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工程機械新技術(shù)應(yīng)用論文（通用7篇）
工程機械是裝備工業(yè)的重要組成部分。概括地說，凡土石方施工工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護、流動式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機械化施工工程所必需的機械裝備，稱為工程機械。下面是小編為大家整理的工程機械新技術(shù)應(yīng)用論文，歡迎閱讀。
工程機械新技術(shù)應(yīng)用論文 篇1
摘 要：本文首先介紹工程機械的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，從而說明其發(fā)展的必要性；接著又對工程機械領(lǐng)域中幾種典型機械設(shè)備形式如裝載機、挖掘機和壓實機進行闡述，說明其將要發(fā)展的領(lǐng)域之廣；最后列舉了一系列正在應(yīng)用和正在研究的新技術(shù)、新理論及新方法，為工程機械今后的發(fā)展提供了借鑒意義。
關(guān)鍵詞：工程機械， 應(yīng)用 ，新技術(shù) ，新方法 ，新理論
緒論
工程機械關(guān)乎到國民經(jīng)濟的有序發(fā)展，在航天、建筑、道路、航海等領(lǐng)域都發(fā)揮著巨大的作用。在代替人工生產(chǎn)，并從事繁重的勞動過程中，占據(jù)著重要位置和不可替代的作用。隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，工程機械無論在外形，還是在生產(chǎn)效率方面都獲得了長足的進展。包括裝載機、挖掘機以及壓實機方面，尤其是公路修筑方面，不但代替了傳統(tǒng)的工程模式，更重要的是，引入了諸多的新技術(shù)和新的方法。
隨著國民經(jīng)濟的騰飛，尤其是改革開放以來，對與工程機械方面，無論是工況的繁重程度，還是在工作的復(fù)雜程度，都提出了更高的要求，這一點在公路建設(shè)方面尤為明顯。這些要求既是對道路工程機械的一種挑戰(zhàn)，同時也是為我國道路工程機械前進提供了更多的空間，也促使我國相關(guān)的專家和學(xué)者們在吸取國外的經(jīng)驗和本國傳統(tǒng)工程機械發(fā)展的基礎(chǔ)上，對其進行積極的探索和改進。基于此，本文著重介紹在新時代，新技術(shù)引入對于工程機械的發(fā)展和應(yīng)用的積極影響，同時對于此類問題的研究提供了借鑒資料。
一、發(fā)展概述
1.1發(fā)展現(xiàn)狀
伴隨著工程機械的發(fā)展，其自身不但得到了進步，包括新技術(shù)和新理念的應(yīng)用，同時，其應(yīng)用空間遍布資源開發(fā)、交通建設(shè)、水利水電和市政工程等領(lǐng)域。就目前來說，工程機械的發(fā)展出現(xiàn)了一派繁榮局面。不但在于工程機械的整體性能，還包括使用壽命、技術(shù)含量和自主知識產(chǎn)權(quán)等方面，都有很大的提升空間。在國內(nèi)主要的工程機械企業(yè)和單位包括徐工、柳工、廈工和龍工等，在這一領(lǐng)域占據(jù)國內(nèi)的領(lǐng)先位置，并為其發(fā)展做出了卓越的貢獻。
從縱向來看，我國工程機械的理論研究階段、設(shè)計論證階段和制造階段，都特別注重引入在國內(nèi)外都較為領(lǐng)先的理論和經(jīng)驗，以滿足國內(nèi)市場的建設(shè)、生產(chǎn)等方面的需要。例如，在工程機械啟動裝置增加凈化設(shè)備、駕駛室內(nèi)安裝空調(diào)等，對于工程機械和駕駛員來說，都是進步。因此，可以說，我國工程機械的發(fā)展道路還在前進。
1.2發(fā)展趨勢
從上述可以看到我國工程機械的發(fā)展現(xiàn)狀，在部分企業(yè)，已經(jīng)可與世界領(lǐng)先水平進行媲美。然而，隨著時代的發(fā)展，我國工程機械領(lǐng)域仍然需要不斷的完善和發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下的方面。
1.2.1產(chǎn)業(yè)趨向國際化
與國際接軌，從國內(nèi)外借鑒并吸取先進的經(jīng)驗、理論和技術(shù)，一直是我國工程機械發(fā)展的基本原則。在中國加入WTO之后，在未來的發(fā)展道路上，與國際上的領(lǐng)先工程機械企業(yè)進行競爭，既是機遇又是挑戰(zhàn)。但是若要取得進步，必須使工程機械從理論到設(shè)計，再到制造等一系列產(chǎn)業(yè)過程進行國際化連接。
1.2.2產(chǎn)品趨向多元化
進入到20世紀90年代以后，我國工程機械領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，不但企業(yè)數(shù)量增加，機械品種增多，而且機型的數(shù)量也明顯增加，并應(yīng)用于國民經(jīng)濟發(fā)展的各行各業(yè)。隨著進入21世紀，這種趨勢不但沒有減弱，而且在未來的發(fā)展道路上，將會加快行進的步伐，為適應(yīng)市場形式和工程環(huán)境的多樣性，而趨向多元化，繼續(xù)發(fā)展。
1.2.3結(jié)構(gòu)趨向微小化
在工程機械的發(fā)展初期，主要以大型化甚至巨型化發(fā)展為標(biāo)志，而進入到21世紀以后，隨著工程更加復(fù)雜和工作流程更加細化，發(fā)展趨勢的特點則轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑿』途毣�。在這一過程中，工程機械不以其體積的減小而發(fā)生功能的降低，相反，在未來的發(fā)展道路上，微小型機械設(shè)備會更加靈活，并具有較好的機動性能，以滿足諸如修道、建筑等領(lǐng)域的需要。
1.2.4操作趨向綠色化
節(jié)能減排一直是現(xiàn)階段所有學(xué)科專業(yè)的主題，工程機械領(lǐng)域也不例外。在未來的發(fā)展道路上，不以破壞生態(tài)壞境為代價而換取經(jīng)濟的發(fā)展定會工程機械發(fā)展的主要原則和生產(chǎn)及應(yīng)用的標(biāo)志。對于超過使用年限的機械設(shè)備，也會有專門的回收部門進行處理，以確保對環(huán)境的破壞降到最低，達到綠色標(biāo)準(zhǔn)。
二、應(yīng)用實例
在工程機械的發(fā)展道路中，以修路領(lǐng)域為例，裝載機、挖掘機及壓實機是其重要的'代表類型，并在各種環(huán)境中進行工作。
2.1裝載機
裝載機屬于工程機械中的基礎(chǔ)成員。主要由驅(qū)動設(shè)備、傳動設(shè)備、行走設(shè)備及工作設(shè)備和操作設(shè)備等組成；其標(biāo)志性特征是工作設(shè)備主要有鏟斗、動臂和搖臂等部分，主要應(yīng)用在建筑、道路方面的土壤、石灰、煤炭、石塊等物料對象。尤其是道路建設(shè)過程中，對于路基的填挖，瀝青混合物料及水泥等的集料和裝料作業(yè)等操作方面，具有重要意義。
2.2挖掘機
挖掘機與裝載機的構(gòu)造基本相同，惟一的區(qū)別在于工作裝置主要由挖斗組成。其主要功效在于通過挖斗，對高于或者低于參考面的物料進行挖掘工作，并進行簡單的裝車和運輸操作。在這一過程中，主要針對土壤、煤炭和石塊等對象進行開展。也屬于工程機械中重要的形式之一。
2.3壓實機
壓實機通過對地面或者其他平面行走裝置中巨大平整的圓柱形前輪和后輪等設(shè)備，進行碾壓處理。在碾壓過程中，對土壤、石塊、瀝青混合物等作用對象具有擠壓、破碎和推平等作用，廣泛應(yīng)用于道路修筑工程，對于增加路面的密實度和填埋具有不可替代的作用。
三、新技術(shù)應(yīng)用
通過對上述工程機械幾種重要機型的列舉，在如今的發(fā)展過程中，均有不同程度的新技術(shù)應(yīng)用。
3.1虛擬樣機技術(shù)
虛擬樣機技術(shù)是在計算機技術(shù)和軟件領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展的基礎(chǔ)上提出并發(fā)展的。其基本思想是通過在計算機虛擬世界中對工程機械產(chǎn)品整車或者機構(gòu)進行設(shè)計分析、運動分析、受力分析以及制造分析等。這種技術(shù)引入到工程機械中，立刻獲得了廣泛的關(guān)注和認可，不但減輕了繁重的現(xiàn)場試驗工作和樣品制造工作，大大提高了效率，同時大大降低了工程機械的研發(fā)成本。設(shè)計師或者技術(shù)人員能夠通過計算機建模、運動、分析及優(yōu)化過程，得到理想中的參數(shù)數(shù)據(jù)，有時甚至可代替人腦，對其進行改良。在未來的發(fā)展道路中，也是一項必不可少的技術(shù)。
