機械自動化技術在煤礦機械制造中的應用
時間:2023-04-22 單位（部門）:礦建二公司 作者:趙源 點擊:載入(ru)中(zhong)...
在科學技術不斷更新迭代的過程中，自動化技術已經被應用到各個領域，使得工業生產變得更加精準高效，節省了大量的人力成本，從而促進了中國社會的不斷發展進步。如今，機械自動化也在煤礦行業得到了廣泛的應用，不僅提升了采礦效率，還能有效保障施工作業人員的安全，各項自動化技術的應用技術不斷推動著煤礦行業的進步。
1機械自動化概述
1.1機械自動化
機械自動化主要是依托信息技術以及自動化技術進行機械設計，機械本身可以通過信息引導來完成一系列工作。從機械設計的角度來講，機械設備本身的生產需要大量工序的協調，人工管理以及設備自動化運行是提升機械生產效率以及質量的根本保障，尤其是新時期的機械設備、零件更為精密，系統不斷進行升級，自動化技術能夠為機械產品的設計提供安全輔助作用。而從分類層面來講，在機械制造的過程中，自動化技術的應用強調硬件智能管理、軟件智能檢測、系統自動化運轉、各工序集成化管理等。
1.2機械自動化技術優勢
(1)提升企業經濟效益
利用自動化技術開展機械生產活動雖然短期內因購置設備、建設系統會造成成本上升，但從長期經營來看，可以有效減少企業生產所需的成本，獲得更多利潤回報。傳統生產技術下，生產的機械產品多瑕疵，成品之間的差異較大，實際應用中很容易發生故障，而且效率較低，遠遠滿足不了現代化的生產需求。自動化技術基于節能環保原則，為機械制造企業帶來了巨大的經濟效益。雖然自動化技術操作過于復雜，但是其細節化設計優化了現場加工各個環節，所生產出來的產品功能更豐富、更可靠，提升了企業在市場當中的競爭力。
(2)推動機械制造企業的長期發展
自動化技術是建立在大量先進數據的基礎上，以此來實現機械設計和生產模式的創新，企業不斷進行技術上的創新可以為企業經營帶來更大經濟效益，是保障企業長期健康發展的重要措施。自動化技術在機械制造業設計和生產當中的應用，能夠更好地落實節能環保的生產理念，為企業根據自身情況設定新的目標，拓展企業的業務范圍。
(3)提高企業生產效率
目前，我國的機械制造技術已經逐漸完善，但是機械制造業的發展需求依然不斷地在提高。自動化技術的運用使機器在工作時，協調機械設計和制造，保證了設備的穩定運行，從而促進企業提高了生產效率，保證產業的標準化生產需求，自動化與智能化取長補短，在優化機器產品設計和生產制造時間的同時，快速提升成品設計服務質量。
(4)保障生產安全
在實際生產當中，將機械設計與自動化技術結合能夠有效降低生產現場所需人員，進而降低生產安全風險，同時可保證生產機械設備在工作時的高效運行。企業在生產過程中，根據生產規模安排生產管理人員進行監督，但是在實際生產過程中，人力資源監督難以做到全時段的監督，進而容易出現各種故障、安全事故，對生產效率也會造成負面影響。采用自動化技術，利用控制系統監控人員工作情況，根據生產指令，實現人力資源的高度集中，可以最大程度的減少人為失誤，對生產過程進行動態化管理，保證生產質量和效率。產品生產時加入自動化技術，可以減少人力資源的投入，降低生產過程對員工生命財產的威脅，保障和提高生產過程的安全性。
2.機械自動化技術在機械制造中的應用
2.1應用于產品智能化設計制造
自動化技術應用到機械制造可以引導該行業朝著智能化、現代化的方向發展。企業在運用自動化技術時，在產品設計方面要嚴格遵守標準的程序來正確操作機械設備，通過自動化技術能夠快速將生產過程出現的問題生成詳細的報告，可以縮短維修檢測的時間。在實際生產當中，正確有效的使用自動化技術可以體現出設備的智能化水平，更快速的對機器進行操作，另外，借助數據分析軟件，使自動化技術在應用時正確處理設備當中的生產數據，推動機械制造業進一步發展，使現代機械設計邁向智能化。通過智能化管控，可以將人員、設備、物料整合到生產管理平臺上，有效提升生產智能化、柔性化及精益化程度，實現操作人員大幅減少，作業效率大幅提升。
2.2應用于數控系統
數控系統是機械制造業生產當中的核心部分，在生產當中承擔著重要作用，也是影響機械制造業發展的重要因素。自動化技術應用到數控系統中，有效推動了機械制造行業的高效發展。首先，自動化技術和數字技術、計算機技術和控制技術有效結合，從而提升了機械制造業在數控方面的便捷性和利用率，充分發揮了自動化技術的優勢。其次，在新時期的發展背景下，機械制造業中將自動化技術應用到數控系統當中，是企業發展的必然趨勢，通過專業人才的操作和控制，可以提升產品的精度、速度和安全性，實現高效率、高質量生產。目前數控系統可以實現自我診斷功能，輸入和輸出實時顯示，出現問題立即報警，操作過程更安全;可以自行控制設備運行速度，生產精度更高，方便加工;起始點由系統來自動計算，操作起來更方便。
2.3應用于集成控制系統
