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工程机械技术智能化研究

 论文栏目:机械技术论文     更新时间:2017/12/7 10:57:37   

【摘要】工程行业的发展势头强劲,对工程机械的技术水平提出了较高要求。国外的工程机械技术一直处于领先之态,我国也不甘示弱,对此,我国应积极把传感技术、微电子技术、信息转换技术、智能控制技术应用于机械的开发中,使工程机械建设完成智能控制、故障诊断与中央管理三个系统。

【关键词】工程机械;信息化;自动;微电子

一、工程机械技术的现状概括

1.国外机械技术发展现状

发达国家一直是工程机械技术的前沿发展者,并且垄断了新技术工程机械的生产,比如美国、法国、德国等。澳大利亚的装载机可以实现在几千米以下的坑道中无人作业;德国是在挖掘机的机电液一体化上做出了成绩,利用电子控制发动机的转速,节省了燃油,提高了发动机的功率;日本的超大型推土机PC-3上装备了电子控制系统,提高了推土机的运作效率和性能维持率;法国的巨型隧道挖掘机使用了激光传感技术进行导航,在方向的控制上有着显著优势。

2.国内机械技术发展现状

在建设方面:其一是形成了批量的大型机械生产企业,比如三一重工集团、徐工集团、黄河工程机械有限公司等,生产规模大,生产条件一流;其二是生产产品齐全,约计有18个种类的产品,并且在持续丰富中,这些产品还可以根据不同的工程要求,进行不同型号的调整;其三是生产工艺较为先进,很多企业装备了数控生产线、焊接机器人化等关键技术,将信息技术应用于生产中。在研发方面:山东科技大学的机器人研究势头大好,第一台喷浆机器人已经顺利完工并投入实践,目前,更加先进的喷浆机器人正在研发中;国防科技大学研制的压路机器人也已经使用于九华湘江扩口工程;吉林工业大学研发出机器人化的装载机,通过采用集成系统,可以对运作过程进行全方位监控,实现故障的自我诊断;徐工集团采用数控技术和超声波技术制作了自动摊铺机,在摊铺速度方面具有稳定性,在输分料方面具有均匀性,在摊铺平整度方面具有优良性,在压实密度方面具有紧凑性,并且可以进行远程操控以及同时进行多任务,这得益于总线技术的提高;中科院合肥智能研究所研发出了自动多项无轨堆垛机,具有转向、前引、侧移等八个方面的自由度,并实现了计算机的自动监控;镇江路面机械总厂开发出一种全方位回转液压挖掘机,能够在场地狭小的条件下完成作业……

二、工程机械中信息技术的应用

1.传感技术

目前,主要是将超声波、电磁波等新技术应用于对作业的测量上。在地面上作业的机械,可以应用GPS进行外部环境的测量,在浅层地下作业的机械,可以应用电磁波技术进行外部环境的测量,在深层地下作业的机械,可以应用激光技术进行外部环境的测量,主要包括外部基准打靶法好内部基准法两种类型,内部基准法的准确性相对较高。这些新技术也可以应用于农业生产机械,强化农业机械的作用率。

2.信息转换技术

在微电子技术进行处置后,再转换成强信号进行机械部件的控制和驱动。这种信号的转换依赖于接口技术,依赖于控制电液比例以及电比例,可以对信号进行较高性能的转换。

3.微电子技术

信息处理的优劣是机械工作质量的核心,是机械智能化的关键。信息处理主要依靠微电子技术来实现,目前的微电子技术,已经从8位提高到32位,运算速度的急速增长使得处理器的性能大幅度提升,也使得机械智能化的程度提高。

4.智能控制技术

从单个部件到整机,工程机械要求控制技术的日益提高。现在的工程机械,是提高模块的技术性能,然后通过优化组合,提高总体性能。以前的控制,多用PID来解决,但是现在加入了不少其他先进技术,比如状态反馈、非线性补偿等,提高了对机械的控制效率,CAN总线的加入,更是实现了多线路于联网控制。

三、工程机械智能化的发展趋势

1.智能控制

将微电子技术、传感技术、自动控制技术等结合起来,研究机械的智能控制系统,实现机械的完全操作。此发展面临的主要问题包括自动变速系统、自动称重系统、中央润滑系统、编程系统等。实现对人的命令的完美操作,是工程机械智能化的主要目的,因此不能忽略。

2.故障诊断系统

通过对机械的工作参数进行分析,比如油温、水温、各种压力参数、油量等运行参数进行测值,估测出故障,并且高端的故障诊断细化还可以对故障进行等级分类,然后给出不同的报警信号,让工作人员及时发现和处理机械故障。

3.中央管理系统

工作人员可以通过中央管理系统对机械的作业情况、各种机械在工程中的配合情况,以及根据作业的进度和机械的稳定性,对机械进行全方位的调度,比如作业速度、运行路线、机械的保养与维修安排等,在中央管理系统的运行下,工程的总体效率得以提高。

参考文献

[1]杨红旗.中国工程机械行业的回顾与展望[J].工程机械,2002:6.

[2]徐晓光,喻道远等.工程机械行业的智能化趋势与发展对策[J].工程机械,2002:6.

作者:姚雪莲 单位:南京江宁中等专业学校

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