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工程機械新技術(shù)應用論文（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(shuō)，凡土石方施工工程、路面建設與養護、流動(dòng)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(chēng)為工程機械。下面是小編為大家整理的工程機械新技術(shù)應用論文，歡迎閱讀。
工程機械新技術(shù)應用論文 篇1
摘 要：本文首先介紹工程機械的發(fā)展現狀和發(fā)展趨勢，從而說(shuō)明其發(fā)展的必要性；接著(zhù)又對工程機械領(lǐng)域中幾種典型機械設備形式如裝載機、挖掘機和壓實(shí)機進(jìn)行闡述，說(shuō)明其將要發(fā)展的領(lǐng)域之廣；最后列舉了一系列正在應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(zhù)巨大的作用。在代替人工生產(chǎn)，并從事繁重的勞動(dòng)過(guò)程中，占據著(zhù)重要位置和不可替代的作用。隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工程機械無(wú)論在外形，還是在生產(chǎn)效率方面都獲得了長(cháng)足的進(jìn)展。包括裝載機、挖掘機以及壓實(shí)機方面，尤其是公路修筑方面，不但代替了傳統的工程模式，更重要的是，引入了諸多的新技術(shù)和新的方法。
隨著(zhù)國民經(jīng)濟的騰飛，尤其是改革開(kāi)放以來(lái)，對與工程機械方面，無(wú)論是工況的繁重程度，還是在工作的復雜程度，都提出了更高的要求，這一點(diǎn)在公路建設方面尤為明顯。這些要求既是對道路工程機械的一種挑戰，同時(shí)也是為我國道路工程機械前進(jìn)提供了更多的空間，也促使我國相關(guān)的專(zhuān)家和學(xué)者們在吸取國外的經(jīng)驗和本國傳統工程機械發(fā)展的基礎上，對其進(jìn)行積極的探索和改進(jìn)�；诖�，本文著(zhù)重介紹在新時(shí)代，新技術(shù)引入對于工程機械的發(fā)展和應用的積極影響，同時(shí)對于此類(lèi)問(wèn)題的研究提供了借鑒資料。
一、發(fā)展概述
1.1發(fā)展現狀
伴隨著(zhù)工程機械的發(fā)展，其自身不但得到了進(jìn)步，包括新技術(shù)和新理念的應用，同時(shí)，其應用空間遍布資源開(kāi)發(fā)、交通建設、水利水電和市政工程等領(lǐng)域。就目前來(lái)說(shuō)，工程機械的發(fā)展出現了一派繁榮局面。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)權等方面，都有很大的提升空間。在國內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)域占據國內的領(lǐng)先位置，并為其發(fā)展做出了卓越的貢獻。
從縱向來(lái)看，我國工程機械的理論研究階段、設計論證階段和制造階段，都特別注重引入在國內外都較為領(lǐng)先的理論和經(jīng)驗，以滿(mǎn)足國內市場(chǎng)的建設、生產(chǎn)等方面的需要。例如，在工程機械啟動(dòng)裝置增加凈化設備、駕駛室內安裝空調等，對于工程機械和駕駛員來(lái)說(shuō)，都是進(jìn)步。因此，可以說(shuō)，我國工程機械的發(fā)展道路還在前進(jìn)。
1.2發(fā)展趨勢
從上述可以看到我國工程機械的發(fā)展現狀，在部分企業(yè)，已經(jīng)可與世界領(lǐng)先水平進(jìn)行媲美。然而，隨著(zhù)時(shí)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，從國內外借鑒并吸取先進(jìn)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(lái)的發(fā)展道路上，與國際上的領(lǐng)先工程機械企業(yè)進(jìn)行競爭，既是機遇又是挑戰。但是若要取得進(jìn)步，必須使工程機械從理論到設計，再到制造等一系列產(chǎn)業(yè)過(guò)程進(jìn)行國際化連接。
1.2.2產(chǎn)品趨向多元化
進(jìn)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)數量增加，機械品種增多，而且機型的數量也明顯增加，并應用于國民經(jīng)濟發(fā)展的各行各業(yè)。隨著(zhù)進(jìn)入21世紀，這種趨勢不但沒(méi)有減弱，而且在未來(lái)的發(fā)展道路上，將會(huì )加快行進(jìn)的步伐，為適應市場(chǎng)形式和工程環(huán)境的多樣性，而趨向多元化，繼續發(fā)展。
1.2.3結構趨向微小化
在工程機械的發(fā)展初期，主要以大型化甚至巨型化發(fā)展為標志，而進(jìn)入到21世紀以后，隨著(zhù)工程更加復雜和工作流程更加細化，發(fā)展趨勢的特點(diǎn)則轉變?yōu)槲⑿』途毣�。在這一過(guò)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(lái)的發(fā)展道路上，微小型機械設備會(huì )更加靈活，并具有較好的機動(dòng)性能，以滿(mǎn)足諸如修道、建筑等領(lǐng)域的需要。
1.2.4操作趨向綠色化
節能減排一直是現階段所有學(xué)科專(zhuān)業(yè)的主題，工程機械領(lǐng)域也不例外。在未來(lái)的發(fā)展道路上，不以破壞生態(tài)壞境為代價(jià)而換取經(jīng)濟的發(fā)展定會(huì )工程機械發(fā)展的主要原則和生產(chǎn)及應用的標志。對于超過(guò)使用年限的機械設備，也會(huì )有專(zhuān)門(mén)的回收部門(mén)進(jìn)行處理，以確保對環(huán)境的破壞降到最低，達到綠色標準。
二、應用實(shí)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(shí)機是其重要的'代表類(lèi)型，并在各種環(huán)境中進(jìn)行工作。
2.1裝載機
裝載機屬于工程機械中的基礎成員。主要由驅動(dòng)設備、傳動(dòng)設備、行走設備及工作設備和操作設備等組成；其標志性特征是工作設備主要有鏟斗、動(dòng)臂和搖臂等部分，主要應用在建筑、道路方面的土壤、石灰、煤炭、石塊等物料對象。尤其是道路建設過(guò)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造基本相同，惟一的區別在于工作裝置主要由挖斗組成。其主要功效在于通過(guò)挖斗，對高于或者低于參考面的物料進(jìn)行挖掘工作，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的裝車(chē)和運輸操作。在這一過(guò)程中，主要針對土壤、煤炭和石塊等對象進(jìn)行開(kāi)展。也屬于工程機械中重要的形式之一。
2.3壓實(shí)機
壓實(shí)機通過(guò)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備，進(jìn)行碾壓處理。在碾壓過(guò)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，廣泛應用于道路修筑工程，對于增加路面的密實(shí)度和填埋具有不可替代的作用。
三、新技術(shù)應用
通過(guò)對上述工程機械幾種重要機型的列舉，在如今的發(fā)展過(guò)程中，均有不同程度的新技術(shù)應用。
