机电一体化技术在工程机械中的应用

诸暨市职业教育中心　刘智勇



机电一体化技术在工程机械中的应用

诸暨市职业教育中心刘智勇

【摘要】经济正在迅猛发展，机电一体化将成为工程机械在未来的主流的发展方向。截止到目前，在工程机械中，机电一体化的应用已经越来越多，不仅如此，在工程机械领域已经有了一定的成就与贡献。工程机械一体化的实现，在很大程度上提高了工程机械的效率，同时也节省了大量的人力、物力。本文主要结合机电一体化的特征，机电一体化与工程机械的不同，论述了机械一体化在工程机械中的应用。

【关键词】工程机械；机电一体化；基本特征；应用技术

1　机电一体化技术的基本特征

机电一体化技术之所以被广泛应用，不仅仅因为其应用广泛，也因为其有着自身的特点，经过查阅相关资料和实际调查，本文作者总结出了机电一体化技术的几个特点，具体如下说明：

1.1应用广泛

机电一体化技术是多门学科的综合，涉及的技术较多，是一门综合性的交叉技术，正是因为其综合性较强，才使得机电一体化技术得以广泛应用，而不只是限于工程机械领域。固然，本文对于机电一体化的研究主要侧重于机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。

1.2逻辑性很强

机电一体化的核心思想就是把各个学科加以合理融合，形成一门独特的综合性技术应用到机械领域中，把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体，形成一个统一的整体，从这个角度来讲，机电一体化技术具有很强的逻辑性，也可以说是具有很强的系统性。

1.3具有很强的最优化建模理论

机电一体化技术经过多年的发展，已经形成完整的最优化理论体系，相关算法可以参阅相关文献，限于论文篇幅，在这里不再累述。

2　机电一体化和工程机械的不同

机电一体化与工程机械有很大的差异，侧重点不一样，应用范围也不同。具体差异如下：

关于侧重点：机电一体化的侧重点是机电控制，工程机械侧重于内燃机、液压和液力传动、底盘与关键工程机械构造和设计；工程机械详细到行业关键包含柴油机、变矩器、油泵、液压件等的设计和制造。

关于行业关键指：机电一体有化数控机床、PLC技术、接口技术、ECU控制单元、单片机运用等，在这个专业里需求对电的控制高于机械本身。

关于其各自的优点方面：机电一体化的优点在于机电控制将是将来机械行业发展的趋势之一，但它只是为机械行业服务，重点工作装置还一定要由机械完成，就业面比较来说相对宽泛；工程机械的优点在于工程机械行业是国家核心发展的行业，行业内大型企业很多。

3 机电一体化在工程机械中的应用

3.1数控机床

机电一体化技术的应用当中，数控机床可谓最成功的典型。随着机电一体化的发展，数控机床技术也有了质的提高：结构更合理、功能更广、操作更方便、控制精度更高。数控机床结构的发展逐步趋向总线式、模块化、紧凑型，且采用多CPU、多主总线的体系。在数控机床中，开放性的设计逼近可以在很大程度上提高系统的兼容性和层次性，以便用户的编程和对设备进行改装和升级。一般情况下，可以在系统中引入在线诊断、模糊控制等技术，这些技术可以提高数控机床的智能化水平。其中，在线诊断功能可以将机床中出现的刀具破损等一系列故障或潜在性的故障反馈给操作人员，以便可以根据故障的情况，迅速采取控制手段；模块化的设计，可以丰富系统功能，使得机床控制操作都更加简便，一般情况下，都是通过一台机床控制多台机床，使它们同时、独立的完成各自的任务，实现多过程、多通道的控制。

3.2控制柴油机

柴油机行业最重要的战略目标，就是缓解外排气污染，然而，要想一边解决解决外排污染，另一边又想降低柴油机的油耗，这是非常困难的。因此，将这两种参变量调整到一个平衡点。在传统的做法中，大家都只是考虑燃油率，外排污染物虽然有所减少，排放浓度却有了很大的提升，对于控制污染物方面并没有本质上的改观。然而，随着电子技术的高速发展，柴油机可以借助电子调速器，电子油门控制装置，自动停机装置等装置，不仅使柴油机能够满足经济指标，还能使够对最佳喷油进行定时。

