王丽娜

（身份证号：130522198512240325）

浅析机电一体化的发展与应用

王丽娜

（身份证号：130522198512240325）

本文对机电一体化技术在工程机械中的应用进行了分析。

机电一体化；工程机械；电子控制；应用

1　机电一体化发展方向

机电一体化是集机械、电子、信息、计算机、控制、光学等多种学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。纵观世界各国机电一体化在工程机械中的应用，其主要发展方向：智能化、模块化、网络化、微型化和环保化。机电一体化技术从20世纪70年代中期在国外工程机械上得到初步应用，80年代以微电子技术为核心代表的高新技术的蓬勃发展，使得微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等在工程机械上得到应用，推动了工程机械制造技术的迅速发展，从根本上改变了工程机械的面貌，极大提高了产品性能，使工程机械进入了一个全新的发展阶段。以微机或微处理器为核心的电子控制系统在国外工程机械上的应用已相当普及，并已成高性能工程机械不可缺少的组成部分。

2　机电一体化的应用

机电一体化技术推动了工程机械的迅速发展，从根本上改变了工程机械的原始面貌，极大促进了机械产品性能的提高，使工程机械进入了一个全新的发展阶段。

2.1节约能源，提高效率

传统工程机械的能量利用率较低，这种现状迫使工程机械的发展必须着眼于节能。日本某公司研发的新型挖掘机采用节能控制器，燃料可节省23%，具有良好的节能效果；挖掘机节能控制系统采用了卡特电子效率控制系统，对发动机和泵的综合控制使功率的利用率可达98%。

2.2在线监控与故障自诊

对工程机械的发动机、工作装置、传动系统、制动系统与液压系统等的运行状态进行实时监控，一旦出现异常现象，能自动报警并准确地指出故障的部位，从而改善技术人员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作，降低使用维修费用，延长设备的使用寿命。

2.3作业自动化

工程机械实现自动化或半自动化控制，可以减轻操作者的劳动强度，提高生产率，并减少因操作者的经验不足对作业精度的影响。例如，日本某挖掘机公司的设有挖掘轨迹控制系统，技术人员在控制板上预先设定好铲斗运动轨迹后，微机控制系统就能根据传感器的信号，自动控制动臂、斗杆和铲刀的运动，实现各种条件下精确挖掘，使挖掘作业实现了自动化。为实现无人驾驶，使工程机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业，某些国外工程机械上设置了无线遥控装置。

2.4保证作业质量

机电一体化大大提高了传统工程机械的作业精度。现代沥青及水泥混凝土拌和设备广泛采用了微机控制的自动化电子称量系统；自动找平系统的也使沥青混凝土摊铺机的施工精度和质量有了较大的提高；超声波自动供料系统使沥青混凝土摊铺机的供料实现了自动调节，进一步提高了摊铺质量。平地机刮刀、推土机铲刀、铲运机铲斗刀刃的机电控制，既提高了作业精度和作业效率，也减轻了操作人员的劳动强度。

2.5其他方面的应用

在发达国家，包装机械设计广泛应用机电一体化技术已是十分成熟的技术，它们可使传统的机械设备变得简单可靠，在实现其复杂包装功能的过程中。食品机电一体化包装机械提高包装机械的自动化程度，将包装机械的研发与计算机结合，实现机电一体化控制。包装机械应用机电一体化技术，开发智能化包装技术，按产品自动包装工艺要求组合成全自动包装系统进行生产，生产过程的检测与控制、故障的诊断与排除将实现全面自动化，实现高速、优质、低耗和安全生产。可用于水产加工食品的精确计量、高速充填和包装过程自动控制等，将使包装机械结构大为简化，提高包装产品质量。如最常见的塑料袋封口机，其封口质量与包装材料、热封温度和运行速度等有关。如材料（材质、厚度）发生变化，那温度和速度也要随之改变，但变化多少却难把握。如采用微机控制，将各种包装材料的封口温度和速度的最佳参数匹配输入微机存储器，再配上必要的传感器，组成自动跟踪系统，这样，不管哪个工艺参数改变，都能保证最佳的封口质量。

机电一体化在玻璃纸成型机中的应用在国内也很成功，陕西某设计研发单位在造纸机械中采用了国内较先进的工控机，实现全电脑操作，研制了目前国内玻璃纸行业首台采用机电一体化的设备。在整体外观设计上，将造纸机械的优势融进玻璃纸机的设计当中，使其结构性能更趋于优化合理，特别是在控制系统上更趋完善。经过近1个月的生产，全线设备运行稳定，出纸正常，各项技术指标均达到设计要求。

3　结语

机电一体化是当今世界机械工业发展的主要方向，其应用与发展已引起工农业、科技、经济、社会等各方面的巨大变革。机电一体化技术在工程机械中的应用将越来越广泛，地位也越来越重要，大力发展新一代机电一体化机械产品，不仅是改造和武装我国传统老机械设备的必经之路，而且是推动机械产品更新换代、开辟新领域和发展与振兴我国机械工业的必由之路。

[1]殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]王恒升.机电一体化研究及其应用进展[J].机床电器，2007（5）：7～10.

[4]黄凤根，吴文英，陈瑞琪.机电一体化在纺织机械中的应用[J].国外纺织技术，2002（12）：1～7.

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1673-0038（2015）25-0132-01

2015-6-5