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)展的基礎上提出并發(fā)展的。其基本思想是通過(guò)在計算機虛擬世界中對工程機械產(chǎn)品整車(chē)或者機構進(jìn)行設計分析、運動(dòng)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場(chǎng)試驗工作和樣品制造工作，大大提高了效率，同時(shí)大大降低了工程機械的研發(fā)成本。設計師或者技術(shù)人員能夠通過(guò)計算機建模、運動(dòng)、分析及優(yōu)化過(guò)程，得到理想中的參數數據，有時(shí)甚至可代替人腦，對其進(jìn)行改良。在未來(lái)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(jìn)行控制應用。在如今國外的多家工程機械企業(yè)的多種機
型都進(jìn)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定性?xún)?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通過(guò)電子系統進(jìn)行連接和操作，包括對行走裝置、轉向裝置和工作裝置等的耦合過(guò)程，能夠大大簡(jiǎn)化現有的機械電路系統，而提高機械設備的性能和工作效用。同時(shí)還使工程機械達到部分自動(dòng)判斷等功能。
3.3混合動(dòng)力技術(shù)
由于工程機械進(jìn)行的工作大多繁重，因此也大多使用動(dòng)力較大的燃油燃料，同時(shí)還具有較大的排油量和動(dòng)力輸出，盡管滿(mǎn)足了生產(chǎn)所需，然而也大大增加了成本消耗；基于此，專(zhuān)家提出將混合動(dòng)力技術(shù)引入到工程機械當中。其基本理論是在發(fā)動(dòng)機輸出動(dòng)力的時(shí)候，會(huì )有混合動(dòng)力系統將多余的動(dòng)力進(jìn)行能量轉換，并保存下來(lái)。在工程機械抵擋行走或者待工前進(jìn)的時(shí)候，便可消耗這部分能量，從而擺脫對發(fā)動(dòng)機的依賴(lài)。主要包括串聯(lián)和并聯(lián)系統。這種技術(shù)大大減少了能量的消耗，同時(shí)還能夠提高燃油資源的利用率，在未來(lái)的發(fā)展道路上，已經(jīng)成為專(zhuān)家和學(xué)者們所研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)領(lǐng)域。
3.4無(wú)人駕駛技術(shù)
無(wú)人駕駛技術(shù)是基于電子化和智能化技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，主要理論思想是使工程機械擺脫人工駕駛，通過(guò)遠距離微機操作或者智能操作，使工程機械在不適宜人類(lèi)工作的環(huán)境中進(jìn)行工作，以道路工程舉例，在盤(pán)山路等危險地區，通過(guò)技術(shù)人員在遠處與工程機械設備機器人進(jìn)行連接，進(jìn)行無(wú)人駕駛操作來(lái)控制機械設備，從而完成道路修建工作。
3.5節能環(huán)保技術(shù)
節能減排的思想已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟的方方面面，同時(shí)也涉及到工程機械領(lǐng)域。工程機械通過(guò)節能減排技術(shù)的應用，對資源的節約和環(huán)境的保護具有重要意義。上述的混合動(dòng)力系統就是一種。除此之外，還包括環(huán)保材料應用、清潔能源使用等方面的技術(shù)，對工程機械的節能減排都起到了積極的作用。
結束語(yǔ)
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(guò)工程機械列舉，可以看出其涉及到的范圍之廣；通過(guò)一系列先進(jìn)的新技術(shù)應用又能夠看出，工程機械具有廣泛和深入的發(fā)展空間和發(fā)展前景�；诖�，本文著(zhù)重對這些方面進(jìn)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)應用論文 篇2
隨著(zhù)我國經(jīng)濟社會(huì )的進(jìn)步，工程機械也得到了快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)得到了廣泛的應用。在工程機械運行中應用機電一體化技術(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(dòng)控制技術(shù)等，探討機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用，有助于促進(jìn)工程機械的發(fā)展。
1.機電一體化技術(shù)及其應用現狀
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)應用到工程機械中，可將微電子技術(shù)中的動(dòng)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(jìn)工程機械的智能化、自動(dòng)化。隨著(zhù)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，工程機械應做到以下幾點(diǎn)：第一，提高生產(chǎn)效率，降低能耗；第二，提高工程機械的自動(dòng)化水平，嚴格控制施工質(zhì)量與精度；第三，實(shí)現工程機械設備操作簡(jiǎn)單化和穩定性，降低工作人員的勞動(dòng)強度，提高作業(yè)安全性；第四，延長(cháng)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(shí)現上述幾個(gè)目標。
2.工程機械機電一體化技術(shù)的應用分析
2.1工程機械與機電一體化的關(guān)系
與傳統工程機械相比，目前的工程機械中應用機電一體化技術(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(jìn)
現代工程機械對性能要求比較高，主要表現在以下幾個(gè)方面：工程機械的功效高，且能耗下降；系統具備監測運行狀態(tài)的功能，可自動(dòng)診斷與報警，提高運行的安全性；實(shí)現工程機械的自動(dòng)化與精度的提升。在現代工程機械中，與電子控制相關(guān)的內容包括以下幾個(gè)方面：
2.2.1控制柴油機促進(jìn)柴油機技術(shù)的`發(fā)展，必須解決最低耗油量與發(fā)動(dòng)機排放量之間的關(guān)系。在工程機械中利用電子節能液壓泵系統，可降低系統能耗。在這種情況下，電子控制自動(dòng)變速，可根據負荷條件，實(shí)現柴油機油門(mén)的自動(dòng)調節，同時(shí)滿(mǎn)足經(jīng)濟指標、排放量指標，對于節約能源、提高效率及實(shí)現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)的新型節能系統（OLLS系統），可提高節能效果，與傳統工程機械相比，節約能源約為23.0%。這一OLLS系統可利用發(fā)動(dòng)機功率，滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機轉矩與泵吸收轉矩最佳性能的要求，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備中，引入電子控制系統，可滿(mǎn)足系統對于稱(chēng)量精度的要求。同時(shí)，在工程機械中引入電子控制系統，可降低工作人員勞動(dòng)強度，并提高工作效率，從而減少人工稱(chēng)量的誤差。比如在混凝土拌合機械設備、瀝青拌和機械設備中，引入電子控制系統基本實(shí)現計量功能的自動(dòng)化。在電子計量系統中，微機控制技術(shù)也得到了良好的應用。
2.2.4電子監控、自動(dòng)報警與故障自診工程機械的發(fā)動(dòng)機、液壓系統與傳統系統等運行狀態(tài)，經(jīng)常發(fā)生機件或設備損壞事故，在系統運行中，利用電子監控與故障診斷專(zhuān)業(yè)系統設置各種類(lèi)型傳感器，可進(jìn)一步保證作業(yè)人員與機械設備的安全性，并在故障發(fā)生之前自動(dòng)報警，可提醒工作人員及時(shí)解決故障。
