工程机械机电一体化技术应用研究

2020-01-10张玮伦李玲玲指导老师

科学技术创新 2020年16期

张玮伦李玲玲（指导老师）

（辽宁科技大学，辽宁鞍山114051）

1 工程机械机电一体化技术目前的应用情况

时代在不断的进步，如今21 世纪的中国已经在加快工程技术的改革，有了先进的科学技术手段，逐步和世界的工业生产水平完成对接，这其中很大一部分得益于我国工程机械机电一体化技术的应用和发展。机器、机械在接收到信息化技术所提供的命令信息后，通过一定的处理和筛选，使得机械自动化的调整运行方式与工作状态，结合了电子信息化技术实现了自动控制，这就是我们常说的机电一体化技术。随着机电一体化技术的不断发展，目前的工业生产、机械加工已经在传统意义上得到了变革，将人及操作模式逐步向极其自动控制的模式进行过渡。在大规模的工业生产以及机械加工项目中通常需要较多的劳动力，同时劳动强度也相对较大，此时，机电一体化技术的应用就具备充分的优势。随着各个行业之间的竞争越来越激烈，以及目前信息技术产业的升级和转型，机电一体化技术需要不断地进行自我更新和调整，通过技术开发不断适应目前的生产需求，优化操作系统与操作界面。

2 机电一体化技术在工程机械中的具体应用

2.1 机电一体化与工程机械的监控

现代工程机械在安全运行的同时达到高效运行的目的，需要对工程机械的运作进行实时的监控，才能方便科学管理。机械工程的运转状况在机电一体化技术以及控制模块的组合下将监控设备的功能实现了范围较宽的拓展，因此可以在任意时刻了解机械工程所处的状态，实现远程监督。机电一体化技术在很大程度上能够在第一时间对系统的不正常状态及时进行反馈，机器依赖PLC 模块进行自主的判断以及处理，并发出警报，将故障情况第一时间告诉了相关的工作人员，使得机械设备能在短时间内回归正常状态。机电一体化技术对工程机械的监控和在很大程度上实现了自我调控和管理，一方面节省了相关工程所需的人力和物力，另一方面由于不需要传统较为繁琐的检测，也使得机电设备的运行效率有所提高，避免了机械工程运行过程中的资源浪费。

2.2 机电一体化与工程机械的能源节约

以往的工程项目中使用传统的技术，世纪的设备运行效率没有得到较好的控制，能源浪费可以说非常的严重。但是，由于机械工程技术结合了机电一体化，电子设备的节能性得到了较好的管控，更好的进行了能源的分配和管理，使得能源的使用量得到了较好的控制。比如通常工程中会用到液压挖掘机，通过将机电一体化技术运用在其运行过程中可以实现高效的能源控制，将能源利用率由原来的20%提升到了45%左右，燃料能够更好的将热值用在具体的工程项目中。另外，机电一体化技术使得工程机械的环保性能也由很大的提升，能够将废弃物的产生通过电子信息化技术实现检测，并采取对应的措施进行管理，于此同时，在机械运行过程中一定程度上保证机械磨损情况得到保护，使得工程机械的产品效益有了很大程度的提高。

2.3 机电一体化与机械自动和半自动化

现代化工业生产与工程施工的主要特征之一就是自动化，随着机电一体化技术的发展，现代化工业生产与工程施工的自动化体系已经逐步完善。目前的自动化程度仍然技术有限，大部分的工程项目是半自动化的状态。在工程机械机电一体化技术的应用背景下，自动化与半自动化程度在很多的生产和施工项目中得到了全面的提升，并逐步实现了更加全面的自动化，存在过渡作用。由于机电一体化技术在工程机械中的全面应用，很大程度上释放了大部分的劳动力，使得工人施工过程更加的简单可靠，并提高了工作的效率。由于部分工作人员的工作经验不足往往存在一定的失误，由机电一体化技术所推动的项目自动化发展很好的规避了人工失误所导致的项目质量问题，将产品的合格率最大化。

