机电一体化在工程机械中的应用论文文档格式.docx

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所在院系：

XXXXXX

所学专业：

导师姓名：

XXXXX

完成时间：

2010年X月XX日

摘要

现代工程施工中,工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可以直接影响到施工工艺的好坏,而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产效率及使用寿命等。

机电一体化又称机械电子学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。

机电一体化技术从上世纪70年代中期开始在国外工程机械上得到应用。

80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,推动了工程机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在工程机械上的应用,从根本上改变了工程机械的面貌,极大促进了产品性能的提高,使工程机械进入了一个全新的发展阶段。

以微机或微处理器为核心的电子控制系统目前在国外工程机械上的应用已相当普及,并已成高性能工程机械不可缺少的组成部分。

工程机械的机电一体化和智能化将是今后的发展方向。

关键词：

机电一体化　工程机械　电子控制

Abstract

Modernengineeringconstruction,constructionmachineryperformance,automationandtheeconomy,etc.,maydirectlyaffectthequalityconstructiontechnology,andengineeringmachinerypartsofelectricalandelectroniccontrolsystemsandqualityandperformancedirectlyaffectsthemeritsofconstructionmachinerypower,economy,reliability,constructionquality,productionefficiencyandservicelife.

AlsoknownasTechtronic’sisaninterdisciplinaryandintegratedhigh-tech,bythemicroelectronics,computertechnology,informationtechnology,automaticcontroltechnology,mechanicaltechnology,hydraulictechnologyandothertechnologiesfromamergingindependentinterdisciplinarydoor.Macaronisfromthemid70soflastcenturyconstructionmachineryinforeigncountrieshasbeenapplied.80microelectronictechnologyasthecoreoftheriseofhightechnology,andpromotetheconstructionmachinerymanufacturingtechnologyisdevelopingrapidly,especiallywiththemicro-computerandmicro-processingtechnology,sensinganddetectiontechnology,thedevelopmentofinformationprocessingtechnologyanditsApplicationofconstructionmachinery,andfundamentallychangedthefaceofconstructionmachinery,whichgreatlypromotedtheimprovementofproductperformance,theconstructionmachineryhasenteredanewstageofdevelopment.Thecomputerormicroprocessorcoreelectroniccontrolsystemiscurrentlyintheapplicationofforeignconstructionmachineryhasbeenverypopular,andhasbecomeanindispensablehigh-performancemachinerycomponents.Mechanicalengineeringmechatronicsandintelligentwillbethefuturedirectionofdevelopment.

Keywords:

MechatronicsConstructionMachineryElectroniccontrol

1前言

现代工程机械正处在一个机电一体化的发展时代引入机电一体化技术,使机械、液压技术和电子控制技术等有机的结合,可以极大地提高了工程机械的各种性能,如动力性、燃油经济性、可靠性、安全性,操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命等。

目前以微机或微处理器为核心的电子控制装置在现代工程机械中的应用已相当普及,电子控制技术已深入到工程机械的许多领域,如摊铺机和平地机的自动找平,摊铺机的自动供料,挖掘机的电子功率优化,柴油机的电子调速,装载机、铲运机变速箱的自动控制,工程机械的状态监控与故障自诊等。

随着科学技术的不断发展,对工程机械的性能要求不断提高,电子控制装置在工程机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂。

特别是随着我国进口及国产工程机械保有量的逐年增加,如何用好、管好这些价格昂贵的工程机械,使其发挥最大的效率,是工程施工部门所面临的一个重要的问题。

为帮助广大工程机械使用人员、维修人员、管理人员对工程机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面以简单的介绍与论述。

　　现代工程施工中,工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可直接影响到施工工艺的好坏;

而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产效率及使用寿命等。

电子控制系统已成为现代工程机械技术水平的一个重要依据。

随着科学技术的不断发展及对产品性能要求不断提高,电子控制系统在工程机械中所占的比重将会越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而且其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修人员提出了更高的要求。

现代工程施工要求工程机械具有以下性能生产效率高且能量损失小,节约能源;

自动化程度高,施工质量好,精度高;

性能稳定,工作可靠,安全,使用寿命长;

具有较好的经济性;

高的技术价格比和低的制造与使用成本;

操作简单、轻便、劳动强度低,驾驶员的工作条件好,具有运行状态监视、故障自诊及自动报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修作业时间。

2．机电一体化概要

2.1机电一体化技术发展

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

20世纪60年代以来,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后,刺激了机械产品与电子技术的结合。

计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。

20世纪80年代末期,机电一体化技术和产品得到了极大发展。

各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持,20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入了深入发展时期。

光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。

取得了一定成果,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。

机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。

机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。

模块化技术是这三者的共同技术。

模块化技术可以减少产品的开发和生产成本，提高不同产品间的零部件通用化程度，提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。

融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向，具有高度自主性、良好的协调性和自组织性的特点。

总之，模块化设计与制造是机电一体化系统的基本方法和发展趋势。

随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子（MEMS）技术的飞速发展，各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。

利用这些模块，可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。

机电一体化是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。

21世纪,机电一体化技术将成为机械工业的主角，在各方面均可带来显著的经济效益和社会效益。

机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。

随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显，以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

机电一体化产品分系统和基础元、部件两大类。

典型的机电一体化系统有:

数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。

典型的机电一体化元、部件有:

电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。

只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。

这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。

机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。

但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。

即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2.2目前工程机械的系统功能

目前工程机械的电子控制系统主要实现如下功能:

（1）电子监控、自动报警及故障自诊即对工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的运行状态监控,工作中一旦出现异常现象,能自动报警并准确地指出故障的部位,从而改善驾驶员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修