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煤礦機械制造中數(shù)控技術(shù)探析

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了煤礦機械制造中數(shù)控技術(shù)探析范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

煤礦機械制造中數(shù)控技術(shù)探析

摘要:煤礦機械制造數(shù)控技術(shù)的結(jié)合,改變了過去數(shù)控系統(tǒng)的封閉模式,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開放的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控技術(shù)。模塊化的體系架構(gòu)強化了煤礦機械的組裝性能和整體穩(wěn)定性,煤礦機械加工制造效率得以提升。數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段,應(yīng)用于煤礦機械制造,可充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。尋找最有效的應(yīng)用方式,實現(xiàn)煤礦機械制造效率和質(zhì)量的同步提升。

關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù);煤礦機械;皮帶裝置;支架機械

1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程及應(yīng)用特性

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展大體經(jīng)歷了5個主要階段,即電子管數(shù)控階段、晶體管數(shù)控階段、中小規(guī)模IC(IntegratedCircuit,集成電路)階段、小型計算機數(shù)控階段、嵌入式MUC(微處理器)數(shù)控階段。數(shù)控設(shè)備體積持續(xù)縮小,控制資源能力持續(xù)提升,向超大規(guī)模IC、單片機、PLC、嵌入式技術(shù)方向發(fā)展,上位機平臺同步開發(fā),核心控制邏輯在專業(yè)應(yīng)用軟件中得到實現(xiàn)。設(shè)備硬件性能和數(shù)控系統(tǒng)的共同提升與結(jié)合,使得數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和深度提升到新的發(fā)展階段。數(shù)控技術(shù)與機械設(shè)備在2個層面進行結(jié)合:一是設(shè)備功能執(zhí)行的自動化控制;二是設(shè)備制造加工生產(chǎn)線的數(shù)字化控制。數(shù)控技術(shù)提供完整的自動化控制方案,加工精度與生產(chǎn)效率提升,憑借數(shù)控技術(shù)的加持,煤礦機械設(shè)備從機械時代跨入自動化生產(chǎn)階段。傳統(tǒng)機床加工復(fù)雜零件是十分困難的,數(shù)控機床能夠進行三軸、四軸,甚至五軸加工,將三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入,便可快速完成整個加工過程。加工工藝參數(shù)數(shù)據(jù)同步存儲,便于實時修正和后期工序優(yōu)化。數(shù)控技術(shù)對標(biāo)準(zhǔn)工具進行模塊化分類,縮短換刀和對刀時間,使加工設(shè)備運行效率提升。數(shù)控技術(shù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,使煤礦機械制造流程由單設(shè)備自動化向設(shè)備間聯(lián)合協(xié)作過渡,系統(tǒng)級的數(shù)控技術(shù)應(yīng)運而生。

2煤礦機械制造中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用概況

2.1數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于煤礦機械制造的技術(shù)優(yōu)勢

煤礦開采屬于效率與安全并重的行業(yè),開采模式的合理性、作業(yè)設(shè)備的先進性與煤礦企業(yè)整體效能相關(guān)聯(lián)。煤礦機械設(shè)備制造具有組部件種類多、加工生產(chǎn)工序多、工藝復(fù)雜的特點,數(shù)控技術(shù)以其高精度和連續(xù)生產(chǎn)的穩(wěn)定性,適用于毛坯鑄(鍛)造、零部件下料和焊接成產(chǎn)流程。以煤礦設(shè)備生產(chǎn)時的切割技術(shù)為例,掘進葉片和滾筒的切割要求高精度,人工操作具有一定技術(shù)難度,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用突破了過去的仿形加工模式,三軸或四軸數(shù)控加工中心可以進行高精度的快速切割,提升煤礦機械成品的作業(yè)性能水平。另一方面,數(shù)控技術(shù)與生產(chǎn)線的結(jié)合,降低了生產(chǎn)安全事故率,生產(chǎn)設(shè)備制造企業(yè)的市場競爭力得到提升。

