自動(dòng)化控制在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用探討

趙偉

摘 要：機(jī)械制造及其自動(dòng)化是我國制造業(yè)現(xiàn)代化的驅(qū)動(dòng)力。我國機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展十分迅速，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制造水平已經(jīng)到達(dá)了一定高度。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，自動(dòng)化是行業(yè)發(fā)展的趨勢。行業(yè)專家采用先進(jìn)的理念和技術(shù)來促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)和自動(dòng)化，逐步滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)各行業(yè)的需求，以促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。本文對自動(dòng)化控制在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用進(jìn)行研究與探討，從中發(fā)現(xiàn)問題及對策。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;礦山機(jī)械設(shè)備;設(shè)計(jì)與制造;應(yīng)用探討

1引言

我國經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要部分是機(jī)械制造行業(yè)，自動(dòng)化技術(shù)能夠在無人操作的條件下進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的獨(dú)立生產(chǎn)，使其廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)，就可以全面節(jié)省企業(yè)成本。自動(dòng)化技術(shù)比傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)更有優(yōu)勢，主要可以提升設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性，這就為礦山工作帶來了便利與保障。近年來，我國的工業(yè)化水平大幅提高，成為第一工業(yè)大國。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用減少了企業(yè)對人力和物質(zhì)資源發(fā)展的貢獻(xiàn)，改善了傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)模式，總體上加速了我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展[1]。

2自動(dòng)化控制在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在一些發(fā)達(dá)國家，自動(dòng)化技術(shù)早已開始廣泛應(yīng)用，特別是在數(shù)控技術(shù)、生產(chǎn)加工的工廠流水線等，都在采用自動(dòng)化技術(shù)。礦山挖掘是我國煤礦行業(yè)基礎(chǔ)工作之一，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要作用。由于采礦技術(shù)在我國發(fā)展過程中起步較晚，導(dǎo)致在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中有一些自動(dòng)化環(huán)節(jié)沒有完善，甚至還沒有完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。為了加快企業(yè)在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展，就要沿著科技興國的道路一直走下去，將自動(dòng)化技術(shù)完全融入到礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中。

近年來，隨著我國的科技進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在迅速發(fā)展，因此許多問題已經(jīng)得到解決，在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造方面也是如此。自動(dòng)化技術(shù)的重要性在于使用自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)和管理工具來減少工作量和提高效率。同時(shí)，在需要精密度的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中，有效提高了生產(chǎn)技術(shù)，利用自動(dòng)化解決了其中的難題。不僅如此，在工作條件艱難的環(huán)境下，人們手工生產(chǎn)不僅滿足不了社會(huì)需求，還會(huì)造成人員傷亡，利用自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)備的生產(chǎn)與運(yùn)行就可以輕松解決以上問題。自動(dòng)化控制技術(shù)不會(huì)隨著環(huán)境的惡劣程度而影響工作質(zhì)量，對人們的生產(chǎn)有著一定的幫助，因此要在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。

3自動(dòng)化控制在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中的發(fā)展趨勢

在我國的工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)械制造占據(jù)了主要的地位，不僅關(guān)乎我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，更是與我國人們生活水平的好壞分不開。因此，提高機(jī)械制造的技術(shù)水平就顯得尤為重要。我國相關(guān)部門可以定期召開機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)研討會(huì)，行業(yè)中的相關(guān)人士都可以前來參加，進(jìn)行探討和交流。同時(shí)，國家還要建立定點(diǎn)生產(chǎn)示范區(qū)，將機(jī)械生產(chǎn)中先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行整理和集合，統(tǒng)一到示范區(qū)中，行業(yè)相關(guān)人士可以定期前來參觀和學(xué)習(xí)。

自動(dòng)化機(jī)械制造技術(shù)本身就是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)之上，將生產(chǎn)過程虛擬化和智能化，將生產(chǎn)過程轉(zhuǎn)化為程序和系統(tǒng)，有助于企業(yè)提高生產(chǎn)效率與功能分析。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，中國機(jī)械制造行業(yè)來開始研究通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)利用虛擬應(yīng)用程序設(shè)計(jì)機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)。虛擬應(yīng)用通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、建模仿真技術(shù)等對機(jī)械外觀和各個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)問題后進(jìn)行及時(shí)糾正。這與以往的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)相比，對機(jī)械制造的容錯(cuò)率有了寬限，錯(cuò)誤也可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行更改，不僅提高了生產(chǎn)效率，也降低了設(shè)備出現(xiàn)故障的概率，及時(shí)減少了生產(chǎn)過程中不必要的成本。

4自動(dòng)化控制在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用

4.1集成化自動(dòng)技術(shù)

