機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用研究

摘 要：為加強煤礦機械監(jiān)督管理，防止煤礦事故的發(fā)生，機電一體化技術(shù)發(fā)揮著重要作用。所以，在煤礦機械監(jiān)控工作中務(wù)必提高應(yīng)對各種機械事故的能力。因此，加強機電一體化技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)至關(guān)重要。在自動化監(jiān)控工作中還應(yīng)加強制度上的規(guī)范管理，不斷地提高機電一體化運行技術(shù)，加強對現(xiàn)場的巡視和設(shè)備維護等都是必不可少的環(huán)節(jié)。文章結(jié)合煤礦開采環(huán)境，對機電一體化技術(shù)在煤礦機械中的應(yīng)用過程進行了分析，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：機電一體化；煤礦機械；應(yīng)用

1 關(guān)于機電一體化技術(shù)

1.1 我國機電一體化技術(shù)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(shù)的研究在我國分為四個階段：上世紀(jì)六十年代以前，由于中國的內(nèi)部問題以及戰(zhàn)爭，促使煤礦機械和電子技術(shù)的集成處理系統(tǒng)，這也體現(xiàn)出我們國家在這個問題上的機電一體化產(chǎn)品發(fā)展，在很大程度上是自我發(fā)展的水平，這也導(dǎo)致了我國發(fā)展自己的技術(shù)限制，已開發(fā)成功的產(chǎn)品難以獲得大范圍，導(dǎo)致下一個努力工作得到進一步發(fā)展；七十年代初，受到世界飛速的傳播與發(fā)展，計算機通信控制技術(shù)為中國的機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展提供了良好的外部技術(shù)基礎(chǔ)。例如，技術(shù)的發(fā)展和國際大規(guī)模集成電路，計算機，研究我國機電一體化技術(shù)以外部物質(zhì)條件。第三階段始于九十年代初，由于光學(xué)技術(shù)的滲透，微加工技術(shù)，新型機電一體化技術(shù)越來越多地開始出現(xiàn)，最后的決定機電一體化技術(shù)是向智能化方向發(fā)展。

1.2 機電一體化技術(shù)概述

目前最先進的機電一體化技術(shù)功能對比傳統(tǒng)機電技術(shù)最大的特點是極大地加強了控制系統(tǒng)，以主菜單與機電一體化相結(jié)合以及源函數(shù)為基礎(chǔ)，利用高端智能軟件技術(shù)和微電子技術(shù)，引進多個相互融合、相互滲透的領(lǐng)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(shù)的簡單的、不集中的相加，這也給當(dāng)前機電一體化增加了不少困難。研究發(fā)現(xiàn)，機電一體化技術(shù)在信息、計算機、煤礦機械加工、微電子技術(shù)等領(lǐng)域中可以尋求到最佳匹配?，F(xiàn)在的機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展是一個系統(tǒng)——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(shù)能夠共同操作，極大地滿足了煤礦安全生產(chǎn)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(qū)原生態(tài)環(huán)境，以此達到降低生產(chǎn)能耗的目的，使機電一體化得到長期有效穩(wěn)定的發(fā)展。

1.3 煤礦機械加工中機電一體化產(chǎn)品

伴隨著全球資源日益緊缺，各國對能源問題的越來越關(guān)注，煤礦作為我國戰(zhàn)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(chǎn)品應(yīng)用到煤礦機械加工中來，煤礦企業(yè)的開采效益越來越高。如今，以計算機控制為主的國產(chǎn)供電設(shè)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(jiān)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(chǎn)品的應(yīng)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(shù)性。

2 煤礦機械產(chǎn)品的機電一體化與生產(chǎn)流程的協(xié)同策略

機電一體化策略的主要內(nèi)容有：其一、關(guān)系型產(chǎn)品模型；其二、與關(guān)系型產(chǎn)品模型相匹配的產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)；其三、以實例推理為基礎(chǔ)的智能技術(shù)。三方面是機電一體化策略的重要手段。以企業(yè)原有產(chǎn)品作為開發(fā)對象，開拓思路，對其進行重新改造與設(shè)計，充分重視與利用企業(yè)可再生的信息資源，提高交貨效率及產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約成本的同時，增加了產(chǎn)品的環(huán)保性。企業(yè)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(chǎn)品零件事都是批量生產(chǎn)的，所以，首先應(yīng)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(chǎn)品一般由標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)生差異。需要特別說明的是，在煤礦機械產(chǎn)品的機電一體化階段，首先應(yīng)該保證通用件的變型是根據(jù)已有實例做出的取代變形模型，當(dāng)該模型已經(jīng)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(shù)化變型得到滿足煤礦機械產(chǎn)品定制的需求。

