工程施工機(jī)械中的機(jī)電一體化探討

彭偉偉

摘 要：機(jī)械工程發(fā)展關(guān)系著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是國(guó)家發(fā)展的核心動(dòng)力源泉。雖然經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)機(jī)械工程取得了巨大進(jìn)步，但是與世界先進(jìn)水平尚有不小差距，自身仍然存在不少問(wèn)題，尤其是在機(jī)電一體化應(yīng)用方面還處于起始階段。利用機(jī)電一體化系統(tǒng)，使得我國(guó)機(jī)械工程的生產(chǎn)效率大為提高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，同時(shí)還有效降低了生產(chǎn)成本，進(jìn)而提高我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化系統(tǒng);機(jī)械工程;應(yīng)用要點(diǎn)

1 機(jī)電一體化的含義以及內(nèi)容

機(jī)電一體化是把信息技術(shù)與電子工程技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)成果充分運(yùn)用到機(jī)械工程領(lǐng)域，為機(jī)械工程的發(fā)展提供更智力與技術(shù)支持的一門新型技術(shù)成果。機(jī)械工程技術(shù)充分融合了現(xiàn)代信息技術(shù)成果而發(fā)展起來(lái)的一門新的技術(shù)，將信息技術(shù)作為機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展的重要支持與平臺(tái)，是機(jī)電一體化的重要特征。主要是以微電子技術(shù)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械工程技術(shù)充分融合，通過(guò)軟件平臺(tái)把機(jī)電技術(shù)的功能與成果充分展示出來(lái)，從而發(fā)揮其價(jià)值。這不是簡(jiǎn)單的學(xué)科和技術(shù)的疊加，而是通過(guò)有機(jī)的結(jié)合將各項(xiàng)技術(shù)的最新成果充分發(fā)揮出特色與優(yōu)勢(shì)，為現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供良好的平臺(tái)與保障。

2 機(jī)電一體化應(yīng)用的必要性

2.1 提高施工效率

在機(jī)械設(shè)備剛剛開(kāi)始投入到建筑施工領(lǐng)域的時(shí)候，節(jié)省了大量的人工。但是由于發(fā)展還不夠成熟，在技術(shù)方面受到了很大的限制，所以消耗了大量的能源，增加了成本的支出，大量的工程機(jī)械都沒(méi)能夠得到充分利用，導(dǎo)致了工程在效益方面和成本方面有很大的懸殊，利潤(rùn)低下。在建設(shè)施工的整個(gè)過(guò)程之中，機(jī)電一體化技術(shù)中的老式液壓挖掘機(jī)，有超過(guò)一半以上的燃料是完全被浪費(fèi)掉的，只有很小的一部分燃料是被真實(shí)利用了的。而在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的后期，能源消耗方面有了很大的改進(jìn)和提高，效率方面也有了顯著的提升。例如“卡特電子效率節(jié)能控制系統(tǒng)”，這一項(xiàng)系統(tǒng)可以有效地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和泵進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)控制，不但可以節(jié)省大量的燃料，還可以很好地提高液壓挖掘機(jī)的性能，使它充分發(fā)揮作用。

2.2 優(yōu)化柴油機(jī)

在柴油機(jī)行業(yè)，能夠在提高柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)還可以降低污染物的排放，這一直是整個(gè)行業(yè)追求的目標(biāo)。而柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展中面臨的一大難題就是，如何在保證發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的前提下把耗油量也降到最低，想要讓這二者能夠達(dá)到最大的平衡，之前的做法就是把重點(diǎn)全都放在燃油的耗油率上，從最后的排放物來(lái)看是有一定的效果的。雖然把發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油量給降到了最低，但同時(shí)排放物的濃度也增加了，所以，還是要在降低發(fā)動(dòng)機(jī)耗油量的同時(shí)降低排放物的污染等級(jí)，以前那些比較傳統(tǒng)的供油方法早已經(jīng)滿足不了現(xiàn)在的需求。而在現(xiàn)在，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)彌補(bǔ)了這種不足，不管是采用電子調(diào)速器還是電子控油裝置，柴油機(jī)都可以自動(dòng)優(yōu)化，既可以達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益，還可以降低污染物的排放，這也是柴油機(jī)行業(yè)在技術(shù)領(lǐng)域的一大進(jìn)步。

2.3 提高工程機(jī)械的精準(zhǔn)度

在很大程度上，一個(gè)工程的質(zhì)量好壞要取決于建筑工程機(jī)械的精準(zhǔn)度。采用了機(jī)電一體化技術(shù)之后，建筑工程機(jī)械大多可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或者是全自動(dòng)化，這也就在很大程度上降低了人力成本的投入，同時(shí)還可以提高機(jī)械的精準(zhǔn)度。如果在建筑施工的過(guò)程采用人力來(lái)進(jìn)行混凝土拌合，配合比經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不準(zhǔn)確的狀況，這樣混凝土的質(zhì)量也就沒(méi)有辦法達(dá)到施工的要求。而如果是采用機(jī)電一體化技術(shù)來(lái)進(jìn)行操作的話，它的配合比也很容易控制，這樣結(jié)果也會(huì)更加精準(zhǔn)，施工的整體質(zhì)量也會(huì)得到保證。