3.2電子、機群智能化技術(shù)
電子化和智能化控制技術(shù)主要在駕駛室中對工程機械工作裝置進行控制應(yīng)用。在如今國外的多家工程機械企業(yè)的多種機
型都進行微機控制技術(shù)，使機械的靈活程度大大增加，而且更具可靠性和穩(wěn)定性優(yōu)勢。其中的全電子智能化控制，是將工程機械中的各項控制系統(tǒng)通過電子系統(tǒng)進行連接和操作，包括對行走裝置、轉(zhuǎn)向裝置和工作裝置等的耦合過程，能夠大大簡化現(xiàn)有的機械電路系統(tǒng)，而提高機械設(shè)備的性能和工作效用。同時還使工程機械達到部分自動判斷等功能。
3.3混合動力技術(shù)
由于工程機械進行的工作大多繁重，因此也大多使用動力較大的燃油燃料，同時還具有較大的排油量和動力輸出，盡管滿足了生產(chǎn)所需，然而也大大增加了成本消耗；基于此，專家提出將混合動力技術(shù)引入到工程機械當(dāng)中。其基本理論是在發(fā)動機輸出動力的時候，會有混合動力系統(tǒng)將多余的動力進行能量轉(zhuǎn)換，并保存下來。在工程機械抵擋行走或者待工前進的時候，便可消耗這部分能量，從而擺脫對發(fā)動機的依賴。主要包括串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)。這種技術(shù)大大減少了能量的消耗，同時還能夠提高燃油資源的利用率，在未來的發(fā)展道路上，已經(jīng)成為專家和學(xué)者們所研究的熱點和難點領(lǐng)域。
3.4無人駕駛技術(shù)
無人駕駛技術(shù)是基于電子化和智能化技術(shù)發(fā)展起來的，主要理論思想是使工程機械擺脫人工駕駛，通過遠距離微機操作或者智能操作，使工程機械在不適宜人類工作的環(huán)境中進行工作，以道路工程舉例，在盤山路等危險地區(qū)，通過技術(shù)人員在遠處與工程機械設(shè)備機器人進行連接，進行無人駕駛操作來控制機械設(shè)備，從而完成道路修建工作。
3.5節(jié)能環(huán)保技術(shù)
節(jié)能減排的思想已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟的方方面面，同時也涉及到工程機械領(lǐng)域。工程機械通過節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用，對資源的節(jié)約和環(huán)境的保護具有重要意義。上述的混合動力系統(tǒng)就是一種。除此之外，還包括環(huán)保材料應(yīng)用、清潔能源使用等方面的技術(shù)，對工程機械的節(jié)能減排都起到了積極的作用。
結(jié)束語
鑒于工程機械對國民生產(chǎn)和人民生活具有重要意義，通過工程機械列舉，可以看出其涉及到的范圍之廣；通過一系列先進的新技術(shù)應(yīng)用又能夠看出，工程機械具有廣泛和深入的發(fā)展空間和發(fā)展前景�；诖耍疚闹貙@些方面進行介紹，并對工程機械的發(fā)展提供借鑒的意義。
參考文獻
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工程機械新技術(shù)應(yīng)用論文 篇2
隨著我國經(jīng)濟社會的進步，工程機械也得到了快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。在工程機械運行中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，可大大提高工程機械運行效率，為經(jīng)濟效益提升提供保障。因此，探討機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用具有重要意義。而且，機電一體化技術(shù)屬獨立學(xué)科，涉及信息技術(shù)、電子計算機技術(shù)、微電子技術(shù)及自動控制技術(shù)等，探討機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用，有助于促進工程機械的發(fā)展。
1.機電一體化技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀
機電一體化即機械電子學(xué)，屬于新興邊緣綜合學(xué)科，涉及微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、機械技術(shù)及信息技術(shù)，等等。在工程機械中利用機電一體化技術(shù)，將微電子技術(shù)應(yīng)用到工程機械中，可將微電子技術(shù)中的動力、控制與機械主功能等加以充分發(fā)揮，從而提高工程機械的利用技術(shù)。而且，在工程機械中利用機電一體化技術(shù)，也可大幅改善工程機械面貌，促進工程機械的智能化、自動化。隨著施工的變化，工程機械性能的要求也在不斷發(fā)生改變，需要逐步提高工程機械的性能。在使用性能上，工程機械應(yīng)做到以下幾點：第一，提高生產(chǎn)效率，降低能耗；第二，提高工程機械的自動化水平，嚴格控制施工質(zhì)量與精度；第三，實現(xiàn)工程機械設(shè)備操作簡單化和穩(wěn)定性，降低工作人員的勞動強度，提高作業(yè)安全性；第四，延長工程機械使用的壽命。在工程機械中利用機電一體化技術(shù)，有助于實現(xiàn)上述幾個目標(biāo)。
2.工程機械機電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析
2.1工程機械與機電一體化的關(guān)系
與傳統(tǒng)工程機械相比，目前的工程機械中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，可改善工程機械各方面性能，比如操作舒適性的提高，且機械功效增加；工程機械的耗能大幅下降，且安全性與可靠性不斷提升；工程機械的作業(yè)效率與精度也有所增加。
2.2機電一體化技術(shù)對工程機械的改進
現(xiàn)代工程機械對性能要求比較高，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：工程機械的功效高，且能耗下降；系統(tǒng)具備監(jiān)測運行狀態(tài)的功能，可自動診斷與報警，提高運行的安全性；實現(xiàn)工程機械的自動化與精度的提升。在現(xiàn)代工程機械中，與電子控制相關(guān)的內(nèi)容包括以下幾個方面：
2.2.1控制柴油機促進柴油機技術(shù)的`發(fā)展，必須解決最低耗油量與發(fā)動機排放量之間的關(guān)系。在工程機械中利用電子節(jié)能液壓泵系統(tǒng)，可降低系統(tǒng)能耗。在這種情況下，電子控制自動變速，可根據(jù)負荷條件，實現(xiàn)柴油機油門的自動調(diào)節(jié)，同時滿足經(jīng)濟指標(biāo)、排放量指標(biāo)，對于節(jié)約能源、提高效率及實現(xiàn)凈化排氣等均有重要意義。
2.2.2提高生產(chǎn)效率，降低能耗現(xiàn)代工程機械的發(fā)展，對高能量利用效率有了更高的要求。傳統(tǒng)工程機械的燃料利用率較低，僅僅有20%左右。如果在新型挖掘機上利用日本小松生產(chǎn)公司生產(chǎn)的新型節(jié)能系統(tǒng)（OLLS系統(tǒng)），可提高節(jié)能效果，與傳統(tǒng)工程機械相比，節(jié)約能源約為23.0%。這一OLLS系統(tǒng)可利用發(fā)動機功率，滿足發(fā)動機轉(zhuǎn)矩與泵吸收轉(zhuǎn)矩最佳性能的要求，提高工程機械的生產(chǎn)效率。
2.2.3提高成品的作業(yè)精度在某些工程機械設(shè)備中，引入電子控制系統(tǒng)，可滿足系統(tǒng)對于稱量精度的要求。同時，在工程機械中引入電子控制系統(tǒng)，可降低工作人員勞動強度，并提高工作效率，從而減少人工稱量的誤差。比如在混凝土拌合機械設(shè)備、瀝青拌和機械設(shè)備中，引入電子控制系統(tǒng)基本實現(xiàn)計量功能的自動化。在電子計量系統(tǒng)中，微機控制技術(shù)也得到了良好的應(yīng)用。
2.2.4電子監(jiān)控、自動報警與故障自診工程機械的發(fā)動機、液壓系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)等運行狀態(tài)，經(jīng)常發(fā)生機件或設(shè)備損壞事故，在系統(tǒng)運行中，利用電子監(jiān)控與故障診斷專業(yè)系統(tǒng)設(shè)置各種類型傳感器，可進一步保證作業(yè)人員與機械設(shè)備的安全性，并在故障發(fā)生之前自動報警，可提醒工作人員及時解決故障。