2.2 利用AutoCAD軟件操作系統(tǒng)作為快速實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品信息的輔助工具

AutoCAD是指計算機的輔助設(shè)計，是設(shè)計者在設(shè)計過程中利用計算機技術(shù)或其他輔助設(shè)備幫助設(shè)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(jù)準(zhǔn)確的命令完成煤礦機械的設(shè)計。由平面和高程AutoCAD繪制，在圖紙中，利用軟件充分表述設(shè)計者思想意圖，并且可以產(chǎn)生三維立體模型，用最直觀的方式在最大程度上表現(xiàn)出設(shè)計與施工。當(dāng)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(tǒng)難以完善的缺陷。因此，在設(shè)計部門經(jīng)常使用PS圖象處理軟件。在煤礦機械產(chǎn)品的機電一體化開發(fā)中，利用幾何數(shù)據(jù)模型和屬性數(shù)據(jù)模型可建立煤礦機械產(chǎn)品的變型模型。

2.3 煤礦機械幾何數(shù)據(jù)模型

目前，在一體化煤礦機械產(chǎn)品中，操作者主要做到兩項工作，一是數(shù)據(jù)化管理產(chǎn)品固有生成屬性，二是要分析數(shù)據(jù)間的關(guān)系，此關(guān)系主要指層次分布關(guān)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(chǎn)屬性信息及零件圖形信息。為了更好地體現(xiàn)零件圖形信息，一般可以運用AutoCAD技術(shù)細致的體現(xiàn)煤礦機械零件的各個微小細節(jié)；相比之下，煤礦機械產(chǎn)品屬性產(chǎn)生巨大的信息數(shù)據(jù)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(chǔ)，才能實現(xiàn)生產(chǎn)煤礦機械零件實施信息化操控以及全程監(jiān)控機電一體化過程等，具體到在幾何數(shù)據(jù)模型中體現(xiàn)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(shù)據(jù)，在幾何數(shù)據(jù)模型中將通過點、線、面結(jié)合的方法展示。通過這些數(shù)據(jù)可以充分了解礦區(qū)環(huán)境下的所有煤礦機械產(chǎn)品和零件分別具有的不同屬性特征與幾何特征。首先，系統(tǒng)下的點線位置表示了幾何特征；其次，屬性特征則依據(jù)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(gòu)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(shù)據(jù)可以分為層次數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)兩方面。幾何數(shù)據(jù)是研究煤礦機械形狀大小、空間位置及其拓撲關(guān)系等方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.4 煤礦機械屬性數(shù)據(jù)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(tài)和分布關(guān)系等方面產(chǎn)生直接影響。煤礦機械產(chǎn)品屬性與圖形信息息息相關(guān)。實體對象與圖層信息都擁有單向的屬性數(shù)據(jù)。首先對屬性數(shù)據(jù)和客觀數(shù)據(jù)間的聯(lián)系進行簡要介紹?；緦傩詳?shù)據(jù)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(guān)系為分類標(biāo)準(zhǔn)，那么又可將各屬性數(shù)據(jù)分做兩大類，例如：煤礦機械產(chǎn)品屬性數(shù)據(jù)主要是由各設(shè)備的名稱編號、賦予原值、生產(chǎn)狀態(tài)、地理坐標(biāo)等構(gòu)成。

3 結(jié)束語

文章首先介紹了煤礦機械產(chǎn)品的機電一體化要求，然后對機電一體化的參數(shù)化模型展開分析，同時根據(jù)煤礦機械產(chǎn)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(chǎn)品，傳統(tǒng)的煤礦機械性能和實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理通過模型的屬性數(shù)據(jù)，幾何數(shù)據(jù)模型對現(xiàn)有大量煤礦機械產(chǎn)品零件的分布式層次關(guān)系進行了總結(jié)，體現(xiàn)出系統(tǒng)界面、可視化、可操作性強等優(yōu)點，極大地促進了中國的煤礦機械產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益，同時對煤礦機械產(chǎn)品制造技術(shù)與生產(chǎn)流程的協(xié)同性具有很好的借鑒和指導(dǎo)意義。

參考文獻

[1]張念超.我國煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀淺析[J].學(xué)術(shù)探討，2008（9）：12-13.

[2]王樹璞.煤礦綜采設(shè)備機電一體化的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].能源基地建設(shè)，2005（1）：22-24.

[3]程煒.無人化是煤炭信息化的主要目標(biāo)[J].中國電子報，2008（10）：72-74.

[4]張莉.機電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用[J].山西煤炭干部管理學(xué)院學(xué)報，2007（1）：88-89.

[5]胡軒.論煤礦自動化的未來發(fā)展[J].國投新集劉莊煤礦，2012，6：67-68.

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