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機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械的運(yùn)用論文
摘要：機(jī)電一體化技術(shù)即機(jī)械電子學(xué)技術(shù)，是具有綜合性和跨學(xué)科性質(zhì)的科學(xué)技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)主要包括電子技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)、現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等。熟練運(yùn)用和掌握機(jī)電一體化技術(shù)，可以推動(dòng)現(xiàn)代工程機(jī)械的發(fā)展。文中分析了機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中的運(yùn)用。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；現(xiàn)代工程；工程機(jī)械
在國(guó)家建設(shè)與發(fā)展中，工程建設(shè)發(fā)揮著重要作用。而現(xiàn)代工程機(jī)械又是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。伴隨科技的進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸用于工程的建設(shè)之中，與工程機(jī)械相互結(jié)合，促進(jìn)了現(xiàn)代工程機(jī)械的自動(dòng)化及智能化，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程機(jī)械的人性化管理。
１機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中的發(fā)展目標(biāo)
機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)從硬件和軟件入手，為現(xiàn)代工程機(jī)械營(yíng)造自動(dòng)化生產(chǎn)條件，使現(xiàn)代工程機(jī)械生產(chǎn)具有ＰＬＣ自動(dòng)化的功能。要想實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)，宏觀上是要依靠現(xiàn)代機(jī)械工程，微觀上則是依靠電氣自動(dòng)化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)：（１）通過(guò)集成化思想促進(jìn)工程機(jī)械設(shè)備的一體化。目前，工程機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備雖然都帶有ＰＬＣ設(shè)備，但其目的主要通過(guò)集成化思想來(lái)對(duì)工程機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行集中控制。（２）為了實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的智能化，使設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中能夠大批量的自動(dòng)生產(chǎn)，應(yīng)在機(jī)械設(shè)備中設(shè)置故障檢修機(jī)制與自動(dòng)保護(hù)措施，一旦生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)故障，設(shè)備能夠自行解決問(wèn)題，使生產(chǎn)效果達(dá)到最佳，這是一個(gè)對(duì)人工依賴性較弱的智能化措施［１］。（３）應(yīng)努力做到工程機(jī)械生產(chǎn)可視化管理，使操作人員能夠利用相關(guān)監(jiān)控設(shè)備觀察整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程。通過(guò)對(duì)工程機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控，第一時(shí)間掌握故障原因，快速解決故障問(wèn)題，恢復(fù)設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)行。
２機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中的具體運(yùn)用
對(duì)機(jī)械工程機(jī)電一體化進(jìn)行有效利用，可以在一定程度上提高工作效率，減緩能源的消耗速度，節(jié)約大量的能源。而且，隨著自動(dòng)化程度的增高，精度便會(huì)提高，施工的質(zhì)量也有保證。機(jī)電一體化的性能相對(duì)穩(wěn)定和安全，壽命比較長(zhǎng)，從而降低了操作人員的工作難度，在實(shí)際工作中比較方便，可以更好地對(duì)工程機(jī)械的故障加以診斷并及時(shí)上報(bào)和處理。繼而找到發(fā)生故障的位置，縮短維修人員維修的時(shí)間，在現(xiàn)代工程機(jī)械中發(fā)揮了重要作用。（１）自動(dòng)化作業(yè)過(guò)程機(jī)電一體化技術(shù)使工程機(jī)械在一定程度上完成機(jī)械作業(yè)的半自動(dòng)化與自動(dòng)化，減少了操作人員的工作難度，使機(jī)械作業(yè)效率得到明顯改善，也降低了操作人員業(yè)務(wù)能力不足對(duì)機(jī)械作業(yè)精度的負(fù)面影響。例如，三菱挖掘機(jī)可以自由控制軌跡系統(tǒng)，在操作人員設(shè)置好鏟斗的運(yùn)動(dòng)軌跡與形狀后，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)就會(huì)依據(jù)各個(gè)傳感器顯示的信號(hào)，自行控制斗桿、鏟刀及動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)，做到了斜坡、開口、溝槽等斷面的準(zhǔn)確作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)過(guò)程。（２）提高工程機(jī)械作業(yè)精度當(dāng)前水泥、混凝土、瀝青等都采用了機(jī)電一體化系統(tǒng)來(lái)控制稱量系統(tǒng)，做到了稱量的自動(dòng)化，使成品作業(yè)得以提高。自動(dòng)化找平的有效運(yùn)用，極大提高了瀝青和混凝土機(jī)器的施工質(zhì)量，也提高了其工作效率［２］。通過(guò)運(yùn)用自動(dòng)供料系統(tǒng)，有效調(diào)節(jié)了瀝青和混凝土機(jī)器的用料，使攤鋪的質(zhì)量與效果得到增強(qiáng)。并且，電子化操控推土機(jī)鏟刀、平地機(jī)刮刀與鏟運(yùn)機(jī)鏟斗刀，不僅能減輕操作人員的工作壓力，也使作業(yè)的精確度和準(zhǔn)確度得到了加強(qiáng)。