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机电一体化技术在工程机械的运用

摘要:机电一体化技术即机械电子学技术,是具有综合性和跨学科性质的科学技术。机电一体化技术主要包括电子技术、现代信息技术、现代电子计算机技术等。熟练运用和掌握机电一体化技术,可以推动现代工程机械的发展。文中分析了机电一体化技术在现代工程机械中的运用。

关键词:机电一体化;现代工程;工程机械

在国家建设与发展中,工程建设发挥着重要作用。而现代工程机械又是工程建设的关键环节。伴随科技的进步与发展,机电一体化技术逐渐用于工程的建设之中,与工程机械相互结合,促进了现代工程机械的自动化及智能化,实现对工程机械的人性化管理。

1机电一体化技术在现代工程机械中的发展目标

机电一体化技术的发展应从硬件和软件入手,为现代工程机械营造自动化生产条件,使现代工程机械生产具有PLC自动化的功能。要想实现机电一体化技术,宏观上是要依靠现代机械工程,微观上则是依靠电气自动化技术。机电一体化技术应努力实现发展目标:(1)通过集成化思想促进工程机械设备的一体化。目前,工程机械生产设备虽然都带有PLC设备,但其目的主要通过集成化思想来对工程机械生产设备进行集中控制。(2)为了实现工程机械设备生产的智能化,使设备运行过程中能够大批量的自动生产,应在机械设备中设置故障检修机制与自动保护措施,一旦生产过程中出现故障,设备能够自行解决问题,使生产效果达到最佳,这是一个对人工依赖性较弱的智能化措施[1]。(3)应努力做到工程机械生产可视化管理,使操作人员能够利用相关监控设备观察整个机械生产过程。通过对工程机械设备的监控,第一时间掌握故障原因,快速解决故障问题,恢复设备的生产运行。

2机电一体化技术在现代工程机械中的具体运用

对机械工程机电一体化进行有效利用,可以在一定程度上提高工作效率,减缓能源的消耗速度,节约大量的能源。而且,随着自动化程度的增高,精度便会提高,施工的质量也有保证。机电一体化的性能相对稳定和安全,寿命比较长,从而降低了操作人员的工作难度,在实际工作中比较方便,可以更好地对工程机械的故障加以诊断并及时上报和处理。继而找到发生故障的位置,缩短维修人员维修的时间,在现代工程机械中发挥了重要作用。(1)自动化作业过程机电一体化技术使工程机械在一定程度上完成机械作业的半自动化与自动化,减少了操作人员的工作难度,使机械作业效率得到明显改善,也降低了操作人员业务能力不足对机械作业精度的负面影响。例如,三菱挖掘机可以自由控制轨迹系统,在操作人员设置好铲斗的运动轨迹与形状后,对应的系统就会依据各个传感器显示的信号,自行控制斗杆、铲刀及动臂的运动,做到了斜坡、开口、沟槽等断面的准确作业,从而实现自动化作业过程。(2)提高工程机械作业精度当前水泥、混凝土、沥青等都采用了机电一体化系统来控制称量系统,做到了称量的自动化,使成品作业得以提高。自动化找平的有效运用,极大提高了沥青和混凝土机器的施工质量,也提高了其工作效率[2]。通过运用自动供料系统,有效调节了沥青和混凝土机器的用料,使摊铺的质量与效果得到增强。并且,电子化操控推土机铲刀、平地机刮刀与铲运机铲斗刀,不仅能减轻操作人员的工作压力,也使作业的精确度和准确度得到了加强。(3)提高工程机械生产效率传统工程机械对能量使用的不够充分,利用率较低。例如,液压挖掘机对燃料的利用仅为30%,浪费了一大半的能量。当前我国面临着能源紧缺的状况,使工程机械需要不断地节能降耗。例如,小松挖掘机就利用了最新的控制节能器,能够节约四分之一的燃料,有效实现了节能降耗。日立挖掘机运用卡特节能控制方法,全面操控发动机和泵,对燃料的利用高达90%以上,提高了能量利用率和机械生产效率。(4)加强机械工作装置监控对工程机械的相关工作装置进行自动报警、故障自诊与电子监控,如液压系统与传动系统等。如果这些系统在运行时出现异常,就会自动找到出现问题的位置,并对问题故障报警处理。机电一体化技术的发展运用,不仅改变了操作人员的工作方式,提高了工程机械设备的生产效率,也使维修人员对机械的检查工作更为简单,一定程度上降低了机械设备维修的资金消耗,缩短了维修时间,有效延长了工程机械设备使用寿命。(5)机床中的发展应用机电一体化技术在具体应用过程中,Z80的CPU应用软件相对较多,其开发系统难度较低,因此适用于国内大部分的数控机床。国内数控机床通常使用的是Z80微机、I/O接口、光电隔离电路等。Z80的CPU应用软件和对应芯片相对廉价,应用范围也比较大,并且维修方便、实用性强。I/O接口硬件也相对容易,Z80类型的计算机包含独有的I/O指令,计算机运行时间相对较短,值得注意的是,其格式指令特别短,极大地减少了工程机械设备的扫描周期。同时,机电一体化技术在机床的应用中,由于大部分机床对工作台和工具刀有较高的要求,需要工作台与工具刀按照固定路线进行移动,因此,在应用机电一体化技术时,应仔细分析控制方式,判断是否需要设置插补功能。需要副传动高效运转,降低滚珠摩擦造成的损失,防止工程机械操作过程中的爬行现象,使用氟塑贴面轨,增强其预紧、平稳和耐磨的效果,最大限度地降低摩擦系数,反向消除死去区,定位准确性相对较高。为了消除螺母与螺纹之间的缝隙,多数机床传动方式与执行机构都采用滚珠丝杠副传动方法。

