机电一体化技术在工程机械中的应用

孙鹏

摘要：新中国成立以来，工业生产在中国经济发展中的地位越来越突出，与此同时，随着我国经济的发展，科学技术水平的提升，工业生产中工程机械的运用也变得十分广泛。机电一体化技术（Mechatronics）在工程机械中的运用也更加广泛，同时在工程机械中运用Mechatronics，对提升工业生产中工作效率及质量具有非常重要的作用。除此之外，还对自动化与智能化的健康发展起到了一定的促进作用，对推动我国工业化进程具有非常重要的意义。所以，在实践运用中，进一步研究Mechatronics，应研究其在工程机械中的运用，在很大程度上有利于工业生产。

关键词：机电一体化技术;工程机械;应用

前言：随着计算机技术、微电子技术的持续进步，Mechatronics在工程机械领域中的优势逐步扩大，引起了越来越多企业的关注，进而在各个领域中得到了非常广泛的运用。为可以让工程机械操作者及施工企业对电气与电子控制装置的功能、种类等进行更好地了解，文章主要对Mechatronics在工程机械中的应用进行了详细分析，仅供参考。

1 Mechatronics发展进程阐述

从全球范围角度出发，机电一体化的发展大致可以分为三个过程。第一阶段是20世纪60年代以前，人们对电子技术的发展使机械产品的生产和发展成为可能。二战爆发后，实现了电子技术与机械产品的融合。这些Mechatronics后来发展成为民用技术，促进了战后经济建设和发展。当时电子技术的发展还不成熟和完善，机械技术和电子技术的结合受到很大限制。从70年代到80年代，Mechatronics迎来了一个繁荣时期，在这一阶段，计算机技术、通信技术和控制技术的不断发展，集成电路的规模和微型计算机的发展和应用，使Mechatronics有了良好的技术基础，引起了各国的重视。20世纪90年代末，Mechatronics以智能化为主要发展方向的物理技術，不断探索新的发展模式和发展方法，不断与光通信技术融合，使光Mechatronics得以发展。

2 Mechatronics概述

Mechatronics全面融合了伺服技术、自动控制技术、信息技术以及计算机等多种技术系统。在经济日新月异发展下，Mechatronics也愈加成熟。当前可从三个方面来体现Mechatronics的特点：首先，整体结构最优化。对于传统机械产品，机电一体化可以通过增加机械机构来改进使用功能，在调节与控制机械功能时，只需要运用计算机软件即可实现，能进一步优化整体结构。其次，操作性能柔性化。计算机在机电一体化属于极为重要的组成部分，将计算机技术应用在机电一体化系统中，无须改变硬件结构，即可实现系统的高效运行，通过调整软件，保证生产安全性，提升工业生产效率。最后，系统控制智能化。能实现计算机电子系统控制，有效减少了人工操作传统机械的工作量，不仅能提升系统的运行高效性，还能实现自动化诊断记录、修改、处理以及检测信息。

3 Mechatronics在智能制造中的应用优势分析

3.1model优势（模型优势）

在Mechatronics的优势中，model优势是较大的优势，⑴对于功能结构的明朗，其模块化设计具有十分重要的作用;⑵电子元器件的功能模块具有较强敏感性，能大幅度提升处理及传输数据的能力;⑶控制系统具有非常强悍的可编写性，应用范围难以被束缚。这使得智能制造获取了全新的model控制，同时使得非固定结构的智能化模型参数控制得以实现，极大程度上对智能控制的发展方向具有开拓的作用。

3.2control优势（控制优势）

⑴为了可以智能制造对非线性及线性进行更加准确的控制，同时全面提升控制跟踪能力，促使控制、制造系统能够高效、稳定运行，提升系统管理的有效性，需要进一步加大智能控制的范围;⑵智能控制可以高效防止传统控制的不利影响，如信息丧失真实性、控制操作复杂、信息漏洞等，还能全面提升IMS的控制水准及监测水准。⑶在智能制造中应用Mechatronics，能够通过可编模块及微电脑的记忆功能，使得控制更加精准、更加标准及高质量，这从整体上促使性能及效率得以提升。