2.4 机电一体化技术与机械作业精度的控制

产品质量的保障是与机械作业精度分不开的，严格的加工方式才能将产品的精度要求进行完美的控制，达到目标产品的效果。传统和的工程机械由于技术缺陷一般很难对产品加工精度进行保障，对于每一个环节的要求相对较高。而经过机电一体化技术的应用，各种机械零部件的生产精度有了很大程度的提高，目前机械工程生产的部件或产品的复杂程度越来越高，传统技术已经无法独立完成生产，机电一体化技术与计算机技术的应用能够利用电子信息技术手段完成产品精度的检测，并编制PLC 模块来实现产品的精度控制，是目前机械工程发展的趋势，在很大程度上决定了企业的核心竞争力。企业对于机电一体化技术的掌握程度直接与企业的生产效率和投资成本相关，相关部门应该对其高度的重视。

3 我国工程机械的机电一体化技术应用存在的问题

3.1 与发达国家的机电一体化技术存在着差距

虽然，我国的机电一体化技术在工程施工以及工业生产过程中应用的比较广泛，并在技术推广的政策下实现了很大程度的普及，但是不得不说我国目前的技术水平与国外相比仍然存在着很大的差距，由较为广阔的提升空间。西方的众多发达国家由于机电一体化事业起步时间早，其发展时间相对充裕，并且技术成熟，因此有着比我们更加可靠的技术手段。当前国产的机电一体化技术有了自我研发，但是还有大部分的自动化机械以及核心技术手段都是依赖国外进口的，我国的技术研发和技术改进有待加强。

3.2 工程机械本身的质量存在一定的问题

除了我国机电一体化技术的软件缺乏，技术有待发展，其核心硬件也同样存在着与国外较大的差距，因此机械工程项目存在着本身的质量问题。从国内机械设备的以往调查数据显示，国内的工程机械使用年限普遍偏低，足够的耐用性显然没有得到保障，专业水技术人才的匮乏导致了技术创新难以实现，在国际层面我国的机电一体化技术存在着质量水平高低不一，难以集中规范要求来进行技术革新，其操作性即使有一定的智能化水平，但是仍然存在操作困难的一些界面。

4 机电一体化技术应用的发展前景

4.1 智能化

随着时代的发展和进步，智能化技术已然成为了技术发展的主题，机电一体化技术的发展也不例外，随着机电一体化技术实现逐步的智能化发展，其应用前景将非常可观。机电一体化的智能化发展很好的适应了实际的工程需求，目前在较高水平的自动化工程项目上，人工人力辅助仍然出现的频率很高，需要自行设置相关参数并操作有关人机界面，由此可见，机电一体化技术的智能化发展以AI 技术的利用为核心，可以将智能化设备的发展结合人工智能实现高效的智能化技术优化，并将相关规范要求做得更加到位。

4.2 微型化

电子信息技术的纳米微型计算机技术在机电一体化技术中的应用也使得机电一体化技术的微型化发展成为了重要的技术手段，机电一体化技术不断地将操作界面升级，逐步实现了微型化发展。我们可以在不久的将来看到机电一体化技术在机电设备中应用时产品的体积会很大程度的缩小，节省了大量的空间。微型纳米技术使得系统的能耗也很大程度的降低，系统操作过程中具有更好的灵活性，使得机电一体化技术在军事等其他的技术领域也能更好的得到应用。

4.3 高性能

工程机械的精度、可靠程度、施工生产速度等等都得到了较好的提升，这得益于机电一体化技术的发展，从工程机械的实际使用效益来看，高性能的机电一体化技术发展很大程度上帮助企业建立了核心优势。目前高性能的机电一体化技术主要利用总线连接进行多CPU 处理，并将CNC 的相关技术要求进行了匹配。在进行信息处理时可以在同一时间通过一定的技术手段将指令发个各个处理器，精简指令集机将不同的指令信息集成分配处理，完成多任务的同时处理，生产效率得到了大幅度的提升。