浅谈机电一体化技术在机械工程领域的应用及展望杨慧

发表时间:2020/6/16   来源:《工程管理前沿》2020年8期   作者:杨慧
[导读] 机电一体化在机械工程方面的推广和应用,推动了该行业的健康发展。
        摘要:机电一体化在机械工程方面的推广和应用,推动了该行业的健康发展。通过对机电一体化的应用,不仅能够优化机械各方面的性能,还能提升工程生产的效率和质量,在未来可以促进机电一体化与新兴技术的结合,促进技术性能的进一步优化,为我国机械工程的发展奠定良好基础。
关键词:机电一体化技术;工程机械;应用
1 机电一体化技术与机械工程概况
        1.1 工程机械
        随着时代的发展,人民对住房的需求越来越高,建造房子就需要工程机械的协助。工程机械,简要来说就是设备,是一些大型的机械化工程所必须利用的机械设备。比如在矿山生产中,挖掘矿石的机器、运送矿石的一整套矿车等等,都属于工程机械;在国防的建设中,建造国防所需要的挖土机、运送车等等,也属于工程设备。随着科技的发展,工程机械也越来越自动化、智能化,大部分操作工作可以自己进行而不用人工操纵,设备的性能也得到了很大的提升。如果工程机械不随着时代进行创新和改善,那么将会固化,在机械工程中则发挥不了应有的作用,那么将会严重影响着我国政治经济的发展。所以,为了使工程机械进一步完善,我国将机电一体化技术运用在工程机械中,提高工程机械的工作效率。
        1.2机电一体化技术
        将机械技术与微电子技术有效结合形成的综合性生产管理技术,就是机电一体化技术,将该技术应用于工程机械领域,能够促进相关技术产品的优化,促进工程机械领域智能化水平的提升。机电一体化系统所使用的电子技术,能够充分发挥工程机械结构中的信息功能,促进机械化装置与电子设计软件的有机融合。
        机电一体化包括硬件和软件两个部分,硬件部分主要是各单元之间的构件,通过传感器进行相关信息的处理,随着相关技术的不断发展,传感器的更新换代十分迅速,为了满足各类型传感器的需求,信息变量通常是以数字化的形式出现的。在进行单元数据的处理过程中,系统现将数据进行存储,在完成相关信息的处理之后,再根据相关要求实现对整体系统的有效控制。从中可以看出,信息的处理单元具备较多的控制功能,主要依靠执行结构接收信息,在进行信息与指令的发生。在实际的发展过程中,机电一体化已经广泛的应用于各个领域,随着对该技术研究力度不断加大,对于机械工程的发展的推动作用会不断提升。
2机电一体化技术在工程机械中的应用
        2.1在工程机械监控方面的应用
        为保证现代工程机械的运转安全,在工程机械的作业过程中,需要对工程机械加工制造过程的全过程进行实时监督和管理。而机电一体化技术能通过电子和控制技能组成电子监控设备,并通过远程监测体系对机械工程的运转状况进行实时监控。以便于及时发现产品制造过程中出现的异常状况,并对机械故障进行自主判断和处理,同时尽快报警,使工作人员尽快发现故障并处理故障,尽早恢复工程机械的正常运行。通过机电一体化技术对工程机械进行监控,可以降低机械设备的故障发生率,减少因故障情况造成的资源浪费,同时能降低维修人员的工作量,减少维修经费,对工程机械的服务水平具有很大帮助。
        2.2在工程机械中能源节约方面的应用
        传统的工程机械制造过程中设备的运转效率不高,对能源的浪费情况也比较严重。但是在现代工程机械中引进一体化技术后,如各种电子节能器等电子节能设备,可以很大程度地提升工程机械的能源使用率,从而节省能源使用量。以液压挖掘机为例,一般燃料能源的利用率大约为20%,而在工程机械中应用机电一体化技术,安装新型节能控制器后,能在原来的基础上提升25%的燃料利用率。除此之外,机电一体化技术的应用能在节约能源的基础上实现更好的安全环保效果,并可对机械设备各板块的运转调节进一步加大,有效降低机械磨损,提高机械效率,从而取得更高的产品效益。


        2.3在机械自动化及半自动化中的应用