自動化技術可以與集成控制系統相結合，使集成控制發揮更大作用。采用自動化集成系統，可協調計算機技術、微電子技術、數控加工技術等多項技術，并將各項生產過程聯系到一起。要進一步提高生產靈活性，充分發揮信息系統的應用價值，就需要將各項技術整合在一個系統當中，通過自動化手段進行統一管理，使機械制造活動高質量開展。通過系統工程理論以及現代信息技術的支持，使生產過程進一步優化。同時結合計算機以及信息技術。可以使機械制造，各項活動得到統一管理。管理人員可以通過自動化系統對生產過程進行遠程管理，由系統執行。管理人員的各項質量。實現全部制造流程的自動化。當前技術水平下，集成自動化系統可以自動處理各種生產信息，進行生產決策，有助于機械制造進一步發展。
3.機械自動化技術在煤礦機械制造中的應用
3.1在煤礦運輸機械中的應用
煤礦運輸效率穩定性關系到采煤機能否連續工作，關系到煤礦生產效益。要提高煤礦生產效率就必須加強煤礦運輸設備的研究，采用自動化技術手段生產具有較高性能的機械設備，尤其是自動化設備，可以有效提高運輸設備的運行質量，減少中途停頓，提高生產連續性，使煤礦的單位產出明顯提升。當前，煤礦運輸采用設備包括小絞車、軌道刮板輸送機、膠帶輸送機等。對膠帶運輸方式進行分析可知，對PLC技術加以應用可以構建自動化運輸系統，采用數字信號、模擬信號對膠帶運輸展開控制。
3.2在煤礦掘進中的應用
現代煤礦開采對掘進設備有較高要求。掘進設備必須保證可以準確割煤，并且提高每一刀的產出量。要保證在長時間的割煤作業中可以維持良好運行狀態，可以結合工作面的情況進行割煤調整。采用人工控制方式，需要面臨工作面高風險的工作環境，容易引發安全事故。與此同時，難以掌握工作面的整體情況，由于所獲得的信息局限性，可能會對實際工作開展質量造成影響。而采用自動化技術可以全面獲取工作面信息，使掘進高質量開展，與此同時提高生產安全性。機械自動化技術有以下應用：一是應用于掘進機的操作箱、照明箱、卡扣控制按鈕等自動化系統，由于井下環境惡劣，此類自動化系統能夠更好地幫助工作人員適應井下環境，處理井下掘進工作的相關事宜;二是搭配液壓系統使用，液壓系統本身能夠改變壓強、增加作用力，當其與機械自動化技術相搭配使用時，配合掘進機的作業，能夠使掘進機更好地發揮出各系統功能的作用，進一步縮短作業時間。
4.我國煤礦機械制造自動化發展趨勢
4.1虛擬化
虛擬化自動技術主要強調將既有的加工產品轉化為數字模型，通過前期的質量調控以及系統分析了解機械設備各個零部件以及系統之間是否存在問題。同時，可以結合機械設備的動力性能以及相關活動構建仿真分析模型，及時發現其中的問題，調整生產方案和制造方案，通常應用在機械設備生產的前期階段。能夠真正確保產品一次生產制造成功，對于縮短生產周期、降低錯誤成本、提升產品綜合質量有極強的促進作用。例如，在零部件制造的過程中，零部件測繪實踐虛擬輔助技術便可以將實物作為模型，分析其中的各項動態要素，利用計算機虛擬技術來繪制圖畫以及動畫，直接地分析模型的運行狀態，了解零部件的各項細節。而這一過程可以直接應用到生產設備的自動調控系統中，通過前期的虛擬分析進行建模，將其作為后期生產的核心依據。另外，在當前的部分動力性設備生產的過程中，可以通過有限元技術構建運動系統的仿真模型，了解多個結構之間的動態仿真情況以及受力情況，更可以分析動荷載以及靜荷載，從而全面增強煤礦機械制造生產的精準性。
4.2實現神經網絡
人工智能下的網絡系統在構建過程中模擬人類神經系統，構建了完善的電子信息系統。這一系統在對數據存儲和分析方面具有明顯的優勢。一方面，具有較大的存儲量;另一方面，可以實現快速查找分析的效果。具體而言，在開展機械設計制造過程中，人工智能下的神經網絡系統可以對相關設備、生產模式等內容的結構進行模擬，對其中涉及的相關數據進行分析獲得結果。相關分析結果作為參數值可以在實際生產過程中進行應用，從而確保機械生產的有序、精準、高效運行。從神經網絡結構而言，在生產過程中的每個節點都可以作為一個神經元存在，因此，其結構緊密性和穩定性相對較強。因此，神經網絡系統在實際應用過程中的智能化程度相對較高。在實際使用過程中，神經網絡系統能夠精確、高效地對機械生產過程中產生的大量數據信息進行處理，為實現機械設計制造行業的進一步發展提供有力的技術支撐。
4.3柔性生產
在煤礦機械制造中積極應用自動化技術可以有效整合機械制造的各個環節，與此同時，可以對設計制造過程進行合理優化，實現柔性生產。通過應用多種自動化技術手段，能夠進一步提高生產過程的精細化水平，自動分配設備、材料，調整各種設備的運行，監督設備運行工況，有助于實現集中化、一體化生產。采用PLC技術，可以對多條生產線、多道工藝進行高質量的控制。結合集成控制體系可以有效提高各種數據信息的傳輸效率，可以實現遠程管理、監控功能，使管理人員不在現場也可以對現場的生產活動進行高效的管理，獲取全面、準確的生產信息，方便進行管理。同時，通過數據庫的支持也可以及時察覺生產中的各類問題，發現參數變化，并且系統可以為各種運行工況提出相應的意見建議，有效提高機械設備制造生產線的運行水平，減少故障發生可能性。
在當前的煤礦機械制造中，積極應用自動化技術符合時代發展要求。在制造活動中，積極引入先進的自動化技術，并充分利用這些技術的優勢價值來達到可持續發展目標，進而為國內煤礦機械制造產業的發展壯大保駕護航。
