賈鋆文

摘? 要：世界經濟發(fā)展日新月異，越來越多的新技術開始進入到了我們的視野，其應用范圍也越來越廣泛，在此過程中，多學科共融的趨勢也日益明顯，對于相關領域的變革有著十分重要的推動意義。而從機械工程領域來講，伴隨著計算機技術以及微電子技術發(fā)展速度的加快，機械工程的管理方式、產品功能、生產模式、技術體系也都在發(fā)生著變化，傳統(tǒng)的機械電氣化工業(yè)模式正在逐漸向機電一體化工業(yè)模式轉化。機電一體化技術具有較強的綜合性，它不僅是一門獨立的學科，與此同時，也是一門涉及面較廣的學科。隨著科學技術的發(fā)展以及國家經濟發(fā)展速度的加快，機電一體化技術中電子計算機技術、信息技術、微電子技術、自動控制技術的應用也越來越廣泛。本文就從機電一體化技術的發(fā)展過程出發(fā)，對機電一體化技術包含的內容，在工程機械中的應用價值以及應用范圍幾個方面出發(fā)進行了具體研究。

關鍵詞：機電一體化技術? 工程機械? 應用? 科技

中圖分類號：TH39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）08（c）-0019-04

Abstract： With the rapid development of the world economy， more and more new technologies begin to enter our vision， and their application scope is more and more extensive. In this process， the trend of multi-disciplinary integration is increasingly obvious， which has a very important significance to promote the reform of related fields. In the field of mechanical engineering， with the rapid development of computer technology and microelectronics technology， the management mode， product function， production mode and technical system of mechanical engineering are also changing. The traditional industrial mode of mechanical electrification is gradually transforming into the industrial mode of mechanical and electrical integration. Mechatronics technology has strong comprehensiveness. It is not only an independent subject， but also a wide range of subjects. With the development of science and technology and the acceleration of national economic development， the application of electronic computer technology， information technology， microelectronics technology and automatic control technology in mechatronics technology is more and more extensive. Starting from the development process of mechatronics technology， this paper studies the contents， application value and application scope of mechatronics technology in construction machinery.

Key Words： Mechatronics technology; Construction machinery; Application; Science and technology

伴隨著科學技術的不斷進步，其對我們日常生活生產的影響也在逐漸增加。在這樣的大背景下，機電一體化技術的應用范圍也越來越廣泛，尤其是在工程機械領域，一直以來，機械工程領域所使用的均為機械電器模式，隨著機電一體化技術的引入，工程機械產品的功能也開始逐漸朝著多樣化的方向發(fā)展，品質也在逐漸提升。機電一體化技術是一門具有較強綜合性的學科，其涵蓋了多方面的內容，因此，其在工程機械領域發(fā)展的關鍵性也不容忽視，實際應用的過程中收到了十分明顯的成效。在這樣的情況下，針對工程機械領域機電一體化技術應用的相關問題進行研究就顯得十分有必要，希望本文的研究能夠帶給大家一些有益的幫助。

1? 機電一體化技術的發(fā)展過程

機電一體化技術產生于20世紀60年代前后，其發(fā)展大約歷經三個階段。

第一個階段為20世紀60年代左右，人們在機械產品的研制過程中加入了電子技術，這也在一定程度上完善了機械產品的功能，在二戰(zhàn)爆發(fā)的大背景下，機械產品與電子技術的結合日益緊密，但是，這一階段機械產品與電子技術的結合主要應用于軍事領域[1]。而隨著二戰(zhàn)結束，機電結合技術越來越多的被應用于民用領域，其對于戰(zhàn)后經濟的恢復發(fā)揮了十分重要的推動作用。但是，從現(xiàn)實的角度來講，這一階段電子技術的研究還處于探索階段，這也在一定程度上限制了電子技術與機械技術之間的結合。