2.2.5作業(yè)過(guò)程的半自動(dòng)化與自動(dòng)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(dòng)化或自動(dòng)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)，是工程機械現代化的重要標志之一，通過(guò)應用與推廣高新技術(shù)，在參考相關(guān)控制理論的基礎上，可滿(mǎn)足系統智能化設計要求，實(shí)現設計后的系統仿真，等等。
3.2傳感器技術(shù)的應用
在現代工程機械中，傳感器技術(shù)的應用比較廣泛，在發(fā)動(dòng)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(dòng)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(mǎn)足平整度、厚度與坡度要求。隨著(zhù)傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來(lái)的工程機械上，高性能與穩定性的傳感器將越來(lái)越多地得到應用。
4.結語(yǔ)
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(dòng)強度。本文從機電一體化技術(shù)及其應用現狀、在工程機械中的應用及發(fā)展前景等三個(gè)方面進(jìn)行了分析，以期為該技術(shù)在生產(chǎn)中的應用提供參考與借鑒。
工程機械新技術(shù)應用論文 篇3
〔摘要〕簡(jiǎn)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，采取的相應切割技術(shù)。以某公司機械工程的實(shí)際應用為例，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，才能順應時(shí)代發(fā)展的結論。
〔關(guān)鍵詞〕板材；切割技術(shù)；工程機械制造
這幾年來(lái)，隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的速度逐漸加快，對工程機械商品要求也越來(lái)越高。生產(chǎn)商品過(guò)程中，焊接結構件所占比例為50%～70%，對商品性能、質(zhì)量起著(zhù)重要作用。一般結構件加工重點(diǎn)為切割坡口、下料和調平等。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)選用切割設備及性能，才能保證切割準確、生產(chǎn)品質(zhì)。
1.常見(jiàn)切割技術(shù)
目前，機械工程結構件，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(chǎng)、高溫狀況下發(fā)生的等離子弧，通過(guò)壓縮機械等生產(chǎn)后出現很強的氣流和溫度，進(jìn)而促進(jìn)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(guò)不斷地改革及綜合效過(guò)，擴大了應用范圍，但等離子切割技術(shù)離子弧容易呈現“上大下小”的狀況。在結構件組裝的時(shí)候，需要采取相應處理，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。該技術(shù)的原理是借用氧氣和可燃氣體結合到一起，燃燒釋放的熱量，使工件可以加熱到相應溫度后，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，出現第1個(gè)氧—乙炔割炬，并沿用至今。該技術(shù)在使用過(guò)程中使用靈活、成本較低，切割的厚度范圍廣從1～200mm均可以。國內外研制出許多以液化氣、丙烷等最新燃氣的類(lèi)切割設施，可以大大提高火焰溫度，來(lái)提高切割的精準性。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(shí)際切割之前要采取預熱方法，且耗費時(shí)間長(cháng)，不符合于鋁、不銹鋼等金屬切割。切割薄板時(shí)，雖熱形變大，但設施費用低、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(guò)節流小孔（0.15～0.4mm）使水壓熱能變?yōu)樯淞鲃?dòng)能（流速為900mm/s），沖擊設施表層使其發(fā)生微裂紋，并使材料剝離，同時(shí)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(méi)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施方法不一樣，屬于冷切割技術(shù)，其加工特色是很少或沒(méi)有發(fā)生熱量，沒(méi)有熱變形、沒(méi)有氣體或蒸汽排出，沒(méi)有熱影響區。水射流能夠切割各種非金屬、金屬、硬塑性和脆性設施，技術(shù)簡(jiǎn)單，不會(huì )改變或損害被切割工件設施的機械、物理性能，切割過(guò)程中環(huán)保性好，不出現有害氣體。
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，使被投射的設施能通過(guò)汽化、融化等狀態(tài)到達燃點(diǎn)，進(jìn)而出現裂縫。該切割技術(shù)種類(lèi)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。但設施的費用高，且需保養與維護。此外，還有水射流切割技術(shù)，把水壓加壓到200～400MPa后，通過(guò)截留小洞對設施表面采取沖刷，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(shí)際操作過(guò)程中，需結合本身狀況進(jìn)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(jìn)行板材高效切割技術(shù)的研究。該公司需切割的結構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(zhù)多元的方向發(fā)展，要考慮到以下方面的需求來(lái)提高切割質(zhì)量。
2.1數量要求
該公司選用自動(dòng)化、機械化的門(mén)架式數控切割設施，引進(jìn)FastCam等發(fā)達自動(dòng)套料體系。該設施要求切割的板材厚度在50mm之內，需配置許多等離子切割設施。此外，配置了火焰切割機床，針對厚度更大的板材，多臺小型氣割設施來(lái)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，且零件形狀復雜。該公司主要選用激光切割設施，以免機械加工過(guò)多更改。對于平衡梁和拉板等零部件，采取等離子切割設備與高壓水射流切割技術(shù)相結合，進(jìn)行無(wú)熱損傷切割方法，來(lái)減少熱形變。對于被焊接的厚板件來(lái)講，進(jìn)行開(kāi)坡口，除了準備基礎的設施外，還需對繁雜、異形和結構復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(guò)采用推進(jìn)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.結語(yǔ)
伴隨我國的工業(yè)化自動(dòng)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。本文結合某公司機械工程實(shí)例，從數量要求、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。
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工程機械新技術(shù)應用論文 篇4
