機(jī)電一體化技術(shù)作為現(xiàn)代科技發(fā)展下的產(chǎn)物，以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在工程機(jī)械領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，提高了工程機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行性能與安全性，減少了成本投入，還增強(qiáng)了工程機(jī)械企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。那么機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械企業(yè)中的實(shí)踐應(yīng)用具體表現(xiàn)在哪些方面？今后又將朝著什么方向發(fā)展呢？

機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)際是將微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)與機(jī)械技術(shù)等多種技術(shù)結(jié)合的新型綜合性技術(shù)。20世紀(jì)70年代末，我國(guó)就在機(jī)電一體化技術(shù)上展開(kāi)了研究，不過(guò)受我國(guó)基本國(guó)情的影響，研究不夠全面。不過(guò)自21世紀(jì)開(kāi)始，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與各類先進(jìn)科技的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)又得以復(fù)蘇，且以前所未有的速度發(fā)展。特別是信息技術(shù)、微電子技術(shù)的日益成熟，更是推進(jìn)了機(jī)電一體化相關(guān)核心技術(shù)的發(fā)展，使各類工程機(jī)械性能更完善，因而進(jìn)一步研究工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用很有必要。

1 機(jī)電一體化在工程機(jī)械運(yùn)行中的具體應(yīng)用

1.1 提高工程機(jī)械精確度

將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械施工中能有效調(diào)整施工準(zhǔn)確度，具體表現(xiàn)在電子控制系統(tǒng)中。把電子控制系統(tǒng)應(yīng)用于工程機(jī)械中，可使稱量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，進(jìn)而解決舊式人工操作所產(chǎn)生的誤差，把自動(dòng)化稱量應(yīng)用于實(shí)踐中，促進(jìn)工程機(jī)械施工的順利進(jìn)行。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的應(yīng)用還能減少人力工作量，節(jié)省資金成本，增強(qiáng)工程施工現(xiàn)代化水平。

1.2 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

現(xiàn)代工程機(jī)械設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，設(shè)備組成包括了傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置與液壓系統(tǒng)等，且不同的組成部分彼此配合，方可使機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。不過(guò)因這些組成龐大、精密且復(fù)雜，若要人為的對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，或在故障發(fā)生后進(jìn)行故障原因、故障部位的診斷必然有一定困難。但若得到機(jī)電一體化技術(shù)的支持，即可對(duì)機(jī)械工程子系統(tǒng)實(shí)施動(dòng)態(tài)電子監(jiān)控，若產(chǎn)生故障或故障危險(xiǎn)因素，電子控制系統(tǒng)則會(huì)自行啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)來(lái)引起相關(guān)施工人員的重視，甚至部分較先進(jìn)的機(jī)電一體化系統(tǒng)還能對(duì)設(shè)備故障給予自動(dòng)處理與清除，使實(shí)時(shí)修復(fù)技術(shù)成為可能，保證了工程機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免因設(shè)備運(yùn)行故障問(wèn)題而影響工程進(jìn)度。

1.3 機(jī)電自動(dòng)化應(yīng)用

工程機(jī)械在開(kāi)展自動(dòng)化應(yīng)用前，主要依靠人工操作，存在不少的不安全因素，而應(yīng)用自動(dòng)化后，則使安全操作系數(shù)明顯提升。自動(dòng)化能讓工程機(jī)械在無(wú)人操控的狀況下正常工作，且主體部分還可依照系統(tǒng)工作情況發(fā)出相應(yīng)指令，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。機(jī)電一體化的自動(dòng)化能進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸，提高信息處理精準(zhǔn)性，還能減少人為錯(cuò)誤，提高工作效率。例如，在工程機(jī)械生產(chǎn)精密零件時(shí)，應(yīng)做好零件各參數(shù)的控制，通過(guò)機(jī)電工程一體化系統(tǒng)能保證零件更精密，自動(dòng)化系統(tǒng)可結(jié)合所設(shè)定參數(shù)完成零件的制造，同時(shí)還能檢測(cè)出其中的不合格產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1.4 實(shí)現(xiàn)低耗能高效率