第二個階段為20世紀70年代至80年代，機電一體化技術的研究進程開始逐漸加快。在這一時期，控制技術、通信技術、計算機技術開始被越來越多的與機電一體化技術結合，加之這一時期微型計算機以及集成電路相關技術的研究取得了質的飛躍，這也在一定程度上為機電一體化技術的發(fā)展提供了更好的條件[2]。也是在這一階段，世界各國開始關注機電一體化技術，機電一體化技術也得到了迅猛發(fā)展。

第三個階段為20世紀90年代后期，機電一體化技術開始逐漸朝著智能化的方向發(fā)展，又取得了新的進步。在這一時期，在廣大技術人員的探索和研究中，機電一體化技術的學科體系日益完善，通信技術、光學與機電一體化技術實現(xiàn)了進一步的結合，開始出現(xiàn)了微機電一體化技術以及光機電一體化技術，進一步豐富了機電一體化的技術體系。加之這一階段光纖技術以及人工智能技術開始快速發(fā)展，這也使機電一體化技術擁有了更加廣闊的發(fā)展前景。

2? 機電一體化技術在工程機械中的應用價值

2.1 合理控制能耗，保證生產效率

傳統(tǒng)的工程機械設備在實際運行的過程中，雖然在一定程度上人力勞動的壓力得到了有效緩解，但是，技術方面依然存在諸多缺陷，導致這些設備在實際運行的過程中存在較大的局限性，尤其是在能耗方面，傳統(tǒng)的工程機械設備普遍具有能耗大的特點，致使設備運行過程中的成本很難得到有效控制，在這樣的大背景下，工程機械設備自身的運行優(yōu)勢也很難得到充分發(fā)揮[3]。例如，傳統(tǒng)的液壓挖掘機設備，其并沒有體現(xiàn)機電一體化技術的特點，在實際應用的過程中，燃料的利用率整體較低，造成了巨大的能源浪費。而最近幾年，通過在該設備上使用機電一體化技術，有效提升了設備的能源利用率，與此同時，與傳統(tǒng)設備相比，其工作效率也有了較大幅度的提升?！翱ㄌ仉娮有使?jié)能控制系統(tǒng)”應用到設備中，使設備的發(fā)動機以及泵在工作的過程中能夠最大限度的實現(xiàn)協(xié)調，與此同時，通過設備上的液晶顯示屏，技術人員可以實現(xiàn)實時對燃料的使用情況的監(jiān)控，在減少燃料消耗的基礎之上，有效提升燃料的利用率，在此基礎上，全面發(fā)揮設備的性能。

2.2 監(jiān)控工程機械運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)運行故障

現(xiàn)代社會，很多領域都在強調效率，因此，項目在實際落實的過程中，對于工程機械的運轉能力也提出了更高的要求。相比于以往，現(xiàn)階段項目單位所使用的工程機械性能已經有了較大幅度的提升，但是，要想進一步提升工程機械設備的運轉效率，還需要采取有效措施，提升其各個系統(tǒng)運行的協(xié)調度[4]。但是從工程機械自身的角度來講，由于其各個部分在構造的方面不僅具有較高的精密度，同時具有較高的復雜度，因此，通過肉眼的方式很難及時發(fā)現(xiàn)故障所在位置。而通過在工程機械中應用機電一體化技術就能有效解決這一問題，借助機電一體化系統(tǒng)，機械設備能夠實時檢測自身的運轉狀態(tài)，一旦某一部位發(fā)生故障，設備能夠第一時間自主發(fā)出警報，提醒技術人員及時采取有效措施對問題進行解決。與此同時，借助設備上的顯示器以及指示燈，技術人員可以直觀觀察機械的運轉狀態(tài)，對機械的運轉情況進行實時監(jiān)控，發(fā)生故障，借助設備顯示屏第一時間對故障位置進行定位，明確故障發(fā)生的原因，在此基礎上，確保工程機械運轉的穩(wěn)定性。