摘要：隨著(zhù)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用與發(fā)展也促進(jìn)了工程機械的不斷進(jìn)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用與發(fā)展進(jìn)行了分析研究。
關(guān)鍵詞：工程機械 機電一體化技術(shù) 應用 發(fā)展
引言
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)以及新興科技突飛猛進(jìn)的發(fā)展，極大地促進(jìn)了學(xué)科之間的相互滲透、融合，同時(shí)也促進(jìn)了工程建設領(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)都有不同程度的應用。尤其是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上促進(jìn)了機電一體化的進(jìn)步與創(chuàng )新，并且在工程機械中得到了很好的應用。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(jìn)行了有效的結合，大大地提高了機械的多種功能，比如說(shuō)，動(dòng)力性能提升，燃油的經(jīng)濟效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精準度和舒適度都大幅度提高，機械的使用壽命也隨之延長(cháng)。所以，研究工程機械機電一體化的應用與發(fā)展有著(zhù)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(gè)功能進(jìn)行合理的配置，從而實(shí)現了高質(zhì)量、多功能、低能耗的價(jià)值和功能。機電一體化也稱(chēng)之為機械電子學(xué),屬于一門(mén)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)有機結合，并綜合應用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。主要是通過(guò)微電子技術(shù)的應用,把微電子技術(shù)引進(jìn)到相關(guān)的動(dòng)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(jìn)行有機結合而形成有效的系統。而隨著(zhù)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(jìn)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(gè)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)的應用
機電一體化技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和極高的應用價(jià)值，尤其是在工程機械中的應用更具廣泛性和有效性，機電一體化技術(shù)在工程機械中的應用主要表現在以下幾個(gè)方面：
1、機電一體化技術(shù)的在工程機械提高生產(chǎn)效率、節能降耗方面的應用
在傳統的工程機械中，能量的充分利用率和使用率比較低。比如說(shuō)，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(zhù)“節能降耗”的方向發(fā)展。比如說(shuō)，小松公司生產(chǎn)的挖掘機能夠很好地達到節能降耗的目的，大約可以節省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制節能器的采用。日立公司生產(chǎn)的挖掘機，采用了“卡特電子效率”節能控制體系，通過(guò)對泵以及發(fā)動(dòng)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)率也相應地得到了大幅度的提升。所以說(shuō)工程機械中電子節能控制器的運用，大幅度提高挖掘機等大型工程機械設備的能量利用率，一定程度上發(fā)揮到了節能的作用。電子節能控制器操作比較簡(jiǎn)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(dòng)化以及半自動(dòng)化的作業(yè)全過(guò)程中的應用
工程機械全面地實(shí)現作業(yè)自動(dòng)化以及半自動(dòng)化水平，可以有效地降低操作人員的勞動(dòng)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(shuō)，三菱公司設計生產(chǎn)的挖掘機，有控制挖掘機軌跡系統的功能，相關(guān)的操作人員在控制板上將鏟斗的運動(dòng)形狀和運動(dòng)軌跡設定好之后，相應的微機操作系統就會(huì )根據不同角度的傳感器發(fā)出的信號，對動(dòng)臂、鏟刀和斗桿的運動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)的控制，從而實(shí)現多種特定斷面溝槽、開(kāi)口和斜坡的精準挖掘，有效地實(shí)現了挖掘操作的自動(dòng)化水平。
3、在控制柴油機上的應用
要想進(jìn)一步深入發(fā)展柴油機技術(shù), 應該要解決發(fā)動(dòng)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,采用電子節能液壓泵系統能夠有效減小能耗, 還能自動(dòng)控制冷風(fēng)扇的轉速隨溫度的變化, 這樣的條件下, 電子控制自動(dòng)變速,還包括根據負荷條件自動(dòng)調節柴油機油門(mén)等內容都能得以實(shí)現, 能夠使得在各種變工況下的柴油機, 在滿(mǎn)足經(jīng)濟指標和排放指標的最佳噴油時(shí)間的同時(shí), 能夠實(shí)現凈化排氣、節約能源、提高效率。
4、機械操作的自動(dòng)化能夠降低勞動(dòng)強度
在工程機械施工操作中引入機電一體化實(shí)現操作的自動(dòng)化或者半自動(dòng)化，這樣大大降低了勞動(dòng)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)精確度方面的應用
在工程機械設備中使用電子控制系統可以將稱(chēng)量的過(guò)程自動(dòng)化，對稱(chēng)量系統實(shí)現微機控制，使得稱(chēng)量更加精確。自動(dòng)找平裝置的應用，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(dòng)供料系統(超聲波技術(shù))的應用，完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動(dòng)調節，全面提升了攤鋪的效果和質(zhì)量。與此同時(shí)，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(shí)還節約了人力，降低了施工人員的工作強度，高效、快捷，符合現代工程施工的要求。
6、電子監控、故障自診以及自動(dòng)報警
電子監控、故障自診以及自動(dòng)報警，也就是說(shuō)對于工程機械的.工作裝置，傳動(dòng)系統、發(fā)動(dòng)機、液壓系統以及制動(dòng)系統進(jìn)行全面的監控，一旦在運行的過(guò)程中發(fā)生異常情況，就會(huì )自動(dòng)地找出故障的位置并自動(dòng)進(jìn)行報警提示。機電一體化的發(fā)展和應用，大大地改善了操作人員的現實(shí)工作條件，全面提高了機械設備的工作效率。與此同時(shí)，簡(jiǎn)化了機械設備檢查和維護的工作，相應地減少了維修費用，大大降低了維修停機的時(shí)間，對于提高機械設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)在現代工程機械上應用較為廣泛,比如,發(fā)動(dòng)機可以通過(guò)機油壓