2.2.5作業(yè)過程的半自動化與自動化為了提高工程機械運行的水平與效率，在工程機械中利用半自動化或自動化方式，可降低操作者的工作強度，并保證作業(yè)精度不受操作人員技術(shù)、生產(chǎn)經(jīng)驗的影響。
3.工程機械一體化技術(shù)的前景
3.1電子控制理論
利用以電子為核心的高新技術(shù)，是工程機械現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，通過應(yīng)用與推廣高新技術(shù)，在參考相關(guān)控制理論的基礎(chǔ)上，可滿足系統(tǒng)智能化設(shè)計要求，實現(xiàn)設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，等等。
3.2傳感器技術(shù)的應(yīng)用
在現(xiàn)代工程機械中，傳感器技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，在發(fā)動機上利用機油壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器，等等，可檢測并控制發(fā)動機運行狀態(tài)；在瀝青攤鋪機上利用傳感器技術(shù)，可提高作業(yè)精度，滿足平整度、厚度與坡度要求。隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來的工程機械上，高性能與穩(wěn)定性的傳感器將越來越多地得到應(yīng)用。
4.結(jié)語
在工程機械中利用機電一體化技術(shù)，可提高工程機械的效率與安全性，降低工作人員的勞動強度。本文從機電一體化技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀、在工程機械中的應(yīng)用及發(fā)展前景等三個方面進行了分析，以期為該技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考與借鑒。
工程機械新技術(shù)應(yīng)用論文 篇3
〔摘要〕簡單論述了切割技術(shù)在工程機械制造業(yè)中的重要性，詳細介紹了針對不同的板材厚度，采取的相應(yīng)切割技術(shù)。以某公司機械工程的實際應(yīng)用為例，研究分析了板材高效切割技術(shù)，得出了只有基于生產(chǎn)數(shù)量、質(zhì)量及環(huán)保要求，選擇科學(xué)合理的切割技術(shù)，提高板材使用率，確保生態(tài)環(huán)境，才能順應(yīng)時代發(fā)展的結(jié)論。
〔關(guān)鍵詞〕板材；切割技術(shù)；工程機械制造
這幾年來，隨著工業(yè)自動化發(fā)展的速度逐漸加快，對工程機械商品要求也越來越高。生產(chǎn)商品過程中，焊接結(jié)構(gòu)件所占比例為50%～70%，對商品性能、質(zhì)量起著重要作用。一般結(jié)構(gòu)件加工重點為切割坡口、下料和調(diào)平等。其中，切割是第一步。因此，切割狀況優(yōu)劣與商品品質(zhì)緊密關(guān)聯(lián)。只有科學(xué)選用切割設(shè)備及性能，才能保證切割準(zhǔn)確、生產(chǎn)品質(zhì)。
1.常見切割技術(shù)
目前，機械工程結(jié)構(gòu)件，按照板厚可分為中板件、薄板件和厚板件等。不同的板件所對應(yīng)的厚度則不同，分別為2mm、3～10mm、大于10mm。不同的板厚，選擇的切割方法則不同。
1.1等離子切割技術(shù)
等離子切割技術(shù)是在強電場、高溫狀況下發(fā)生的等離子弧，通過壓縮機械等生產(chǎn)后出現(xiàn)很強的氣流和溫度，進而促進工件切口處金屬的融化，最后產(chǎn)生裂縫。目前，該技術(shù)切割精度逐漸加強，不斷接近激光切割技能。特別是使用水射流技能大功率切割方法，精度誤差小、成本低[1]。等離子弧技術(shù)經(jīng)過不斷地改革及綜合效過，擴大了應(yīng)用范圍，但等離子切割技術(shù)離子弧容易呈現(xiàn)“上大下小”的狀況。在結(jié)構(gòu)件組裝的時候，需要采取相應(yīng)處理，才能保證等離子切割順利運行。
1.2火焰切割技術(shù)
火焰切割技術(shù)的主要是借用切割金屬燃燒所釋放的熱量，得出切割目標(biāo)。該技術(shù)的原理是借用氧氣和可燃氣體結(jié)合到一起，燃燒釋放的熱量，使工件可以加熱到相應(yīng)溫度后，利用射出高速氣流使金屬迅速氧化后，把被切掉的金屬吹出去，成為割縫。在20世紀，出現(xiàn)第1個氧—乙炔割炬，并沿用至今。該技術(shù)在使用過程中使用靈活、成本較低，切割的厚度范圍廣從1～200mm均可以。國內(nèi)外研制出許多以液化氣、丙烷等最新燃氣的類切割設(shè)施，可以大大提高火焰溫度，來提高切割的精準(zhǔn)性。目前，切割技術(shù)在機械工程使用十分廣泛。依照切割原理不同，該切割技術(shù)在材質(zhì)、厚度上也有所不同。由于火焰切割速比較低，在實際切割之前要采取預(yù)熱方法，且耗費時間長，不符合于鋁、不銹鋼等金屬切割。切割薄板時，雖熱形變大，但設(shè)施費用低、加工成本少[2]。
1.3水射流切割技術(shù)
高壓水射流切割也是水射流切割技術(shù)，其原理是借用增壓裝置將水加壓到200～400MPa后，通過節(jié)流小孔（0.15～0.4mm）使水壓熱能變?yōu)樯淞鲃幽埽魉贋?00mm/s），沖擊設(shè)施表層使其發(fā)生微裂紋，并使材料剝離，同時利用高速水流的沖擊力將碎屑帶走，從而形成切縫和裂縫。依照切割中有沒有磨料，可分為磨料射流和射流射流兩種。激光和水射流切割和等離子切割都為高能切割，與它們借用氣化或熔融去除設(shè)施方法不一樣，屬于冷切割技術(shù)，其加工特色是很少或沒有發(fā)生熱量，沒有熱變形、沒有氣體或蒸汽排出，沒有熱影響區(qū)。水射流能夠切割各種非金屬、金屬、硬塑性和脆性設(shè)施，技術(shù)簡單，不會改變或損害被切割工件設(shè)施的機械、物理性能，切割過程中環(huán)保性好，不出現(xiàn)有害氣體。
1.4激光切割技術(shù)
激光切割技術(shù)采用聚焦后的高密度功率激光束投射，使被投射的設(shè)施能通過汽化、融化等狀態(tài)到達燃點，進而出現(xiàn)裂縫。該切割技術(shù)種類很多，如熔化、氣化、氧氣等。該技術(shù)切割質(zhì)量很高，并切口垂直面可以保持平行，可以更好切割金屬和非金屬設(shè)施。該技術(shù)在切割表層上效果較好，并且不要求采取二次處理加工，可對薄板件采取高精度、高速處理切割。但設(shè)施的費用高，且需保養(yǎng)與維護。此外，還有水射流切割技術(shù)，把水壓加壓到200～400MPa后，通過截留小洞對設(shè)施表面采取沖刷，最后得到切割目的'[3]。綜上所述，各種切割技術(shù)所用的板材不相同，在實際操作過程中，需結(jié)合本身狀況進行科學(xué)選擇，最大程度上提高切割質(zhì)量。
2.板材高效切割技術(shù)
本文以某公司機械工程為例，進行板材高效切割技術(shù)的研究。該公司需切割的結(jié)構(gòu)件大部分為低合金鋼、低碳鋼高強度鋼板，大部分板材厚度在1.5～3mm，少部分板材厚度在5mm以上。由于工程制造需求朝著多元的方向發(fā)展，要考慮到以下方面的需求來提高切割質(zhì)量。
2.1數(shù)量要求
該公司選用自動化、機械化的門架式數(shù)控切割設(shè)施，引進FastCam等發(fā)達自動套料體系。該設(shè)施要求切割的板材厚度在50mm之內(nèi)，需配置許多等離子切割設(shè)施。此外，配置了火焰切割機床，針對厚度更大的板材，多臺小型氣割設(shè)施來消化料邊，最大程度上提高材料的使用率。
2.2質(zhì)量要求
使用在駕駛室、機棚外殼等層次的薄板件，精度要求高，且零件形狀復(fù)雜。該公司主要選用激光切割設(shè)施，以免機械加工過多更改。對于平衡梁和拉板等零部件，采取等離子切割設(shè)備與高壓水射流切割技術(shù)相結(jié)合，進行無熱損傷切割方法，來減少熱形變。對于被焊接的厚板件來講，進行開坡口，除了準(zhǔn)備基礎(chǔ)的設(shè)施外，還需對繁雜、異形和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的坡口采取機器人切割。
2.3環(huán)保要求
對于火焰切割法，乙炔氣體往往在生產(chǎn)中容易造成環(huán)境污染，引用工業(yè)燃氣，減少對環(huán)境的破壞。此外，等離子切割通過采用推進水下等離子方法，采用液氧代替瓶裝氧氣，既避免了對人體健康的危害，又能提高切割質(zhì)量、減少安全隱患。
3.結(jié)語
