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摘要:基于機電一體化技術的概念和優點,分析機電一體化技術在工程機械領域的應用。內容包括智能化、模塊化、個性化、高性能化。闡述此技術在工程機械領域的發展趨勢。
關鍵詞:機電一體化;工程機械;智能化控制
引言
在工程機械領域,隨著電工電子技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多項技術的發展,工程機械的模式從傳統單一的機械電氣化逐步進化為現代的機電一體化。
1機電一體化技術
機電一體化技術(機械電子工程技術)屬于機械工程與自動化。機電一體化技術包含多種類別技術,包含微電子技術、傳感器技術、信號變換技術等。機電一體化技術是一種將上述多種技術進行有機融合并加以實際應用的綜合性技術,現工程機械領域中,現代化的自動生產設備幾乎都應用了機電一體化技術[1-5]。機電一體化技術有以下三大主要特征:(1)與其他學科互相交叉,應用范圍廣泛;機電一體化技術本身包含了多種其他技術,是一門交叉性特別廣泛的學科,融合了其他各個領域的知識,因此機電一體化技術在現實生活中的應用范圍廣泛、使用頻率高。(2)整體最優化;由于應用機電一體化技術進行機械生產效率高超,節能環保,能量消耗率更低,因此將機電一體化技術應用于工程機械領域,可以滿足整體最優化的雙贏局面。(3)具有豐富的理論及數據支撐;經過長時間的發展與探索,機電一體化技術已經逐步形成了一套豐富的、適用于現代社會的理論體系,為機電一體化技術的科研帶來了真實可靠的理論、數據支持。機電一體化技術最早是日本企業界在1970年代左右提出的概念,隨著第三次信息技術革命的到來,機電一體化技術也得到了超前發展,應用到的領域及范圍也越來越廣泛。中國投入機電一體化技術的研究起步略晚,我國在這一領域內面臨著更嚴峻的挑戰。為彌補時間上起步晚的劣勢,我國不斷持續擴大在機電一體化技術方面的科研經費投入。
2技術特點
隨著機電一體化技術的大力發展,機電一體化技術的優勢也越來越顯著,具體體現在以下幾方面:(1)安全性更高。現代的機電一體化設備本身裝有檢測系統,確保可以全程追蹤設備的工作狀態,遇到故障便會啟動機器設備保護機制,因此現代的機電一體化設備具有很強的安全性、可靠性。解放勞動力的同時,極大提高了生產效率。(2)提高生產效率。生產工作中,機電一體化技術能實現智能化、自動化處理,極大提高了生產效能,節約人力成本,實現產品量化生產,提高企業的市場競爭力。數字化顯示的應用,降低了操作的難度,避免了工作人員的重復性操作,節約了人力成本,使得工作更加精準定位。(3)環保和節約能源。由于機電一體化技術的智能化,機電一體化技術做出大量的貢獻,減少了不必要的能源浪費現象,提高產量的同時也最大化實現了能源環保。
3在工程機械領域的應用
機電一體化技術對工程機械領域來說,擁有著舉足輕重的地位。工程機械領域對于準確度、靈敏度都有著極高的要求,這些機電一體化技術恰恰都可以滿足。機電一體化設備本身具有的自我檢測系統,相較于普通的監測系統來說,監督效果更強。機電一體化技術和現代智能化技術相結合,應用于工程機械領域,極大提高了機械的生產量,使量化生產成為可能,產品的品質也得到了保證,同時還節約了人力成本,降低了勞動量和勞動強度。機電一體化技術降低了施工難度,增強了施工的安全性,促進了工程機械領域的發展。從功能應用、性能應用從可靠性、操控性來說,機電一體化技術在工程機械領域都發揮著不可取代的作用。
3.1在改造機床方面的應用