力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來(lái)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機的運轉狀態(tài)的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠實(shí)現攤鋪機在工作時(shí)實(shí)現自動(dòng)找平且行走速度不變的特點(diǎn),還能滿(mǎn)足攤鋪出來(lái)預定的平整度、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(lái)越高,可靠性和穩定性也能不斷提高,越來(lái)越廣的采集信息范圍也超著(zhù)集成、多功能化和智能化方向發(fā)展,所以,未來(lái)在工程機械上將應用越來(lái)越多種類(lèi)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)的應用
計算機是實(shí)現信息處理的主體, 信息處理技術(shù)包括范圍應用比較廣, 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)、數據庫技術(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(jìn)步, 應該大力發(fā)展計算機應用及信息處理技術(shù)。
3、電子控制理論的指導性增強
工程機械現代化的重要標志就是以微電子為核心的高新技術(shù), 通過(guò)其應用和推廣,在相關(guān)控制理論指導下,能夠滿(mǎn)足系統智能化設計的要求,完成相關(guān)的設計后的系統仿真等等。
結束語(yǔ)
綜上所述，機電一體化在工程機械中的應用發(fā)展是當前機械工業(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(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,工程機械機電一體化還會(huì )有著(zhù)更多的創(chuàng )新與發(fā)展,未來(lái)工程機械機電一體化技術(shù)的應用將會(huì )融合機、電、光以及磁的綜合性能，更好地促進(jìn)工程機械的發(fā)展。
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工程機械新技術(shù)應用論文 篇5
一、前言
隨著(zhù)計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，以全數字式現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)為代表現場(chǎng)控制儀表、設備大量應用，使得傳統的現場(chǎng)控制技術(shù)及現場(chǎng)控制設備發(fā)生了巨大的變化。繁瑣的現場(chǎng)連線(xiàn)被單一、簡(jiǎn)潔的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )所替代，系統設計靈活、設備維護簡(jiǎn)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用，使得工程機械的智能化程度越來(lái)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(lái)了劃時(shí)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，電子設備的大量使用，必然導致車(chē)身布線(xiàn)越來(lái)越長(cháng)愈來(lái)愈復雜，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，要求人批的數據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(shí)時(shí)交換，傳統線(xiàn)束已遠遠不能滿(mǎn)足這種需求。在這種情況下，將串行通訊總線(xiàn)系統引入可以有效解決上述問(wèn)題�；谏鲜鲈�，博世公司開(kāi)發(fā)了控制器局域網(wǎng)（CAN），并獲得了國際標準化組織的認可及許多半導體器件制造商、網(wǎng)絡(luò )系統開(kāi)發(fā)商的支持�，F在它已經(jīng)被廣泛地應用于汽車(chē)、工程機械和工業(yè)現場(chǎng)控制，實(shí)踐證明CAN網(wǎng)絡(luò )是一種性能優(yōu)異的現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )。
CAN總線(xiàn)技術(shù)的引入徹底改變了工程機械控制領(lǐng)域的面貌，分布式控制系統完全取代了集中式控制系統，在眾多具有CAN功能的控制器、傳感器和執行器的支持下，繁瑣的現場(chǎng)連線(xiàn)被單一、簡(jiǎn)潔的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )所替代，系統設計更加靈活、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(chē)局域網(wǎng)的應用及研究。進(jìn)入90年代，這些曰趨成熟的技術(shù)在國外已廣泛地應用于工程機械領(lǐng)域。為縮短與國際先進(jìn)水平的差距，研究和開(kāi)發(fā)自己的工程機械局域網(wǎng)系統勢在必行。
二、CAN的技術(shù)特征
1、CAN的物理特性
1.1拓撲結構 CAN在物理結構上屬于總線(xiàn)式通信網(wǎng)絡(luò )。
1.2機械參數及傳輸介質(zhì) 模塊通過(guò)一個(gè)9針的D型插頭連接到CAN總線(xiàn)上�？偩�(xiàn)采用屏蔽的或非屏蔽的雙絞線(xiàn)，用光纖更佳。
1.3電氣參數及信號表示 總線(xiàn)上的數據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(xiàn)中各節點(diǎn)使用相同的位速率。它的每位時(shí)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值，接受器在兩個(gè)相位緩沖段間采樣輸入位值，而兩個(gè)相位緩沖段長(cháng)度可自由調節，以保證采樣的可靠性。另外，CAN總線(xiàn)采用時(shí)鐘同步技術(shù)來(lái)保證通訊的同步。
2、CAN協(xié)議
CAN總線(xiàn)以報文為單位進(jìn)行信息交換，報文中含有標示符（ID），它既描述了數據的含義又表明了報文的優(yōu)先權。CAN總線(xiàn)上的各個(gè)協(xié)點(diǎn)都可主動(dòng)發(fā)送數據。當同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的節點(diǎn)發(fā)送報文時(shí)，CAN控制器采用ID進(jìn)行仲裁。ID控制節點(diǎn)對總線(xiàn)的訪(fǎng)問(wèn)。發(fā)送具有最高優(yōu)先權報文的節點(diǎn)獲得總線(xiàn)的使用權，其他節點(diǎn)自動(dòng)停止發(fā)送，總線(xiàn)空閑后，這些節點(diǎn)將自動(dòng)重發(fā)報文。
2.1CAN協(xié)議 分層結構CAN總線(xiàn)規范規定了任意兩個(gè)節點(diǎn)之間的兼容性。包括電氣特件利數據解釋協(xié)議。
CAN協(xié)議可分為：目標層、傳送層、物理層。其中目標層和傳送層包括了ISO/OSI定義的數據鏈路的所有功能。目標層的功能包括：確認要發(fā)送的信息；位應用層提供接口。傳送層功能包括：數據幀組織：總線(xiàn)仲裁：檢錯、錯誤報告、錯誤處理。
2.2CAN通信協(xié)議 CAN支持四類(lèi)信息幀類(lèi)型。