2.3 提升機械設備的精密化程度，保證運行效益

在工程機械的制造過程中，為了有效保證設備的精密化程度，機電一體化技術的應用必不可少，具體在以下兩個方面有所體現(xiàn)：首先，在工程機械中應用機電一體化技術能夠實現(xiàn)對設備內部全部子系統(tǒng)的自動檢測，在此基礎上，有效反應工程機械設備的運轉情況，如此一來，技術人員就能實現(xiàn)對于機械設備運行情況的實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時采取有效解決措施，實現(xiàn)機械設備制造精密化程度的提升[5]。其次，在工程機械中應用機電一體化技術能夠提升設備的自動化程度，使設備在運轉的過程中始終處于半自動化狀態(tài)或自動化狀態(tài)，進而最大限度的減少設備在運行過程中所占用的人力資源，在此基礎上，確保設備能夠具有較高的精密度。例如，在機械設備運行的過程中，若完全采用人力的方式進行控制，其運行參數難免會出現(xiàn)偏差。而通過機電一體化技術的應用就能有效減少因人為原因而導致的偏差，通過使用計算機對設備進行控制，提升設備運轉過程中的精密化程度。

3? 機電一體化技術主要包含的內容

3.1? 機械技術

從機電一體化技術自身的角度來講，機械技術是一項基礎技術，其主要通過機電一體化技術與其他類型的現(xiàn)代化技術進行融合，實現(xiàn)對傳統(tǒng)機械概念的更新，達到對傳統(tǒng)機械性能、結構以及材料進行調整的目的，在此基礎上，使工程機械自身的體積、重量能夠最大限度的得到縮小，促使工程機械自身的性能、剛度以及精度都能得到有效改善[6]。在建立機電一體化系統(tǒng)的過程中，需要在合理利用傳統(tǒng)機械工藝技術與機械理論的基礎之上，合理的將人工智能系統(tǒng)、計算機輔助技術引入其中，達到改造與創(chuàng)新機械技術的目的。

3.2 計算機技術

計算機技術也被稱作電腦技術，其不僅可以達到快速運算的目的，與此同時，還能實現(xiàn)對信息的實時存儲與交換，而隨著計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)階段神經網絡技術、人工智能技術也開始越來越多的受到了人們的關注，其雖然屬于計算機信息處理技術的范圍之內，但是卻在一定程度上提升了計算機信息處理的速度。因此，從機電一體化技術自身的角度來講，計算機技術也屬于核心技術范疇之內。

3.3 系統(tǒng)技術

整體概念是系統(tǒng)技術的基礎，其能夠以系統(tǒng)目標為前提，從全局的角度出發(fā)，實現(xiàn)對各項技術的有效組織與應用，在此基礎上，將工程機械的總體功能分解成若干個功能單元，確保所分解的功能單元之間能夠相互聯(lián)系。而在此過程中，接口技術發(fā)揮了十分重要的作用，其是工程機械內部各個系統(tǒng)之間連接的重要載體。

3.4 自動化技術

自動化技術是一個內容十分豐富的項目，其主要是在控制理論的基礎之上建構起來的，主要作用在于提升機電一體化技術應用的系統(tǒng)性，一方面能夠輔助技術人員現(xiàn)場對工程機械設備進行調試，另一方面能夠達到系統(tǒng)仿真的目的。也可將控制技術看作是自動化技術的核心因素，其主要內容包括補償、定位控制、自我診斷、自適應控制、矯正等幾個方面。

3.5 傳感技術

傳感技術最主要的作用在于對機電一體化系統(tǒng)進行調節(jié)與檢測，因此，人們也將傳感設備形象的稱之為系統(tǒng)感受器，其不僅能夠達到對設備運行進行調節(jié)的問題，與此同時，還能實現(xiàn)對工程機械設備的自動控制。傳感技術的水平是工程機械功能的重要體現(xiàn)，傳感技術水平越高，工程機械設備自身的功能往往也越強大，這也在一定程度上預示著工程機械設備在運行的過程中具有較高的自動化水平[7]。從現(xiàn)階段的情況來看，項目在實際推進的過程中，工程機械設備往往需要在相對嚴苛的作業(yè)條件下和作業(yè)環(huán)境下工作，因此，就需要傳感器擁有較高的運轉水平，不僅能夠快速的實現(xiàn)信息獲取，還需要保證所獲得信息的精確性，在此基礎上，切實保障系統(tǒng)自身的運轉能力。

