工程机械中机电一体化的应用发展研究①

焦磊

【摘  要】随着社会的进步，现代科技获得了突飞猛进的发展，人们对机械电子学的研究愈加深入，将机械、电子、信息三项技术进行 有机结合，从而实现优化系统的目的。在现代工程机械制造业发展的过程中，为 了提升机械的使用效率和质量，就要加强自动化、智能化 技术的研究。机电一体化技术能够提升机电产品的功能 性、作业精确度、安全性、稳定性，满足我国现代工程机械 的使用需求，可以加大研究和发展的力度。

【关键词】机电一体化;现代工程;机械;应用

目前，我国愈加重视研究机电一体化技术，该技术的 进步改善了机电产品的质量和使用效率，进一步完善了产 品功能、精度、生产能力等，从而为现代工程建设和生产提 供了更多的便利，促进了工程质量和效率的提升。

1 机电一体化技术的研究意义

与传统机电产品相比，应用该技术的机电产品 具有更大的使用优势，具体包括以下几个方面：

第一，该技术可以强化产品功能性，拓展产品用途。其 打破了传统单技术、单功能的产品格局，将信息、电子等技 术融入到产品之中，赋予了产品更强大的功能。不仅如此，新的机电产品可以应用在多样化的场合、领域之中，并根 据用户需求提供相应的服务内容，具有较强的应变能力。

第二，该技术可以提升产品精度。应用机电一体化技 术能够使产品机构变得更加简洁，减去原有的传动部件，降低了机械磨损、受力变形等原因导致的运动误差。不仅 如此，利用计算机检测等技术，能够对动态误差进行校正 补偿，进而实现使用精度的提升。

第三，该技术能够使产品更加安全可靠。应用机电一体化技术的产品自动化水平较高，具有自我监控、自动诊 断、保护等功能。不仅能够减少设备产品对人身造成的安 全隐患，还能减少设备事故发生率，满足了安全可靠的使 用要求。

第四，应用该技术能够简化操作难度。利用计算机、数 字显示等技术进行人机界面的改良，减少了人工操作的工 作量，也去除了按钮、手柄等操作设施，从而缩减操作时 间，降低人工培训成本，提升机电设备的使用效益。

第五，该技术能够提升产品柔性。即利用软件优化工 作程序，进而满足多元化用户需求。如，工业机器人对运动 自由度要求较高，手爪部分要具备更换工具的条件。应用 该技术，可以利用控制程序来控制运动轨迹，转变机器人 的运动姿态，进而完成各种类型的工业作业。

第六，该技术促进了产品功能性的上升，并且简化了 操作流程和方法，全面提升了机电设备的生产能力、作业 效率和质量。可以利用虚拟原型的机电一体化技术，进行 模型的设计和建设，对仿真技术的研究也有一定的帮助。

2 机电一体化应用的技术内容

机电一体化是一种多元化的技术，机电一体化系统由 多项技术组合而成，主要包括以下几种：

第一，机械技术。该技术是机电一体化的基础技术，其主要用于机械与该技 术的适应配合，配合其它现代化技术来进行机械概念的更 新，对机械材料、结构、性能等进行创新和变更，进而减小 机械重量、体积的同时，改善机械应用精度、刚度和性能。在机电一体化系统建立的过程中，可以将传统机械理论与 工艺技术作为技术，利用计算机辅助技术、人工智能系统、专家系统等来实现机械技术的创新与改造;

第二，计算机 技术。运用电脑技术，可以实现信息交换、存储、运算等操 作，且人工智能、神经网络等技术也都在计算机信息处理 技术的范畴之内。所以，计算机技术是该系统的核心技术 之一;

第三，系统技术。即将整体概念作为基础，对各项技 术进行组织应用，以全局角度、系统目标为根本出发点，分 解总体使其形成多个功能单元，且单元之间存在一定的联 系。其中，接口技术是不可或缺的技术内容，其能够实现系 统内部各部分的连接;

第四，自动技术。自动技术包含的内 容较多，以控制理论为基础，对机电一体化系统进行设计，并实现系统仿真和现场调试等操作目的。其中，控制技术 是比较核心的应用技术，其主要包括定位控制、自适应控 制、自我诊断、矫正、补偿等多个方面;

