王天奇

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用，主要靠微機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；同時(shí)電子技術(shù)的快速發(fā)展以及不斷的進(jìn)化為工程機(jī)械與微機(jī)控制技術(shù)的有機(jī)融合創(chuàng)建了很好的條件，并有效的推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展。由于微機(jī)控制系統(tǒng)在工程機(jī)械中的運(yùn)用發(fā)揮的功效日漸明顯，在工程機(jī)械中對(duì)微機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)用的好壞與否將直接影響到工程機(jī)械工作的質(zhì)量與進(jìn)程。本文就此探討關(guān)于機(jī)電一體化的概況以及在工程機(jī)械中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械；工程

1機(jī)電一體化與工程機(jī)械

1.1機(jī)電一體化的概述

將微機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)應(yīng)用在一起的、新的綜合技術(shù)，我們稱(chēng)之為機(jī)電一體化技術(shù)。步入新世紀(jì)之后，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)能力有了極大的提升，發(fā)展了許多先進(jìn)的科技，從而促進(jìn)了機(jī)電一體化的高速發(fā)展。而機(jī)電一體化在信息技術(shù)快速發(fā)展的推動(dòng)下，得到了核心的技術(shù)，為工程機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步提供了主要的技術(shù)支持。

1.2工程機(jī)械的概述

工程機(jī)械它主要用于工業(yè)上的建設(shè)和生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)工程、運(yùn)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(hù)工程等方面。在現(xiàn)代的工程施工中，工程機(jī)械的自動(dòng)化程度和實(shí)用性對(duì)施工對(duì)象的質(zhì)量有著巨大的影響；微機(jī)控制系統(tǒng)與工程機(jī)械的電氣部分的質(zhì)量好壞和性能優(yōu)缺又影響工程機(jī)械生產(chǎn)中的工作質(zhì)量、實(shí)用性，動(dòng)力性、使用壽命以及工作效益等。

2機(jī)電一體化現(xiàn)狀分析

所謂機(jī)電一體化，就是指將微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和機(jī)械技術(shù)結(jié)合在一起的一種新的綜合性技術(shù)。我國(guó)是在20世紀(jì)70年代末開(kāi)始進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)的研究，由于受基本國(guó)情的影響，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展緩慢。直到進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平得到極大的提升，各種先進(jìn)科技不斷發(fā)展，才促使了機(jī)電一體化的快速發(fā)展。

工程機(jī)械正處于一個(gè)發(fā)展的關(guān)鍵階段，隨著機(jī)電一體化的引入，工程機(jī)械技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)了以機(jī)械、液壓、電子控制技術(shù)等多個(gè)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(jìn)了工程機(jī)械的性能，也促使了工程機(jī)械在使用總更加的經(jīng)濟(jì)、安全和可靠。

目前的工程機(jī)械制造系統(tǒng)中，采用機(jī)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(xiàng)目中通過(guò)對(duì)于各種系統(tǒng)裝置進(jìn)行優(yōu)化和全面處理與總結(jié)的過(guò)程。在目前的社會(huì)發(fā)展中，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)工程機(jī)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(jī)或微處理器為核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機(jī)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(jī)械的許多領(lǐng)域。

3機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用

3.1稱(chēng)量精確性的提升

稱(chēng)量過(guò)程的自動(dòng)化可以通過(guò)機(jī)械設(shè)備中的微機(jī)控制系統(tǒng)，微機(jī)控制在稱(chēng)量系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得稱(chēng)量誤差減少，稱(chēng)量更為精確，從而促使工作效率提高。與此同時(shí)，自動(dòng)化稱(chēng)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(qiáng)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(dòng)化的機(jī)械操作大大降低勞動(dòng)的強(qiáng)度

工程機(jī)械施工操作中由于機(jī)電一體化的引入而實(shí)現(xiàn)了操作的半自動(dòng)化或全自動(dòng)，這樣可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提升工作效率，并且對(duì)操作者的工作經(jīng)驗(yàn)要求大大降低，不會(huì)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(jī)械在使用中，有著較低的能量利用率，例如說(shuō)液壓挖掘機(jī)僅僅只有三成左右的能量利用率，而工程機(jī)械在電子節(jié)能控制器的運(yùn)用下，能夠使挖掘機(jī)等大型工程機(jī)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(jiǎn)單，同時(shí)還能減少機(jī)械的磨損，進(jìn)而提高工作效率。

