机电一体化在工程机械中的技术应用分析

2022-07-27于志洋

居业 2022年6期

于志洋

(青岛西海岸交通投资集团有限公司，山东青岛 266400)

如今我们国家的科学进步非常快速，机电一体化技术在整个机械工程中拥有广泛的应用前景，也得到了特别多的关注点。在这样的大环境之下，机电一体化技术不断更新完善，目前已经融合了各项先进技术，形成了智能化的机电一体化技术发展趋势，在整个工程机械中普及应用，提高了生产人员的工作效率以及生产质量，得到了广泛的关注，值得我们深入探究与探讨。

1 机电一体化的概述分析

机电一体化技术融合了各种先进的技术，是基于科学技术发展的背景之下提出的一种先进的机械制造技术，在整个机械工程中都有着诸多的应用点。机电一体化技术不仅是机械和电气技术的融合，还结合了更多人工智能，计算机技术等多方面的综合技术，主要目的在于调控机械设备的生产运行稳定性以及控制生产质量。机械设备的使用过程中，难免会出现相关的技术问题，结合机电一体化生产，提高机械设备的运行效率，减少运行的使用空间，提高生产质量，这些都是信息技术融合到整个生产过程中的应用优势。

机电一体化技术存在着信息储存、交换的智能化控制功能，结合软件系统，将一体化技术进行有效划分，分为不同的子系统。不同的子系统负责机械工程中的不同应用板块，比如机械设备的速度控制、自我诊断、自我检测、自我生产等等功能，在一个板块出现故障之后，不会影响其他板块的作业，这就是机电一体化技术的重要应用优势，也是机电一体化的发展意义。

2 机电一体化技术在工程机械中的应用意义

2.1 有效提升工程机械生产质量

在传统的机械生产过程中，以人为操作为主，通常误差较大且难以控制。例如，生产机床夹具是生产加工工件过程中应用的重要机械设备，其主要发挥定位和夹紧功能，其误差很大程度上决定了工件加工生产质量。然而，在传统的生产加工过程中，通常需要生产人员依靠人力和个人经验来控制生产机床夹具的误差，非常容易导致误差过大，生产精度难以控制。机电一体化技术的应用，则可以实现对生产机床夹具的自动化控制，通过计算机调节程序，在生产加工过程中利用传感器实时接收反馈信息，从而确保生产夹具误差精准控制在允许范围内，从而保证工程机械整个生产加工过程控制有效性，提升工程机械生产质量。

2.2 生产能力强

对比传统工业生产模式来说，依托现代信息技术发展而来的机电一体化技术优势十分显著，在工程机械中应用能使得操作流程的精度及灵敏度有效提高，利于高效生产目标的良好实现，也能为生产质量更加标准提供依据。

3 机电一体化在工程机械中的技术应用

3.1 传感器检测方面的技术应用

机电一体化技术成为当今的工程机械技术应用的重点，在整个应用的阶段中，也有诸多的应用优势，广泛的受到大众的关注。首先是传感器检测方面的技术应用，作为工程机械的一种信号转换形式，传感器检测技术在机械工程中进行数据信息收集，数据整合，并且这一项技术通过机电一体化技术进行。机械工程的运行监控实现了信号转换，在现代传感器技术的发展过程中，结合计算机，电子信息技术，应用传感器技术，可以将更多机械设备的稳定性以及安全系统相关信号传递出来。

在机械工程面对外界干扰的时候，可提高工程的抵抗能力，使工程机械设备故障率降低，除此之外，传感器技术可用于机械设备的故障检测。针对机械设备在使用过程中的常见问题可提高设备的抵抗能力提高设备的适应环境的能力。但传感器这样的检测技术，相对来说容易受到外界环境的干扰，在使用的过程中需要注意技术使用的密闭性，提高技术的质量控制标准。在相对安全的环境中使用这项技术，才可保证数据收集的准确性。具体系统结构如图1所示。

图1 基于传感器的机电一体化控制系统基本结构

3.2 工程机械信号处理技术

工程机械设备在日常的运行和使用的阶段中，会出现各种信号，针对信号的处理技术也是机电一体化技术的一个重要应用点。对于信号的处理工作来说，可保障机械工程的生产效率以及生产质量，并且在我们国家科技技术不断发展的过程中，出现了各种技术融合，信号处理技术在机电一体化技术基础上进行创新，可结合信号处理技术，通过连接处理器，两者共同作用，可对机械设备运行中的各项信息进行检测，将信号传递出来。针对这一系列的数据，做出机械设备的状态判断，并且通过大数据处理技术，通过对机械设备的信号处理，了解机械设备的最终结果，这是非常重要的一个技术运用。

工程机械利用信号处理技术实现机电一体化的创新应用发展，在机械的运行过程中，进行自我诊断，自我监控，实现信息的接收，显示以及处理功能。经过传输系统实现人机交互，这这是整个设备中运行的一个重要优势。特别是针对工程机械设备出现故障的时候，信号处理技术可发出警报，提醒相关的维修人员在第一时间内进行阐述工作，保证机械设备处于正常的运行状态中。信号处理技术作为机电一体化技术的重要应用分支，需要引起相关人员的高度重视，加强这一项技术的深入研究与创新发展。

3.3 机械工程故障诊断技术

工程机械设备在日常的使用过程中，因为使用的时间长，频次多，难免会出现零件等多方面的故障问题，这是机械设备不可避免的一个现象问题，因此结合机电一体化技术，在机械设备故障处理诊断这个方面，有诸多的技术应用优势和必然发展性。在工程机械的运行过程中，形成运行故障的自我诊断系统，自我诊断技术是机电一体化技术发展过程中的一项重要应用，通过机械设备的相关数据，进行工程机械自我问题检测，并且提高了机械运作的效率。其实在大家的生活中，也出现了特别多智能检测故障的技术，比如大家的电脑可以进行人工智能的故障检测，这就是现代化技术的一个重要应用。