伴隨我國的工業(yè)化自動化發(fā)展的速度加快，制造機械工程方面得到了較好地發(fā)展。本文結(jié)合某公司機械工程實例，從數(shù)量要求、質(zhì)量要求、環(huán)保要求入手，探討了提高切割質(zhì)量的方法，可供同行業(yè)借鑒參考。
參考文獻
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工程機械新技術(shù)應(yīng)用論文 篇4
摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，機電一體化技術(shù)也得到了快速發(fā)展,而機電一體化在工程機械中的應(yīng)用與發(fā)展也促進了工程機械的不斷進步。本文主要對機電一體化技術(shù)以及其在工程機械中的應(yīng)用與發(fā)展進行了分析研究。
關(guān)鍵詞：工程機械 機電一體化技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展
引言
隨著科學(xué)技術(shù)以及新興科技突飛猛進的發(fā)展，極大地促進了學(xué)科之間的相互滲透、融合，同時也促進了工程建設(shè)領(lǐng)域的革新與創(chuàng)新。目前，機電一體化已經(jīng)漸漸成為一種獨立的技術(shù)，在各行各業(yè)都有不同程度的應(yīng)用。尤其是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上促進了機電一體化的進步與創(chuàng)新，并且在工程機械中得到了很好的應(yīng)用。積極地采用機電一體化，將機械、電子技術(shù)和液壓技術(shù)進行了有效的結(jié)合，大大地提高了機械的多種功能，比如說，動力性能提升，燃油的經(jīng)濟效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精準(zhǔn)度和舒適度都大幅度提高，機械的使用壽命也隨之延長。所以，研究工程機械機電一體化的應(yīng)用與發(fā)展有著重大意義。
一、機電一體化技術(shù)的概述
機電一體化就是綜合地運用機械、計算機、微電子、電力電子、光學(xué)、接口等技術(shù)，對各個功能進行合理的配置，從而實現(xiàn)了高質(zhì)量、多功能、低能耗的價值和功能。機電一體化也稱之為機械電子學(xué),屬于一門新興的邊緣綜合科學(xué), 機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和
精密機械技術(shù)有機結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)。主要是通過微電子技術(shù)的應(yīng)用,把微電子技術(shù)引進到相關(guān)的動力功能、機械主功能、控制功能等方面,在軟件方面能夠使得機械裝置與電子裝置相互進行有機結(jié)合而形成有效的系統(tǒng)。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)也得到了快速發(fā)展，并且處于不斷創(chuàng)新與進步之中。機電一體化技術(shù)逐漸走向了高智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、個性化和綠色化的趨勢。而機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用,能夠使得各種性能方面都得以明顯改善,比如操作舒適性能夠得以有效提高;機械能耗能有效大幅度降低,明顯提高機械功效�？煽啃圆粩嗵岣�;不斷提高相應(yīng)的作業(yè)精度和作業(yè)效率。
二、工程機械機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
機電一體化技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和極高的應(yīng)用價值，尤其是在工程機械中的應(yīng)用更具廣泛性和有效性，機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1、機電一體化技術(shù)的在工程機械提高生產(chǎn)效率、節(jié)能降耗方面的應(yīng)用
在傳統(tǒng)的工程機械中，能量的充分利用率和使用率比較低。比如說，液壓挖掘機其燃料的充分利用率僅僅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪費了。在能源資源高度緊張的今天，迫使機械工程的發(fā)展必須向著“節(jié)能降耗”的方向發(fā)展。比如說，小松公司生產(chǎn)的挖掘機能夠很好地達到節(jié)能降耗的目的，大約可以節(jié)省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制節(jié)能器的采用。日立公司生產(chǎn)的挖掘機，采用了“卡特電子效率”節(jié)能控制體系，通過對泵以及發(fā)動機的綜合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能夠達到98%左右，生產(chǎn)率也相應(yīng)地得到了大幅度的提升。所以說工程機械中電子節(jié)能控制器的運用，大幅度提高挖掘機等大型工程機械設(shè)備的能量利用率，一定程度上發(fā)揮到了節(jié)能的作用。電子節(jié)能控制器操作比較簡單，對機械的磨損也相對減少，從而提高了工作的效率。
2、在自動化以及半自動化的作業(yè)全過程中的應(yīng)用
工程機械全面地實現(xiàn)作業(yè)自動化以及半自動化水平，可以有效地降低操作人員的勞動強度，有效地提高生產(chǎn)效率，大大減少了因為操作人員的經(jīng)驗不足或技術(shù)不到位對于操作精度的影響。比如說，三菱公司設(shè)計生產(chǎn)的挖掘機，有控制挖掘機軌跡系統(tǒng)的功能，相關(guān)的操作人員在控制板上將鏟斗的運動形狀和運動軌跡設(shè)定好之后，相應(yīng)的微機操作系統(tǒng)就會根據(jù)不同角度的傳感器發(fā)出的信號，對動臂、鏟刀和斗桿的運動進行自動的控制，從而實現(xiàn)多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準(zhǔn)挖掘，有效地實現(xiàn)了挖掘操作的自動化水平。
3、在控制柴油機上的應(yīng)用
要想進一步深入發(fā)展柴油機技術(shù), 應(yīng)該要解決發(fā)動機排放質(zhì)量與最低油耗間的矛盾。在電子技術(shù)發(fā)展十分迅速的今天,采用電子節(jié)能液壓泵系統(tǒng)能夠有效減小能耗, 還能自動控制冷風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速隨溫度的變化, 這樣的條件下, 電子控制自動變速,還包括根據(jù)負荷條件自動調(diào)節(jié)柴油機油門等內(nèi)容都能得以實現(xiàn), 能夠使得在各種變工況下的柴油機, 在滿足經(jīng)濟指標(biāo)和排放指標(biāo)的最佳噴油時間的同時, 能夠?qū)崿F(xiàn)凈化排氣、節(jié)約能源、提高效率。
4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度
在工程機械施工操作中引入機電一體化實現(xiàn)操作的自動化或者半自動化，這樣大大降低了勞動強度，提高了工作效率，并且大大減少了因為操作者工作經(jīng)驗不足而造成的作業(yè)精度的影響。
5、在工程作業(yè)精確度方面的應(yīng)用
在工程機械設(shè)備中使用電子控制系統(tǒng)可以將稱量的過程自動化，對稱量系統(tǒng)實現(xiàn)微機控制，使得稱量更加精確。自動找平裝置的應(yīng)用，大大提高了混凝土瀝青攤鋪機的工作效率和施工質(zhì)量。自動供料系統(tǒng)(超聲波技術(shù))的應(yīng)用，完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動調(diào)節(jié)，全面提升了攤鋪的效果和質(zhì)量。與此同時，鏟運機鏟斗刀、平地機刮刀以及推土機鏟刀的電子化操作控制，減少了誤差，提高了工作效率，同時還節(jié)約了人力，降低了施工人員的工作強度，高效、快捷，符合現(xiàn)代工程施工的要求。
6、電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警