�。�1）數據幀CAN協(xié)議有兩種數據幀類(lèi)型標準2.0A和標準2.0B。兩者本質(zhì)的不同在于ID的長(cháng)度不同。在2.0A類(lèi)型中，ID的長(cháng)度為ll位；在2.0B類(lèi)型中ID為29位。一個(gè)信息震中包括7個(gè)主要的域：
幀起始域——標志數據幀的開(kāi)始，由一個(gè)顯性位組成。
仲裁域——內容由標示符和遠程傳輸請求位（RTR）組成，RTR用以表明此信息幀是數據幀還是不包含任何數據的遠地請求幀。當2.0A的數據幀和2.0B的數據幀必須在同一條總線(xiàn)上傳輸時(shí)，首先判斷其優(yōu)先權，如果ID相同，則非擴展數據幀的優(yōu)先權高于擴展數據幀。
控制域——r0、r1是保留位，作為擴展位，DLC表示一幀中數據字節的數目。
數據域——包含0～8字節的數據。
校驗域——檢驗位錯用的循環(huán)冗余校驗域，共15位。
應答域——包括應答位和應答分隔符。正確接收到有效報文的接收站在應答期間將總線(xiàn)值為顯性電平。
幀結束——由七位隱性電平組成。
�。�2）遠程幀接受數據的節點(diǎn)可通過(guò)發(fā)遠程幀請求源節點(diǎn)發(fā)送數據。它由6個(gè)域組成：幀起始、仲裁域、控制域、校驗域、應答域、幀結束。
�。�3）錯誤指示幀由錯誤標志和錯誤分界兩個(gè)域組成。接收節點(diǎn)發(fā)現總線(xiàn)上的報文有誤時(shí)，將自動(dòng)發(fā)出“活動(dòng)錯誤標志”其他節點(diǎn)檢測到活動(dòng)錯誤標志后發(fā)送“錯誤認可標志”。
�。�4）超載幀由超載標志和超載分隔符組成。超載幀只能在一個(gè)幀結束后開(kāi)始。當接收方接收下一幀之前，需要過(guò)多的時(shí)間處理當前的數據，或在幀問(wèn)空隙域檢測到顯性電平時(shí)，則導致發(fā)送超載幀。
�。�5）幀間空隙位于數據幀和遠地幀與前面的信息幀之間，由幀間空隙和總線(xiàn)空閑狀態(tài)組成。幀間空隙是必要的，在此期間，CAN不進(jìn)行新的幀發(fā)送，為的是CAN控制器在下次信息傳遞前有時(shí)間進(jìn)行內部處理操作。當總線(xiàn)空閑時(shí)CAN控制器方可發(fā)送數據。
2.3錯誤檢驗為了提高抗干擾能力和數據的可靠性，采取了多種錯誤檢測手段：發(fā)送監視、填充監視、CRC錯、格式錯、應答錯誤等。
2.4總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)控制要做到數據的實(shí)時(shí)處理，數據的高速傳輸是關(guān)鍵。對于工程機械中的具體節點(diǎn)而言，不僅需要高達1Mbit/s的通信速率，更需要在幾個(gè)節點(diǎn)要競爭訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)時(shí)正確定位哪個(gè)節點(diǎn)獲得使用權�？偩�(xiàn)上的各種數據的延遲要求是不一樣的，快速變化的物理量（如發(fā)送機的轉速、路面的隨機波動(dòng)信號等）比慢時(shí)變的物理量（如溫度、壓力等信號）要求訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)的頻率大的多。當多個(gè)節點(diǎn)同時(shí)需要訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)時(shí)，CAN控制器通過(guò)各種報文被賦予的優(yōu)先權標示符及ID數的大小來(lái)仲裁誰(shuí)先發(fā)送。
3、CAN總線(xiàn)技術(shù)的應用特點(diǎn)及支持器件
�。ㄒ唬〤AN總線(xiàn)技術(shù)的應用特點(diǎn)
1.CAN網(wǎng)絡(luò )上任何一節點(diǎn)均可作為主結點(diǎn)主動(dòng)地與其他節點(diǎn)交換數據，大大提高系統的性能。
2.盋AN網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的信息幀可分出優(yōu)先級，且單幀字節長(cháng)度短，有很好的實(shí)時(shí)性。
3.CAN的物理層及數據鏈路層采用獨特的設計技術(shù)，使其在抗干擾，錯誤監測能力等方面的.性能均超過(guò)其他總線(xiàn)。
4.CAN的通信速率相當高。當網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)的長(cháng)度不超過(guò)40米時(shí)，其通信速率可達1Mbit/s。
5.CAN總線(xiàn)每幀數據都含有CRC校驗及其他校驗措施，數據出錯率低。
6CAN總線(xiàn)節點(diǎn)在嚴重錯誤的情況下，可自動(dòng)切斷與總線(xiàn)的通信聯(lián)系，以使總線(xiàn)上的其他操作不受影響。
�。ǘ〤AN總線(xiàn)技術(shù)的支持器件
CAN總線(xiàn)自問(wèn)世以來(lái)，由于具有眾多獨特的優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應用，而且受到眾多的半導體廠(chǎng)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(zhù)名公司。其應用器件琳瑯滿(mǎn)目、層出不窮，已經(jīng)形成產(chǎn)品系列。
目前市場(chǎng)上比較常見(jiàn)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行器件。
三、CAN在工程機械中的應用
CAN由于具有良好的運行特性、極高的可靠性和獨特的設計，不但特別適合現代工程機械及汽車(chē)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)展前途的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。
在眾多半導體廠(chǎng)商的支持下，國際上一些著(zhù)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(xiàn)技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品的技術(shù)檔次及可靠性。下面就CAN總線(xiàn)在半主動(dòng)油氣懸架加以說(shuō)明。
在工程機械半主動(dòng)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(jiǎn)化了線(xiàn)束及器件的布置，提高了可靠性。
4個(gè)節點(diǎn)的優(yōu)先權按降序排列依次為：右前輪——左前輪——右后輪——左后輪。數據幀包含三字節數據，其中兩個(gè)字節為非懸架質(zhì)量加速度，一個(gè)字節為可調阻尼器的相對開(kāi)度值。通訊速率為300kbit/s。實(shí)際應用結果表明網(wǎng)絡(luò )運行良好，懸架的減震達到預期要求，而且在諸如啟動(dòng)、急剎車(chē)、急轉彎等特殊工況下，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )的合理調度，提高了車(chē)輛的抗俯仰、側傾的能力，改善了操縱的穩定性。
四、結束語(yǔ)
隨著(zhù)電子技術(shù)和大規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(jià)格進(jìn)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(jià)格的下降使得工程機械局域網(wǎng)的成本相差無(wú)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(xiàn)在工程機械上的廣泛應用將使工程機械的控制性能、動(dòng)力性、操縱穩定性、安全性、燃油經(jīng)濟性都上升到一個(gè)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、節約能源，而且可以有效地保證施工質(zhì)量，提高自動(dòng)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(jià)格比，而且可以使操作更加簡(jiǎn)單、輕便，在當前，我國的機電一體化在工程機械中具有以下功能：
