论机电一体化在工程机械中的应用

发表时间:2016/9/18   来源:《工程建设标准化》2016年7月总第212期   作者:管梦华
[导读] 面对竞争激烈的市场环境,要想提高综合竞争力,就应不断提高科学技术在工程机械制造中的含量。

(福建省工业设备安装有限公司,福建,350011)
 
        【摘  要】面对竞争激烈的市场环境,要想提高综合竞争力,就应不断提高科学技术在工程机械制造中的含量。为满足这种发展需要, 机电一体化由此产生, 工程机械制造已经进入到全新的领域。就当前发展趋势, 机械发展将是工业机械与科技的相互结合。加强机电一体化的应用,可有效提高工程机械制造功能与运行效率, 为行业发展创造更为宽广的前景。本文就机电一体化在工程机械中的应用进行了探讨。
        【关键词】机电一体化;工程机械;应用

        1.机电一体化在机械工程设备中的意义
        随着机电一体化技术的发展和完善,机电一体化产品的概念已经逐步扩大到控制系统和被控制系统相结合的产品制造和过程控制的大系统。机电一体化技术的发展最终将使机电产品向多功能化、高效率化、高自动化、高智能化、高可靠性、省材料和省能源的方向发展。机电一体化技术应用于工程机械设备当中,对于机械系统的功能、性能、操纵性和可靠性方面都会产生影响。
        (1)逻辑联系的可编程性以及单个驱动部件的智能化,是机电一体化系统的功能得到丰富和提高的主要原因,通过软件的设计,机电一体化系统可以完成极其复杂的任务,从而赋予传统机械产品许多新的功能。
        (2)机电一体化系统的动力智能化、分散化,不但使传动链缩短,提高了传动精度,而且使整个机电一体化系统的机械结构更为简单,机械部件数量减少,使系统的刚度更好,从而使得机电一体化系统的运动特性和动力特性都得到很大的提高。
        (3)电子技术的发展使得操纵系统不再受机械结构的限值,可以将操纵设备和显示设备安装在任何方便操作的地方,并可以通过互联网和无线网完成远程操作,提高了危险环境下操纵的安全性。
        (4)传动链的缩短和嵌入式电子控制系统的应用,使系统结构大幅度简化,系统的可动部件减少,磨损也大为减少,进一步提高了机械系统的强度、刚度和过载能力,从而提高了可靠性。
        2.机电一体化在工程机械中的应用
        2.1数控机床
        机电一体化技术的应用当中,数控机床可谓最成功的典型。随着机电一体化的发展,数控机床技术也有了质的提高:结构更合理、功能更广、操作更方便、控制精度更高。数控机床结构的发展逐步趋向总线式、模块化、紧凑型,且采用多CPU、多主总线的体系。在数控机床中,开放性的设计逼近可以在很大程度上提高系统的兼容性和层次性,以便用户的编程和对设备进行改装和升级。一般情况下,可以在系统中引入在线诊断、模糊控制等技术,这些技术可以提高数控机床的智能化水平。其中,在线诊断功能可以将机床中出现的刀具破损等一系列故障或潜在性的故障反馈给操作人员,以便可以根据故障的情况,迅速采取控制手段;模块化的设计,可以丰富系统功能,使得机床控制操作都更加简便,一般情况下,都是通过一台机床控制多台机床,使它们同时、独立的完成各自的任务,实现多过程、多通道的控制。