结合故障检测技术，降低了工程机械运行过程中的故障概率，也可以进行运行条件的改良，比如降低机械设备运行的噪音，为相关的工作人员提供了良好的工作环境，提高了工作的质量。工程机械的故障设备诊断技术在实际的使用过程中，结合人工智能化计算机网络技术可实现自动诊断自动检测，通过电子检测系统反馈信号相关的工作人员，可进行故障的分析以及诊断工作。相关的工作人员也可以针对数据反馈的信息录入故障的类型进行故障锁定修复，这一项技术应用是传统机械行业没有办法达到的高度。在应用了机电一体化技术之后，使整个工程机械故障诊断这一个环节更为简单，更为方便。机械设备的日常运作故障问题原因复杂，如果不能结合智能化的检测技术，必然会给工作人员造成巨大的压力，影响工作的进度。

3.4 数控技术

CNC加工过程中机电一体化技术的应用比智能制造当中机电一体化技术应用的时间要早，并且它也是智能制造中机电一体化技术应用最为主要的实现方式。在数控加工的过程中合理使用机电一体化技术，既能提升机械制造的质量，同时还可以提升生产线的工作效率，提升企业的经济效益。同时，在数控生产加工的过程，机械制造的精确程度也会随着机电一体化技术的使用而提升，这样就会提升数控加工的水准，促进机械制造企业的发展。就目前的情况看，在对CNC机床使用的过程当中，大部分企业已经合理使用智能管理以及控制系统。青春，你看合理使用的智能控制技术，以及对机械设备在线整队技术的基础之上，产生了一种新的三维仿真模拟技术及主线模式。现阶段直线模式与CPU已经，在机械制造过程当中占有了非常重要的地位。在进行主线应用的过程当中，为了能够更好的提高数控机床生产的质量以及工作效率，让数控机床生产过程中的信息能够更加准确与科学，在机床加工的全过程，都需要对数据和信息进行分析，并且模拟操控，这样才能够更好的促进企业经济的发展。

图2 数控生产中机电一体化技术现场操作

3.5 工程机械设备的自动和半自动化生产

虽然，现阶段机电一体化技术在我国机械设备制造生产的过程当中得到了有效的应用推广，但是，在具体生产的过程中仍然会受到资金与生产规模成本的影响，大部分机械制造企业并没有完全实现机械自动化生产，并且在生产的过程当中，仍然采用半自动机械设备生产的方式。不过在具体生产的过程当中，操作人员的数量已经得到了有效的减少，极大降低了机械生产过程当中工作人员的劳动量。相关企业还需要充分认识到自动化、数字智能化对于传统机械化的取代，是目前机械设备生产过程当中的必然发展趋势。在生产技术升级转型的过程当中，相关企业与工作人员应该加强对企业一体化技术应用的重视，引进先进的生产基础，逐渐提高对机械生产的控制力以及自动化水平。工作人员在对机电一体化设备进行操作的过程当中，还需要利用微机系统，对相应的技术进行调整，设计出机械设备生产的轨迹，并且根据实际情况，发出相应的指令，是设备完成操作。机械设备人员还需要设置好传达指令，完善智能系统的工作性能，使机械设备能够发挥出最大的功能。机械自动化是机械设备向着智能化方向发展的重要基础，能够大幅度的提升机电设备生产过程当中的精准度。

3.6 电子监控方面的应用

将机电一体化技术应用于工程机械电子监控中，能够及时地发现工程机械在运行过程中可能出现的问题，能够监控各个环节的生产情况。利用机电一体化技术工作人员可以了解电子信息系统可能发生的故障，找到机械设备存在故障的原因，减少机械设备的操作失误。此外，在电子监控系统中，可以将自动报警功能融入其中，如果出现设备的机械故障，自动报警系统能够及时地通知管理人员，缩短故障处理的时间，能够将工程机械设备的安全隐患降到最低，机电一体化技术在工程设备中的应用还可以实现机械设备的定期维修和保养。

4 机电一体化的未来发展前景趋势

了解机电一体化技术在整个工程机械中的重要技术应用之后，就需要针对这一项技术进行深入的探讨与分析，结合技术未来的发展趋势，结合机械设备的日常运作，进一步找准机电一体化技术的创新方向。在未来几年的发展过程中，机电一体化技术必然会朝着自动化、系统化的方向去发展完善。自动化的程度会越来越高，特别是最近这几年，我们国家的科技行业发展速度比较快，追求自动化的生产是我们国家的发展大势。

自动化技术不需要依赖太多的人力物力资源，可以实现机械设备的智能工作，保证机械设备在出现问题之后，进行自我诊断，自我保护和自我控制。可极大程度上保证机械设备的运行结构合理，避免相互干扰。机电一体化技术在发展的过程中，系统化的程度会越来越高，实现统筹协调全面发展的状态。机电一体化技术在接收了整个机械设备运作信息之后，将信息进行反馈，通过指令的形式指导机械设备进行运作。其中机电一体化设备结合光学技术有机融合，可实现电子信息的快速处理，相信这也是未来的一大发展趋势。目前，日益严峻的资源能源消耗问题，使得社会各领域都开始走绿色化、可持续发展之路，此时工程机械机电一体化发展也必然会逐渐趋于绿色化发展，具体是说：确保生产全过程的零污染生产目标有效实现，为良好生产效益提供保障，同时通过生产完成后材料的回收利用，保障材料最大化利用目标有效实现，促进材料损耗降低，使绿色生产目标切实达成。