工程机械中机电一体化技术的应用及发展趋势

2021-12-26黄小华

南方农机 2021年4期

黄小华

（陕西电子信息职业技术学院，陕西西安 710000）

机电一体化技术属于一项专业性较强的技术学科，在工程机械生产的过程中，主要是将其作为可控机械设备运行实况的重要技术手段，以此提升机械设备的生产效率和质量，为其提供基础性保障。同时，机电一体化技术的应用对于整个工程机械生产系统来说，都起到了重要的作用，如确保生产系统的稳定性，实现良好的生产效益，为促进工程机械行业发展给予重要的技术支持。

1 机电一体化技术

机电一体化技术在现代工程机械生产中占据着重要的地位，能实现良好的生产效率，提升生产质量[1]。但是，工程机械机电一体化技术在应用之前，需要对其技术概述和技术价值进行明确，这样可以有针对性地对其进行落实和应用，以此保证良好的应用效果。机电一体化技术概述和价值主要内容如下。

1.1 技术概述

1）机电一体化技术也称机械电子学，是一项专业性和复杂性较强的学科，所包含的技术较多，如控制技术、光学技术、计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术等，并且机电一体化技术还具有一定的独立性。同时，随着机电一体化技术的发展以及一些先进技术的影响，机电一体化技术逐渐朝智能化、绿色化、微型化、系统化等方向发展，为相关行业发展提供重要的技术保障。

2）机电一体化技术主要以机械为核心，将电子技术应用到机械的动力系统、信息控制功能等方面，并且借用计算机技术将智能化和机械有效结合，以此形成机电一体化技术。同时，机电一体化技术所涉及的学科很多，如机械学、运动学等，还兼具集成性、融合性等特性。另外，机电一体化技术在应用的过程中，其核心目的就是实现工程机械生产的智能化操控，在最短的时间内完成多项信息命令的处理，确保工程机械生产的稳定性及生产效率。

1.2 技术价值

机电一体化技术在工程机械中的价值主要有高安全性、高生产力、高生产效益、操作简便等，下面就针对此展开具体的分析。

1）高安全性。机电一体化技术与传统的工程机械技术相比，在安全性价值方面相对更高一些，主要是因为在具体应用的时候，其能充分发挥计算机技术、机械技术、自动化控制技术等的作用，有效提升工程机械的安全功能，如通信功能、遥感功能、定位功能、报警功能、监视功能等，这样就可以针对工程机械生产的情况做出调整，以此保证生产的效益[2]。另外，其还具保护功能，避免故障造成严重的影响，确保工程机械在安全、稳定的情况下运行和生产。

2）高生产力。生产人员在机电一体化技术的背景下，仅需要安全操作即可使多种大型的工程机械设备处于自动生产状态。同时，再加上编程处理，就可以在保障工程机械生产稳定的情况下参与作业，并且针对设备运行的情况对其精度和灵敏度等方面进行调节，以此在预定的时间内完成各项生产任务，实现高产、高质、高效的生产模式。

3）高生产效益。高生产效益是工程机械生产工程追求的重点，而工程机械生产的环境相对较为复杂，其工作难度相对较大，因此为了实现高生产效益，必须加强先进技术的使用。通过利用机电一体化技术，可以及时、准确地获取生产环境的实际情况，以此制订生产方案，保证生产成本可控、安全稳定，并且在生产期间不会对生产周围环境造成严重的影响。

2 工程机械中机电一体化技术的具体应用

工程机械机电一体化技术在应用的时候，主要包括自动化系统、监控系统、分布式系统、故障诊断技术等方面。

2.1 分布式系统

分布式系统在工程机械中机电一体化技术应用的一个重要表现是将现有的生产控制内容进行分类，并且都与该分类相匹配的子处理系统对应，这样可以一定程度上提升系统处理的效果。同时，工程机械机电一体化技术在分布式系统应用时，与传统集中式控制技术相比，其控制效果更加理想，处理能力也相对较强，可以避免故障问题的产生，确保生产的安全性。另外，工程机械机电一体化技术可以根据生产的实际情况合理调度，为工程机械实现良好的生产效益提供重要的保障。

