浅析机电一体化技术在工程机械中的应用

农根

摘 要：科学技术的日渐成熟，让集电子学、信息学、机械学为一体的机电一体化技术得到了快速的发展，并且被广泛应用在工程机械当中，其技术工艺的高低直接关乎到工程机械的质量、安全、经济、生产效率及使用寿命等，突显出重要的作用价值，所以针对机电一体化技术在工程机械中应用的研究显得十分关键。本文通过对机电一体化技术应用的可行性分析，提出了机电一体化技术在工程机械中的应用对策，并对未来机电一体化的应用发展做出了预测，从而推动整个工程机械行业的不断前进。

关键词：机电一体化；工程机械；应用研究

自改革开放以来，我国的经济水平持续增长，科学技术不断提高，给工程机械的发展提供了良好的机遇，尤其在计算机微型处理技术、电子信息技术、传感检测技术的兴起及广泛应用之后，对工程机械的影响意义十分巨大，通过引入机电一体化技术，使得工程机械生产效率得到了明显提升，产品性能获得进一步提高，实现了质量和经济的双赢，因此，不断深入对机电一体化技术在工程机械中的应用探究很有必要，势必促使机械工程的发展迎来新的篇章，具有一定的现实意义。

1.机电一体化技术应用的可行性分析

机电一体化技术可谓一种跨学科的综合性技术，涵盖了计算机及微电子技术、电子信息技术、机械技术、自动控制技术、液压技术等，事实上，早在上个世纪70年代，该技术便已经被大量应用到工程机械的生产运行当中，同时，其自身技术的应用特点，为该技术在工程机械中的应用提供了可行性依据，主要表现在以下几个方面：

第一，增强产品性能

机电一体化技术的应用，对提高工程机械产品的性能提供了很大帮助，充分利用数字显示及控制技术，只需对产品生产制作的控制面上按钮按照规定要求操作，就能达到提高产品生产效率、便捷高效的良好效果，而且还能减少操作的数量，节省了人力资源和人为性的失误，为工程机械生产运作借助电子系统实现自动化、智能化的操作奠定了基础。

第二，提升机械设备的安全性

机电一体化本身拥有诸如监控、自动修复、自动报警等功能，有效提升了工程机械设备在使用过程中的安全性，相比较以往的传统机械设备，这项技术可谓更具实用性，即使工程机械设备出现了故障，仍可以借助自身设备来做好防范。

第三，便于工程机械的养护、检测

在工程机械中，机电一体化会以操作程序的形式，在不更换任何机械配件的前提下，根据工程机械的实际情况做出调整与改进，而且依靠事先在工程机械设备中安装不同的操作体系，便可以实现对生产工作的自动化处理和控制，同时利用自带的修复、检测功能可以有效地实施养护和检测，以便机电一体化的设备尽快能够恢复正常运行。

2机电一体化技术在工程机械中的应用对策

2.1 机电一体化技术在机床的应用

我国数控机床一般使用 Z80-CPU 软件实现机电一体化，这是因为 Z80-CPU 系统开发较为简单，且配套的芯片具有普遍性和廉價性，因此在机电一体化技术上具有额可靠性和通用性。由于我国的数控机床是按照坐标轴进行工作台运动的，因此一般需要采用插补功能实现连续控制的目的。 其中滚珠丝杠具有摩擦损失小、传动效率高的优势可以有效消除低速爬行的现象，因此在数控机床的执行机构传动方式可以使用该种传动方式。

2.2 监控系统的应用

机电一体化技术在工程机械加装电子监控和故障诊治以及自动报警系统可以对工程机械的各种装置如传动系统、液压系统、发动机以及制动系统等进行综合的全方位的监控。监控系统在工程机械运行过程中如果发现异常，能够自动找出机械出现故障的部位，并发出警报，提醒工作人员注意。 因此机电一体化技术的应用不仅提高了工程机械的工作效率，而且改善了操作人员的工作环境，降低了工程机械故障维修的费用，缩减了停机维修的时间，对延长机械使用寿命和提高机械经济效益具有重要的作用。

2.3 对柴机的控制

借助机电一体化技术的电子油门控制系统，对柴油机安装电子调速器和升温控制自动系统可以提高对柴油机控制的便捷性。

2.4 降低工程机械功耗，促进生产效率的提高

没有使用机电一体化的工程机械存在功耗较高、生产率较低的现象，如液压挖掘机其能量利用率只有 20%左右，且生产率较低，应用机电一体化技术后，给液压挖掘机安装电子控制系统，如卡特电子系统。安装科特电子系统的液压挖掘机其功耗明显降低，且生产率在不断提高。 或者如给柴油机安装电子调速器，可以根据不同的工况选用的不同的柴油机工作模式，降低柴油机的功耗，这有利于提高柴油机的工作效率。

2.5 提高产品质量

机电一体化技术应用于工程机械中，借助电子系统的精密控制系统，可以提高工程机械工作的精密程度，提高产品质量，促进良品率的提高。一般的机床在加工产品时是操作人员依据自身的操作经验和技术进行操作的，这造成的机床生产的良品较低。 实现机电一体化的机床在进行产品加工时依赖于电子系统的控制，因此精确度较高，同时监控系统可以及时对机床操作进行调整，确保良品率的提高。 我国较为先进的数控金切机床已经可以进行精度为 0.001 毫米的作业加工，这是单纯的依靠人工操作的机床难以做到的。

3.未来机电一体化应用发展的预测

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多种学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面。

3.1智能化发展

智能化是21世纪机电一体化技术的一工个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。

3.2模块化发展

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元，是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速，智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉，图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成操作的机械装置等。有了这些标准单元就口丁迅速开发新产品，同时也可以扩大生产规模。

3.3网络化发展

机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球，由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已形成优势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，能使人们待在家里就町分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

总结

总之，工程机械的发展需要机电一体化技术的有利支撑，通过合理运用该技术，使得工程机械的管理和运行能力均得到很大提高，不仅改善了产品的性能，增强了安全性，提升了生产效率，而且有助于实现经济效益的不断增长，为此，加强机电一体化技术在工程机械领域中的应用研究至关重要，只有如此，才能进一步扩大机电一体化的应用范围，掌握核心技术操作，更好地为工程机械生产服务。

参考文献：

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