機電一體化技術在煤礦機械中的應用研究

摘 要：為加強煤礦機械監督管理，防止煤礦事故的發生，機電一體化技術發揮著重要作用。所以，在煤礦機械監控工作中務必提高應對各種機械事故的能力。因此，加強機電一體化技術人員的專業素質至關重要。在自動化監控工作中還應加強制度上的規范管理，不斷地提高機電一體化運行技術，加強對現場的巡視和設備維護等都是必不可少的環節。文章結合煤礦開采環境，對機電一體化技術在煤礦機械中的應用過程進行了分析，具有一定的參考價值。

關鍵詞：機電一體化；煤礦機械；應用

1 關于機電一體化技術

1.1 我國機電一體化技術研究歷程

從過去幾十年的研究歷史可以看出，我們可以把機電一體化技術的研究在我國分為四個階段：上世紀六十年代以前，由于中國的內部問題以及戰爭，促使煤礦機械和電子技術的集成處理系統，這也體現出我們國家在這個問題上的機電一體化產品發展，在很大程度上是自我發展的水平，這也導致了我國發展自己的技術限制，已開發成功的產品難以獲得大范圍，導致下一個努力工作得到進一步發展；七十年代初，受到世界飛速的傳播與發展，計算機通信控制技術為中國的機電一體化產品的發展提供了良好的外部技術基礎。例如，技術的發展和國際大規模集成電路，計算機，研究我國機電一體化技術以外部物質條件。第三階段始于九十年代初，由于光學技術的滲透，微加工技術，新型機電一體化技術越來越多地開始出現，最后的決定機電一體化技術是向智能化方向發展。

1.2 機電一體化技術概述

目前最先進的機電一體化技術功能對比傳統機電技術最大的特點是極大地加強了控制系統，以主菜單與機電一體化相結合以及源函數為基礎，利用高端智能軟件技術和微電子技術，引進多個相互融合、相互滲透的領域，以此新興機電一體化注入新的活力。但在這一過程中，也可能面臨多項技術的簡單的、不集中的相加，這也給當前機電一體化增加了不少困難。研究發現，機電一體化技術在信息、計算機、煤礦機械加工、微電子技術等領域中可以尋求到最佳匹配?，F在的機電一體化產品的發展是一個系統——智能化和小型化，以此達到煤礦機械加工與機電一體化技術能夠共同操作，極大地滿足了煤礦安全生產的需求、有效降低勞動緊張程度，并提高最終救援人員的安全度，極大地保護了礦區原生態環境，以此達到降低生產能耗的目的，使機電一體化得到長期有效穩定的發展。

1.3 煤礦機械加工中機電一體化產品

伴隨著全球資源日益緊缺，各國對能源問題的越來越關注，煤礦作為我國戰略資源不可或缺的成員，其開采的重要性可見一斑。如今，伴隨著越來越先進的機電一體化產品應用到煤礦機械加工中來，煤礦企業的開采效益越來越高。如今，以計算機控制為主的國產供電設備、提升機、電牽引采煤機、掘進機和輸送機等煤礦機械加工都具備了全程監控、自動報警、圖景掃描、信息控制等先進功能。這使得在我國的煤礦機械加工管理工作中，機電一體化產品的應用尤為廣泛，也確保了煤礦開采工作中的高安全性、高效益性與高技術性。

2 煤礦機械產品的機電一體化與生產流程的協同策略

機電一體化策略的主要內容有：其一、關系型產品模型；其二、與關系型產品模型相匹配的產品信息管理系統；其三、以實例推理為基礎的智能技術。三方面是機電一體化策略的重要手段。以企業原有產品作為開發對象，開拓思路，對其進行重新改造與設計，充分重視與利用企業可再生的信息資源，提高交貨效率及產品質量，節約成本的同時，增加了產品的環保性。企業想要在激烈的市場競爭中立于不敗之地，就需要在機電一體化中積極尋求方法。

2.1 零件分類及其變型模式

受制作成本限制，一般在定制煤礦機械產品零件事都是批量生產的，所以，首先應保證零件資源特性，其次要考慮不同客戶的不同需求，對不同要求的零件進行單獨處理。煤礦機械產品一般由標準件、通用件與定制件三類組成零件。機電一體化的模式受不同類型零件的影響其功能會產生差異。需要特別說明的是，在煤礦機械產品的機電一體化階段，首先應該保證通用件的變型是根據已有實例做出的取代變形模型，當該模型已經不具備重用條件或是達不到變型所需要的條件時，零件變型主模型就必須通過參數化變型得到滿足煤礦機械產品定制的需求。

