机电一体化在现代工程机械中的应用分析

2020-01-08姚重远

通信电源技术 2020年6期

姚重远

（正泰电气股份有限公司，上海 201614）

0 引言

机电一体化技术是各种技术结合发展的成果，在近年来国家重视下，技术不断发展更新，帮助机电产品提高了产品质量，还提高了工厂生产效率，是现代高新技术与产业的生产发展基础。实际上，机电一体化技术还有更多的技术方面有待开发与应用，本文将探讨机电一体化技术特点、应用意义及其在现代工程机械中的应用。

1 机电一体化技术的特点

目前，各国的机电一体化技术在不断研究下已经有了非常显著的效果。机电一体化技术属于机械工程以及自动化范畴，作为机械电子工程技术发展的主要趋势，如今在工程机械领域中得到极大的推广与应用。机电一体化技术包括信号变换技术、传感器技术、微电子技术等多种类型的技术，“一体化”则将多种类型的技术进行了融合，集各种技术的优势于一身，使其成为有着更高实用价值的综合性技术，这也是该技术能够在工程机械中得以全面发展的主要原因之一。

机电一体化的基本特点体现在3 个方面：第一，该技术与其他学科互相交叉，涵盖多类别的技术，其使用频率较高、应用范围较广。第二，整体优化效果好。机电一体化技术在工程机械领域中的应用，能够有效提升生产效率，同时可以将消耗率降低，达到节能环保的目标。该技术综合了多种技术的优势，可结合工程机械的实际需求进行优化与完善，从实践来看其整体优化效果得到业界的认可。第三，机电一体化技术有着非常丰富的理论、数据以及实践成果，因此，在未来将会有更大的发展空间[1]。

1970 年，日本企业界首次提出机电一体化技术的概念，在第三次信息技术革命的推动下，该技术得到了前所未有的发展与进步，其适用范围越来越广。相对来讲，我国在研究机电一体化技术方面，时间起步比较晚，且理论与实践成果比较匮乏。因此，倘若要让机电一体化技术能够在工程机械领域得到更好的应用，则需要进一步加强这方面的研究，将理论与实践进行结合，探索一条具有本国特色的机电一体化技术发展道路。

2 机电一体化技术在现代工程机械中的应用意义

2.1 有利于提高工程机械生产率，达到节能降耗的目标

机电一体化技术应用在现代工程机械中，提高了能源的利用效率，让设备向绿色化方向发展。传统工程机械设备的能源使用率较为低下，较多的废弃物排放也带来污染。但在机电一体化技术的应用下，如电子节能设备等，使得工程机械可高效的利用燃料资源，节约能源支出、降低生产成本。例如，当前带有电子节能控制系统的挖掘机，发动机有效整合了泵的转速，降低了机械磨损，在综合控制下极大地提高功率，机械生产效率增加。而在电子控制系统中可根据监测感应系统监测的结果适当的调节扭矩，减少机械突然停止带来的磨损或损坏等，让设备运行更加安全，产生更高的效益[2]。

2.2 促使工程机械应用面更加广泛

在机电一体化技术的支持下，工程机械系统结构越来越开放。各系统可根据不同功能来单独组合，并逐渐实现模块化发展。此外，微型机电一体化可让产品在低能耗与小体积下，提高灵活度，在高效运转下大大便利人员的操作。例如，针对一些危险地区与放射性污染地区，专家将机电一体化与现代工程机械结合起来，研究出了无人驾驶挖掘机，在远程遥控的干预下较好地提升了操作人员的安全性。此外，随着微型机电技术的发展，其随之被运用到了医疗事业及工业生产中，军事与信息方面也有所涉及，大大提高了人们的工作效率和质量，实现了对作业成本的控制。另机电一体化也逐渐与光学及光电子学等技术相融合，这使得整个系统的功能得到了全面的提升，充分展现了信息技术的高专业性能，强化了机电一体化的使用价值及附加值。

3 机电一体化技术在现代工程机械中的应用分析

3.1 在工程机械自动化与半自动化中的应用

机电一体化技术在现代工程机械的生产线及机床上使用，实现了工程机械设备自动化生产控制，大大提高了生产效率。而工程机械在作业中也实现了半自动及自动化控制。在现代工程机械的生产制造中实现自动化，可帮助人员减少工作强度，减少企业人工开支以及人员操作带来的失误；可在生产线上及时更改与调整设备参数，提高机械产品制造精度，减少返工率和机械事故。例如，现在的自动化挖掘机，在机电一体化系统下，可在系统内直接计算并控制挖掘机电液比例，自动化手柄可自动进行操作，传感器帮助完成作业[3]。

3.2 在工程机械智能制造中的应用

现代工程机械朝着智能化方向不断迈进，其中机电一体化技术将能够让工程机械智能化更加完善。在机电一体化技术的支持下，工程机械可实现智能化制造，智能化与自动化相比，前者更加先进。自动化以及半自动化均需要人工进行辅助，需要对相关参数进行设置等。但是，将机电一体化技术应用到现代工程机械之中，可不用人工辅助操作。例如，参数设置，可由“机器人+机械”，并结合生产需求进而实现智能化制造。现阶段，工程机械智能化制造正在对AI 技术进行探索，以期望通过AI 技术来对人类智能进行模拟，这将是工程机械智能制造的一大突破[4]。

3.3 在工程机械监控中的应用

在工程机械监控中应用机电一体化技术，可实现实时监控、故障诊断及自动报警的目标。具体地，在机电一体化技术的影响下，工程机械加工生产线及机床作业被赋予了全方位的电子监控功能，实现了在工程机械设备运作的过程中，机械传动系统、液压系统、发动机等异常情况的监控，且能够在发现异常情况时，实现系统的自动报警和故障的快速诊断，为维修人员的准确快速处理提供了基础条件。在机电一体化技术帮助下，可以更好的应对机械设备出现的突发事件，在监控下及时解决故障，减少维修时间与维修经费，帮助机械设备及时恢复运行，延长设备使用寿命[5]。