自動化控制在礦山機械設備設計與制造中的應用探討

趙偉

摘 要：機械制造及其自動化是我國制造業(yè)現代化的驅動力。我國機械制造行業(yè)的發(fā)展十分迅速，隨著科學技術的發(fā)展，制造水平已經到達了一定高度。在機械設計制造中，自動化是行業(yè)發(fā)展的趨勢。行業(yè)專家采用先進的理念和技術來促進機械生產和自動化，逐步滿足經濟發(fā)展和社會各行業(yè)的需求，以促進社會發(fā)展。本文對自動化控制在礦山機械設備設計與制造中的應用進行研究與探討，從中發(fā)現問題及對策。

關鍵詞：自動化;礦山機械設備;設計與制造;應用探討

1引言

我國經濟的一個重要部分是機械制造行業(yè)，自動化技術能夠在無人操作的條件下進行機械設備的獨立生產，使其廣泛應用于機械制造行業(yè)，就可以全面節(jié)省企業(yè)成本。自動化技術比傳統(tǒng)的機械技術更有優(yōu)勢，主要可以提升設備的安全性和穩(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。自動化技術的應用減少了企業(yè)對人力和物質資源發(fā)展的貢獻，改善了傳統(tǒng)機械工業(yè)設備的生產模式，總體上加速了我國經濟的快速發(fā)展[1]。

2自動化控制在礦山機械設備設計與制造中的應用現狀

在一些發(fā)達國家，自動化技術早已開始廣泛應用，特別是在數控技術、生產加工的工廠流水線等，都在采用自動化技術。礦山挖掘是我國煤礦行業(yè)基礎工作之一，對我國的經濟發(fā)展有著重要作用。由于采礦技術在我國發(fā)展過程中起步較晚，導致在礦山機械設備設計與制造中有一些自動化環(huán)節(jié)沒有完善，甚至還沒有完全實現自動化控制。為了加快企業(yè)在礦山機械設備設計與制造的發(fā)展，就要沿著科技興國的道路一直走下去，將自動化技術完全融入到礦山機械設備設計與制造中。

近年來，隨著我國的科技進步，計算機技術也在迅速發(fā)展，因此許多問題已經得到解決，在礦山機械設備設計與制造方面也是如此。自動化技術的重要性在于使用自動化技術生產和管理工具來減少工作量和提高效率。同時，在需要精密度的機械設備生產中，有效提高了生產技術，利用自動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，人們手工生產不僅滿足不了社會需求，還會造成人員傷亡，利用自動化控制技術進行設備的生產與運行就可以輕松解決以上問題。自動化控制技術不會隨著環(huán)境的惡劣程度而影響工作質量，對人們的生產有著一定的幫助，因此要在礦山機械設備設計與制造中實現廣泛應用。

3自動化控制在礦山機械設備設計與制造中的發(fā)展趨勢

在我國的工業(yè)生產中，機械制造占據了主要的地位，不僅關乎我國的經濟發(fā)展，更是與我國人們生活水平的好壞分不開。因此，提高機械制造的技術水平就顯得尤為重要。我國相關部門可以定期召開機械設計與生產研討會，行業(yè)中的相關人士都可以前來參加，進行探討和交流。同時，國家還要建立定點生產示范區(qū)，將機械生產中先進的技術進行整理和集合，統(tǒng)一到示范區(qū)中，行業(yè)相關人士可以定期前來參觀和學習。

自動化機械制造技術本身就是基于計算機技術之上，將生產過程虛擬化和智能化，將生產過程轉化為程序和系統(tǒng)，有助于企業(yè)提高生產效率與功能分析。近年來，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，中國機械制造行業(yè)來開始研究通過計算機系統(tǒng)利用虛擬應用程序設計機械的整體結構。虛擬應用通過先進的計算機技術、建模仿真技術等對機械外觀和各個部件進行設計，發(fā)現問題后進行及時糾正。這與以往的傳統(tǒng)生產技術相比，對機械制造的容錯率有了寬限，錯誤也可以通過計算機技術進行更改，不僅提高了生產效率，也降低了設備出現故障的概率，及時減少了生產過程中不必要的成本。