為了促進(jìn)機(jī)械制造集成化，生產(chǎn)需要符合實(shí)際需求，科學(xué)、合理地選擇和使用自動(dòng)化工具和技術(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)械制造企業(yè)之間存在明顯的差異，如技術(shù)水平、生產(chǎn)系統(tǒng)級(jí)別等，這就需要使用自動(dòng)化技術(shù)來協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就要依賴于工程理論和信息技術(shù)。必須承認(rèn)的是，工程技術(shù)的融合是計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)化的結(jié)果，可以優(yōu)化企業(yè)當(dāng)前的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)環(huán)節(jié)。機(jī)械工程協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化進(jìn)一步提高了自動(dòng)化技術(shù)的集成化程度，可以提高機(jī)械產(chǎn)品的制造質(zhì)量和效率，同時(shí)降低產(chǎn)品的成本，拓展創(chuàng)新的空間，為機(jī)械生產(chǎn)增加了市場機(jī)會(huì)，促進(jìn)機(jī)械制造的長期穩(wěn)定發(fā)展[2]。

4.2柔韌自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化生產(chǎn)的柔韌技術(shù)最初是由英國提出的，是英國對自動(dòng)化管理和采礦機(jī)械設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。柔韌自動(dòng)化是基于機(jī)械設(shè)別生產(chǎn)的相關(guān)信息，將有關(guān)系統(tǒng)和數(shù)字信息進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)更多產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工。在實(shí)際應(yīng)用和制造方面，柔韌自動(dòng)化類似于生產(chǎn)過程中的組成技術(shù)。其本質(zhì)是，將被加工的產(chǎn)品將通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整來實(shí)現(xiàn)更有效的加工處理和儲(chǔ)存運(yùn)輸，如果中途出現(xiàn)問題，解決起來將更加簡單和便捷。自動(dòng)化柔韌技術(shù)將計(jì)算機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的信息管理核心，在生產(chǎn)過程中控制每一種產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

4.3數(shù)控化應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)同樣也是機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與人工控制相比，數(shù)控技術(shù)可以在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮更多的優(yōu)勢。信息數(shù)字化、機(jī)械自動(dòng)化、自動(dòng)控制技術(shù)以及各種硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)等等都屬于數(shù)控技術(shù)，極大地提高了機(jī)械制造的便捷程度和效率，并為自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)的持續(xù)發(fā)展也為機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造創(chuàng)造了便利條件，在自動(dòng)檢測機(jī)械設(shè)備的環(huán)節(jié)中，例如，時(shí)序技術(shù)和電流信號(hào)技術(shù)等，都可以及時(shí)檢測和診斷機(jī)械設(shè)備的故障，并更快地識(shí)別機(jī)械設(shè)備的磨損程度。但是，我國目前的生產(chǎn)加工水平有限，數(shù)控技術(shù)必須由專業(yè)人士進(jìn)行操作，以確保技術(shù)的合理性。此外，在礦采機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造中，我國的數(shù)控技術(shù)還沒有做到普及，相關(guān)的專業(yè)人士也十分稀缺，這也礦采機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中的短板。

4.4專家系統(tǒng)應(yīng)用

專家系統(tǒng)是在自動(dòng)化基礎(chǔ)上建立的，將機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程的過程輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。它包含了廣泛的機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械工程的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，它在實(shí)際機(jī)械制造過程中扮演著自動(dòng)控制、故障控制和緊急處理的角色，可以為機(jī)械制造提供參考，也可以為機(jī)械生產(chǎn)解決問題。目前，專家系統(tǒng)主要通過CBR和RBR共同開發(fā)的機(jī)械設(shè)備故障檢測系統(tǒng)，主要組成部分有故障診斷數(shù)據(jù)庫、故障診斷規(guī)則庫和機(jī)械故障案例的檔案庫等等。在礦采機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的過程中，專家系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測設(shè)備的制造狀態(tài)與生產(chǎn)進(jìn)度，并在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行跟蹤和定位。如果出現(xiàn)與故障案例相似的情況，就需要迅速采取措施，立即停止設(shè)備運(yùn)行，向工作人員發(fā)出需要檢查的警報(bào)，并由專業(yè)人員進(jìn)行檢查。

5結(jié)束語

中國礦業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)和自動(dòng)化管理一體化需要持續(xù)的研究，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。目前，礦采機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和自動(dòng)化不僅需要借鑒先進(jìn)的國外技術(shù)和以往成功的案例，還需要吸取這方面失敗的教訓(xùn)，及時(shí)避免更多的問題出現(xiàn)。在研究礦采機(jī)械設(shè)備發(fā)展的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)機(jī)械管理與操作的自動(dòng)化，再加上可持續(xù)發(fā)展的理念，不斷促進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，加快礦采機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率[3]。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張政潑，李振雄，董中新，蔣桂平，賴顯渺，黃桂云.全自動(dòng)化制造裝備研發(fā)、應(yīng)用與實(shí)踐[J].裝備制造技術(shù)，2019（10）：1-5+11.

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