3 机电一体化技术在现代工程机械中的应用

3.1 应用于机床生产

在机床生产的过程中，常用 Z80-CPU 软件进行控制 和操作。该软件的研究难度较低，目前已经广泛应用于数 控机床生产领域。从我国数控机床生产技术的发展历程来 看，该工业生产方式由多种不同的技术组合而成，在整个 技术系统之中，Z80-CPU 软件具有成本低、应用效率高的 优势，其满足了我国现代工业机械的发展要求，可以进一 步推广和完善。与其它应用技术相比，该技术还具有节约 能源、控制污染的特点，能够保障系统运行的稳定性，进而 为后续生产奠定良好基础。在实际应用的过程中，该技术 对工作台和道具的要求较高，为了确保应用质量，要从以 下几方面入手：首先，明确坐标轴运行方向，确保其与工作 台、道具的方向一致。还要保障插补功能具有连续性;其 次，充分发挥氟塑贴面导轨功能，控制导轨摩擦系数，增强 导轨耐磨性，进而提升数据机床的运行效率;最后，如果不 需要低速运作，则数据机床的运行成本较低。如果运作速 度较快，则数据机床具有稳定、准确的应用优势。目前，我 国常见的数据机床串座方式为滚珠丝杠复传动。

3.2 应用于自动化和半自动化作业

机电一体化技术在很大程度上提升了自动化和半自 动化的水平，进而促进了机械应用效率，同时降低了人工 成本，带动了我国现代工程的发展和进步。从我国现代工 程机械制造业的发展情况来看，人工操作的内容正逐渐减 少，由于操作失误造成的误差问题也随之减少。例如，三菱 企业的自动化挖掘机应用了机电一体化技术，减少了手动 操作的部分，使挖掘机可以自动进行传信、运作、监控等操 作。该技术可以对挖掘机的电液比例进行控制，并设置了 自动化手柄，根据操作信号进行电液比例的计算，并根基运算结果获取控制比例，最后利用传感器完成自动化作 业。在实际施工的过程中，可以将传感器安装在挖掘机上，进而实时掌握挖掘机的工作情况，操作人员可以根据系统 仪表的显示内容判断挖掘轨迹，并绘制轨迹形状，按照相 应的技术操作流程，对设计好的轨迹形状进行预定设置。如果作业内容比较复杂，系统可以根据各个操作环节提升 控制强度，配合激光技术，强化操作精度，进而确保机械操 作的顺利完成。此外，将液晶显示器安装在挖掘机上，可以利用高辨 识度的显示器掌握机械工作状况，观察其各个部位的运 作、操作情况。操作人员可以对控制面板上的控制按钮进 行操作，并通过数字显示判断机械运作状态，降低了操作 难度，提升了操作效率。此外，在使用相同配件的条件下，应用机电一体化技术可以对机械进行全面有效的控制，利 用计算机技术编辑操作流程，并根据实际应用情况进行流 程更改和调整。可以将该系统应用于各类机械中，并利用 自动报警系统、故障检测系统实时把控机械的工作状态，及时处理机械故障，确保应用安全和效率。

4 结束语

综上所述，机械电子学可以发挥各项技术的特点和作用，进而促进机械产品质量的提升和完善。机电一体化 技术是机械电子学的核心技术，随着该技术的发展，机电产品的功能性、安全性、精度、操作性、柔性等特性都在不断完善和增强。文章 主要就几点一体化技术在现代机械工程中的应用进行了相关的探讨和分析。

參考文献：

[1]冯挺.现代工程机械中机电一体化技术的应用情况探究[J].科技 创新与应用，2017（04）.

[2]夏冬，王永刚，周永哲，等.工程机械中机电一体化技术的运用 [J].现代信息科技，2017（1）.

[3]王利敏，冯鑫磊.机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用 研究[J].中国战略新兴产业，2018（16）.

[4]梅红超.机电一体化技术在现代工程机械中的发展应用研究[J].数字化用户，2018，24（38）.

[5]宋帅.机电一体化在工程机械上的应用与发展[J].科技风，2014（19）