4自動化控制在礦山機械設備設計與制造中的應用

4.1集成化自動技術

為了促進機械制造集成化，生產需要符合實際需求，科學、合理地選擇和使用自動化工具和技術。在實際生產中，機械制造企業(yè)之間存在明顯的差異，如技術水平、生產系統(tǒng)級別等，這就需要使用自動化技術來協調生產過程，實現這一目標就要依賴于工程理論和信息技術。必須承認的是，工程技術的融合是計算機技術系統(tǒng)化的結果，可以優(yōu)化企業(yè)當前的生產過程和生產環(huán)節(jié)。機械工程協調設計的自動化進一步提高了自動化技術的集成化程度，可以提高機械產品的制造質量和效率，同時降低產品的成本，拓展創(chuàng)新的空間，為機械生產增加了市場機會，促進機械制造的長期穩(wěn)定發(fā)展[2]。

4.2柔韌自動化技術

自動化生產的柔韌技術最初是由英國提出的，是英國對自動化管理和采礦機械設計的理論基礎。柔韌自動化是基于機械設別生產的相關信息，將有關系統(tǒng)和數字信息進行改進，以適應更多產品的生產和加工。在實際應用和制造方面，柔韌自動化類似于生產過程中的組成技術。其本質是，將被加工的產品將通過適當的調整來實現更有效的加工處理和儲存運輸，如果中途出現問題，解決起來將更加簡單和便捷。自動化柔韌技術將計算機作為整個系統(tǒng)的信息管理核心，在生產過程中控制每一種產品的生產環(huán)節(jié)。

4.3數控化應用

數控技術同樣也是機械制造領域應用自動化技術的關鍵環(huán)節(jié)，與人工控制相比，數控技術可以在實際應用中發(fā)揮更多的優(yōu)勢。信息數字化、機械自動化、自動控制技術以及各種硬件設備與軟件系統(tǒng)等等都屬于數控技術，極大地提高了機械制造的便捷程度和效率，并為自動化技術的有效應用奠定了堅實的基礎。數控技術的持續(xù)發(fā)展也為機械設備設計與制造創(chuàng)造了便利條件，在自動檢測機械設備的環(huán)節(jié)中，例如，時序技術和電流信號技術等，都可以及時檢測和診斷機械設備的故障，并更快地識別機械設備的磨損程度。但是，我國目前的生產加工水平有限，數控技術必須由專業(yè)人士進行操作，以確保技術的合理性。此外，在礦采機械設備設計與制造中，我國的數控技術還沒有做到普及，相關的專業(yè)人士也十分稀缺，這也礦采機械設備生產中的短板。

4.4專家系統(tǒng)應用

專家系統(tǒng)是在自動化基礎上建立的，將機械設計與制造工程的過程輸入到計算機系統(tǒng)中。它包含了廣泛的機械設計與機械工程的知識和經驗，它在實際機械制造過程中扮演著自動控制、故障控制和緊急處理的角色，可以為機械制造提供參考，也可以為機械生產解決問題。目前，專家系統(tǒng)主要通過CBR和RBR共同開發(fā)的機械設備故障檢測系統(tǒng)，主要組成部分有故障診斷數據庫、故障診斷規(guī)則庫和機械故障案例的檔案庫等等。在礦采機械設計與制造的過程中，專家系統(tǒng)可以實時檢測設備的制造狀態(tài)與生產進度，并在數據庫中進行跟蹤和定位。如果出現與故障案例相似的情況，就需要迅速采取措施，立即停止設備運行，向工作人員發(fā)出需要檢查的警報，并由專業(yè)人員進行檢查。

5結束語

中國礦業(yè)機械的設計和自動化管理一體化需要持續(xù)的研究，以實現進一步發(fā)展。目前，礦采機械設備的設計和自動化不僅需要借鑒先進的國外技術和以往成功的案例，還需要吸取這方面失敗的教訓，及時避免更多的問題出現。在研究礦采機械設備發(fā)展的基礎上，實現機械管理與操作的自動化，再加上可持續(xù)發(fā)展的理念，不斷促進企業(yè)的經濟效益，加快礦采機械設備的生產效率[3]。

參考文獻：

[1]勵杰.檢測技術在機械自動化制造系統(tǒng)中的應用研究[J].現代制造技術與裝備，2020（05）：198-199.

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

[3]侯賀天，曹亞亭.自動化制造技術的發(fā)展與應用[J].電子測試，2019（13）：118-119.

（金誠信礦業(yè)管理股份有限公司南方分公司，云南 昆明 650000）