（３）提高工程機(jī)械生產(chǎn)效率傳統(tǒng)工程機(jī)械對(duì)能量使用的不夠充分，利用率較低。例如，液壓挖掘機(jī)對(duì)燃料的利用僅為３０％，浪費(fèi)了一大半的能量。當(dāng)前我國(guó)面臨著能源緊缺的狀況，使工程機(jī)械需要不斷地節(jié)能降耗。例如，小松挖掘機(jī)就利用了最新的控制節(jié)能器，能夠節(jié)約四分之一的燃料，有效實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。日立挖掘機(jī)運(yùn)用卡特節(jié)能控制方法，全面操控發(fā)動(dòng)機(jī)和泵，對(duì)燃料的利用高達(dá)９０％以上，提高了能量利用率和機(jī)械生產(chǎn)效率。（４）加強(qiáng)機(jī)械工作裝置監(jiān)控對(duì)工程機(jī)械的相關(guān)工作裝置進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警、故障自診與電子監(jiān)控，如液壓系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)等。如果這些系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異常，就會(huì)自動(dòng)找到出現(xiàn)問(wèn)題的位置，并對(duì)問(wèn)題故障報(bào)警處理。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展運(yùn)用，不僅改變了操作人員的工作方式，提高了工程機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率，也使維修人員對(duì)機(jī)械的檢查工作更為簡(jiǎn)單，一定程度上降低了機(jī)械設(shè)備維修的資金消耗，縮短了維修時(shí)間，有效延長(zhǎng)了工程機(jī)械設(shè)備使用壽命。（５）機(jī)床中的發(fā)展應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)在具體應(yīng)用過(guò)程中，Ｚ８０的ＣＰＵ應(yīng)用軟件相對(duì)較多，其開發(fā)系統(tǒng)難度較低，因此適用于國(guó)內(nèi)大部分的數(shù)控機(jī)床。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床通常使用的是Ｚ８０微機(jī)、Ｉ／Ｏ接口、光電隔離電路等。Ｚ８０的ＣＰＵ應(yīng)用軟件和對(duì)應(yīng)芯片相對(duì)廉價(jià)，應(yīng)用范圍也比較大，并且維修方便、實(shí)用性強(qiáng)。Ｉ／Ｏ接口硬件也相對(duì)容易，Ｚ８０類型的計(jì)算機(jī)包含獨(dú)有的Ｉ／Ｏ指令，計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較短，值得注意的是，其格式指令特別短，極大地減少了工程機(jī)械設(shè)備的掃描周期。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)床的應(yīng)用中，由于大部分機(jī)床對(duì)工作臺(tái)和工具刀有較高的要求，需要工作臺(tái)與工具刀按照固定路線進(jìn)行移動(dòng)，因此，在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)分析控制方式，判斷是否需要設(shè)置插補(bǔ)功能。需要副傳動(dòng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，降低滾珠摩擦造成的損失，防止工程機(jī)械操作過(guò)程中的爬行現(xiàn)象，使用氟塑貼面軌，增強(qiáng)其預(yù)緊、平穩(wěn)和耐磨的效果，最大限度地降低摩擦系數(shù)，反向消除死去區(qū)，定位準(zhǔn)確性相對(duì)較高。為了消除螺母與螺紋之間的縫隙，多數(shù)機(jī)床傳動(dòng)方式與執(zhí)行機(jī)構(gòu)都采用滾珠絲杠副傳動(dòng)方法。
３機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中的運(yùn)用方向
�。ǎ保┲悄芑ǔ�(lái)講，智能化是現(xiàn)代工程機(jī)械和傳統(tǒng)工程機(jī)械的主要區(qū)別，而該區(qū)別主要表現(xiàn)形式就是智能化的產(chǎn)品。這種智能化技術(shù)結(jié)合了生理學(xué)、人工智能與計(jì)算機(jī)智能的思想與方法，成功對(duì)人類智能進(jìn)行了模擬。該智能化技術(shù)正在不斷的發(fā)展和探索中，以后將會(huì)有很廣闊的發(fā)展空間。（２）微型化機(jī)電一體化技術(shù)在長(zhǎng)期的發(fā)展和運(yùn)用過(guò)程中，逐漸出現(xiàn)了微型機(jī)電一體化的操作系統(tǒng)，這是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)深度結(jié)合而得到的產(chǎn)物，通常也被稱為微電子機(jī)械技術(shù)。微型機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品，其體積向著納米和微米方向發(fā)展，體積低于１ｃｍ３的機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品，在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著突出作用，如政治、軍事、醫(yī)療等。其運(yùn)動(dòng)方式靈活、體積與耗能極小的特點(diǎn)，受到科學(xué)技術(shù)行業(yè)的廣泛關(guān)注。（３）高性能化高性能化包括可靠的應(yīng)用、高效的應(yīng)用模式、高精度應(yīng)用模式、高速度應(yīng)用模式等。最新的ＣＮＣ系統(tǒng)運(yùn)用的ＣＰＵ就是多總線連接機(jī)構(gòu)，滿足高性能化進(jìn)行生產(chǎn)。該系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單集機(jī)指令，能同時(shí)處理和操作多任務(wù)、多系統(tǒng)，確保機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品擁有較高的性能［３］。
４結(jié)束語(yǔ)
總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用空間，不但提高了現(xiàn)代工程機(jī)械的工作效率，降低了現(xiàn)代工程機(jī)械能源的使用量，為現(xiàn)代工程機(jī)械各方面的工作都提供了便利，還增加了作業(yè)精度，完善了各方面的應(yīng)用，從而推動(dòng)現(xiàn)代工程機(jī)械飛速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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