3 機(jī)電一體化的應(yīng)用

3.1 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用中，數(shù)控機(jī)床是基礎(chǔ)而且主要的平臺(tái)與載體，經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)與改進(jìn)，在功能實(shí)現(xiàn)和操作性能的精準(zhǔn)方面都有了明顯的提升。特別是隨著信息技術(shù)的應(yīng)用更是如虎添翼，主要表現(xiàn)：第一，數(shù)控機(jī)床基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信息化、模塊化，多數(shù)能夠通過(guò)CPU和主部線等朝著集成化的方向發(fā)展;第二，硬件設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度更高，總體系統(tǒng)的擴(kuò)展性能和兼容性能有了新的突破;第三，大容量的存儲(chǔ)器與軟件，使數(shù)據(jù)技術(shù)有了新的突破，可以同時(shí)支持多過(guò)程同時(shí)運(yùn)行，極大提升了生產(chǎn)效率;

3.2 保證施工進(jìn)程

現(xiàn)在的很多建筑工程都會(huì)應(yīng)用電子控制的自動(dòng)變速器，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)外界的具體負(fù)重情況來(lái)改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比，這個(gè)特點(diǎn)對(duì)于提高機(jī)械設(shè)備的能源利用效率是有很大的幫助的;另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也得到了充分的發(fā)揮。相關(guān)的工作人員也就可以更加簡(jiǎn)單地來(lái)進(jìn)行操作，節(jié)省了大量的人工勞動(dòng)力。更重要的是，它還可以防止各種各樣的機(jī)械事故，更好地保證了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的可靠性和安全性，建筑工程的工作環(huán)境一般都比較惡劣，也比較復(fù)雜，如果是全部采用人工的話，很容易出現(xiàn)各種各樣的事故，施工人員的安全也沒(méi)辦法得到保障。但是現(xiàn)在很多工程都會(huì)采用機(jī)電一體化技術(shù)的無(wú)人操控，可以有效提高工作的安全性，規(guī)避事故的發(fā)生。另外，惡劣的天氣也不會(huì)影響施工的進(jìn)程，保證了施工的質(zhì)量。尤其是現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展較快，基本上可以滿足現(xiàn)代建筑施工的需要。補(bǔ)足人工操作的缺點(diǎn)，更好地完成施工。

3.3 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是信息技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域運(yùn)用的另一大成果。這種集成不僅是把各個(gè)系統(tǒng)功能的簡(jiǎn)單疊加，而是通過(guò)全局進(jìn)行優(yōu)化配置，重新進(jìn)行排列組合，實(shí)現(xiàn)總體上的集成。通過(guò)整體工作中設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等多個(gè)環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的重新組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的總體控制和資源的優(yōu)化配置，進(jìn)而發(fā)揮出各個(gè)流程的最大功能;③柔性制造系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)是指以計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ)與平臺(tái)，將自動(dòng)化、智能化等先進(jìn)技術(shù)充分融合，并結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、管理、信息技術(shù)等優(yōu)化集成。同時(shí)與庫(kù)管系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)等配合，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造系統(tǒng)的整體優(yōu)化，從而減少時(shí)間、空間對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的限制與影響，并且進(jìn)一步提升產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和管理的效率，有效控制成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的效益。

3.4 半自動(dòng)化與自動(dòng)化機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

工程機(jī)械達(dá)到減輕工作量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化及自動(dòng)化作業(yè)達(dá)成。引入自動(dòng)化技術(shù)可以最大限度地規(guī)避異常問(wèn)題，確保精度。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，某些廠家在挖掘機(jī)生產(chǎn)方面，選擇應(yīng)用挖掘軌跡控制系統(tǒng)等類型的自動(dòng)化系統(tǒng)，預(yù)先設(shè)定好鏟斗運(yùn)行軌跡，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)或者微機(jī)控制進(jìn)行直接操控，如自動(dòng)化地控制鏟刀與動(dòng)臂桿的運(yùn)行效率，以便更好地提升作業(yè)準(zhǔn)確率。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑工程機(jī)械和機(jī)電一體化技術(shù)都在不斷發(fā)展，相信在不久的未來(lái)，機(jī)電一體化技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。而它的應(yīng)用主要還是表現(xiàn)在3個(gè)方面，第一個(gè)方面就是智能化，第二個(gè)方面是模塊化，最后一個(gè)方面就是綠色化。建設(shè)施工也應(yīng)朝著降低人力勞動(dòng)成本、提高效率的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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