机械制造自动化技术的发展趋势

关怀 杨宏君 孟凡宇 赵博

摘要：现代机械制造作为一种复合型的、综合的技术，有着较强的系统、较高的功能、优越的性能、突出的效果等特点。特别是在信息技术飞速发展的今天，机械制造自动化技术在信息化发展及应用的过程中，其所适用的范围越来越宽广。文章通过对机械自动化技术特点的总结，分析机械制造自动化技术的发展趋势。

关键词：机械制造自动化;技术特点;发展趋势

面对当前不断提高的对机械电子工程易操作性、低能量消耗，高工作性能的要求，如何将机械电子工程系统达到局部能量最佳，是值得我们重视的问题。就我国目前情况而言，与世界先进水平相比.还有一定的进步空间。

1.机械电子工程节能概述

1.1节能理念及其广义的概念

将能量进行传递与转换，做到对外做功的效果，就是机械电子工程运行的最终目标。由于大部分机械电子工程都是由几个共同协作的运行结构组成，所以对有效功率输出有影响因素的是：在功率不同之间的相互合作及其传递的过程。供需双方的合作以及传递过程中的功率是当前节能控制技术关注的焦点。机械工程在单位时间内完成的工作量是工作效率。

1.2机械电子工程的功率流程

转换的能量，对外做功和传递的过程就是机械电子工程的运行过程，通过能量来进行分析。对其功率流程的研究，是机械电子工程节能分析的重要一步。

分析将柴油机作为动力主要来源的机械工程，柴油的化学能是其主要的动力来源，柴油的化学能被柴油机转化为可输出的机械能。就转速转矩方向来说，通过调速喷油和电控的控制技术来改善优化柴油机的能量消耗特征及其动力特点是目前选择的主流方案。就压力和流量方面来说.通过恒定功率，切断压力，正流量的控制技术来优化改进液压泵的能量消耗特征及其动力特性是目前的首选方案。能量的供应方和需求方是柴油机和液压泵，对它们之间的供求关系的改进，目前常用方法是采用控制液压泵和发动机的功率极限荷载或者控制转速感应等等，通过这几种方法来改进两者之间的动力特征和能量消耗特点。液压泵传递出来的液压能会被液压能吸收.通过对液压系统的压力、流量和方向调节，输送压力和流量给对应的运行结构.通过LUDV技术对并联回路的负荷差异和分配流量的影响进行消除，或者是通过采用可变流量控制的方式来协调各运行结构共同作业。操作者可以在液压阀控制系统中直接对液压阀进行控制，即操作者的意愿及其对流量的要求都可以显示其工作状态。所以能量的提供方和需求方也是液压泵和液压阀。通过控制负流量或者控制负荷传感的方法来改善优化他们之间的供给与需求的关系。液压阀传递出来的液压能会被油缸和马达吸收，与此同时将转化的机械能输出：力与位移和转速转矩，被输出的部分甚至全部机械能都会对外做功，运行元件对外做功的有效性不言而喻。

2机械电子工程的节能控制系统

在改善局部方面，传统的节能控制技术已经展现出良好的效果，但是为了取得更好的节能效果就必须在传统的节能控制技术上有所改良甚至突破，通过以下几点可以对传统的节能控制技术进行改善：对固定功率配置进行改善，将机械工程的功率配置实现动态化;对操作者的，工作效率管理系统要建立在操作方式上;对工作方式来说要选择识别技术，设立相对应的功率动态配置系统的操作方式。

2.1全电控节能控制技术

对于机械工程系统来说，依靠电比例液压泵、电比例马达、电比例液压阀和电控喷油柴油机来组成一个通过全电控来进行作业的传动系统。由于采用的转换原件和功率输出装置全部电控，所以硬件功能最小化且硬件的使用程度大幅度提升。

因为软件承担了系统的控制和专用功能，所以操作者以根据全电控来控制其传动系统。

2.2分布式节能控制技术

对全电控的功率系统，尤其是全电控的液压系统的建立，相应系统的压力信号需要被控制程序进行处理.这也就是一种非常高的要求对控制系统的响应速度，这种对压力信号进行及时处理的需求.凭借当前的机械工程控制器的技术水平来说还无法完全满足。

要满足对各种数据、信号处理速度的硬性需求，就要研制专用的以总线为基本的液压阀控制器、发动机控制器和液压泵控制器，高速总线与每个控制器相互连接，建立一种以总线为基础的分布式节能控制系统.达到节能的目的。

发动机的喷油量由发动机控制器依据操作者的指令和发动机的运行状态，与此同时，将与其有关的数据传递到总线，其他控制器的指令也可以在总线上获取：参照液压泵出口的压力信号，液压泵控制器可以调节其排量信号，总线接收相关数据，并且接受其他控制器的控制命令;操作者的操作命令由液压阀控制器接收，并且依据命令对液压阀进行控制.发送相关数据到总线，同时通过总线接受其它控制的控制命令。

这种以总线为基础的分布式控制系统，对信息的传输和处理速度的控制都有了特别大的提升，分布式节能控制技术的应用，可以对全电控功率系统的控制需求给予满足。

2.3全局节能控制系统

对机械工作性能的增强、能耗的降低来说，全局节能的意义重要且深远。把外界的负伐和整个机械工程进行研究，才可以建立全局节能控制系统，并且要将作业效率、传统的节能控制技术和协同控制的多个执行机构设置为节能目标，才能够取得节能效果的最大化。

对于简便的定量分析节能效果，全局的节能标准可以定义如下：全局节能标准=有效对外做功/（工作时间*耗油量）=有效功率/耗油量该定义对协同控制的多执行机构，作业效率和传统化的节能控制技术多方面的内容均有考虑，对机械工程的特性评价也较为全面。

3结束语

通过本文对械电子工程节能控制技术研究可以得知，要想目前新型的节能电子控制系统目标得以实现，对传统的机械电子工程中控制系统存在的各种不足和缺陷需要完善和改进，与此同时，要突破传统机械电子工程中控制系统中的一些可取且有效的方式和途径，实现全电控节能控制技术、全局节能控制系统和分布式节能控制技术的建立、完善和发展。取得的技术成果扩展了机械电子工程中控制系统中节能技术的发展空间，对现代化工业机械技术的节能化发展进行了有效的引导作用，也开辟了机械电子工程节能的无限技术空间。

参考文献：

[1]游阳林，唐世波.工程机械电子节能控制技术研究[J].山东工业技术，2017（01）：13-14.

[2]刘茂福，曹显利.工程机械电子節能控制技术研究[J].机床与液压，2011（07）：23-24.

[3]杨哲，工程机械电子节能控制技术研究门[J].中国市场，2014（07）：08-09