電子監(jiān)控、故障自診以及自動報警，也就是說對于工程機械的.工作裝置，傳動系統(tǒng)、發(fā)動機、液壓系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控，一旦在運行的過程中發(fā)生異常情況，就會自動地找出故障的位置并自動進行報警提示。機電一體化的發(fā)展和應(yīng)用，大大地改善了操作人員的現(xiàn)實工作條件，全面提高了機械設(shè)備的工作效率。與此同時，簡化了機械設(shè)備檢查和維護的工作，相應(yīng)地減少了維修費用，大大降低了維修停機的時間，對于提高機械設(shè)備的使用壽命有很大的作用和意義。
三、工程機械機電一體化技術(shù)的發(fā)展
1、傳感技術(shù)的融合
目前,傳感器技術(shù)在現(xiàn)代工程機械上應(yīng)用較為廣泛,比如,發(fā)動機可以通過機油壓
力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進行發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)攤鋪機在工作時實現(xiàn)自動找平且行走速度不變的特點,還能滿足攤鋪出來預(yù)定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技術(shù)的迅猛發(fā)展的今天,精度要求越來越高,可靠性和穩(wěn)定性也能不斷提高,越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發(fā)展,所以,未來在工程機械上將應(yīng)用越來越多種類的傳感器。
2、工程機械機電一體化趨于計算機與信息處理技術(shù)的應(yīng)用
計算機是實現(xiàn)信息處理的主體, 信息處理技術(shù)包括范圍應(yīng)用比較廣, 主要包括
信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。計算機技術(shù)范圍涉及到網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、硬件和軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等等方面。要想工程機械機電一體化技術(shù)發(fā)展不斷進步, 應(yīng)該大力發(fā)展計算機應(yīng)用及信息處理技術(shù)。
3、電子控制理論的指導(dǎo)性增強
工程機械現(xiàn)代化的重要標(biāo)志就是以微電子為核心的高新技術(shù), 通過其應(yīng)用和推廣,在相關(guān)控制理論指導(dǎo)下,能夠滿足系統(tǒng)智能化設(shè)計的要求,完成相關(guān)的設(shè)計后的系統(tǒng)仿真等等。
結(jié)束語
綜上所述，機電一體化在工程機械中的應(yīng)用發(fā)展是當(dāng)前機械工業(yè)發(fā)展必然的趨勢，也是振興和發(fā)展機械工業(yè)的必經(jīng)之路。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,工程機械機電一體化還會有著更多的創(chuàng)新與發(fā)展,未來工程機械機電一體化技術(shù)的應(yīng)用將會融合機、電、光以及磁的綜合性能，更好地促進工程機械的發(fā)展。
參考文獻：
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工程機械新技術(shù)應(yīng)用論文 篇5
一、前言
隨著計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，以全數(shù)字式現(xiàn)場總線技術(shù)為代表現(xiàn)場控制儀表、設(shè)備大量應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的現(xiàn)場控制技術(shù)及現(xiàn)場控制設(shè)備發(fā)生了巨大的變化。繁瑣的現(xiàn)場連線被單一、簡潔的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)所替代，系統(tǒng)設(shè)計靈活、設(shè)備維護簡單，信號傳輸質(zhì)量也大幅提高。
電子技術(shù)的飛速發(fā)展及在工程機械上的廣泛應(yīng)用，使得工程機械的智能化程度越來越高，特別是在控制器技術(shù)被引入工程機械控制領(lǐng)域后，給工程機械的發(fā)展帶來了劃時代的變化，工程機械的操作便利性、安全性、燃油經(jīng)濟性都得到了大幅提高。
然而，電子設(shè)備的大量使用，必然導(dǎo)致車身布線越來越長愈來愈復(fù)雜，運行可靠性降低、故障維修難度增大，特別是電子控制單元的大量引入，為了提高信號的利用率，要求人批的數(shù)據(jù)信息能在不同的控制單元中共享，大量的控制信號也需要實時交換，傳統(tǒng)線束已遠遠不能滿足這種需求。在這種情況下，將串行通訊總線系統(tǒng)引入可以有效解決上述問題�；谏鲜鲈颍┦拦鹃_發(fā)了控制器局域網(wǎng)（CAN），并獲得了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的認可及許多半導(dǎo)體器件制造商、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)商的支持�，F(xiàn)在它已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于汽車、工程機械和工業(yè)現(xiàn)場控制，實踐證明CAN網(wǎng)絡(luò)是一種性能優(yōu)異的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。
CAN總線技術(shù)的引入徹底改變了工程機械控制領(lǐng)域的面貌，分布式控制系統(tǒng)完全取代了集中式控制系統(tǒng)，在眾多具有CAN功能的控制器、傳感器和執(zhí)行器的支持下，繁瑣的現(xiàn)場連線被單一、簡潔的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)所替代，系統(tǒng)設(shè)計更加靈活、信號傳輸質(zhì)量也大幅提高。
眾多的國際知名公司早在80年代初就積極致力于工程機械及汽車局域網(wǎng)的應(yīng)用及研究。進入90年代，這些曰趨成熟的技術(shù)在國外已廣泛地應(yīng)用于工程機械領(lǐng)域。為縮短與國際先進水平的差距，研究和開發(fā)自己的工程機械局域網(wǎng)系統(tǒng)勢在必行。
二、CAN的技術(shù)特征
1、CAN的物理特性
1.1拓撲結(jié)構(gòu) CAN在物理結(jié)構(gòu)上屬于總線式通信網(wǎng)絡(luò)。
1.2機械參數(shù)及傳輸介質(zhì) 模塊通過一個9針的D型插頭連接到CAN總線上�？偩�采用屏蔽的或非屏蔽的雙絞線，用光纖更佳。
1.3電氣參數(shù)及信號表示 總線上的數(shù)據(jù)采用不歸零編碼方式（NRZ），可具有兩種互補的邏輯值之一：顯性及隱性。CAN總線中各節(jié)點使用相同的位速率。它的每位時間由同步段、傳播段、相位緩沖段1及相位緩沖段2組成。發(fā)送器在同步段前改變輸出的位數(shù)值，接受器在兩個相位緩沖段間采樣輸入位值，而兩個相位緩沖段長度可自由調(diào)節(jié)，以保證采樣的可靠性。另外，CAN總線采用時鐘同步技術(shù)來保證通訊的同步。
2、CAN協(xié)議
CAN總線以報文為單位進行信息交換，報文中含有標(biāo)示符（ID），它既描述了數(shù)據(jù)的含義又表明了報文的優(yōu)先權(quán)。CAN總線上的各個協(xié)點都可主動發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)同時有兩個或兩個以上的節(jié)點發(fā)送報文時，CAN控制器采用ID進行仲裁。ID控制節(jié)點對總線的訪問。發(fā)送具有最高優(yōu)先權(quán)報文的節(jié)點獲得總線的使用權(quán)，其他節(jié)點自動停止發(fā)送，總線空閑后，這些節(jié)點將自動重發(fā)報文。
2.1CAN協(xié)議 分層結(jié)構(gòu)CAN總線規(guī)范規(guī)定了任意兩個節(jié)點之間的兼容性。包括電氣特件利數(shù)據(jù)解釋協(xié)議。
CAN協(xié)議可分為：目標(biāo)層、傳送層、物理層。其中目標(biāo)層和傳送層包括了ISO/OSI定義的數(shù)據(jù)鏈路的所有功能。目標(biāo)層的功能包括：確認要發(fā)送的信息；位應(yīng)用層提供接口。傳送層功能包括：數(shù)據(jù)幀組織：總線仲裁：檢錯、錯誤報告、錯誤處理。
2.2CAN通信協(xié)議 CAN支持四類信息幀類型。