2.2 利用AutoCAD軟件操作系統作為快速實現機電一體化產品信息的輔助工具

AutoCAD是指計算機的輔助設計，是設計者在設計過程中利用計算機技術或其他輔助設備幫助設計師工作時使用，使用它的畫，抬高的過程，可以很簡單按照各部分的大小、模式進行繪圖，最終依據準確的命令完成煤礦機械的設計。由平面和高程AutoCAD繪制，在圖紙中，利用軟件充分表述設計者思想意圖，并且可以產生三維立體模型，用最直觀的方式在最大程度上表現出設計與施工。當然，任何軟件都不可能完美無趣，AutoCAD繪制出來的圖形同樣也會存在一些軟件系統難以完善的缺陷。因此，在設計部門經常使用PS圖象處理軟件。在煤礦機械產品的機電一體化開發中，利用幾何數據模型和屬性數據模型可建立煤礦機械產品的變型模型。

2.3 煤礦機械幾何數據模型

目前，在一體化煤礦機械產品中，操作者主要做到兩項工作，一是數據化管理產品固有生成屬性，二是要分析數據間的關系，此關系主要指層次分布關系。因此，分析機電一體化模型就要將其分為兩部分：礦機械生產屬性信息及零件圖形信息。為了更好地體現零件圖形信息，一般可以運用AutoCAD技術細致的體現煤礦機械零件的各個微小細節；相比之下，煤礦機械產品屬性產生巨大的信息數據量，它對煤礦機械中各類零件特征進行采集歸納，以此為基礎，才能實現生產煤礦機械零件實施信息化操控以及全程監控機電一體化過程等，具體到在幾何數據模型中體現機電一體化工作則是由幾何圖形表示，為了便于從直觀上觀察數據，在幾何數據模型中將通過點、線、面結合的方法展示。通過這些數據可以充分了解礦區環境下的所有煤礦機械產品和零件分別具有的不同屬性特征與幾何特征。首先，系統下的點線位置表示了幾何特征；其次，屬性特征則依據不同地物的分屬類型進行層次歸類。由前文所述可知，研究對象是幾何集合構成，組成方式，為了更好地展開研究，我們可以將雜煤礦機械類的屬性特征和幾何特征分別分類并闡述其定義。一般情況下，具備幾何特征的數據可以分為層次數據與幾何數據兩方面。幾何數據是研究煤礦機械形狀大小、空間位置及其拓撲關系等方面的基礎數據。

2.4 煤礦機械屬性數據模型

一般情況下，屬性特征可以對描述各物體要素特征、形態和分布關系等方面產生直接影響。煤礦機械產品屬性與圖形信息息息相關。實體對象與圖層信息都擁有單向的屬性數據。首先對屬性數據和客觀數據間的聯系進行簡要介紹。基本屬性數據一般可以分成公共屬性、獨享屬性、共名或共值屬性、可否傳播屬性、傳值屬性和傳名屬性八種類型。然而如果以分類和層次關系為分類標準，那么又可將各屬性數據分做兩大類，例如：煤礦機械產品屬性數據主要是由各設備的名稱編號、賦予原值、生產狀態、地理坐標等構成。

3 結束語

文章首先介紹了煤礦機械產品的機電一體化要求，然后對機電一體化的參數化模型展開分析，同時根據煤礦機械產品的表達模式的機電一體化分析Flex RIA法?？梢允且粋€很好的產品，傳統的煤礦機械性能和實現數據管理通過模型的屬性數據，幾何數據模型對現有大量煤礦機械產品零件的分布式層次關系進行了總結，體現出系統界面、可視化、可操作性強等優點，極大地促進了中國的煤礦機械產品技術的發展，提高了企業經濟效益，同時對煤礦機械產品制造技術與生產流程的協同性具有很好的借鑒和指導意義。

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作者簡介：李道敏（1969，7-），男，湖北天門市，大學本科，講師，研究方向：機械設計與制造。