機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用、

Summary：隨著科技水平不斷提高和信息時(shí)代迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域，取得了良好的應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式的改革與創(chuàng)新，提升了機(jī)械設(shè)計(jì)制造整體效率?；诖?，對機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。Keys：機(jī)電一體化技術(shù);工程機(jī)械;技術(shù)應(yīng)用引言機(jī)械工程是綜合運(yùn)用自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)等現(xiàn)代理論以及生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，對各種機(jī)械在開發(fā)設(shè)計(jì)、制造安裝、運(yùn)用維修等方面的理論與實(shí)際問題進(jìn)行解決。機(jī)械工程的主要任務(wù)是將一系列新的機(jī)械產(chǎn)品研制出來，促使勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高，生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性得到改善。在機(jī)械工程發(fā)展過程中，面臨著資源消耗較大、環(huán)境污染嚴(yán)重以及加工效率不高等問題。因此，機(jī)電一體化等一系列先進(jìn)技術(shù)被引入機(jī)械工程中，顯著改變了機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)方式等各個(gè)方面，對機(jī)械工程的整體發(fā)展起到了明顯推動(dòng)作用。為進(jìn)一步提高機(jī)械工程發(fā)展質(zhì)量，需深化對機(jī)電一體化技術(shù)的研究，探討機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用模式與策略。1機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢特征和普通機(jī)電技術(shù)相比，機(jī)電一體化技術(shù)具有較大的優(yōu)勢：第一，功能增強(qiáng)。傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品只有單項(xiàng)技術(shù)與功能，而機(jī)電一體化則集成了多種技術(shù)與功能，使得機(jī)電產(chǎn)品具有更加強(qiáng)大的功能，且可以在不同場合、領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，促使用戶的多元化需求得到滿足。第二，精度提高。通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)C(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡化，傳動(dòng)部件明顯減少，這樣可大幅度減少機(jī)械磨損、受力變形等因素造成的誤差。同時(shí)，干擾因素造成的動(dòng)態(tài)誤差能夠被計(jì)算機(jī)檢測與控制技術(shù)有效補(bǔ)償與校正，促使機(jī)械設(shè)備的工作精度得到顯著提高。第三，安全性提升。基于機(jī)電一體化技術(shù)的支持，自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)以及自動(dòng)報(bào)警等一系列自動(dòng)化功能可以實(shí)現(xiàn)，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性得到增強(qiáng)，可以避免發(fā)生運(yùn)行事故，保護(hù)生產(chǎn)作業(yè)人員的人身安全。第四，操作改善。通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可將傳統(tǒng)的操作按鈕與手柄發(fā)展為計(jì)算機(jī)程序控制和數(shù)字顯示，設(shè)備操作性能得到明顯改善，整體操作難度大幅度降低。第五，柔性提高。結(jié)合具體的生產(chǎn)需求，借助于計(jì)算機(jī)軟件能夠?qū)C(jī)器設(shè)備的工作程序進(jìn)行有效改變，有效提高了機(jī)械設(shè)備的柔性。以應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人為例，其運(yùn)動(dòng)自由度較高，通過對控制程序進(jìn)行改變，運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)即可隨之發(fā)生變化，促使不同的作業(yè)要求得到滿足。2機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的具體應(yīng)用2.1計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)是一種將產(chǎn)品數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融合的綜合性技術(shù)，通過利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和圖形圖像建立三維數(shù)據(jù)模型。大型機(jī)械設(shè)備，如果通過制造真實(shí)產(chǎn)品來驗(yàn)證設(shè)計(jì)功能，則會因?yàn)樵O(shè)計(jì)的不確定性而浪費(fèi)大量的時(shí)間和資金成本。而設(shè)計(jì)人員通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，可以根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要，對機(jī)械三維模型進(jìn)行仿真模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而節(jié)省大量試錯(cuò)成本，為生產(chǎn)提供更加精準(zhǔn)、性能更加優(yōu)越的機(jī)械設(shè)備。需要注意的是，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)需要掌握扎實(shí)的機(jī)電一體化和三維設(shè)計(jì)知識，對設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)水平的要求比較高，因此相關(guān)院校要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)學(xué)科建設(shè)，強(qiáng)化對學(xué)生機(jī)電一體化知識的培養(yǎng)力度。2.2數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)屬于機(jī)械設(shè)計(jì)制造最早應(yīng)用的技術(shù)之一。