1.1自動(dòng)報警、電子監控以及故障自檢功能
在工程機械中，電子監控就是對其傳動(dòng)系統、工作配件、制動(dòng)系統、發(fā)動(dòng)機以及液壓系統等的工作狀態(tài)進(jìn)行監控，一旦在監控過(guò)程中發(fā)現了異�，F象，自動(dòng)報警系統就會(huì )對出現故障的部位進(jìn)行準確地定位，然后便能有效改善工作人員的工作條件，迅速提高機械設備的效率，還可以使設備的維護檢修工作變得更加簡(jiǎn)單，使停機維修的時(shí)間減少，降低維修使用的費用，盡量延長(cháng)機械設備的使用壽命。
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(mén)的控制裝置、自動(dòng)停機裝置、自動(dòng)升溫控制裝置以及電子調速器等機械設備可以真正實(shí)現控制柴油機的功能。
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代設備中，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(chēng)量系統，而且實(shí)現了稱(chēng)量過(guò)程的自動(dòng)化。因為應用了自動(dòng)化的找平系統，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(dòng)供料系統而完全實(shí)現了調節的自動(dòng)化，進(jìn)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(jìn)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(dòng)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、降耗節能的功能
在傳統的工程機械中，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)采用新型的節能控制器，這種控制器不但有良好的節能效果，而且采用卡特電子效率的控制系統，通過(guò)綜合控制泵和發(fā)動(dòng)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(guò)程的半自動(dòng)化或自動(dòng)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(kāi)始實(shí)行半自動(dòng)化或自動(dòng)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(jìn)的企業(yè)中，其挖掘機都設有特殊的軌跡控制系統，即挖掘軌跡控制系統。在控制板上，有關(guān)的工作人員只要把挖掘機運動(dòng)軌跡的路線(xiàn)設計好，就可以依照各種角度傳感器的信號利用微機控制系統對動(dòng)臂、鏟刀和斗桿進(jìn)行自動(dòng)控制，這樣不僅實(shí)現了對工程機械作業(yè)進(jìn)行自動(dòng)化控制，而且還能夠精確挖掘各種特定開(kāi)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)域機電一體化的應用前景可以分為以下幾個(gè)方面：
2.1模塊化
由于科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，社會(huì )分工不斷精細，我國機電一體化的產(chǎn)品數量和產(chǎn)品種類(lèi)也變得越來(lái)越多，所以，應該加快實(shí)現機械產(chǎn)品的動(dòng)力接口、機械接口和電器接口的標準化，雖然這項工作比較復雜而且困難，但是卻尤為重要，因此說(shuō)，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(shí)現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(jué)、識別以及圖像處理等功能的控制單元、減速于一體的動(dòng)力單元等等。只有這樣，整個(gè)社會(huì )才能進(jìn)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(huì )把智能化應用作為一個(gè)重要的發(fā)展方向，現如今，有越來(lái)越多的人開(kāi)始研究人工智能方面的內容，主要表現在機器人和數控機床的智能化應用上。一般所說(shuō)的智能化就是指在有關(guān)的控制理論的基礎上，利用人工智能、模糊數學(xué)、心理學(xué)、運籌學(xué)等新思想、新手段在工程機械上中進(jìn)行應用和分析，讓工程機械通過(guò)自己的判斷推理、邏輯思維以及自主決策等能力進(jìn)行運作，這樣就使得機電一體化滿(mǎn)足了更高的要求。為了符合時(shí)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(kāi)的。目前，大多數新型的機電一體化都具有較高的質(zhì)量、強大的功能，而且有相當好的社會(huì )價(jià)值和經(jīng)濟價(jià)值，因此只要借助網(wǎng)絡(luò )就會(huì )在很短的時(shí)間內迅速暢銷(xiāo)。與此同時(shí)，在工程機械中監視技術(shù)和遠程控制技術(shù)也已經(jīng)應用越來(lái)越廣泛，現在看來(lái)，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可持續化
不可否認，工業(yè)化的進(jìn)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(lái)，人們越來(lái)越關(guān)注環(huán)保問(wèn)題，公民也一直在不斷加強自己的環(huán)保意識，綠色產(chǎn)品的概念和設計制造越來(lái)越受到歡迎。已經(jīng)有越來(lái)越多的企業(yè)在制造、使用、設計以及銷(xiāo)毀工程機械產(chǎn)品時(shí)都注重環(huán)保的要求，盡量提高資源的利用效率，滿(mǎn)足人們的健康需要。所以，在工程機械中，可持續化的綠色機電一體化產(chǎn)品將會(huì )越來(lái)越受人們的歡迎。
3、結語(yǔ)
在工程機械領(lǐng)域，機電一體化技術(shù)占據越來(lái)越大的優(yōu)勢，而且已經(jīng)被廣泛地應用，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，就應該及時(shí)順應時(shí)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)習機電一體化技術(shù)，只有做到了這些才能更好地參與到現代化的工程建設中去，為我國的工程機械建設事業(yè)做出更大的貢獻。
工程機械新技術(shù)應用論文 篇7
摘要：在工程機械儀表無(wú)線(xiàn)通信中，針對環(huán)境因素導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(wèn)題，需要借助射頻模塊nRF2401的有效應用，實(shí)現無(wú)線(xiàn)數據通信的功能。本文主要對射頻芯片nRF2401的工作原理及特點(diǎn)進(jìn)行詳細說(shuō)明，并給出了無(wú)線(xiàn)通信系統硬件結構、接口電路及相應程序框圖。
關(guān)鍵詞：射頻技術(shù)；工程機械儀表；無(wú)線(xiàn)通信
近年來(lái)，很多工程機械正朝著(zhù)大型化的模式發(fā)展，這必然會(huì )造成駕駛操控室回轉操作難度加大，長(cháng)距離工程操作也變得日益普及。射頻無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)大力發(fā)展，可實(shí)現大型工程機械駕駛操控室無(wú)線(xiàn)通信信號傳輸，大大解決了線(xiàn)纜傳輸中存在的不足，所傳輸的信號穩定性高且質(zhì)量也有所保障。