        在我国当前的工程机械中,自动化技术被普遍应用,机械设备自动化工作已经成为现代工程机械的主要特征。但是从大多数工程机械的自动化水平来看,机械工作的自动工作中仍是以半自动化工作为主,其自动化水平还有待提高。而机电一体化技术在现代工程机械中的应用,使机械工作过程的自动化和半自动化水平都有了显著提高。在机电一体化技术基础上,机械工程的运转和作业效果都有了很大进步,基本实现了劳动力的最大释放,有效降低了操作人员的劳动强度。此外,随着现代工程机械自动化水平的提高,不仅降低了劳动力,节省劳动资源,而且弥补了操作人员工作经验的不足,进一步保证机械产品的制造精度,提高了产品合格率。
        2.4在工程机械作业精度控制上的应用
        为保证产品质量,工程机械设计、加工制造的精密度要求十分严格。想要获得理想的机械产品,确保工程机械精密度达到标准要求,满足实际需要,就必须保证工程机械从设计研发到生产制作的每一个环节都是在相关要求下严格操作和完成的,而传统的普通工程机械制度很难保证成品机械的精密度和质量。尤其是在机械部件和零配件品种越来越多,工程机械制造结构越来越复杂的发展趋势下,只有运用机电一体化技术对现代工程机械加工制造过程进行严格管控,才能保证成品机械的精密度。在当今制造企业中,引进并熟练掌握机电一体化技术,可拥有更高的生产技术水平,提升企业经营竞实力,从而使企业在市场中获得稳健发展先机。
3机电一体化技术在现代工程机械中的应用展望
        3.1智能化
        现代工程机械将不断向着智能化的方向发展,机电一体化技术在现代工程机械中的应用会越来越普遍,并逐渐发挥更重要的作用。为适应工程机械的实际发展需求,机电一体化技术也必然会向着智能化的方向发展。从机电一体化在现代工程机械当前的应用状况来看,虽然已经处于较高的自动化水平,但是在实际的生产操作中人需要人工辅助,如设置参数等。而在未来的机电一体化技术中,几乎不会用到人工配合,参数设置将会由“机器人+机械”的方式自动实现。机电一体化技术将在不断的探索中尝试利用AI技术模拟人类智能,人工智能技术将会被大量应用,机电一体化的各项标准也将更加统一和规范。
        3.2微型化
        目前我国的机械工程领域中,机械与电子信息技术在纳米程度上不断地进行融合。机电一体化技术发展也将随之呈现微型化的态势,将向着微型机电一体化的方向发展,尤其是在纳米技术方面将会取得明显的进步。通过电子技术与机械技术在纳米程度上的进一步融合,机电一体化的产品体积会越来越小,工作效率也会越来越高。同时会在很大程度上降低能耗,提升灵活度,对机械发展将会产生显著的促进作用。而机电一体化技术除在工程机械中应用外,也将在军事、信息等方面表现出优势。
        3.3高性能
        从机械工程的性能角度考虑,机电一体化技术与机械工程的结合,使现代工程机械精度、可靠度更高、速度更快、效率也更快。通过多个CPU结构的多总线连接方式,充分满足了当前CNC系统需求。同时利用精简指令集机,可实现多个系统同时工作,同一时间处理多个任务。该机电一体化技术的优势在于不仅提高了工作效率,节约了生产时间,而且产出的产品性能也更高。在未来的工程机械应用中,像这种高性能机电一体化技术将被研究和设计人员更多关注,也将会有更多高性能技术被应用于工业生产中,从而提升生产效率,节约更多时间,最终达到提升企业经济效益的目标。
结束语
        在工程机械领域,随着电工电子技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多项技术的发展,工程机械的模式从传统单一的机械电气化逐步进化为现代的机电一体化。
参考文献
[1]何祚勇,赵元航,王良礼,郭又铭.机电一体化在工程机械中的技术应用分析[J].南方农机,2018,49(19):170.
[2]孙力.机电一体化技术在工程机械中的应用探讨[J].湖北农机化,2018(07):38.
[3]王卿源.工程机械中机电一体化技术的应用分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2018(08):169-170.
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