在工程機械領域,數控機床是最為重要的機械設備之一,使用頻率高,數控機床在加工產品上對準確度、精確度有著高標準,模具若產生偏差,會直接影響產品的質量。機電一體化技術本身對精確度有著高要求且擁有自我檢測系統,若把機電一體化技術應用于工程機械領域,則可以有效解決這一問題,提高精準度,使機床朝智能化邁進。
3.2在包裝機械方面的應用
在工程機械領域,包裝機械設備結構復雜,尤其是在控制連桿方面。一旦這些部分出現損毀或問題,都會給工作人員帶來巨大的工作量及維修的難度。將機電一體化技術應用在包裝機械方面,則可以化繁為簡,使整個工作流程自動化。不但提升了工作效率,也降低了設備的維修費用。
3.3在工程監督方面的應用
機電一體化技術自帶檢測系統,應用于工程機械上,可以實時監督管理機械的運作狀態。與液壓系統、制動系統、執行裝置聯合使用,可以及時發現各種問題并自動報警,方便工作人員精準定位,解決問題,提高生產力,改善機械的使用效率。
3.4對機械作業精確度控制的應用
工程機械領域的工程機械運行有著極高的精確度要求,需符合有關的標準。傳統技術很難達到符合相關標準的質量及精確度,將機電一體化技術應用到這一方面,可以取得良好的控制效果,生產出保質保量的產品,實現精確化的機械作業。
3.5在節能環保方面的應用
傳統工程機械領域中,設備自身存在影響設備機械功能應用的問題,設備效率低、浪費能源的現象頻頻出現。將機電一體化技術與電子節能控制器等聯合起來,極大提高了能源的利用率,使節能成為可能。
4發展趨勢
機電一體化在工程機械上的發展趨勢,主要表現在以下幾個方面:(1)更加智能化。隨著機電一體化技術的不斷發展,機電一體化技術會朝著更加智能化的方向演變發展。在未來,機電一體化技術會與生命科學、人工智能等領域相融合,模擬人類的智能活動,使得機電一體化的發展邁上新臺階。(2)模塊化發展。對于機電一體化技術來說,模塊化發展雖然比較復雜,但未來一定會朝這個方向走。機電一體化技術的模塊化,可以使產品標準化生產,降低資源浪費,擴大生產規模,提升工程機械性能。(3)產品個性化、定制化。市場經濟環境下,商品的個性化、定制化尤為重要,機電一體化產品若想在市場中保持不敗之地,就必須在保質保量的大前提下向產品個性化、定制化的方向發展。(4)微型化、袖珍化。從目前的機電一體化技術發展方向上看,未來機電一體化技術會朝著微型化、袖珍化的方向不斷演變。將納米技術和機械技術有機結合,提高工業產品的生產質量,壓縮時間成本,取得事倍功半的效果。(5)高性能化。機電一體化若想實現可持續化發展,必須首先考慮到使用性能,在確保性能效率的同時,使使用性能朝著更精準化、更可靠、更高速的方向發展。CNC系統中含有多個CPU結構,通過連接多條總線,以滿足高性能生產的需求。(6)綠色化。機電一體化技術的進步使得機電一體化技術生產出的產品更加綠色化,避免破壞綠色環境,利用機電一體化技術生產時,避免出現資源浪費和閑置、污染環境的情況。符合我國提出的可持續發展戰略和方針,擴大機電一體化技術的發展空間。
5結語
機電一體化技術應用于工程機械領域中,使機械設備自動化、智能化已是常態。機電一體化技術的大力使用,有助于提高生產效率,解放生產力,改善了資源浪費和閑置的狀況。機電一體化技術的發展,在改變人們日常生活的同時,也給社會各領域例如農業、經濟等方面也帶來了巨大的影響。在未來,機電一體化技術將朝著智能化、模塊化、個性化、袖珍化、高性能化不斷發展,同時也將更加注重對機電一體化技術人才的培養及儲備,不斷促進機械工程領域的發展。
參考文獻
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作者:彭飛 單位:西安鐵道技師學院鐵道技術系