4? 在工程機械中機電一體化技術的應用范圍

4.1 在機床生產中的應用

在機床生產工作的開展過程中，在實際控制和操作環(huán)節(jié)相關軟件的應用必不可少。尤其是在數控設備的生產過程中，要控制好軟件研究的難度整體較低。從我國機床生產技術的發(fā)展情況來看，機床的生產往往需要涉及多個不同領域的理論知識，同時需要應用到多種不同的技術，而從技術系統(tǒng)的角度來講，軟件的選擇不僅需要考慮到其運轉效率，還需要考慮到其運轉成本，在此基礎上，確保其能夠使我國工程機械發(fā)展的相關要求得到充分的滿足，實現(xiàn)對相關技術的進一步完善和推廣。相比于其他類型的應用技術，機電一體化技術的應用還能夠達到控制生產污染、節(jié)約能源的目的，而在此過程中，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性并不會受到影響，為后續(xù)生產活動的高質量展開打下了良好的基礎[8]。在實際應用的過程中，機電一體化技術對于工作道具和工作臺都有著較高的要求，因此，為了保證機電一體化技術的積極作用能夠得到充分發(fā)揮，通常情況下需要從以下兩個方面出發(fā)來進行操作：首先，要對坐標軸運行的方向予以明確，確保在實際工作的過程中道具的方向以及工作臺的方向能夠最大限度的保證一致。與此同時，在進行插補操作的過程中要保證連續(xù)性，避免中斷。其次，要重視全面發(fā)揮氟塑貼面導軌的功能，要使其功能能夠得到全面發(fā)揮，尤其需要控制好導軌摩擦的系數，確保導軌能夠具有較強的耐磨性，為保證機床運轉的效率打下堅實的基礎。最后，在機床不需要進行低速運作的情況下，往往機床的運行成本也能得到很好的控制。運行速度越快，機床內部各系統(tǒng)運轉的穩(wěn)定性越高，準確性越能得到保證。從我國現(xiàn)階段市面上常見的數據機床種類來講，滾珠絲杠副傳動座方式的應用十分普遍，優(yōu)勢也最明顯。

4.2 在半自動化和自動化作業(yè)中的應用

從工程機械自身的角度來講，機電一體化技術的應用很大程度上提升了設備運轉過程中的半自動化水平以及自動化的水平，使工程機械設備自身的運轉效率得到有效提升，不僅有效降低了設備運轉過程中所需要投入的人力成本，與此同時，對于推動我國現(xiàn)代工程的進步和發(fā)展也有著十分積極的現(xiàn)實意義。從我國工程機械設備制造工作的開展情況來看，人工操作在其中發(fā)揮的作用正在逐漸減少，這也在一定程度上說明了工程機械制造過程中自動化程度在逐漸提升，機電一體化技術的應用就能有效提升工程機械制造過程中相關操作的精細化程度，在此基礎上，最大限度的減少因人工操作而帶來的誤差問題。例如，我公司在液晶顯示屏的生產過程中就合理的應用到了機電一體化技術，不僅節(jié)約了大量人力資源成本，減少了人工手動操作的部分，與此同時，也增加了相應設備的精益化程度，不合格產品問題的發(fā)生率得到了大幅度的降低。與此同時，在大型工程機械設備的制造過程中，通過自動化技術的合理應用，還能有效控制精密部位的制造比例，以此為基礎，在設備內部安裝傳感器，切實提升工程機械設備作業(yè)過程中的自動化程度。在實際制造的過程中，很多機械設備都應用到了傳感器，不僅能夠輔助工人實時監(jiān)控設備的運轉情況，操作人員還可以根據儀表所顯示的數據判斷設備的作業(yè)情況，在此基礎上，繪制設備的作業(yè)軌跡，嚴格依照相關的操作流程完成最終的施工工作。除此之外，機電一體化技術還能提升工程機械設備對于各個施工環(huán)節(jié)的控制，例如，現(xiàn)階段十分常用的激光技術就能起到提升操作精度的目標，在此基礎上，確保機械施工任務能夠順利完成。