3.3exchange优势（交换优势）

Mechatronics的特点颇多，主要有高灵敏度、较强数据处理能力等优势，在智能制造中应用Mechatronics，能提升其处理数据的能力，提升制造信息交换的安全性、高效性。此种exchange优势完全突破了以往智能制造信息处理能力不足的技术缺陷，高效避免了信息交换引发的系统崩溃及故障现象，大幅度提升了数据的完整性、系统工作的安全性，促使信息交换安全且高效。

4 Mechatronics在工程机械行业中的具体运用

Mechatronics的根源在于工程机械行业。起初，人们发现可以用电子设备代替人来控制机器。随着计算机信息技术的发展，在现代工程机械中，机电一体化产品集成了感知功能、机加功能及控制功能等，能够符合机械加工过程的各种要求。以往机械加工过程大致上都是由人操作机械来完成的，如手动机床等，然后是机电一体化数控机床，它可以借助电子控制实现一些操作的自动化，并通过程序促使自动加工过程得以实现。此种代表性运用对现代机械加工方式的转变具有非常重要的意义。再后来，诞生了更加简便、灵活的工业机器人，起初工业机器人只应用于一些简单的作业中，譬如搬运，再后来伴随着自动化程度及精度的增强，工业机器人开始应用于具体的制造中以及一些装配中，譬如机加、焊接等，对现代AI的发展起到了直接的促进作用。工业机器人能够运用感知层对人类的感官功能如视觉等进行模仿，然后传输信息到控制层，经过内部处理器的判断分析做出抉择，从而推动执行机构做出相应反应，最终促使加工过程得以实现。在这一过程中，工业机器人大大解放了人力，与此同时提升了安全性。

在工程机械中运用Mechatronics，还能实现更重要的功能，即监控。工程机械监控可分为两种，一种是机械被动监控，另一种是机械自我监控，主要的目的有两个：一个目的是避免机械加工期间产生失误现象，另一个目的是避免施工期间产生人员伤亡事故。以往的监控是人工采用特定的设备实施检测，该种方式效率非常低，而且还会浪费大量时间，而机电一体化产品则是采用信息化技术方式进行高效地自我监控，同时还能自己做出相应的防范措施。这样一来不仅保障了机械加工产品的可靠性，还保障了工人的生命财产安全。

5 Mechatronics的发展趋势

5.1网络化

计算机技术的快速发展，在很大程度上改变了世界经济，多样化的网络在同一平台上提取了世界上的各种信息，以供世界共享。随着经济的迅猛发展、技术竞争的日趋激烈，用于网络远程控制的终端设备，即网络化，本质上是一种机电一体化产品。

5.2环保化

低碳环境保护是世界性的焦点问题之一，也是世界经济长期发展的关键。世界各国在低碳环境保护方面投入了大量的人力和财力，以促进节能，减少能耗和减少污染。 低碳环境保护已成为各国竞争生存和各行业发展的有力支撑。所以，Mechatronics也是如此。机电一体化产品的开发和应用与低碳环保要求相符，机电一体化产品发展空间和市场动力将逐步扩大。

5.3智能化

人们口中所讲的智能化，主要是指吸收基于控制理论、AI，计算机科学，心理学，混沌动力学等新思想和新方法，来模拟人类智能，使人类智能具有判断推理能力，自主决策能力和逻辑思维能力等，而不是控制高级控制模型。智能化是21世纪科技发展的重要特征之一，机电一体化智能化趋势的重要体现是机器人和数控机床的智能化。

结束语：

总之作为工程机械的使用人员和管理人员，须顺应科学技术发展潮流，全面了解Mechatronics，将其在工程机械的应用价值全面发挥出来，唯有这样才可以更好地参与到现代化工程施工中，贡献于我国的建设事业。

参考文献：

[1]彭飞.机电一体化技术在工程机械中的应用[J].集成电路应用，2020，37（03）：70-71.

[2]雷泱.工程机械中机电一体化技术的应用探究[J].南方农机，2020，51（04）：179.

[3]高延凯.机电一体化技术在工程机械中的应用[J].科技风，2020（05）：131.

[4]马伟.机电一体化技术在现代工程机械中的發展运用研究[J].南方农机，2018，49（14）：55.