工程机械中机电一体化技术的应用

李准

摘要：机电一体化技术涉及到了很多技术，比如机械技术以及计算机技术等，它的产生及应用，为机械工程注入了新的活力，不仅确保了施工质量，还增强了工程产品的性能，因此在这种情形下研究机电一体化技术在工程机械中的应用具有一定的现实意义。

关键词：机电一体化技术;机械工程;应用

1工程机械的概述

工程机械是指混凝土工程、大型桥梁铺设、道路施工等所需的大型机械化施工工程所必需的机械装备，称为工程机械。它主要用于建设国防、能源工业、交通运输、环境保护工程和矿山生产等领域。自动控制技术和机械液压技术等有机结合组成机电一体化技术，可以说是使机械的性能得到了大幅度的提升，如经济性，使用效率性等。现在以微型计算机和小型处理系统为核心的电控装置在现代工程机械中的使用已经越来越多，电控技术已经渗透到了工程机械的许多领域，如可以自动找平的平地机，可以自动供料用的摊铺机，电子调速的汽油机，搅拌设备的无人化管理，所有的工程机械的状态监控与故障自我诊断与排除等，都充满了现代的电控技术。伴随着科学技术的迅猛发展，对于工程型的大型机械设备提高自动化率有很大的必要，电力电子的应用在工程型机械上是发展形势的需要。

2工程机械中机电一体化技术的应用

2.1数控机床

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。

2.2对机械设备进行实时监控

机电一体化技术的应用可以对工程机械设备的运行情况进行监控，并对其进行诊断，再利用显示板以及指示灯等将设备运行情况的相关信息传递给监控人员。如果设备存在故障，会立即发出警报，进而通知工作人员，而此时工作人员就可以通过显示屏以及指示灯对机械设备中各零件的运行状态进行了解，进而对这些机械设备实施全面监控。

2.3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。

2.4对柴油机控制进行优化

柴油机在运行过程中会排放出一些气体，这些气体会对环境造成一定影响，因此如何减少柴油机气体排放量并减少柴油发动机的能源损耗是柴油机制造业一直以来都在认真思考的问题。而机电一体化技术在工程机械中的应用，可以为柴油机增添电子提速器以及电子油门控制、自动升温控制等装置，这样，柴油机就可以根据不同情况进行自动调节，不仅可以减少能源的浪费，还有效降低了排放气体对环境的污染。由此可见，企业可以应用机电一体化技术来优化柴油机，为其增添电子油门控制装置，该装置主要包括油门踏板、ECU、数据总线以及踏板位移传感器等。对于电子油门而言，可以用导线取代传统的机械装置，并在节气门处添加微型电动机，利用电动机对节气门进行驱动。由于柴油机是在电动机驱动之下运行的，因此可以让發动机进行匀速运转，进而确保机械设备的稳定性和安全性。

2.5提高作业的精度

机电一体化有助于提高机械生产的精度，同时对保障机械工程的整体质量有非常重要的意义。在传统的机械工程中，往往都是依靠人力进行操作，无论是数据的计算还是工程测量等工作都比较容易出现误差与错误，在一定程度上影响了机械工程的整体质量。通过在机械工程中有效地应用机电一体化技术，不仅有助于提高机械工程中数据测量的精确性，还能使机械工程中的测量环节实现自动化操作。通过机电一体化技术的测量与分析，有效地避免了人为原因造成的数据误差，对提高机械工程的整体质量与数据的准确性有非常重要的意义。

3工程机械领域中机电一体化的发展趋势

3.1智能化趋势

机电一体化与旧式的机械生产模式比较，它最大的优势就是智能化，这也是旧式的产品不能与它相比之处，随着科技的逐步的发展，机电一体化的性能以及智能化程度也在随之不断的提升，与此同时还会积极地将其他智能化、数字化以及信息化的技术应用其中，从而最大程度地满足机械工程不断发展的需要。

3.2与传感器的融合

现阶段，传感器被大范围应用在工程机械中。例如，在发电机中装设机油压力传感器等装置可调控发动机的工作状态，并能实时监控工作状态;在沥青摊铺机中装设传感器，不仅可自动找平，还能匀速前进，可进一步达到平整度标准。当下，传感器技术蓬勃发展，对精度、可靠性提出了更高的要求，信息采集也将朝着多样化、集约化的方向发展，由此可知，在未来，传感器将会被大面积应用到工程机械中。

3.3微型化趋势

机电一体化与微电子的融合，将会减小产品尺寸，主要朝着纳米级的方向发展。这种产品具有技能高、重量轻的优势，它可被应用到不同的领域中，并拥有显著的优势。而微机机械技术是实现这一融合的基础保障，只有不断完善微机机械技术，才可能实现微机电一体化。截止到目前为止，主要存在光刻与蚀刻这两种技术。

4结语

随着科学技术与现代化生产的不断推进，传统技术的低效率、低产量已经难以满足现代化生产的要求，因此就需要不断提高技术以提高产品性能与生产效率。将机电一体化技术运用到机械生产与制造中，是机械工程与先进科学技术的完美结合，更加符合现代化建设要求。未来技术将面向微型、更高性能的方向发展。

参考文献：

[1]机电一体化技术在工程机械中的应用探讨[J].李捷.中国设备工程.2020（09）.

[2]机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用探析[J].张翼飞.湖北农机化.2019（02）.

（作者单位：河南永净市政建设工程有限公司）