（1）數(shù)據(jù)幀CAN協(xié)議有兩種數(shù)據(jù)幀類型標(biāo)準(zhǔn)2.0A和標(biāo)準(zhǔn)2.0B。兩者本質(zhì)的不同在于ID的長度不同。在2.0A類型中，ID的長度為ll位；在2.0B類型中ID為29位。一個信息震中包括7個主要的域：
幀起始域——標(biāo)志數(shù)據(jù)幀的開始，由一個顯性位組成。
仲裁域——內(nèi)容由標(biāo)示符和遠程傳輸請求位（RTR）組成，RTR用以表明此信息幀是數(shù)據(jù)幀還是不包含任何數(shù)據(jù)的遠地請求幀。當(dāng)2.0A的數(shù)據(jù)幀和2.0B的數(shù)據(jù)幀必須在同一條總線上傳輸時，首先判斷其優(yōu)先權(quán)，如果ID相同，則非擴展數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先權(quán)高于擴展數(shù)據(jù)幀。
控制域——r0、r1是保留位，作為擴展位，DLC表示一幀中數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)目。
數(shù)據(jù)域——包含0～8字節(jié)的數(shù)據(jù)。
校驗域——檢驗位錯用的循環(huán)冗余校驗域，共15位。
應(yīng)答域——包括應(yīng)答位和應(yīng)答分隔符。正確接收到有效報文的接收站在應(yīng)答期間將總線值為顯性電平。
幀結(jié)束——由七位隱性電平組成。
�。�2）遠程幀接受數(shù)據(jù)的節(jié)點可通過發(fā)遠程幀請求源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。它由6個域組成：幀起始、仲裁域、控制域、校驗域、應(yīng)答域、幀結(jié)束。
�。�3）錯誤指示幀由錯誤標(biāo)志和錯誤分界兩個域組成。接收節(jié)點發(fā)現(xiàn)總線上的報文有誤時，將自動發(fā)出“活動錯誤標(biāo)志”其他節(jié)點檢測到活動錯誤標(biāo)志后發(fā)送“錯誤認可標(biāo)志”。
�。�4）超載幀由超載標(biāo)志和超載分隔符組成。超載幀只能在一個幀結(jié)束后開始。當(dāng)接收方接收下一幀之前，需要過多的時間處理當(dāng)前的數(shù)據(jù)，或在幀問空隙域檢測到顯性電平時，則導(dǎo)致發(fā)送超載幀。
�。�5）幀間空隙位于數(shù)據(jù)幀和遠地幀與前面的信息幀之間，由幀間空隙和總線空閑狀態(tài)組成。幀間空隙是必要的，在此期間，CAN不進行新的幀發(fā)送，為的是CAN控制器在下次信息傳遞前有時間進行內(nèi)部處理操作。當(dāng)總線空閑時CAN控制器方可發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.3錯誤檢驗為了提高抗干擾能力和數(shù)據(jù)的可靠性，采取了多種錯誤檢測手段：發(fā)送監(jiān)視、填充監(jiān)視、CRC錯、格式錯、應(yīng)答錯誤等。
2.4總線訪問控制要做到數(shù)據(jù)的實時處理，數(shù)據(jù)的高速傳輸是關(guān)鍵。對于工程機械中的具體節(jié)點而言，不僅需要高達1Mbit/s的通信速率，更需要在幾個節(jié)點要競爭訪問總線時正確定位哪個節(jié)點獲得使用權(quán)�？偩�上的各種數(shù)據(jù)的延遲要求是不一樣的，快速變化的物理量（如發(fā)送機的轉(zhuǎn)速、路面的隨機波動信號等）比慢時變的物理量（如溫度、壓力等信號）要求訪問總線的頻率大的多。當(dāng)多個節(jié)點同時需要訪問總線時，CAN控制器通過各種報文被賦予的優(yōu)先權(quán)標(biāo)示符及ID數(shù)的大小來仲裁誰先發(fā)送。
3、CAN總線技術(shù)的應(yīng)用特點及支持器件
�。ㄒ唬〤AN總線技術(shù)的應(yīng)用特點
1.CAN網(wǎng)絡(luò)上任何一節(jié)點均可作為主結(jié)點主動地與其他節(jié)點交換數(shù)據(jù)，大大提高系統(tǒng)的性能。
2.盋AN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的信息幀可分出優(yōu)先級，且單幀字節(jié)長度短，有很好的實時性。
3.CAN的物理層及數(shù)據(jù)鏈路層采用獨特的設(shè)計技術(shù)，使其在抗干擾，錯誤監(jiān)測能力等方面的.性能均超過其他總線。
4.CAN的通信速率相當(dāng)高。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線的長度不超過40米時，其通信速率可達1Mbit/s。
5.CAN總線每幀數(shù)據(jù)都含有CRC校驗及其他校驗措施，數(shù)據(jù)出錯率低。
6CAN總線節(jié)點在嚴重錯誤的情況下，可自動切斷與總線的通信聯(lián)系，以使總線上的其他操作不受影響。
�。ǘ〤AN總線技術(shù)的支持器件
CAN總線自問世以來，由于具有眾多獨特的優(yōu)點，得到廣泛的應(yīng)用，而且受到眾多的半導(dǎo)體廠商的支持。目前生產(chǎn)支持CAN協(xié)議器件的公司有INTEL、MOTOROLA、PHILIPS、SIEMENS、NEC、HONEYWELL等百余家國際著名公司。其應(yīng)用器件琳瑯滿目、層出不窮，已經(jīng)形成產(chǎn)品系列。
目前市場上比較常見的有INTEL的CCU3010E；MISUBISHI的37630；MOTOROLA的MC68HC05XX/MC68376；SIMENS的C505C、C167CR；NEC的78K/0；PHILIPS的80592/98、XA-C3；TEXASINSTRUMENTS的TMS370E08D55等控制器件及外圍傳感器及執(zhí)行器件。
三、CAN在工程機械中的應(yīng)用
CAN由于具有良好的運行特性、極高的可靠性和獨特的設(shè)計，不但特別適合現(xiàn)代工程機械及汽車各電子單元之間的互連通訊，而且日益受到其他業(yè)界的歡迎，并被公認為最有發(fā)展前途的現(xiàn)場總線之一。
在眾多半導(dǎo)體廠商的支持下，國際上一些著名的工程機械大公司如CAT、VOLVO、利勃海爾等都在自己
的產(chǎn)品上廣泛采用CAN總線技術(shù)來提高產(chǎn)品的技術(shù)檔次及可靠性。下面就CAN總線在半主動油氣懸架加以說明。
在工程機械半主動變阻尼油氣懸架控制中，利用CAN網(wǎng)絡(luò)作為懸架之間交換信息的通道，變集中控制為分布式控制，大大地簡化了線束及器件的布置，提高了可靠性。
4個節(jié)點的優(yōu)先權(quán)按降序排列依次為：右前輪——左前輪——右后輪——左后輪。數(shù)據(jù)幀包含三字節(jié)數(shù)據(jù)，其中兩個字節(jié)為非懸架質(zhì)量加速度，一個字節(jié)為可調(diào)阻尼器的相對開度值。通訊速率為300kbit/s。實際應(yīng)用結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)運行良好，懸架的減震達到預(yù)期要求，而且在諸如啟動、急剎車、急轉(zhuǎn)彎等特殊工況下，通過網(wǎng)絡(luò)的合理調(diào)度，提高了車輛的抗俯仰、側(cè)傾的能力，改善了操縱的穩(wěn)定性。
四、結(jié)束語
隨著電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)控制芯片性能逐步提高，體積逐步減小，價格進一步降低，為工程機械局域網(wǎng)技術(shù)的普及推廣創(chuàng)造了良好的條件。智能芯片價格的下降使得工程機械局域網(wǎng)的成本相差無幾，性能成為影響網(wǎng)絡(luò)選擇的主要因素。CAN以其優(yōu)異的品質(zhì)具有明顯的優(yōu)勢，越發(fā)受到業(yè)界的歡迎。CAN總線在工程機械上的廣泛應(yīng)用將使工程機械的控制性能、動力性、操縱穩(wěn)定性、安全性、燃油經(jīng)濟性都上升到一個新的高度，給工程機械技術(shù)的發(fā)展注入新的活力。
工程機械新技術(shù)應(yīng)用論文 篇6
1、我國機電一體化在工程機械中的功能
在機械工程中，有效利用智能化和機電一體化不僅可以提高機械工程中的生產(chǎn)效率、減小能量的損失、節(jié)約能源，而且可以有效地保證施工質(zhì)量，提高自動化水平，使其具有較高的精度。廣泛使用機電一體化不僅可以使機械工程有較好的經(jīng)濟性和較高的技術(shù)價格比，而且可以使操作更加簡單、輕便，在當(dāng)前，我國的機電一體化在工程機械中具有以下功能：
1.1自動報警、電子監(jiān)控以及故障自檢功能