3.3实时监控

实时监控的功能是机电一体化系统在机械工程中的另一个具体应用。与现有的技术相比，传统的机械工程比较落后，不能对操作过程进行实时监控。在这种该情况下，机械工程的整体质量无法得到控制，操作人员的人身安全也无法得到保证。机电一体化在机械工程中的的应用，这些问题就都可以很好地得到解决，机电一体化在机械工程中的应用，主要是通过对某一具体工程的制动、传动、执行等一系列环节进行实时监控。一旦在生产过程中出现问题或者故障，机电一体化系统就会立即发出预警，并且对故障就行定位，然后进一步分析问题，只有这样故障人员才能根据具体的故障做出应对办法。也只有这样，机械工程的安全性才能得到保证，机械工程的整体的工作效率爱能得到提高，机械工程的整体质量才能得到控制，还可以节约很多的人力物力，为机械工程企业带来经济效益和社会效益。

3.4确保精度

机电一体化系统在机械工程中应用，对于工程质量方面来说，最有意义的一点就是工程的精度的保证。传统的机械工程，工艺比较简单，大都是人工操作，在工程测量、数据统计与计算等环节，误差出现的频率很高，使得机械工程的整体质量得不到保证。在机械工程中，有了机电一体化系统的应用，不仅可以提高机械工程数据测量的精准度，还可以实现机械工程测量环节的

自动运行，又可以在最大程度上避免传统的数据统计、计算所造成的误差值，为机械施工的整体质量与相关的精准度提供了可靠地保证。在机械工程的精准度有了保证的前提下，机械工程的效率大大增加，施工人员的劳动强度大大降低，还可以节不少的人力。综上所述，机电一体化系统在机械工程中的应用，在确保工程精准度的同时，也加强了机械施工的现代性、高效性与快捷性，使机电一体化系统在未来的应用前景变得更加广阔。

3.5分布式控制系统

相对于集中式控制系统而言，分布式控制系统是通过一台中央计算机对多台计算机进行控制和指挥，由于分布式控制系统强大的功能和可靠地安全性，使其成为机电一体化的主流技术。一般情况下，分布式控制系统根据实际情况进行分级，可分为两级、三级或更多级。其核心技术就是通过中央计算机完成对现场生产过程的实时控制等，另一方面，分布式控制系统随着测控技术的不断发展与创新，还可以实现对生产过程的实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能，成为一种集测、控、管于一体的综合系统，可靠性大幅提高。

3.6降低劳动强度

传统的工程机械施工都是人工操作，而且对操作人员的个人素质要求较高，主要是因为机械工程工作强度大，机电一体化技术的应用，将工程机械带入了自动化及半自动化的生产领域，传统工艺中，很多必须人工操作的项目都可以由机电技术中的控制系统来代替，这样一来，大大降低了来动人员的使用率，同时也降低了劳动强度、提高了机械工程的质量，也提高了机械工程工作的准确度。

3.7其他方面的应用

现如今，一些由微机控制的自动化变速器开始广泛使用，比如使用在装载机，推土机等机械上，不仅可以根据实际的作业要求，对传动系统的传动性能进行变更，大大提高了工作效率，也可以将复杂的人工操作简单化，降低劳动使用率。

4　结语

自从机电一体化纳入工程机械，其在很大程度上提升了机械的使用质量、工作效益、人员使用率，同时也节约了大量的劳动力，为企业赢得了效益。但是对于机械工程来说，目前面临的问题是，如何将机电一体化更好的纳入其中，这也是机械工程未来的发展方向。除了加大机电一体化理论知识的探索和研究力度，更要积极引进发达国家的先进技术，另外，国家还应该重视机电一体化人才的培养，为我国机电一体化技术的深入研究打下扎实的基础。

参考文献

[1]张彬论.机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发[J].现代商贸工业,2012(5).

[2]岳鸣飞马福喜机电一体化在工程机械上的应用与发展[J].内蒙古煤炭经济,2013(9).

[3]王金玉.工程机械机电一体化技术的应用[J].科技创业家,2013.