        2.2控制柴油机
        柴油机行业最重要的战略目标,就是缓解外排气污染,然而,要想一边解决解决外排污染,另一边又想降低柴油机的油耗,这是非常困难的。因此,将这两种参变量调整到一个平衡点。在传统的做法中,大家都只是考虑燃油率,外排污染物虽然有所减少,排放浓度却有了很大的提升,对于控制污染物方面并没有本质上的改观。然而,随着电子技术的高速发展,柴油机可以借助电子调速器,电子油门控制装置,自动停机装置等装置,不仅使柴油机能够满足经济指标,还能使够对最佳喷油进行定时。
        2.3实时监控
        实时监控的功能是机电一体化系统在机械工程中的另一个具体应用。与现有的技术相比,传统的机械工程比较落后,不能对操作过程进行实时监控。在这种该情况下,机械工程的整体质量无法得到控制,操作人员的人身安全也无法得到保证。机电一体化在机械工程中的的应用,这些问题就都可以很好地得到解决,机电一体化在机械工程中的应用,主要是通过对某一具体工程的制动、传动、执行等一系列环节进行实时监控。一旦在生产过程中出现问题或者故障,机电一体化系统就会立即发出预警,并且对故障就行定位,然后进一步分析问题,只有这样故障人员才能根据具体的故障做出应对办法。也只有这样,机械工程的安全性才能得到保证,机械工程的整体的工作效率爱能得到提高,机械工程的整体质量才能得到控制,还可以节约很多的人力物力,为机械工程企业带来经济效益和社会效益。
        2.4确保精度
        机电一体化系统在机械工程中应用,对于工程质量方面来说,最有意义的一点就是工程的精度的保证。传统的机械工程,工艺比较简单,大都是人工操作,在工程测量、数据统计与计算等环节,误差出现的频率很高,使得机械工程的整体质量得不到保证。在机械工程中,有了机电一体化系统的应用,不仅可以提高机械工程数据测量的精准度,还可以实现机械工程测量环节的自动运行,又可以在最大程度上避免传统的数据统计、计算所造成的误差值,为机械施工的整体质量与相关的精准度提供了可靠地保证。在机械工程的精准度有了保证的前提下,机械工程的效率大大增加,施工人员的劳动强度大大降低,还可以节不少的人力。综上所述,机电一体化系统在机械工程中的应用,在确保工程精准度的同时,也加强了机械施工的现代性、高效性与快捷性,使机电一体化系统在未来的应用前景变得更加广阔。
        2.5分布式控制系统
        相对于集中式控制系统而言,分布式控制系统是通过一台中央计算机对多台计算机进行控制和指挥,由于分布式控制系统强大的功能和可靠地安全性,使其成为机电一体化的主流技术。一般情况下,分布式控制系统根据实际情况进行分级,可分为两级、三级或更多级。其核心技术就是通过中央计算机完成对现场生产过程的实时控制等,另一方面,分布式控制系统随着测控技术的不断发展与创新,还可以实现对生产过程的实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能,成为一种集测、控、管于一体的综合系统,可靠性大幅提高。
        2.6降低劳动强度
        传统的工程机械施工都是人工操作,而且对操作人员的个人素质要求较高,主要是因为机械工程工作强度大,机电一体化技术的应用,将工程机械带入了自动化及半自动化的生产领域,传统工艺中,很多必须人工操作的项目都可以由机电技术中的控制系统来代替,这样一来,大大降低了来动人员的使用率,同时也降低了劳动强度、提高了机械工程的质量,也提高了机械工程工作的准确度。
        2.7其他方面的应用
        现如今,一些由微机控制的自动化变速器开始广泛使用,比如使用在装载机,推土机等机械上,不仅可以根据实际的作业要求,对传动系统的传动性能进行变更,大大提高了工作效率,也可以将复杂的人工操作简单化,降低劳动使用率。
        3.结束语
        自从机电一体化纳入工程机械,其在很大程度上提升了机械的使用质量、工作效益、人员使用率,同时也节约了大量的劳动力,为企业赢得了效益。但是对于机械工程来说,目前面临的问题是,如何将机电一体化更好的纳入其中,这也是机械工程未来的发展方向。除了加大机电一体化理论知识的探索和研究力度,更要积极引进发达国家的先进技术,另外,国家还应该重视机电一体化人才的培养,为我国机电一体化技术的深入研究打下扎实的基础。
参考文献:
[1]张彬论.机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发[J].现代商贸工业,2012(5).
[2]岳鸣飞马福喜机电一体化在工程机械上的应用与发展[J].内蒙古煤炭经济,2013 (9).
[3]王金玉.工程机械机电一体化技术的应用[J].科技创业家,2013.

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