在工程機械中，電子監(jiān)控就是對其傳動系統(tǒng)、工作配件、制動系統(tǒng)、發(fā)動機以及液壓系統(tǒng)等的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，一旦在監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)了異�，F(xiàn)象，自動報警系統(tǒng)就會對出現(xiàn)故障的部位進行準(zhǔn)確地定位，然后便能有效改善工作人員的工作條件，迅速提高機械設(shè)備的效率，還可以使設(shè)備的維護檢修工作變得更加簡單，使停機維修的時間減少，降低維修使用的費用，盡量延長機械設(shè)備的使用壽命。
1.2有效控制柴油機的功能
在工程機械中，有效利用電子油門的控制裝置、自動停機裝置、自動升溫控制裝置以及電子調(diào)速器等機械設(shè)備可以真正實現(xiàn)控制柴油機的功能。
1.3使作業(yè)精度提高的功能
在瀝青以及水泥混凝土攪拌的現(xiàn)代設(shè)備中，為了能夠提高成品料的作業(yè)精度，都廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng)，而且實現(xiàn)了稱量過程的自動化。因為應(yīng)用了自動化的找平系統(tǒng)，所以大大提高了瀝青混凝土攤鋪機的施工質(zhì)量。另外，瀝青混凝土攤鋪機因為使用了有超聲波技術(shù)的自動供料系統(tǒng)而完全實現(xiàn)了調(diào)節(jié)的自動化，進而在一定程度上提升了攤鋪的質(zhì)量。對鏟運機鏟斗刀刃、平地機刮刀以及土機鏟刀進行機電一體化的控制，不僅可以有效減輕機械工作人員的勞動強度，而且真正提高了工程機械作業(yè)的精度和效率。
1.4使生產(chǎn)率提高、降耗節(jié)能的功能
在傳統(tǒng)的工程機械中，一般能量利用率比較低，比如液壓挖掘機的燃料能量的利用率在30%左右，這樣低的能量利用率使得工程機械必須注重節(jié)能發(fā)展。在發(fā)達國家，他們的挖掘機都已經(jīng)采用新型的節(jié)能控制器，這種控制器不但有良好的節(jié)能效果，而且采用卡特電子效率的控制系統(tǒng)，通過綜合控制泵和發(fā)動機，大大提高了工程機械的生產(chǎn)效率。
1.5工程機械作業(yè)過程的半自動化或自動化功能
為了真正減輕工作者的工作效率，提高機械的生產(chǎn)效率，大量的企業(yè)在工程機械中開始實行半自動化或自動化控制。這種功能還減少了由于工作者的經(jīng)驗不足而對作業(yè)精度的影響。在我國一些先進的企業(yè)中，其挖掘機都設(shè)有特殊的軌跡控制系統(tǒng)，即挖掘軌跡控制系統(tǒng)。在控制板上，有關(guān)的工作人員只要把挖掘機運動軌跡的路線設(shè)計好，就可以依照各種角度傳感器的信號利用微機控制系統(tǒng)對動臂、鏟刀和斗桿進行自動控制，這樣不僅實現(xiàn)了對工程機械作業(yè)進行自動化控制，而且還能夠精確挖掘各種特定開口與斷面的斜面、溝槽。
2、我國機電一體化在工程機械中的應(yīng)用前景
由于控制、電子、計算機、光學(xué)等多種學(xué)科與技術(shù)的快速發(fā)展，我國的'機電一體化也得到了前所未有的發(fā)展，如今在工程機械領(lǐng)域機電一體化的應(yīng)用前景可以分為以下幾個方面：
2.1模塊化
由于科學(xué)技術(shù)不斷進步，社會分工不斷精細，我國機電一體化的產(chǎn)品數(shù)量和產(chǎn)品種類也變得越來越多，所以，應(yīng)該加快實現(xiàn)機械產(chǎn)品的動力接口、機械接口和電器接口的標(biāo)準(zhǔn)化，雖然這項工作比較復(fù)雜而且困難，但是卻尤為重要，因此說，工程機械機電一體化的發(fā)展變成模塊化是一項任重而道遠的任務(wù)。但是，只要實現(xiàn)了工程機械機電一體化的模塊化，就可以有效匹配各單元和部件，比如：具備視覺、識別以及圖像處理等功能的控制單元、減速于一體的動力單元等等。只有這樣，整個社會才能進一步分工，新產(chǎn)品才能更快被研發(fā)，工程機械才能不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。
2.2智能化
在21世紀的工程機械領(lǐng)域，機電一體化將會把智能化應(yīng)用作為一個重要的發(fā)展方向，現(xiàn)如今，有越來越多的人開始研究人工智能方面的內(nèi)容，主要表現(xiàn)在機器人和數(shù)控機床的智能化應(yīng)用上。一般所說的智能化就是指在有關(guān)的控制理論的基礎(chǔ)上，利用人工智能、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、運籌學(xué)等新思想、新手段在工程機械上中進行應(yīng)用和分析，讓工程機械通過自己的判斷推理、邏輯思維以及自主決策等能力進行運作，這樣就使得機電一體化滿足了更高的要求。為了符合時代的發(fā)展趨勢，工程機械的智能化發(fā)展將成為必然。
2.3網(wǎng)絡(luò)化
機電一體化之所以在工程機械中獲得廣泛應(yīng)用，這與計算機信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展是分不開的。目前，大多數(shù)新型的機電一體化都具有較高的質(zhì)量、強大的功能，而且有相當(dāng)好的社會價值和經(jīng)濟價值，因此只要借助網(wǎng)絡(luò)就會在很短的時間內(nèi)迅速暢銷。與此同時，在工程機械中監(jiān)視技術(shù)和遠程控制技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用越來越廣泛，現(xiàn)在看來，機電一體化的發(fā)展趨勢將逐漸趨向信息化和網(wǎng)絡(luò)化。
2.4可持續(xù)化
不可否認，工業(yè)化的進程在很大的程度上提高了我們的生活質(zhì)量和水平，然而，對我們的生活環(huán)境也造成了一定程度上的破壞，嚴重浪費了大量的自然資源。新世紀以來，人們越來越關(guān)注環(huán)保問題，公民也一直在不斷加強自己的環(huán)保意識，綠色產(chǎn)品的概念和設(shè)計制造越來越受到歡迎。已經(jīng)有越來越多的企業(yè)在制造、使用、設(shè)計以及銷毀工程機械產(chǎn)品時都注重環(huán)保的要求，盡量提高資源的利用效率，滿足人們的健康需要。所以，在工程機械中，可持續(xù)化的綠色機電一體化產(chǎn)品將會越來越受人們的歡迎。
3、結(jié)語
在工程機械領(lǐng)域，機電一體化技術(shù)占據(jù)越來越大的優(yōu)勢，而且已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用，因為大量企業(yè)對機電一體化都很重視，也使機電一體化技術(shù)有了很大的發(fā)展。作為工程機械的使用者和管理者，就應(yīng)該及時順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，趕上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度，快速地了解、掌握和學(xué)習(xí)機電一體化技術(shù)，只有做到了這些才能更好地參與到現(xiàn)代化的工程建設(shè)中去，為我國的工程機械建設(shè)事業(yè)做出更大的貢獻。
工程機械新技術(shù)應(yīng)用論文 篇7
摘要：在工程機械儀表無線通信中，針對環(huán)境因素導(dǎo)致大型工程機械信號與駕駛操控室儀表異地顯示等異常問題，需要借助射頻模塊nRF2401的有效應(yīng)用，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信的功能。本文主要對射頻芯片nRF2401的工作原理及特點進行詳細說明，并給出了無線通信系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、接口電路及相應(yīng)程序框圖。
關(guān)鍵詞：射頻技術(shù)；工程機械儀表；無線通信
近年來，很多工程機械正朝著大型化的模式發(fā)展，這必然會造成駕駛操控室回轉(zhuǎn)操作難度加大，長距離工程操作也變得日益普及。射頻無線通信技術(shù)大力發(fā)展，可實現(xiàn)大型工程機械駕駛操控室無線通信信號傳輸，大大解決了線纜傳輸中存在的不足，所傳輸?shù)男盘柗�(wěn)定性高且質(zhì)量也有所保障。
1、工程機械儀表無線通信中的射頻技術(shù)技術(shù)