2.2 监控系统

由于生产环境较为复杂，生产工序相对较为复杂，很容易产生问题，从而影响生产的效益。然而，将工程机械机电一体化技术应用到监督系统中，可以根据生产零件的复杂性与精度要求，以及生产工序等方面，对其进行监督与控制，并且一旦发生与预期不符的现象，系统可以及时响应，让工作人员根据实际情况处理，保证生产的效果[3]。以航空工程机械零件为例，该行业零件生产对于精准度的要求极高，因此在生产的过程中，必须严格地控制生产过程，确保零件合格率。机电一体化技术的应用，可以利用先进的技术严格控制整个生产流程，确保其稳定、有序地完成每一道工序，并且机电一体化技术会进行相应的质量检测，这样出现问题就可以及时进行处理，避免造成严重的影响。另外，工程机械机电一体化技术应用在监督系统时，可以详细地记录各项故障、异常等数据，以便后续故障的处理，以此保证高质、高量的工程机械生产。

2.3 自动化系统

工程机械传统生产中，人力资源是主要的动力，容易造成误差累积的情况。然而，随着各项科学技术的发展，机电一体化技术应运而生，将其应用到工程机械生产中可以有效解决传统人力生产所产生的弊端。首先，应用自动化的工程机械机电一体化技术，可以梳理生产工序，将每一道生产工序作为重点，分析其生产的情况，这样就可以有效做到及时发现问题和解决问题，避免造成较大的生产质量问题；其次，可以根据生产的需求和要求设置响应头的精度，以此减少误差积累现象的产生，大大提升生产的精准度；最后，自动化系统也会对整个生产过程进行动态监测，机电一体化技术可以利用计算机软件对工程机械零件的精准度进行严格的计算和分析，一旦发现不符合的工程机械零件，可以及时将其去除，以有效降低资源消耗，提升工程机械生产的质量，实现良好的生产效益。

2.4 故障诊断技术

工程机械生产难免会受到环境的影响，导致生产故障的产生，而利用机电一体化技术中的故障诊断技术，可以针对工程机械生产的情况进行故障诊断，根据诊断的结果做出相应的处理，以此避免故障造成严重的影响，并且也能发挥工程机械生产故障诊断功能。同时，工程机械的故障诊断功能还可以服务于工程机械的各个部件，如利用电子监测控制系统对生产设备的运行状态进行监测，分析其中是否存在异常，根据分析结果及相关依据判断故障点，以有针对地进行处理，做到在最短的时间内恢复生产，提高生产效率。

3 工程机械中机电一体化技术的发展趋势

机电一体化技术的出现，对于工程机械生产行业来说无疑是新的突破，在提升工程机械生产质量、生产效益方面，起到了关键性的作用。

3.1 智能化方向

对工程机械机电一体化技术未来的发展来说，智能化属于一个重要的发展趋势。换言之，智能化发展属于自动化发展的一个延伸方向，而工程机械机电一体化技术进入智能化发展阶段以后，可以根据生产的需求和要求调整生产参数，并且一旦出现问题就可以及时发现，立即对其进行处理，以此保证良好的生产效益。工程机械机电一体化技术在朝智能化发展的同时，可以分析生产系统现有的数据，以此形成适合工程机械生产的数据，并且在生产阶段可以根据生产趋势以及参数的变化做出动态调整，有效避免生产异常，确保生产系统的稳定性和安全性，实现良好的生产效率。

3.2 微型化方向

随着科学技术的发展，很多设备的体积都在逐渐减小，尤其是计算机方面。同时，工程机械机电一体化技术也正逐渐朝微型化的方向发展，主要是利用纳米技术促使工程机械机电一体化设备体积进一步缩小，便于生产期间的使用[4]。另外，工程机械机电一体化技术通过纳米技术缩小之后，不会对设备原有的性能造成任何影响，可以实现良好的应用效果。工程机械机电一体化技术朝微型化方向发展，可以有效提升生产期间的灵活性，更好地提高生产的精准度，以此提高工程机械生产效益。

3.3 绿色化方向

近年来，资源消耗程度日趋严重，在这样的环境下，绿色化方向也成为工程机械机电一体化技术发展的一个重要趋势。其实，工程机械机电一体化技术朝绿色化方向发展，就是指在整个生产期间实现零污染的生产，并且保证得到良好的生产效益。另外，可以回收利用生产完成以后的材料，以此实现材料的最大化利用，降低材料的消耗，实现绿色生产。