就傳統(tǒng)工程機(jī)械而言，其在使用期間普遍有著生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)耗能偏高等一系列問(wèn)題。不過(guò)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與時(shí)代進(jìn)步后，人們對(duì)生產(chǎn)的要求明顯提升，以往的傳統(tǒng)工程機(jī)械生產(chǎn)方式已無(wú)法滿足新時(shí)代的發(fā)展要求，所以在工程機(jī)械發(fā)展中機(jī)電一體化得到了大力應(yīng)用，能借助電子控制系統(tǒng)來(lái)達(dá)到調(diào)整施工功率的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，降低了工程機(jī)械運(yùn)行期間的資源消耗，提高了生產(chǎn)效率，滿足了現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下的整體需求。

1.5 分布式控制系統(tǒng)

和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別在于，分布式控制系統(tǒng)屬于一對(duì)多的控制與指揮，由于分布式控制系統(tǒng)功能相當(dāng)強(qiáng)大，并且相當(dāng)安全，因而分布式控制系統(tǒng)變成了機(jī)電一體化的主流技術(shù)。在通常情況下，結(jié)合具體情況即可將分布式控制系統(tǒng)分作兩級(jí)、三級(jí)或更多級(jí)。此外，因測(cè)控技術(shù)的深入發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)也在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了極大創(chuàng)新，現(xiàn)今分布式控制系統(tǒng)所具備的在線最優(yōu)化、實(shí)時(shí)調(diào)度等功能，慢慢變成了一種集測(cè)、控、管等為一體的綜合性系統(tǒng)，增強(qiáng)了工程機(jī)械設(shè)備的可靠性。

1.6 其他應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在其它領(lǐng)域的工程機(jī)械中也得到了廣泛應(yīng)用，如為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，工序優(yōu)化，降低能耗，減少工作量而在推土機(jī)、裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等設(shè)備中所應(yīng)用的自動(dòng)變速器；為了提高作業(yè)安全性在起重設(shè)備里所應(yīng)用的力矩限制器；為了在惡劣工作環(huán)境、危險(xiǎn)環(huán)境或人員不能到達(dá)之處駕駛而用到的無(wú)線遙控裝置等。又如在化纖行業(yè)工程機(jī)械中的廣泛應(yīng)用，精密卷繞控制系統(tǒng)里，控制系統(tǒng)主要由金屬導(dǎo)紗器電機(jī)、變頻器與高強(qiáng)度摩擦輥構(gòu)成，另附加測(cè)速擰制器與傳感器共同構(gòu)成，此類工程機(jī)械里，卷繞筒子通常應(yīng)用積極式傳動(dòng)，卷繞交叉角不斷變化，又在筒子和導(dǎo)絲器的往復(fù)頻率間為一固定比值?？傊?，機(jī)電一體化在工程機(jī)械領(lǐng)域的一系列應(yīng)用，主要都是為了保證工程機(jī)械能正常運(yùn)行，屬于機(jī)械工程發(fā)展的一種趨勢(shì)。

2、工程機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，有效應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可使產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量水平得到有效提高，特別是在工程機(jī)械生產(chǎn)上，伴隨科學(xué)技術(shù)的改革和創(chuàng)新，工程機(jī)械設(shè)備慢慢朝系統(tǒng)化、智能化和微型化方向發(fā)展。

2.1 機(jī)電一體化技術(shù)向微型化方向發(fā)展

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展與進(jìn)步的同時(shí)，又將機(jī)電一體化技術(shù)推向了微型化發(fā)展方向，而所謂的微型化典型特征即為相應(yīng)的電子設(shè)備產(chǎn)品尺寸相當(dāng)小，通常情況下，體積不足1m3。此類微型設(shè)備產(chǎn)品性能普遍較高，和正常機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品相比，微型機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品除了能耗低、體積小外，還有靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在工程機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。

