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机电一体化数控技术在金属矿山机械中的应用

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：黎良涛

[导读] 摘要：在工业化快速发展的背景下，工业生产对金属矿的需求与日俱增。

        (中国水利水电第十工程局有限公司四川成都 611830)
        摘要：在工业化快速发展的背景下，工业生产对金属矿的需求与日俱增。为适应现代工业生产对金属矿的需求，有关部门需要对现有的金属矿山机械设备进行不断的优化和升级，对金属矿山机械提出了更严格的要求。目前，我国金属矿山机械装备有规模化、智能化发展的趋势。基于此,本文阐述了机电一体化数控技术的相关内容,分析了金属矿山机械中机电一体化数控技术的应用,希望能够推动社会经济的进一步发展。
        关键词：机电一体化；数控技术；金属矿山机械；应用
        1 机电一体化数控技术在在矿山机械使用当中的优势
        随着采矿水平的不断提高，利用机电一体化数控技术已经做了大量的工作。该技术充分融合了数字信息技术和传统的液压机械技术，最大限度地提高了机械的工作效率。而且，通过精确配合，也有效地提高了机械的使用寿命，使机械的维修工作更加高效简单。
        1.1充分利用矿产资源
        我国油气资源贫乏，矿产资源丰富。但由于矿产资源大多分布在薄煤层中，开采难度很大采用人工开采技术已不能满足开采的技术要求，需要高水平的技术保证开采工作的顺利开展。过去，由于我国基础设备不完善，设备不足，机械设备利用率低，开采大量薄矿层十分困难，许多矿产资源因此被浪费。采用机电一体化数控技术，可以有效地保证矿产资源的利用，薄矿层的顺利开采，提高矿产资源的利用率，丰富我国能源。
        1.2 提高综采安全
        过去，由于机械化水平低，机械性能差，较复杂的采矿工作往往需要人工完成。然而，这些复杂的采矿作业也面临着较大的风险，导致我国矿山事故长期频繁发生。随着大量现代高科技矿山的建立，我国矿产资源开采技术也在不断提高。新设备的使用可以使设备在不安全、复杂的条件下工作，降低能耗，提高设备的可靠性。能源开采中使用了大量安全、低能耗、高性能的设备，提高了矿产资源开采工作效率，使综合开采工作更加安全。
        1.3有效提升了机械工作效率
        传统的采矿作业需要人工控制机械，这些重复性工作，人们在长时间的工作后很容易出现效率降低的问题。采用机电一体化数控技术的优点是最大限度地简化了采矿设备的使用，可以自动完成许多重复性工作，开发出机械设备。随着机电一体化数控技术的应用，企业可以降低劳动力成本的使用，只有少数技术人员才能控制大量的机械设备。
        同时，随着技术的应用，矿山的开采难度也在降低，使企业能够逐步向矿层深度开采，克服开采困难。减少人力投入后，机械往往能适应更高强度的工作和更复杂的环境，减少人工开采事故的发生，保证开采安全，进一步降低开采成本。
        2 机电一体化数控技术在金属矿山机械中的应用
        在工业化的快速发展中，科学技术水平有了很大的提高。机电一体化数控技术种类越来越多，广泛应用于社会各方面的发展。以下主要介绍机电一体化数控技术在金属矿山机械中的应用。
        2.1 集成驱动技术
        在传统的金属矿山开采过程中，相关人员采用了由大型设备组成的动力驱动系统，主要包括减速器、运动执行装置和大型电动机。这种动力传动设备体积大，元件多，不能有效提高设备的可靠性，容易导致一系列故障。为了改善这种状况，有关人员开始研制新型的动力传动系统。机电一体化驱动系统应运而生。该技术的有效应用，大大提高了金属矿山机械设备应用的可靠性。此外，机电一体化驱动系统由空间小的器件组成，主要包括微电机、微传动、微执行器等，可以实现功率器件的有效传输。由于机电一体化驱动系统设备体积小、结构紧凑，节省了大量的空间，降低了制造设备的成本，有效地提高了机械系统的灵活性和设备空间的适应性，进一步开发了新的原理和新功能。
        2.2 开关磁阻电动机调速系统
        金属矿山机械机电一体化数控技术的发展前景越来越广阔。由于各种技术的不断研究和发展，它们已经有效地结合在一起，开关磁阻电机调速系统应运而生。

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开关磁阻电机是20世纪发展起来的，但在其他技术的影响下，还没有得到广泛的发展和应用。目前，环境条件越来越好，开关磁阻电机的智能化问题日益突出，特别是在调速电机的智能化过程中，具有突出的优势。该设备主要由单片机控制，在实际中得到了有效的应用。它不仅可以节约经济成本，而且可以减少人力资源的投入，有利于提高社会的整体生产效率。随着社会的发展，开关磁阻电机调速系统在金属矿山机械中的应用越来越广泛。金属矿山采选机械设备具有很强的集成性。通过引入智能化、数字化、小型化的网络技术，提高了机械设备的机动性，在金属矿山开采中显示出较强的可靠性。
        3机电一体化数控技术发展方向
        3.1 未来数控技术发展将具有柔软性
        所谓的数控技术的柔软性实际上具有下述两个方面的含义:1数控技术本身的柔软性;2群控的整体软性首先，就数控技术本身而言，其丰富的功能、模块化的系统设计和高塑性可以满足各种客户的需求此外，群控系统可以在实际生产过程中动态调整信息流，以适应不同的生产要求，这使得群控系统的整体效率发挥了很大的作用。
        3.2未来数控技术将包含复合型和多轴化控制的特点
        为了适应市场经济的发展，未来的数控技术需要具备复合加工的特点，这种数控技术的特点可以减少生产过程中不必要的损失。所谓数控技术的复合加工，是指一个产品只能在一台机床上完成，即多个工序的复合加工可以在同一台机床上完成，而这些复合加工数控技术的关键在于机床主轴的控制精度和控制量。目前，世界上有许多优秀的高精度多轴数控系统，例如:西门子880 系统, 该系统不但加工精度高, 而且控制机床加工轴的数目已经达到24 个。
        3.3 未来数控技术发展将具有实时智能化的特点
        初始实时系统一般采用理想环境，相对简单。这样的实时系统只能完成一些简单的处理任务人工智能技术的出现使得研究人员试图模拟不同的智能运动，而这些智能运动大多是基于目前对计算模型的研究，研究人员试图将实时系统与先进的人工智能技术结合起来。这两种技术的结合可以充分发挥各自的优势：实时技术的应用将推动人工智能向更快速、更灵敏的方向发展，而人工智能的应用可以促进实时技术的变革，这两种技术的结合已经成为一个新的技术领域，这就是我们今天看到的实时智能控制。
        3.4未来数控技术发展和应用速度将越来越快、将追求更高精度以及更高效率
        产品性能的好坏, 有三个重要的评估指标, 分别是:速度、效率以及精度。很多核心技术的应用, 比如采用RISC芯片、高速CPU芯片、采用高分辨率绝对检测元件和多CPU控制系统的交流数字伺服系统，大大改善了机床的动静态特性，大大提高了制造精度和效率；同时，计算机技术和控制技术的飞速发展，也使得数控技术的应用越来越快。
        结束语
        采用机电一体化数字控制技术，可以显著提高矿产资源开采效率，降低能源消耗，减少人力投资，提高安全性。但对于矿山企业来说，光靠机械是远远不够的，还需要运用管理体制和人才，让机械的作用发挥出来，提高自身的生产水平。
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