机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用

机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用

颉雅旭

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摘要：机电一体化技术是信息时代的大背景下,一项飞速发展的技术。目前的机器人制造、各种智能技术的崛起,都用到了相应的机电一体化技术。在此基础上产生的智能制造技术,将大大提高国家制造水平,解放生产力,让机器真正代替人力,实现工业化水平的飞跃提升。对此,我国的方针政策也是坚持大力发展智能工业,将人工智能技术引入工业制造一直是热门技术。我国在智能制造装备方面成绩斐然,自主研发的智能数控系统已经和发达国家水平持平,同时提升了机器人、智能机床、智能生产线等智能制造装备的生产水平,完备优良的智能制造装备产业体系的形成也指日可待。但与此同时,智能制造装备的发展依然面临着一些挑战。

关键词：机电一体化技术；工程机械；发展运用

引言

随着现代工业的发展进步,数字智能控制技术与机电一体化系统的结合运用,大大地提高了生产效率和产品安全性,为现代工业生产需求做出了贡献。近年来,在机电一体化系统中,高压断路器的数字智能化控制应用是研究的一大热点。对高压断路器进行了故障模拟和参量分析,提升了断路器操动机构故障的检测精准度;针对高压断路器零部件故障程度识别的问题,提出了吸引子形态的方法对混沌振动信号进行故障识别;构建谱形态变分模态分解和快速奇异值分解两种分解方法融合的降噪策略,解决了断路器状态信息提取的问题。以上学者对断路器操动机构进行了多方面的研究,但在其控制精度和速度方面的研究还有上升空间,本研究以此问题作为切入点,在传统操动机构的基础上,以数字智能化控制技术为核心,对操动系统的部分硬件与部分软件进行设计,构建一种模糊神经网络PID控制方法用于系统速度与精度的提升,再通过实验验证此种方法的有效性和优越性。

1.机电一体化技术

机电一体化技术并非是一种技术的使用，而是多种技术的综合运用。一般主要包括机械技术、电子技术、信息技术等，将众多技术有机融合，运用到生产制造行业中。在互联网普及中，机电一体化技术开始与更多技术实现融合发展，应用范围逐步扩大，也更加智能化、数字化，符合制造行业的发展趋势。通过将机电一体化技术应用到工程机械生产中，可以有效推动其实现智能化，也提升生产效率和质量。我国从改革开放后就非常重视机电一体化技术的应用，成立了相应行业组织，加快了其与各行业的融合，有效实现了综合性发展。并且，各行业也非常重视机电一体化技术的应用，既可以有效节约各项费用，还可以解决诸多生产难题，促使生产过程实现自动化、标准化等趋势，有助于推动我国制造行业实现高质量发展。

2.工程机械智能制造中机电一体化技术的应用分析

2.1数控技术

数控技术是机械生产制造的基础技术之一，目前，数控技术正在向高精度、高速化、智能化、高可靠性及高安全性方向发展，为了满足数控技术的发展需求，应不断提升数控机械的工作效率及切削精度。随着机电一体化技术的不断发展，在数控机床中逐渐取消了传统的传动机构，开始使用电子信息控制技术，随着技术的不断发展，数控加工技术精度已经达到纳米级（１～１．５μｍ），极大地提高了机械产品的生产性能。

2.2传感技术

当传感技术应用于工程机械零部件生产病害检测时，光纤光栅传感技术是目标机械制造厂的生产核心所在，根据新时期下工程机械制造业所提出的全新要求，为提升传感技术的实际应用精度，现阶段工厂内普遍使用支持拆卸组装的光纤光栅传感设备与固定夹具装置，同时也普遍针对厂内制造生产实际制定出科学设计方案与规格参照。在实际机械制造业生产进程中，依托光纤光栅设备基础结构所搭建的传感设备是检验出厂工程机械产品零部件是否符合工程应用标准的最佳参考。作为于产品质量控制管理中所使用的一类现代化传感结构装置，光纤光栅型传感装置从形式上可以具体分为埋入型和表面型两类。

2.3防抱死制动系统

当前，大部分车企生产的工程机械都是具有防抱死系统的，能够很好对车辆滑行过程进行控制，也可以对车辆移动过程进行实时监控，可以对车辆进行自动化控制，保障车辆驾驶人员的安全。同时，工程机械生产企业一般也会对其他系统进行调整，促使其与防抱死制动系统形成更好的协作关系，实现各个系统功能间的交互，充分发挥系统作用，有利于形成健全的车辆管理机制，以此充分提升车辆控制管理能力。在车辆速度管控中，也要加大机电一体化技术的使用，能够保持车辆高度行驶是安全的，可以在紧急情况实现车速控制。如果安全事故发生时，防抱死制动系统可以对车辆进行全面控制，可以在极短时间内将车速进行下降，减少交通事故的发生，更好保障人民生命财产安全。防抱死制动系统主要是使用在车辆紧急情况的，有效减少安全事故的发生，充分增强车辆行驶的安全性。以往车辆在制动控制中并非是使用防抱死制动系统，主要是使用后轮制动装置，虽然也可以在很大程度上对其进行控制，但是还是会增强安全事故发生的概率。在其运行过程中，整个制动过程都是需要人工操作的，无法满足车路控制需求，很容易造成车辆失控。

3.机电一体化技术的未来发展

模块化生产是一项复杂的系统工程，由于机电一体化产品类型及生产企业较多，各种产品型号较为复杂，因此，为了提高机电一体化相关产品的研发速度与通用性，扩大机电一体化产品的生产规模，应该制定相关的生产标准，如电气接口、机械接口等，促进机电一体化产品的标准化、科学化及规模化发展，这些产品可以在设计过程中替代各种子系统模块实现重构。开发一款高效的计算机辅助原型开发环境十分重要，其主要特征包括以下几方面。１）建立模型。利用框图或可视化界面创造一些物理或者抽象模型，这些模型具有简单、直观和易于理解等特点，对于复杂性的机械产品子系统非常有用。２）仿真。求解模型的数学方法主要包括微分方程、离散化方程和混合方程等，因此，仿真必须要有一个执行实际操作的锁存器，便于机械产品仿真更快地执行。３）项目管理。维护项目信息和子系统模型的数据库。４）实时接口。用一种插入式的实际硬件卡替代部分模型，使用驱动器和传感器与之交互，一般称为“硬件半实物仿真”或者“快速模型”。５）编码生成器。从框图或者可视化建模界面生成有效的高级源代码，并用于嵌入式处理器，通常使用Ｃ语言。６）设计。基于模型参数和信号对性能函数进行约束优化的数学方法，如蒙特卡罗计算方法。７）分析。关于频域、时域和复数域的设计。

结束语

通过研究机电一体化技术的实用意义与实践方案，一方面有助于目标制造业生产工厂提升自身的生产加工效率，另一方面还将从实践角度为我国现代化智能制造技术的赋予更大的实用舞台空间，积极推进我国现代化制造生产技术由理论走向生产实践。对于我国整个工程机械制造业行业而言，机电一体化智能技术作为先进生产力现已成为辅助目标行业现代化发展的关键推动力，此类技术的实践运用将大幅提升我国传统制造业的现代智能水准，使得目标行业为我国国民生产总值的稳中向好贡献出更大的价值和力量。

参考文献

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