與此同時，還可以在工程機械表面安裝液晶顯示器，在此基礎上，使技術人員能夠直觀的了解機械的運轉狀況，觀察各個部位的操作情況以及運行狀態(tài)。與此同時，操作人員通過液晶顯示屏表面的控制按鈕，還能實現(xiàn)對工程機械的控制，通過相應數據判斷工程機械運轉過程中的狀態(tài)，不僅使設備的操作難度大大降低，對于設備操作效率的提升也有著十分積極的推動意義。除此之外，在配件相同的情況下，機電一體化技術的應用還能有效提升對工程機械設備進行控制的全面性。通過計算機技術對操作流程進行編輯，根據實際需要調整和更改操作流程，在此基礎上，提高工程機械的使用范圍，保證工程機械自身功能的全面性。

5? 在工程機械中機電一體化技術應用的未來展望

現(xiàn)代工程機械在制造以及實際使用的過程中，機電一體化技術的應用越來越普遍，其使現(xiàn)代社會的發(fā)展需要得到了最大限度的滿足，與此同時，很好的適應了現(xiàn)代社會自動化的發(fā)展趨勢以及智能化的發(fā)展趨勢。與傳統(tǒng)的機械制造業(yè)相比，機電一體化技術不僅使產品的外觀得到有效改善，與此同時，有效提升了產品的工作效率以及運轉質量，使機械制造過程中投入的人工成本得到了大幅度降低，不僅在制造業(yè)方面得到了十分廣泛的應用，在經濟發(fā)展、科技發(fā)展方面也有著十分積極的推動意義。

6? 結語

綜上所述，從現(xiàn)代工程機械制造業(yè)自身的發(fā)展角度來講，為了使設備的質量和使用效率能夠得到最大限度的提升，合理應用智能化技術、自動化技術是前提條件。在開展工程機械制造工作的過程中，機電一體化技術能夠有效實現(xiàn)設備穩(wěn)定性、作業(yè)精確度、功能性以及安全性的全面提升，在此基礎上，使工程機械能夠真正滿足社會的發(fā)展需要，相信在不久的將來，機電一體化技術的應用能夠成為我國工程機械制造的一個重要的發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1] 李捷.機電一體化技術在工程機械中的應用探討[J].中國設備工程，2020（9）：179-180.

[2] 邱乾綱，沈纓，趙翠，等.機電一體化在工程機械中的應用分析[J].建材發(fā)展導向，2020，18（8）：67-69.

[3] 張斯其，徐茂林，張科.關于機電一體化技術在工程機械中的應用研究[J].內燃機與配件，2020（6）：247-249.

[4] 叢培東.化工工程機械中機電一體化技術的應用[J].遼寧化工，2020，49（3）：312-314.

[5] 韓正辰，薛浩洋，周宗帥.淺談機電一體化技術在現(xiàn)代工程機械中的發(fā)展運用[J].內燃機與配件，2020（5）：223-224.

[6] 彭飛.機電一體化技術在工程機械中的應用[J].集成電路應用，2020，37（3）：70-71.

[7] 雷泱.工程機械中機電一體化技術的應用探究[J].南方農機，2020，51（4）：179.

[8] 高延凱.機電一體化技術在工程機械中的應用[J].科技風，2020（5）：131.

[9] 史建國.機械設計中機電一體化的應用分析[J].科技創(chuàng)新導報，2017，14（31）：122-123.

[10] 高文璇.機電一體化系統(tǒng)中智能控制的實踐[J].科技創(chuàng)新導報，2020，17（9）：63-64.