機電一體化在工程機械中的應(yīng)用
3.1稱量精確性的提升
稱量過程的自動化可以通過機械設(shè)備中的微機控制系統(tǒng),微機控制在稱量系統(tǒng)中的應(yīng)用,使得稱量誤差減少,稱量更為精確,從而促使工作效率提高。與此同時,自動化稱量系統(tǒng)的采用還節(jié)省了人力,很大程度上使施工人員的工作強度降低,使得工程施工更為高效、快捷,更為有利于現(xiàn)代工程施工發(fā)展。
3.2自動化的機械操作大大降低勞動的強度
工程機械施工操作中由于機電一體化的引入而實現(xiàn)了操作的半自動化或全自動,這樣可以降低勞動強度,提升工作效率,并且對操作者的工作經(jīng)驗要求大大降低,不會因此而造成作業(yè)的精度影響。
3.3電子節(jié)能
傳統(tǒng)的工程機械在使用中,有著較低的能量利用率,例如說液壓挖掘機僅僅只有三成左右的能量利用率,而工程機械在電子節(jié)能控制器的運用下,能夠使挖掘機等大型工程機械裝備的能量利用率大大提高,從而起到了節(jié)能的作用。電子節(jié)能控制器在操作上較為簡單,同時還能減少機械的磨損,進而提高工作效率。
3.4運用于監(jiān)控
工程機械中的微機監(jiān)控可以對工程機械的工作裝置、發(fā)電機、傳動系統(tǒng)等的運作狀態(tài)進行全方位的監(jiān)控,自動發(fā)現(xiàn)故障或問題,及時反饋給維修人員一定的信息,協(xié)助使用人員和維修人員發(fā)現(xiàn)問題和故障,并定時檢修設(shè)備,很大程度上維持機械的正常運作,大大提升工作效率,減少維修費用,一定程度上避免了不必要的損失和重大事故的發(fā)生。
3.5其他方面的應(yīng)用
現(xiàn)階段一些微機控制的自動化變速器在裝載機,推土機等不同工程機械上的使用,能夠依據(jù)實際的作業(yè)要求來變更傳動系統(tǒng)的傳動性能,這一點在提升工作效率的情況下,還讓復(fù)雜的人工操作過程變得簡單,從而降低勞動強度。比如說在裝載機和推土機上裝上微機控制的自動變速裝置,它能根據(jù)負荷的變化狀況來自動調(diào)節(jié)傳動系統(tǒng)的傳動比,這不但提升了發(fā)動機的效率,并且提升了燃料的經(jīng)濟性,同時也減輕了勞動強度,降低了工作難度。
4現(xiàn)代機電一體化運用于工程機械領(lǐng)域的發(fā)展趨勢
4.1智能化
步入了新世紀的發(fā)展環(huán)境,智能化是未來發(fā)展的重要趨勢和方向。就目前看來,智能化的研究日漸增多,智能化的應(yīng)用趨勢更為明顯,其中數(shù)控機床和機器人的人工智能化應(yīng)用就是這其中的重要表現(xiàn)。通常而言,智能化指的是在相關(guān)的控制理論基礎(chǔ)上,對運籌學(xué)、信息科學(xué),人工智能、生理學(xué)、心理學(xué)等新的思想、新的辦法在工程機械上的應(yīng)用與分析,使得機電一體化在工程機械上的行為具有思維、推理判斷、邏輯以及智能決策等能力,從而滿足機電一體化的更高需求。雖然,這不可能具有與人相同或接近的智能,但智能化必定是時代發(fā)展的大勢所趨。
4.2網(wǎng)絡(luò)化
互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展必將進一步促進機電一體化在工程機械中的運用。新式的機電一體化產(chǎn)品只需質(zhì)量可靠、功能強大、有著良好的社會價值和經(jīng)濟效益,必將在最快的世紀內(nèi)借助網(wǎng)絡(luò)快速暢銷。與此之外,監(jiān)控技術(shù)以及遠程操控技術(shù)也將會在工程機械中得到更多的應(yīng)用。總而言之,機電一體化必將日益趨向信息化和網(wǎng)絡(luò)化。
4.3高性能應(yīng)用化
高性能應(yīng)用化包括有:高精確性的應(yīng)用模式、高效率的應(yīng)用化模式、高速的應(yīng)用化模式以及高可靠的應(yīng)用性。最新的CNC系統(tǒng)采用多處理中心(CPU)結(jié)構(gòu)以多線程連接,就是為滿足這四個特點產(chǎn)生的,這個系統(tǒng)運用精簡的指令集機,可以實現(xiàn)多個操作系統(tǒng)同時處理任務(wù)、從而保證該產(chǎn)品具有較其他產(chǎn)品更為杰出的性能。
4.4模塊化
模塊化是一個利于各部件或各單元之間配合的一個進化方向,例如研發(fā)一個含有智能變速、減速一體的動力單元,或同時具備圖像處理、識別和視覺等功能的控制單元等。然而,隨著時代的進步以及社會分工的深入,機電一體化產(chǎn)品的類型與數(shù)量越來越多,所以機械產(chǎn)品的動力、電氣和機械接口等的生產(chǎn)實現(xiàn)標(biāo)準化是至關(guān)重要的。只有這樣,才能促使社會更為進步,讓新產(chǎn)品的研發(fā)更為快速,讓工程機械的生產(chǎn)規(guī)模更為龐大。因此,模塊化是工程機械機電一體化發(fā)展中的一項長期且艱巨的任務(wù):模塊化也將促使機電一體化在工程機械中的進一步應(yīng)用。
5結(jié)束語
總之,機電一體化技術(shù)以其多樣化的優(yōu)勢,先進科技含量,使工程機械實現(xiàn)了自動化和現(xiàn)代化。我們的企業(yè)管理者和工程機械技術(shù)人員必須高度重視和研究,不斷改進技術(shù)水平,充分發(fā)揮機電一體化的作用,促進我國工程機械行業(yè)的良好發(fā)展。
參考文獻
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(作者單位:博思特能源裝備(天津)股份有限公司)