1、工程機械儀表無(wú)線(xiàn)通信中的射頻技術(shù)技術(shù)
WLAN技術(shù)是一種很常見(jiàn)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(wú)線(xiàn)通信技術(shù)對比，WiMax技術(shù)最近幾年才出現，只用極少企業(yè)會(huì )使用WiMax技術(shù)。LMDS技術(shù)是一項綜合型的業(yè)務(wù)系統，可以滿(mǎn)足人們形式多樣的業(yè)務(wù)需求，同時(shí)還具有視頻功能、數據功能等，但其易受天氣因素的影響，限制了無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(zhù)很高要求，發(fā)展到今天，還沒(méi)有形成統一的、完善的標準。在實(shí)際運用過(guò)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(wú)線(xiàn)信號的效率。不過(guò)，在無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展下，它在具體運用過(guò)程中還需要不斷完善，進(jìn)而得到更為廣泛和普遍的使用。
2、通信系統硬件及軟件設計
2.1系統結構及工作原理
射頻芯片nRF2401系統主要由兩部分組成：一是發(fā)射機，發(fā)射機的主要作用是對現場(chǎng)各類(lèi)儀表信號進(jìn)行數據采集、存儲以及數據發(fā)送工作；二是接收機，主要作用是對LCD顯示儀表參數進(jìn)行控制，并向發(fā)射機傳送相關(guān)指令。該系統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(shí)現模塊的轉換，而且LCD上能夠對收發(fā)器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)反映，以便于操作人員發(fā)現異常時(shí)及時(shí)采取有效的措施加以改進(jìn)。此外，由于發(fā)射機與接收機的控制單元部位均配置有標準的RS-232接口，因此可以對所獲取的數據進(jìn)行準確的分析與處理。
2.2通信系統軟件無(wú)線(xiàn)通信模塊
在系統軟件的設計過(guò)程中，主要是借助IAREmbeddedWorkbench平臺上開(kāi)發(fā)的C代碼程序實(shí)現的。發(fā)射機程序在設置時(shí)需包含數據的采集、發(fā)送以及顯示等模塊，而接收機程序在設置時(shí)應包含無(wú)線(xiàn)數據的接收、地址以及PC機通信等模塊。與此同時(shí)，在發(fā)射機與接收機上都應預留一個(gè)收發(fā)命令的接口，以便后期工作所需。無(wú)線(xiàn)通信模塊的作用是實(shí)現對nRF2401系統的初始化和無(wú)線(xiàn)數據收發(fā)功能。數據包協(xié)議格式，PRE-AMBLE主要為8bit前導碼，借助硬件系統進(jìn)行自動(dòng)加入；ADDRESS為32bit，用來(lái)發(fā)送地址碼；PAYLOAD至少為208bit，用以實(shí)現數據的傳送；CRC是由內置CRC糾檢錯硬件電路自動(dòng)加上的校驗和。通信程序正式啟動(dòng)后，系統首先會(huì )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，系統應根據需要設置收發(fā)健以及空閑健，在工作中若需接收信號，則只需將按鍵進(jìn)行閉合處理。借助MCU的P2.0引腳控制nRF2401的CE端。當系統需要發(fā)送程序時(shí)，則應直接寫(xiě)入nRF2401發(fā)送配置字，再置CE端為高，nRF2401即可進(jìn)入發(fā)送模式。通道1地址和發(fā)送數據由P2.7（DATA）引腳依次寫(xiě)入nRF2401的緩沖區，nRF2401自動(dòng)加上字頭、CRC校驗碼，將數據包以一定的通信速率發(fā)射出去。接收程序可實(shí)現對數據的連續接收工作，如需暫�；蛘咧兄箶祿慕邮�，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通信系統硬件nRF2401收發(fā)器工作原理
在該系統中，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(diǎn)：一是具備超大的存儲空間；二是能耗低；三是可實(shí)現高速運轉。由于該系統中無(wú)線(xiàn)通信模塊所采用的是單片集成射頻無(wú)線(xiàn)收發(fā)器nRF2401芯片，因此可在大范圍內實(shí)現信號之間的傳遞。nRF2401芯片使用的是5mmx5mmQFN封裝。芯片雖小，但內部功能卻較為齊全，設置有地址解碼器、時(shí)鐘、解調處理器等功能模塊。以-5dBm功率發(fā)射時(shí)，工作電流可達10.5mA，接收時(shí)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(gè)配置字、2個(gè)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)數據主要由nRF2401自動(dòng)處理數據包字頭、地址和CRC校驗碼加以實(shí)現，突發(fā)模式受外界因素影響的程度較低且能起到節約資源的目的；二是DirectMode（直接模式），若采取直接模式，則數據包字頭、地址等內容必須在通信程序中進(jìn)行有效處理。一個(gè)配置字主要是指nRF2401內置狀態(tài)字寄存器，主要用來(lái)設置芯片的工作參數。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)，當信號被傳輸過(guò)來(lái)時(shí)，可由兩個(gè)相互獨立的專(zhuān)用通信進(jìn)行有效接收。通道1、通道2和一般通道只能接收數據。若在通道2上連接一個(gè)天線(xiàn)接口，可同時(shí)實(shí)現兩組數據的接收工作。但是，通道2不是在任何頻率狀態(tài)下都能實(shí)現數據的.接收。只有當它比通道1的頻率高出8MHz以上時(shí)，才能進(jìn)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(shí)，首先進(jìn)行的是配置模式，系統會(huì )啟動(dòng)初始化程序并輸入配置字，配置字的最后一位應明確指定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(jìn)入收發(fā)模式工作。在信號收發(fā)交互過(guò)程中，一方可進(jìn)入空閑模式中，等到所有的數據被傳輸完成后，系統會(huì )自動(dòng)進(jìn)入關(guān)機模式中。
3、試驗結果及結論
分別將該系統在室內走道部位以及室外開(kāi)闊地段進(jìn)行了無(wú)線(xiàn)數據的傳輸試驗，并對數據的傳輸距離以及誤碼率進(jìn)行了準確測定與評估。在室內，走道傳輸距離為70m，而在室外開(kāi)闊地段傳輸距離可到100m。再加之nRF2401芯片中設置了一定的CRC糾錯電路和協(xié)議，可為數據傳輸的穩定性提供可靠的保障。在此次實(shí)驗中，接收數據均顯示正常，無(wú)異常情況發(fā)生。
4、結語(yǔ)
射頻無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)大力發(fā)展，可實(shí)現大型工程機械駕駛操控室無(wú)線(xiàn)通信信號傳輸。而射頻技術(shù)在工程機械儀表無(wú)線(xiàn)通信中的應用，可有效解決當前所面臨的長(cháng)距離信號傳輸的不穩定性，緩解傳統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(diǎn)。
參考文獻
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