3.4運(yùn)用于監(jiān)控

工程機(jī)械中的微機(jī)監(jiān)控可以對(duì)工程機(jī)械的工作裝置、發(fā)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)等的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)控，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)故障或問(wèn)題，及時(shí)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(wèn)題和故障，并定時(shí)檢修設(shè)備，很大程度上維持機(jī)械的正常運(yùn)作，大大提升工作效率，減少維修費(fèi)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(jī)控制的自動(dòng)化變速器在裝載機(jī)，推土機(jī)等不同工程機(jī)械上的使用，能夠依據(jù)實(shí)際的作業(yè)要求來(lái)變更傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)性能，這一點(diǎn)在提升工作效率的情況下，還讓復(fù)雜的人工操作過(guò)程變得簡(jiǎn)單，從而降低勞動(dòng)強(qiáng)度。比如說(shuō)在裝載機(jī)和推土機(jī)上裝上微機(jī)控制的自動(dòng)變速裝置，它能根據(jù)負(fù)荷的變化狀況來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比，這不但提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，并且提升了燃料的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了工作難度。

4現(xiàn)代機(jī)電一體化運(yùn)用于工程機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

4.1智能化

步入了新世紀(jì)的發(fā)展環(huán)境，智能化是未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)和方向。就目前看來(lái)，智能化的研究日漸增多，智能化的應(yīng)用趨勢(shì)更為明顯，其中數(shù)控機(jī)床和機(jī)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(duì)運(yùn)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(jī)械上的應(yīng)用與分析，使得機(jī)電一體化在工程機(jī)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(jī)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(shí)代發(fā)展的大勢(shì)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(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的運(yùn)用。新式的機(jī)電一體化產(chǎn)品只需質(zhì)量可靠、功能強(qiáng)大、有著良好的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，必將在最快的世紀(jì)內(nèi)借助網(wǎng)絡(luò)快速暢銷(xiāo)。與此之外，監(jiān)控技術(shù)以及遠(yuǎn)程操控技術(shù)也將會(huì)在工程機(jī)械中得到更多的應(yīng)用。總而言之，機(jī)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(gè)特點(diǎn)產(chǎn)生的，這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用精簡(jiǎn)的指令集機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)操作系統(tǒng)同時(shí)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(gè)利于各部件或各單元之間配合的一個(gè)進(jìn)化方向，例如研發(fā)一個(gè)含有智能變速、減速一體的動(dòng)力單元，或同時(shí)具備圖像處理、識(shí)別和視覺(jué)等功能的控制單元等。然而，隨著時(shí)代的進(jìn)步以及社會(huì)分工的深入，機(jī)電一體化產(chǎn)品的類(lèi)型與數(shù)量越來(lái)越多，所以機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)力、電氣和機(jī)械接口等的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化是至關(guān)重要的。只有這樣，才能促使社會(huì)更為進(jìn)步，讓新產(chǎn)品的研發(fā)更為快速，讓工程機(jī)械的生產(chǎn)規(guī)模更為龐大。因此，模塊化是工程機(jī)械機(jī)電一體化發(fā)展中的一項(xiàng)長(zhǎng)期且艱巨的任務(wù)：模塊化也將促使機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的進(jìn)一步應(yīng)用。

5結(jié)束語(yǔ)

總之，機(jī)電一體化技術(shù)以其多樣化的優(yōu)勢(shì)，先進(jìn)科技含量，使工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和現(xiàn)代化。我們的企業(yè)管理者和工程機(jī)械技術(shù)人員必須高度重視和研究，不斷改進(jìn)技術(shù)水平，充分發(fā)揮機(jī)電一體化的作用，促進(jìn)我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的良好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]王捍東.基于機(jī)電一體化概述的核心科技應(yīng)用與走勢(shì)分析[J].河南科技.2013（12）

（作者單位：博思特能源裝備（天津）股份有限公司）