机电一体化技术在机械工程中的应用分析

温宝项

（六冶洛阳机电安装有限公司，河南 洛阳 471000）

1 机电一体化技术的优点

随着机电一体化相关技术的快速发展，机电产品的外观更加人性化、功能更加强大、体积和重量更加轻巧、可靠性更高等。与传统的机电产品相比机电一体化产品具有以下特点。

1）功能且适用性强。机电一体化产品最显著的特点就是突破了原来传统机电产品的单技术和单功能的局限性，将多种技术与功能集成于一体，使其功能更加强大。而且能适应于不同的场合和不同的领域，满足用户需求的应变能力较强。

2）精度高。机电一体化技术简化了机构，减少了传动部件，从而使机械磨损、配合及受力变形等所引起的误差大大减少，同时由于采用计算机检测与控制技术补偿和校正因各种干扰造成的动态误差，从而达到单纯用机械技术所无法实现的工作精度。

3）安全性和可靠性高。机电一体化产品一般具有自动监控、报警、自动诊断、自动保护、安全联锁控制等功能。这些功能能够避免人身伤害和设备事故的发生，提高了设备的安全性和可靠性。

4）操作简单。机电一体化产品采用计算机程序控制和数字显示，具有良好的人机界面，减少了操作按钮及手柄，改善了设备的操作性能，减少了操作人员的培训时间，从而大大简化操作。

5）柔性良好。所谓柔性，即可以利用软件来改变机器的工作程序，以满足不同的需要。例如，工业机器人具有较多的运动自由度，手爪部分可以换用不同的工具，通过改变控制程序改变运动轨迹和运动姿态，以适应不同的作业要求。

2 工程机械中机电一体化技术的具体应用

1）工程机械设备的节能应用。传统工程机械设备各功能模块协调性相对较差，整合程度有待提升，直接影响了设备运行效率，存在不同程度的资源浪费现象。现代工程机械中机电一体化技术的应用，通过各类新型电子节能装置，有效提高了挖掘机、碾压机等工程机械的能源利用效率，节约能源资源，促进社会持续健康发展。同时也能大幅提高工程机械的安全性及运行效率，各功能模块处于协调运行状态，降低机械磨损，机械操作更为简便。机电一体化技术具有高精度特征，促使机械工作精准度得以有效提升，例如在混凝土搅拌设备中装设电子称量系统，不仅能够自动称重，也保证了后期混凝土摊铺 质量。

2）工程机械运行状态及故障监控应用。现代工程机械的构成相对复杂，对于其使用性能及运行管理提出了更高的要求，应加强设备运行状态的检测，以保证设备正常作业。机电一体化技术实现了在设备运行过程中的自动检测，综合利用控制技术、电子技术等构建远程监控系统，全面实时监控各个子系统，包括工作装置、发电机等功能模块，进行全方位动态监测。一旦出现检测异常状况，通过相关装置进行自我诊断，精准确定工程机械故障具体位置，并利用自动报警系统发出警报，操作人员根据诊断结果进行故障排除，恢复设备正常平稳运行。在具体实践应用过程中，自动检测节省了大量的人力、物力资源，不仅减少停机时间，也降低了故障检测费用，大幅提升设备运行效率。

3）工程机械自动化作业中的应用。在工程机械领域中自动化技术应用日益普及，现代工程机械对于自动化作业的需求不断增加，机电一体化技术进一步提高了设备自动化水平，实现全自动化或半自动化作业，减少人工操作，从而有效降低此方面成本投入。在传统操作模式中，不可避免的存在人为操作失误或疲劳操作现象，机电一体化技术能够有效解决此类问题，运行效率更高且具有良好的作业效果。传统工程机械的主要以人工操作为主，工艺相对简单，在工程测量、数据统计分析等方面可能会存在一定误差，进而影响工程整体质量。在工程机械中应用机电一体化技术最大限度上保证了工程精度，实现测量环节自动运行，通过计算机对数据进行分析处理，减少数据统计、计算误差，优化工程机械效率，降低施工人员劳动强度。

4）优化柴油机控制。现阶段工程机械动力核心通常采用柴油机，以满足机械功率的要求。在发动机最低油耗及排放质量之间存在结构性矛盾，为提高设备使用性能，应合理调整平衡两种参变量。传统柴油机优化方式主要是以控制发动机燃油耗率为主，虽然总体排放物有所改善，但是其浓度等级处于升上状态，因此，在优化燃油耗率的同时，应综合考虑排放浓度，以达到最低排放等级。机电一体化技术通过采用电子油门控制装置、电子调速器、电子油门控制装置、自动升温控制装置以及自动等级装置等，根据实际情况选择最佳喷油定时，以满足经济指标及排放指标，在优化柴油机动力性、经济性的前提下，降低运行过程中的排放污染。

3 工程机械中机电一体化技术的发展趋势

1）高性能化。机电一体化技术应用在机械工程中的相关机械设备能够在稳定性、速度及精准性等方面都能有较为快速的发展，就可以被称之为机电一体化技术的高性能化。同时往后机械的生产方向也是也可以是模块化的，因为对模块化的生产技术进行的充分利用，就可以在设备发生故障时，最需要简单的更换模块就可以将维修完成，使得机械设备整体的检修效率能较大程度的进行提升。所以这种高性能化且维修简易化的机械工程设备，在未来机电一体化中势必会成为相当重要的发展趋势。

2）网络化。互联网的快速发展，促进了相关数据信息传播、传递速度的提升。借助局域网和现场总线，许多家用电器、家用设备逐渐实现了网络智能化。在网络化发展的环境下，机电一体化技术在机械工程中的应用逐渐朝着网络化方向发展。网络信息技术在机械设备管控中的有效融合，促进了机电一体化在机械工程中的网络化。机电一体化技术依托网络和信息技术，能对相关机械设备实现有效远程操控，对提升生产效率和节省人力资源成本有重要的作用。

3）绿色化趋势。绿色发展是当前我国各行各业的主要发展理念，各行业要想有更加广阔的发展空间，顺应社会的发展，就应当提倡绿色化。虽然当前我国的经济水平显著提升，但是，不可否认，对生态环境也造成了巨大的破坏。在这一社会现状下机电一体化产品也要落实绿色化发展，实现在利用机电一体化技术开展各种产品的生产工作时，要避免各种资源的浪费以及对环境的污染。并且在各种产品投入使用后，也可以对产品进行回收再利用，通过这种手段在本质上减少资源浪费等不良现象的存在。

4）智能化。机电一体化技术依托信息技术、科学技术，有效促进机电产品生产的智能化。从机电产品的生产过程看，机械工程产品模仿人的知觉系统，能对一些较为基础、简单的问题进行针对性解决方案的设计。另外，智能化监控机械工程设备的生产也是机电一体化技术应用于机械工程的必然趋势，其能对机械工程设备生产过程进行有效的智能化监控，融合神经网络技术等高新技术，进一步开拓智能化机电一体化技术在机械工程中的应用范围。

5）模块化。在当前，社会中机电一体化技术由于受到电子技术系统化以及标准化等各种问题的影响，加强对其有效应用，将会最大限度地提升产品的生产质量和效率，并且在结束生产或将会在第一时间匹配产品中的各种关键零部件。因此，在以后社会快速发展的背景下，机电一体化技术会向着模块化的方向进步。

4 结束语

综上所述，现阶段，我国机电一体化技术在各个行业均有涉及，尤其是工程机械领域。新时代，人们需要深入研究机电一体化技术，借助机电一体化技术的优势，推动工程机械领域的不断创新和变革。