浅析工程机械中机电一体化技术的应用

浅析工程机械中机电一体化技术的应用

一、工程机械中机电一体化的概况

机电一体化是指在机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术。而不

是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然

是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

二、机电一体化在工程机械中的应用

1、机电一体化技术在机床的应用

我国数控机床一般使用Z80-CPU软件实现机电一体化，这是因为Z80-CPU系统开发较为简单，且配套的芯片具有普遍性和廉价性，因此在机电一体化技术上具有额可靠性和通用性。由于我国的数控机床是按照坐标轴进行工作台运动的，因此一般需要采用插补功能实现连续控制的目的。其中滚珠丝杠具有摩擦损失小、传动效率高的优势可以有效消除低速爬行的现象，因此在数控机床的执行机构传动方式可以使用该种传动方式。

2、监控系统的应用

机电一体化技术在工程机械加装电子监控和故障诊治以及自动报警系统可以对工程机械的各种装置如传动系统、液压系统、发动机以及制动系统等进行综合的全方位的监控。监控系统在工程机械运行过程中如果发现异常，能够自动找出机械出现故障的部位，并发出警报，提醒工作人员注意。因此机电一体化技术的应用不仅提高了工程机械的工作效率，而且改善了操作人员的工作环境，降低了工程机械故障维修的费用，缩减了停机

维修的时间，对延长机械使用寿命和提高机械经济效益具有重要的作用。

3、柴机控制

借助机电一体化技术的电子油门控制系统，对柴油机安装电子调速器和升温控制自动系统可以提高对柴油机控制的便捷性。

4、降低工程机械功耗，促进生产效率的提高

没有使用机电一体化的工程机械存在功耗较高、生产率较低的现象，如液压挖掘机其能量利用率只有20%左右，且生产率较低，应用机电一体化技术后，给液压挖掘机安装电子控制系统，如卡特电子系统。安装科特电子系统的液压挖掘机其功耗明显降低，且生产率在不断提高。或者如给柴油机安装电子调速器，可以根据不同的工况选用的不同的柴油機工作模式，降低柴油机的功耗，这有利于提高柴油机

的工作效率。

5、提高产品质量

机电一体化技术应用于工程机械中，借助电子系统的精密控制系统，可以提高工程机械工作的精密程度，提高产品质量，促进良品率的提高。一般的机床在加工产品时是操作人员依据自身的操作经验和技术进行操作的，

这造成的机床生产的良品较低。实现机电一体化的机床在进行产品加工时依赖于电子系统的控制，因此精确度较高，同时监控系统可以及时对机床操作进行调整，确保良品率的提高。我国较为先进的数控金切机床已经可以进行精度为0.001 毫米的作业加工，这是单纯的依靠人工操作的机床难以做到的。

三、工程机械领域机电一体化的发展趋势

1、智能化

智能化是机电一体化技术的必然发展趋势，其应用需求也越来越高。所谓智能化，即立足于相关控制理论，将心理学、生理学、计算机网络、运筹学、人工智能等多学科知识运用到工程机械领域，使工程机械的操作可以逐渐取代人为操作，进一步降低工程预算成本，实现更精准的控制，

满足工程施工的更高要求，因此工程机械的智能化

仍是大势所趋。

2、微型化

微型化这一概念源于上世纪80 年代末期，是指机电一体化向微电子机械系统领域发展的趋势。微型机电一体化产品是电子技术与机械技术在纳米尺度上相融合的产物，它的特点主要是体积小、耗能低、运动灵活，在

生物医疗、军事、信息等领域有着不可超越的优越性。现阶段微型机电一体化产品都朝着小于l 立方厘米的体积发展，甚至是朝着微米、纳米级别发展，其瓶颈为微机械技术。

3、网络化

随着计算机网络的普及，基于网络的各种远程控制设备可以达到让人们足不出户即可控制多种设备的目标，使工程机械的操作更加便捷，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。工程机械领域中远程控制盒监控技术的快速发展使得机电一体化产品向着网络化方向发展成为必然趋势。

4、节能环保化

随着工业化进程的持续推进，人类社会的经济化水平不断提高，

但与此同时人们赖以生存的环境也遭到了巨大的破坏。进入新世纪以来，社会公众对环保的关注和呼声越来越高，国家也出台了一系列的相关政策来号召节能减排，为适应节约型社会的发展，机电一体化产品在使用时不造成资源浪费和环境污染，报废后可以回收利用，实现绿色化产品概念和绿色化设计制造更能适应今后的市场需求。

四、结束语

综上所述，工程机械领域中机电一体化技术的应用日趋广泛，发展前景可观，工程机械为适应机电一体化这一趋势，尽可能的提高机械运作效率，需要其操作者或使用者顺应科学发展潮流，加大研究力度，全面掌握机电一体化技术，振兴机械工业，更好的为我国建设事业服务。