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机电一体化技术在工程机械中的应用探讨

2020-05-12李捷

中国设备工程 2020年9期
关键词:挖掘机电控机床

李捷

(珠海市协正智能装备有限公司,广东 珠海 519060)

机电一体化技术的推广,将人工控制变成系统控制,减少了人工的环节,提高了工作效率。例如,煤矿行业中挖煤工序的自动化技术、摊铺机的自动填料技术等,推动了工程的发展。

1 机电一体化具体内容

机电一体化的发展历程。机电一体化的发展是十分缓慢的,它的发展规模随着国家的进步不断扩大,越来越多的技术人员投入其中进行研究。在20 世纪60 年代,人们灵活运用了电子技术,将电子操作安装在不同的设备上,使得数据更加精确。电子技术的创新对计算机技术、控制技术的发展提供了基础。在20 世纪90 年代,人们对光学、力学、信息技术进行了灵活的运用,发现可以将机器和技术进行有效的结合,在同一个机器中进行全部体现,因此,机电一体化的发展才逐渐扩大。目前,机电一体化技术被广泛地利用,将传统的机器理念打破,从而得到更优质的技术成果。机电一体化技术具有着高效性、简便性、安全性等许多优点,是一项高操作的融合技术,随着科学的不断发展,机电一体化技术会被逐渐创新,并赋予新的内容。机电一体化可以分为机械、电子、软件三个部分,以传统的机器设备为基础,对机械进行更新,使机器在通过电子操控下,能够有效地进行工作。早期的自动化技术主要以机械的结构实现,仍旧存在着局限性。而随着科技的发展,探测器、接收器、自动化系统逐渐取代了机械的结构进行工作,将机械的结构细化,从而使自动化技术的水平有了大幅度的上升。其次,我国不断引进先进的激光技术、控制技术,将系统的精确度提高,甚至系统可以达到自动处理信息,将有效的信息进行整合,再根据信息进行工作。机电一体化技术能够根据不同的条件对机器进行优化,在多工序同时工作时,自动化系统可以控制进行自动工作,加快了施工进程,使工作的质量大幅度提升。

2 机电一体化应用

(1)机床改造。普通的机床主要由轴、环等重要的构件组成,其运用方式主要是卧式,其对部分零件的加工或进行穿孔、滚花等工作,而在进行工作时,需要对其控制一定的角度,以此才能够使加工更加精细。机电一体化的加入,将机床改造成数据机床,与大量数据进行融合,以此对机床中刀具的使用轨迹进行严格的刻画,并通过自动控制,将数据角度准确的进行寻找,以此大大减少了加工时的误差。而数据机床中的滚珠也因滚动次数的减少,从而摩擦力减少,对机器的损害也有了大幅度的降低,增加了机床的使用寿命。

(2)包装机械。在我国的机械工程中,包装机械工程是十分重要的部分,其包括许多复杂的结构,例如,凸轮构造和控制连杆等重要的构件。传统的连接部件运用的方法是控制电路,这种方法操作步骤繁多,不利于后期设备修复。机电一体化技术更新,使机器可以直接测量产品的数据,通过计算机技术精确地将数据进行计算,然后,通过指令进行包装工作。企业只需要安排专业的技术人员进行输入正确的工作代码即可,从而省去了人工计算的时间。该项技术的加入,可以将部分构件更加细化,整体设备变小,操作更加方便快捷,并将资源合理地使用,降低了企业的成本。

(3)电控挖掘机。挖掘机是许多建筑工程十分重要的大型机械设备,传统的挖掘机是由人工操作的,而电控挖掘机是在其基础上,采用电液比例技术对挖掘机进行控制,并以电比例手柄替代液压手柄,从而模仿人力的动作。电控挖掘机可以实现自动化运行的功能,其主要需收集手柄的动作信号,而后对需要操作的数据进行计算,最后,再进行输入正确的PWM 数值,从而使机器可以运转。在如今较为领先的电控挖掘机有:山河智能SWEL55 型挖掘装载机、小松PC200-6 挖掘机等。表1 给出了小松PC200-6 挖掘机的技术参数。

表1 小松PC200-6 挖掘机技术参数表

电控挖掘机在使用的过程中要进行有效的正流量控制来提高安全性和保证工作效率,而液压泵的排量和功率计算,则可以按照以下公式完成:

在上述公式中,Power 代表的是电控挖掘机在当前档位下的功率,而通过公式所求出的P1、P2 和P3 值,则分别代表了发动机转速小于三个档上限值时的功率。

(4)高精度GPS 系统。该系统完整的将激光、超声波、感受器等多种传感技术集于一身,其可以对探测物质的大小进行准确的描绘。例如,在不规则的施工场地进行施工时,可以对现场的环境进行侦查,并确定障碍物的坐标信息,以便确定施工的位置。该系统的精确度达到厘米级别,能够十分精确地对物体进行位置描述,提高了施工的工作效率。表2 为某工作单位利用高精度GPS 系统进行监测精度实验的结果数据。

表2 系统监测精度试验结果

从表1 数据我们可以发现,技术人员通过调整GPS 天线天线的位置,实现对目标的实时跟踪定位,而这种高精度GPS 系统的应用优势就在于能够将瞬时的监测精度与实际偏差值,在水平和竖直方向上分别控制在3mm 与4mm 范围内,以此达到高精度定位的效果。

(5)柴油机优化。柴油机降低排放污是如今工业十分重要的目标,发动机排放质量和最低油耗之间的比例必须进行平衡调整,才能够减少柴油机排放的污染物。因此,企业引进了许多电子机器,对柴油机进行改造,例如,电子调速器、电子油门、自动升温控制装置等,其可以对不同情况下,所需要的油耗进行准确的计算,从而使最低油耗和发动机排放质量保持平衡,有效地减少了污染物的排放。

3 机电一体化系统发展趋势

(1)自动化强度越来越高。将机电一体化系统融入人们的生活已经逐步在实现,而自动化发展是我国所有技术所发展的主要方向。所谓的自动化即让工程机械听从主体的指挥,不用人工也可以正常运行,自动化减少了人工的使用,这就在一定程度上减少了错误以及人工的费用。在遇到突发情况时,工程机械还能够自动将开关断开,立即停止工作。系统自动化可以在各个系统彼此不影响的基础上分开运行,因此,自动化这一系统对于工程机械的安全运行来说有着重要的意义。

(2)细致化发展。在任何技术真正投入使用前,都需要经过一系列的考验,这些考验不止是对技术的考验,也是对技术人员的考验。细致化发展就是让每个模块分开研究和发展,这样针对性的研究,可以让技术更加细致化。在科学技术飞速发展的今天,我们必须要将生产商和生产品进行细致划分,这样才能够被大众所喜爱所接受,企业才能够有自己独一无二的发展轨道。同时,企业也应注意绿色化发展,从发明、制作、生产等一系列过程,都考虑产品的环保性能,从而减少对人们环境的污染。

4 结语

综上所述,机电一体化技术在我国工程机械中有着颇深的造诣,它将许多技术联合在一起,为工作人员提供更高效的性能,保证工作的标准。企业应利用好该项技术,并对该项技术进行创新工作,同时,企业也应严格规范技术人员,对其专业知识进行要求,以此提高企业工作人员的专业素养。企业的发展需要每位工作人员的努力,以此领先技术的支持,只有将每个环节完善到极致,才能够使企业更好地发展。

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