3机电一体化技术在现代工程机械中的运用方向

(1)智能化通常来讲,智能化是现代工程机械和传统工程机械的主要区别,而该区别主要表现形式就是智能化的产品。这种智能化技术结合了生理学、人工智能与计算机智能的思想与方法,成功对人类智能进行了模拟。该智能化技术正在不断的发展和探索中,以后将会有很广阔的发展空间。(2)微型化机电一体化技术在长期的发展和运用过程中,逐渐出现了微型机电一体化的操作系统,这是机械技术和电子技术深度结合而得到的产物,通常也被称为微电子机械技术。微型机电一体化技术相关产品,其体积向着纳米和微米方向发展,体积低于1cm3的机电一体化技术产品,在各个领域发挥着突出作用,如政治、军事、医疗等。其运动方式灵活、体积与耗能极小的特点,受到科学技术行业的广泛关注。(3)高性能化高性能化包括可靠的应用、高效的应用模式、高精度应用模式、高速度应用模式等。最新的CNC系统运用的CPU就是多总线连接机构,满足高性能化进行生产。该系统采用简单集机指令,能同时处理和操作多任务、多系统,确保机电一体化技术产品拥有较高的性能[3]。

4结束语

总而言之,机电一体化技术在现代工程机械领域中得以广泛应用。机电一体化技术有着广阔的发展前景和应用空间,不但提高了现代工程机械的工作效率,降低了现代工程机械能源的使用量,为现代工程机械各方面的工作都提供了便利,还增加了作业精度,完善了各方面的应用,从而推动现代工程机械飞速发展。

参考文献:

[1]薛邵文.基于德国“双元制”的课程教学模式的研究与实践———以机电一体化技术专业《电工电子产品制作与调试》课程为例[J].酒城教育,2018,(01):6-11.

[2]李世彬.基于“双元制”本土化培养目标与教学计划改革与实践———以泸州职业技术学院机电一体化技术专业为例[J].酒城教育,2018,(01):12-16.

[3]李珂.信息技术在机电一体化教学中的应用探微[J].科学大众(科学教育),2018,(01):

作者:叶兴虎 单位:甘肃莫高实业发展股份有限公司葡萄酒厂

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