机电一体化技术在工程机械中的应用

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【摘 要】近年来,随着机电一体化技术的飞速发展,其在工程机械中的应用也越来越受到人们的重视.本文介绍了机电一体化的发展趋势,并从不同的方面探讨了机电一体化技术在工程机械中的一些应用.

【关 键 词】机电一体化工程机械

机电一体化又被称为机械电子学,是机械和微电子技术紧密结合在一起的学科,并在工程机械领域有着广泛的应用.随着信息、自动化以及传感器等技术的发展,机电一体化的发展令人吃惊,成为了推动工程机械行业乃至整个工业发展进步的强大动力,它促使工程机械向着智能化的领域发展.毫无疑问,机电一体化是工程机械领域未来发展的一个十分重要的方向.

1机电一体化的发展趋势

1.1人性智能化

人性智能化是机电一体化发展的一个重要方面,其指为机械赋予人类的思维或者利用仿生学原理研制机械.随着社会的飞速发展,人们对于机械的要求不再仅限于其能完成所设定的任务,更多的时候人们要求机械能够人性化、智能化,能很好的模拟人类的思维模式或者行为,与使用者进行人机对话.机械的人性化、智能化不仅是人们对于人工智能的追求,也是人类科技不断进步的表现.相信借助发达的信息、自动化及传感器等技术,在未来实现工程机械的全面人性化、智能化是很有可能的.

1.2标准模块化

标准模块化不仅是机电一体化的发展方向,也应该是未来工业的发展方向.机电一体化产品种类繁多,各家公司生产的产品的接口、辅助软件等都不同,导致了产品的替代性较差,选择了一个品牌的产品就很难用其他品牌的进行替换,不利于机电一体化的发展.因此,机电一体化的标准模块化的意义重大.利用统一的标准开发生产产品,使机电一体化产品的生产标准化、系列化,不仅有利于机电一体化产品的开发使用,而且也会给机电一体化的发展带来更好的机遇.

1.3安全微型化

机电一体化的安全化并不只是指产品的使用安全,也是指其对人类的生态环境的安全.安全化的机电一体化产品使用时对生态环境的危害较小,报废后能后回收利用；机电一体化的微型化指的是机电一体化产品向着微型化方向发展.随着纳米技术不断的进步,超精密加工技术的进一步发展,体积更小、功耗更低、应用范围更大的微型化机械一体化产品的开发应用指日可待.

1.4网络开放化

在计算机网络技术高度发达的今天,任何一个领域想要发展,就必须开放,就必须与网络接轨,融入全球化的环境中.计算机网络通过各个计算机终端将世界连接在一起,丰富的信息在这个网络平台中互相流通,人们可以方便的获取想要的信息.机电一体化产品的网络化、开放化,不仅有利于优秀的产品的推广,更是为相关技术的整合交流、配件的采购提供了一个广阔的平台.因此,机电一体化产品毫无疑问会向着网络开放化发展.

2机电一体化在工程机械中的应用

2.1降低功耗,提高生产率

一般的工程机械使用时功耗较高,但是生产效率确较低,例如传统的液压挖掘机不仅功耗较高,能量利用率不到30%,而且生产率较低.但是应用了机电一体化技术的工程机械利用先进的电子控制系统使机械的功耗大大降低,生产率明显提高,例如采用了卡特电子系统的液压挖掘机,功率利用率明显提高,从而使机器的生产率大大增加.又如将机电一体化技术应用于柴油发动机,由于电子调速器等的应用,使柴油发动机可以根据不同的工况选择不同的工作模式,降低了柴油发动机的功耗,增加了柴油发动机的工作效率.

2.2提高精度,增加良品率

机电一体化技术在工程机械中的应用,通过精密的电子控制系统,大大增加了工程机械作业的精度,使得整个生产过程的良品率大大提高.传统的机床加工的产品的精度很多时候是依靠操作人员的经验和操作的熟练程度,产品的良品较低.而应用的机电一体化技术的数控加工机床或者加工中心的加工精度显著提高,其可以根据控制系统的命令自动进行作业,并根据反馈系统的信号及时调整作业,产品良品率大大提高.比如最先进的数控金切机床的加工精度已经可以达到0.001mm左右,超精密数控机床的微细切削和磨削加工精度可达到0.05μm左右.

2.3实现作业过程自动化或者半自动化

将机电一体化技术应用于工程机械械,可以实现工程机械的自动化或者半自动化控制,从而减少了机械操作者的工作强度,提高了工程机械的作业精度.先进的工程机械大部分已实现半自动化控制甚至全自动化控制,例如三菱公司研发的挖掘机,操作人员通过在操作面板上设定铲斗的运动轨迹,再有微机控制系统控制机器的作业,整个作业实现了自动化.又如一些小型煤矿掘进机要在低矮的矿山内作业,工作条件不允许操作人员进入,这时就必须应用机电一体化技术,利用电子控制系统等,实现掘进机的无人全自动化作业.

2.4其他方面的应用

机电一体化在工程机械中的应用还有许多,一些起重机采用了电子力矩限制器,能自动检测出起重机吊载物体的质量以及起重臂的角度等,从而实时监控其工作的安全情况；一些化纤行业的机械中运用了配备有测速控制器、传感器等的精密卷绕控制系统,可以自动控制机器的卷绕交叉角的角度等,提高了机械作业的精度；还有很多工程机械装有电子监控系统,可以实时监控机械液压系统等各个系统的运行工作情况,及时发现故障问题并自动报警,从而提高了机器的安全性和可维护性.

3结语

机电一体化不仅是工程机械行业的发展的趋势,也是世界整个机械行业的主要发展趋势.由于人们对于工程机械智能化的追求,机电一体化在工程机械中的应用会越来越来广泛.相信随着科学技术的飞速发展,机电一体化技术将会迎来更广阔的发展前景.