WLAN技術(shù)是一種很常見的WI-FI技術(shù)，具有很多優(yōu)勢，但也有不足，尤其是其射頻技術(shù)不完善，致使使用中存在很多安全隱患。與無線通信技術(shù)對比，WiMax技術(shù)最近幾年才出現(xiàn)，只用極少企業(yè)會使用WiMax技術(shù)。LMDS技術(shù)是一項綜合型的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以滿足人們形式多樣的業(yè)務(wù)需求，同時還具有視頻功能、數(shù)據(jù)功能等，但其易受天氣因素的影響，限制了無線信號傳輸距離。MMDS技術(shù)在一些大雨、大風(fēng)等惡劣天氣下，無線信號質(zhì)量受干擾程度較大。另外，此技術(shù)對信號傳輸效率有著很高要求，發(fā)展到今天，還沒有形成統(tǒng)一的、完善的標(biāo)準(zhǔn)。在實際運用過程中，集群通信技術(shù)具有利用率高、容量大、抗干擾能力強等優(yōu)勢，能夠很好地保障傳輸無線信號的效率。不過，在無線通信技術(shù)的發(fā)展下，它在具體運用過程中還需要不斷完善，進而得到更為廣泛和普遍的使用。
2、通信系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計
2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
射頻芯片nRF2401系統(tǒng)主要由兩部分組成：一是發(fā)射機，發(fā)射機的主要作用是對現(xiàn)場各類儀表信號進行數(shù)據(jù)采集、存儲以及數(shù)據(jù)發(fā)送工作；二是接收機，主要作用是對LCD顯示儀表參數(shù)進行控制，并向發(fā)射機傳送相關(guān)指令。該系統(tǒng)主要采取的是半雙工模式通信，即在收發(fā)信號中需要按鍵以實現(xiàn)模塊的轉(zhuǎn)換，而且LCD上能夠?qū)κ瞻l(fā)器的狀態(tài)進行實時反映，以便于操作人員發(fā)現(xiàn)異常時及時采取有效的措施加以改進。此外，由于發(fā)射機與接收機的控制單元部位均配置有標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口，因此可以對所獲取的數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確的分析與處理。
2.2通信系統(tǒng)軟件無線通信模塊
在系統(tǒng)軟件的設(shè)計過程中，主要是借助IAREmbeddedWorkbench平臺上開發(fā)的C代碼程序?qū)崿F(xiàn)的。發(fā)射機程序在設(shè)置時需包含數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送以及顯示等模塊，而接收機程序在設(shè)置時應(yīng)包含無線數(shù)據(jù)的接收、地址以及PC機通信等模塊。與此同時，在發(fā)射機與接收機上都應(yīng)預(yù)留一個收發(fā)命令的接口，以便后期工作所需。無線通信模塊的作用是實現(xiàn)對nRF2401系統(tǒng)的初始化和無線數(shù)據(jù)收發(fā)功能。數(shù)據(jù)包協(xié)議格式，PRE-AMBLE主要為8bit前導(dǎo)碼，借助硬件系統(tǒng)進行自動加入；ADDRESS為32bit，用來發(fā)送地址碼；PAYLOAD至少為208bit，用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送；CRC是由內(nèi)置CRC糾檢錯硬件電路自動加上的校驗和。通信程序正式啟動后，系統(tǒng)首先會對MSP430F149初始化、A/D初始化、LCDYJD12864初始化、nRF2401初始化。待初始化工作完成后，即可按鍵中斷。其次，系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置收發(fā)健以及空閑健，在工作中若需接收信號，則只需將按鍵進行閉合處理。借助MCU的P2.0引腳控制nRF2401的CE端。當(dāng)系統(tǒng)需要發(fā)送程序時，則應(yīng)直接寫入nRF2401發(fā)送配置字，再置CE端為高，nRF2401即可進入發(fā)送模式。通道1地址和發(fā)送數(shù)據(jù)由P2.7（DATA）引腳依次寫入nRF2401的緩沖區(qū)，nRF2401自動加上字頭、CRC校驗碼，將數(shù)據(jù)包以一定的通信速率發(fā)射出去。接收程序可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的連續(xù)接收工作，如需暫停或者中止數(shù)據(jù)的接收，只需按下發(fā)送鍵或者空閑鍵即可退出程序，返回到起始狀態(tài)。
2.3通信系統(tǒng)硬件nRF2401收發(fā)器工作原理
在該系統(tǒng)中，發(fā)射機與接收機的控制單位所使用的是由同一公司生產(chǎn)且型號相同的MCU器件。該芯片具有如下優(yōu)點：一是具備超大的存儲空間；二是能耗低；三是可實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)。由于該系統(tǒng)中無線通信模塊所采用的是單片集成射頻無線收發(fā)器nRF2401芯片，因此可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)信號之間的傳遞。nRF2401芯片使用的是5mmx5mmQFN封裝。芯片雖小，但內(nèi)部功能卻較為齊全，設(shè)置有地址解碼器、時鐘、解調(diào)處理器等功能模塊。以-5dBm功率發(fā)射時，工作電流可達10.5mA，接收時工作電流為18mA。nRF2401工作原理可基本概括為：2種通信方式、1個配置字、2個通道和4種工作模式。兩種通信模式：一是ShockBurstTM（突發(fā)模式），在此種模式下，收發(fā)數(shù)據(jù)主要由nRF2401自動處理數(shù)據(jù)包字頭、地址和CRC校驗碼加以實現(xiàn)，突發(fā)模式受外界因素影響的程度較低且能起到節(jié)約資源的目的；二是DirectMode（直接模式），若采取直接模式，則數(shù)據(jù)包字頭、地址等內(nèi)容必須在通信程序中進行有效處理。一個配置字主要是指nRF2401內(nèi)置狀態(tài)字寄存器，主要用來設(shè)置芯片的工作參數(shù)。在ShockBurstTM方式下配置字為15B，DirectMode方式下配置字為2B。由于nRF2401具有ShockBurstTM技術(shù)，當(dāng)信號被傳輸過來時，可由兩個相互獨立的專用通信進行有效接收。通道1、通道2和一般通道只能接收數(shù)據(jù)。若在通道2上連接一個天線接口，可同時實現(xiàn)兩組數(shù)據(jù)的接收工作。但是，通道2不是在任何頻率狀態(tài)下都能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的.接收。只有當(dāng)它比通道1的頻率高出8MHz以上時，才能進行正常的接收工作。nRF2401所具有的四種工作模式。nRF2401收發(fā)器在工作時，首先進行的是配置模式，系統(tǒng)會啟動初始化程序并輸入配置字，配置字的最后一位應(yīng)明確指定2401為收發(fā)狀態(tài)；其次，借助控制器將信號傳輸出去，使得nRF2401迅速進入收發(fā)模式工作。在信號收發(fā)交互過程中，一方可進入空閑模式中，等到所有的數(shù)據(jù)被傳輸完成后，系統(tǒng)會自動進入關(guān)機模式中。
3、試驗結(jié)果及結(jié)論
分別將該系統(tǒng)在室內(nèi)走道部位以及室外開闊地段進行了無線數(shù)據(jù)的傳輸試驗，并對數(shù)據(jù)的傳輸距離以及誤碼率進行了準(zhǔn)確測定與評估。在室內(nèi)，走道傳輸距離為70m，而在室外開闊地段傳輸距離可到100m。再加之nRF2401芯片中設(shè)置了一定的CRC糾錯電路和協(xié)議，可為數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定性提供可靠的保障。在此次實驗中，接收數(shù)據(jù)均顯示正常，無異常情況發(fā)生。
4、結(jié)語
射頻無線通信技術(shù)大力發(fā)展，可實現(xiàn)大型工程機械駕駛操控室無線通信信號傳輸。而射頻技術(shù)在工程機械儀表無線通信中的應(yīng)用，可有效解決當(dāng)前所面臨的長距離信號傳輸?shù)牟环�(wěn)定性，緩解傳統(tǒng)電纜傳輸中存在的不足，具有傳輸速率高、安全可靠等優(yōu)點。
參考文獻
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