2.2 機(jī)電一體機(jī)化技術(shù)向系統(tǒng)化方向發(fā)展

所謂的系統(tǒng)化是指工程機(jī)械結(jié)構(gòu)方面具備相應(yīng)的模塊化性質(zhì)，在系統(tǒng)運(yùn)行中，機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品可靈活重組，同時(shí)結(jié)合工程具體施工情況，隨意給予組合，提高機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的實(shí)用性。另外，在工程機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品系統(tǒng)化水平提高之際，為了可在某種程度上對(duì)機(jī)械設(shè)備所有子系統(tǒng)展開(kāi)有效控制，還應(yīng)增強(qiáng)其綜合性能，使工程機(jī)械產(chǎn)品各方面性能均得到提升。

2.3 機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向發(fā)展

伴隨數(shù)字化進(jìn)程的加快，在工業(yè)生產(chǎn)中，通過(guò)工程機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的改革與創(chuàng)新，又相繼研發(fā)了人工智能技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)彼此結(jié)合的工程機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品，和人工智能機(jī)器人展開(kāi)聯(lián)合應(yīng)用，使機(jī)械設(shè)備整體質(zhì)量和性能均得到了提高。另外，工程機(jī)械設(shè)備向智能化方向發(fā)展的這個(gè)過(guò)程中，依靠人工智能與先進(jìn)計(jì)算機(jī)設(shè)備，讓工程機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品低能耗與高效率生產(chǎn)目標(biāo)得到實(shí)現(xiàn)，還提升了工業(yè)生產(chǎn)整體質(zhì)量水平。未來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)還將實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和傳感器等的有效融合。

2.3.1 與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的融合

和機(jī)電一體化有關(guān)的技術(shù)與產(chǎn)品，唯有完善功能與提高質(zhì)量，方可在市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟且快速普及。因網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，將我們帶到了信息化時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行各業(yè)中均得到了廣泛應(yīng)用，其和機(jī)電一體化技術(shù)的有效融合也屬于時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，而這必將推動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。

2.3.2 與傳感器的融合

當(dāng)前，傳感器也在工程機(jī)械里得到了大范圍的應(yīng)用。較典型的有：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)安裝機(jī)油壓力傳感器等裝置來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控，還可對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)給予實(shí)時(shí)監(jiān)控。在瀝青攤鋪機(jī)內(nèi)安裝傳感器，既能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找平，還能做到勻速前進(jìn)，進(jìn)而達(dá)到平整度標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)今，傳感器技術(shù)的發(fā)展，為可靠度、精準(zhǔn)度提出了更高要求，信息采集必然會(huì)向集約化、多樣化方向發(fā)展。可見(jiàn)，今后傳感器會(huì)被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械中，若能實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)和傳感器的融合，在提高設(shè)備性能上必將更勝一籌。

2.3.3 與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的融合

為推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，需先確保和其相應(yīng)產(chǎn)品的安全性與可靠性，如此方可增強(qiáng)機(jī)電一體化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，拓展其使用范圍。機(jī)電一體化技術(shù)唯有和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行更深層次的融合，才可順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，這也是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的必經(jīng)途徑。

總之，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)得到挖掘，使用價(jià)值逐漸凸顯，且在工程機(jī)械中得到了大力應(yīng)用，改變了機(jī)械面貌，使機(jī)械性能得到最大優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，發(fā)展前景可觀。微型化、系統(tǒng)化、智能化是機(jī)電一體化技術(shù)今后的主要發(fā)展方向，但這一目標(biāo)與方向的實(shí)現(xiàn)過(guò)程必然不易，但我們?nèi)詰?yīng)大膽嘗試，敢于改進(jìn)，引入大量先進(jìn)技術(shù)，多學(xué)習(xí)和借鑒西方國(guó)家在這方面的先進(jìn)做法，注重機(jī)電一體化人才培養(yǎng)，確保機(jī)械工程在機(jī)電一體化技術(shù)推動(dòng)下得到更大發(fā)展，提升機(jī)械設(shè)備工作效率，增強(qiáng)工程企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。