机电一体化在工程机械制造的应用

魏世新

一、机电一体化是由计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、控制技术、光学技术等相融合构成的一门独立的交叉学科

计算机和微电子技术的发展直接促进了机电一体化生产时代的到来，在机械制造中应用 PLC 技术可以最大程度地减少劳动成本，提高机械制造和机电一体化生产效率，最终促进机械工业产品结构、技术结构和生产方式的升级。对机电一体化进行分析，具有重要的现实意义。

二、工程机械制造中的机电一体化应用

1.机电一体化在生产中的运动控制

PLC 系统的组成主要包括硬件结构、软件结构、现场拓展结构，PLC 机电一体化生产系统中的应用主要依靠各个部分的组合作用，使控制性能充分发挥。PLC 进行输出和输入模块设计时，为方便进行模块的替换，要配置相似的模块。

PLC 对设备连接主要是利用远程的 I/O 柜，并且系统的备用容量要达到一定标准。开关量 I/O 模块实现对执行机构和位置传感器的连接，选择专用的控制模块对直线运动或圆周运动进行有效控制。从目前的生产状况来看，PLC 的生产厂家对 PLC 的运动控制功能格外的重视，在具体机械制造过程中，机器人、压缩车和装配机械等十分重视对 PLC 运动控制的应用。

例如：环卫产品中的垃圾压缩车，在装载垃圾时的装载过程：在刮板反转，刮板接近开关感应到刮板到位后，会给PLC一个电信号，使处理器进行下一条指令，即滑板下行。当滑板下行接近开关感应到滑板到达位置后，给PLC一个电信号，执行刮板正转，兜住垃圾。其一：当刮板压力达到设定值后，压力传感器传出电信号，执行滑板上行往大箱装填垃圾指令，实现安全保护作用。其二，如果压力没有达到预定值，刮板继续正转，当刮板接近开关感知刮板到位后，通过PLC执行滑板上行装填指令，完成一次压缩装填循环。

2.实现机械自动作业

信息时代下，自动化及半自动化作业是机电一体化技术发展的重要方向。通过机电智能技术的控制，工程机械的自动化程度不断提升，从而实现了工程生产效率的有效提高。例如：环卫产品中的垃圾压缩车，实现了装填、压缩、转运为一体的自动化设备。

3.完善机械监控系统

传统机械制造过程中，机械监控系统的设计较为欠缺，一方面，部分机械设备没有进行监控装置的设计和应用;另一方面，仅有的监控系统较为滞后，其监控内容的全面性和精确性有待加强。而机电一体化技术引入以后，工程机械制造中的监控功能得到了有效加强。具体而言，在信息技术、传感器技术和信号变换技术的支撑下，机械生产人员可以对传动系统、执行装置、制动系统以及液压系统进行动态化的、全方位的实时监控;并且通过异常信号自动报警装置的应用，实现了故障检测的精确性，有效的保证了设备应用的安全性。

4.优化机械节能系统

机械设备制造过程中，动力控制系统是其设计制造的重点内容，确保设备应用的节能化是其技术生产的必然要求。然而受生产技术的影响，传统工程机械制造模式下，其生產的设备能源利用效率普遍偏低。就液压挖掘机而言，其动力系统能源燃料的有效利用率仅为20%，大量基础能源的浪费增加了企业的运行成本，并与现代节能建设的发展背道而驰，基于此，进行工程机械节能设计已成为其制造生产的重要趋势。目前，在机电一体化技术支撑下，机械运行的能源消耗得以有效控制。譬如新型的挖掘机采用了节能控制OLLS系统，与传统挖掘机相比，其实现了25%的运作燃料节约。

5.其他设计应用

机电一体化技术在工程机械制造中的应用极为广泛，譬如，在较多的工程机械中，其采用了自动变频变速装置的应用，这种速度控制技术在机电控制下，能够结合外部环境和自身负荷状态进行传动系统的高效控制，从而确保了设备发动机功率的合理应用。就应用结果而言，降低工作强度、方便施工操作、保证运行效益是其应用的主要优势所在。

三、机电一体化技术应用质量提升策略

新经济形态下，工程机械制造与机电一体化的联系愈发紧密，并且人们对机电一体化技术应用质量的要求也越来越高，基于此，在工程机械制造中，进行机电一体化技术应用过程控制至关重要。具体管控措施如下。

1.强化机电一体化机械设备管理

当前环境下，机电一体化技术已经深刻的应用于人们生产生活的方方面面，其在优化人们生产方式的同时，有效的促进了生产经济效益的提升，进而对人们生活水平的提升产生重大影响。然而，就应用过程而言，注重功能应用，忽略原理研究是当前我国机电一体化技术应用的主要弊端，其使得机械设备管理和创新的进度受到严重影响，难以实现设备应用与设备功能特点的高度结合。新时期，在机械制造过程中，对于机电一体化技术，机械生产人员应注重现代管理理念的应用，在增强其实际操作应用能力的基础上，进行相关知识原理、应用不足的摸索和更新，进而确保机电一体化技术的科学化、规范化发展。

2.规范机电一体化机械应用范围

确保机电一体化工程机械应用范围的明确是提升其应用质量的重要保证。目前，就应用广度来看，房屋建设、桥梁建设、道路建设等方面都进行了机电一体化技术的应用;然而其整体的应用过程相对混乱，由此造成了设备选择不充分、设备应用不合理、设备损耗严重的状况。新时期，面对着不断提高的机电一体化应用要求，工程机械管理人员应注重以下方面的具体保证：其一，对现有的机电一体化应用领域进行拓宽，确保其应用范围的不断扩大;其二，规范机电一体化技术在具体领域的应用过程，明确其具体的控制指标和强度指标，进而保证一体化机械设备的物尽其用、物有所值。

3.进行机电一体化应用人才保障

人才资源是机电一体化技术高效应用的基本保证。新时期，机电一体化技术应用质量的提升离不开必要的人才保证。因此在实践过程中，工程机械制造单位应注重优秀人才团队的组建，一方面，对于基础作业人员，其应通过日常培训、技能学习等手段，提升操作人员对机电一体化技术的认知水平和应用水平。另一方面，加强机电一体化技术科技研发的资金投入，通过具有较高水准的科研团队建设，实现我国机电一体化技术应用水平的提升，进而在实现人机交互的基础上，保证工程机械制造及工业生产的稳步推进。

四、结语

工程机械在社会生产生活中的经营不断普及，确保机电一体化技术在其制造过程中的高效应用，不仅有利于机械制造效率和质量的提升，更能有效的保证设备应用的总体安全。对于工程机械制造人员而言，其必须深刻认识到机电一体化技术应用的必要性，在保证其应用内容充分的同时，进行高质量的应用过程管理。唯有如此，才能提升机电一体化技术的应用水平，进而推动我国工程机械制造行业的进一步发展。