對于數(shù)控機(jī)床而言，在具體生產(chǎn)中借助機(jī)電一體化系統(tǒng)，加強(qiáng)對數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，以達(dá)到智能化控制數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)環(huán)節(jié)的目的。此外，利用總主線模式的應(yīng)用優(yōu)勢，促進(jìn)整個(gè)生產(chǎn)向智能化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向不斷發(fā)展。同時(shí)，采用模擬控制技術(shù)與三維控制技術(shù)相結(jié)合的方式，對數(shù)控生產(chǎn)流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化控制，利于技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決制造工藝中出現(xiàn)的問題和不足，為促進(jìn)制造工藝的不斷修改、優(yōu)化和完善提供正確的指導(dǎo)和方向。2.3傳感器檢測技術(shù)的應(yīng)用傳感器檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非電量向電量的轉(zhuǎn)換，應(yīng)用于工程機(jī)械能夠完整且及時(shí)地顯示最佳數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行數(shù)據(jù)的有效控制。隨著傳感器技術(shù)發(fā)展，融合信息化、計(jì)算機(jī)等技術(shù)，在靈敏性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性等方面均具有突出的優(yōu)勢。工程機(jī)械的使用環(huán)境復(fù)雜，粉塵、泥漿等對機(jī)械設(shè)備的影響較明顯，傳感器應(yīng)具備密封、耐磨的特性，以免出現(xiàn)異常。應(yīng)用優(yōu)質(zhì)電子器件可以保證溫度補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化與線性化，將溫度控制在合理范圍內(nèi)。2.4故障診斷技術(shù)的應(yīng)用基于機(jī)電一體化技術(shù)的工程機(jī)械運(yùn)行效率較高，存在噪聲低、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。功能層面的提升豐富了工程機(jī)械的配套技術(shù)，技術(shù)融合時(shí)，可能出現(xiàn)協(xié)調(diào)不佳或其他方面的問題。此時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員需要建立安全容錯(cuò)體系，幫助工程機(jī)械規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，保證機(jī)械運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。故障自診斷功能模塊屬于工程機(jī)械的重要組成部分，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，基于算法確定故障的具體部位，對故障形成正確的認(rèn)識，及時(shí)定位和修復(fù)設(shè)備故障。電子故障診斷技術(shù)體系中，根據(jù)實(shí)際需求靈活選用紅外線分光光度儀、金屬微粒含量分析儀、超聲波探傷儀等儀器。3機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用展望3.1工程機(jī)械向綠色節(jié)能化發(fā)展2020年我國正式提出“雙碳”發(fā)展戰(zhàn)略，《2021年政府工作報(bào)告》和“十四五”規(guī)劃中均提及2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。工程機(jī)械的發(fā)展方向應(yīng)該是低碳環(huán)保。通過簡化生產(chǎn)流程、開發(fā)高附加值和高回收利用率的產(chǎn)品，促進(jìn)社會和經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，以達(dá)到節(jié)約能源、減少排放的目的。3.2工程機(jī)械向信息智能化發(fā)展隨著世界各國對科學(xué)技術(shù)的深入研究，工程機(jī)械技術(shù)也在不斷創(chuàng)新與完善，向多元化發(fā)展。因而，未來的工程機(jī)械將在信息技術(shù)的促使下，必然要完成集成化發(fā)展，融入相應(yīng)的信息技術(shù)，使機(jī)械設(shè)備向更高的自動(dòng)化技術(shù)、智能化系統(tǒng)發(fā)展。與此同時(shí)，工程機(jī)械對技術(shù)的要求也在不斷提高，也會面臨新的挑戰(zhàn)。隨著“5G+工程機(jī)械”的逐步應(yīng)用，智能工程機(jī)械產(chǎn)品如5G智能遙控挖掘機(jī)、5G智能旋挖鉆機(jī)、引孔式鉆機(jī)等創(chuàng)新型智能產(chǎn)品的研發(fā)與推廣將會取得更加顯著的成果。3.3工程機(jī)械向功能多樣化發(fā)展近年來，我國工程機(jī)械設(shè)備的發(fā)展呈現(xiàn)出一種新的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)多樣化、多功能施工。從單一功能到多功能發(fā)展，工程機(jī)械將會有更大的發(fā)展空間。例如，液壓挖掘機(jī)的種類繁多，同一個(gè)服務(wù)器可以進(jìn)行挖掘、搬運(yùn)、粉碎、切割和加固等功能。駕駛員可以進(jìn)行不同的操作，有效地提高了工作效率。3.4高性能工程機(jī)械需要具備足夠的性能優(yōu)勢，滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。因此，在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展中，需要向高性能的趨勢邁進(jìn)，憑借良好的性能優(yōu)勢為日常工作助力。CNC系統(tǒng)中含有多個(gè)CPU結(jié)構(gòu)，配套多條總線，顯著提高工程機(jī)械性能。結(jié)束語在機(jī)電一體化設(shè)備中，合理應(yīng)用技術(shù)控制，除了能使生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度得到進(jìn)一步提升，還能使控制精度顯著增加，隨著控制水平的不斷提高，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低，能為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，需加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的研究力度。Reference[1]羅日欽.機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī),2021,52(24):141-143.[2]江一寰.論機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程機(jī)械中的應(yīng)用[J].居業(yè),2021(12):116-117.[3]孫英兵,王國濤.機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)