2.2煤礦機械制造中應(yīng)用的數(shù)控技術(shù)面臨升級需求

面對市場競爭的日益激烈化局面,數(shù)控技術(shù)被引入煤礦開采機械設(shè)計、生產(chǎn)和運行關(guān)節(jié),使煤礦企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟效益。煤礦開采企業(yè)效益的直接影響因素包括技術(shù)創(chuàng)新、人員素質(zhì)提升、設(shè)備質(zhì)量提升等。數(shù)字化、信息化應(yīng)用程度直接決定了煤礦企業(yè)的工業(yè)化水平和整體競爭力。數(shù)控加工機床的選取應(yīng)適應(yīng)煤礦機械設(shè)備制造特點,在實際工程中,通常采用現(xiàn)有普通機床的數(shù)控化升級或同等功能數(shù)控機床的整體替換。生產(chǎn)模式和組織形式隨之發(fā)生改變,產(chǎn)線的穩(wěn)定性和加工質(zhì)量提升。從技術(shù)經(jīng)濟性視角看,改造現(xiàn)有機床是可行的,基于對數(shù)控技術(shù)和普通機床結(jié)構(gòu)的掌握程度,通過現(xiàn)有技術(shù)和資源,對使用中的國產(chǎn)或進口機床設(shè)備進行整體改造,可從改造難度較小的國產(chǎn)設(shè)備入手。數(shù)控技術(shù)的便捷操作性能,尤其適用于復(fù)雜工藝生產(chǎn)流程。

2.3數(shù)控技術(shù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合

數(shù)控技術(shù)也在不斷自我升級,由單個設(shè)備的數(shù)控自動化改造向多個設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享、協(xié)同控制轉(zhuǎn)變。煤礦機械設(shè)備生產(chǎn)加工流程數(shù)控技術(shù)升級,通過精準(zhǔn)定位、數(shù)據(jù)共享、互聯(lián)協(xié)同,不僅使整個生產(chǎn)流程更連貫,縮短生產(chǎn)環(huán)節(jié)用時;同時保證了更高的零部件加工尺寸精度和表面質(zhì)量。對生產(chǎn)線各工藝流程情況進行匯總,通過MES(ManufacturingExecutionSystem,制造執(zhí)行系統(tǒng))協(xié)調(diào)各工序生產(chǎn)進度,由調(diào)度平臺向各終端設(shè)備下發(fā)操作指令,啟動終端的嵌入式子程序,完成對應(yīng)工序的加工內(nèi)容。數(shù)控技術(shù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合,使繁雜的調(diào)度協(xié)調(diào)工作變得簡單高效,數(shù)控技術(shù)進入新的發(fā)展階段。

3煤礦機械制造過程中數(shù)控技術(shù)具體應(yīng)用

3.1皮帶輸送裝置

皮帶輸送是煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場的典型的輸送方式之一,輸送距離長、效率高,進行連續(xù)不間斷作業(yè)。皮帶輸送屬于機電一體化設(shè)備,數(shù)控技術(shù)優(yōu)化電動機磁通控制能力,降低無功損耗。通過對電動機標(biāo)量和矢量的持續(xù)優(yōu)化,皮帶輸送系統(tǒng)速率得到提升,獲得更高的投入產(chǎn)出比。但煤礦機械作業(yè)環(huán)境惡劣,電動機運行參數(shù)對溫度敏感,對傳送效率產(chǎn)生影響。變頻技術(shù)改變正弦波頻率,產(chǎn)生諧波磁場,轉(zhuǎn)子與定子鐵損增加,因此,電動機參數(shù)的優(yōu)化須簡化機械結(jié)構(gòu),在連接驅(qū)動與滾筒的基礎(chǔ)上,保證機械設(shè)備穩(wěn)定安全運行。

3.2支架機械結(jié)構(gòu)自動化

支架結(jié)構(gòu)是煤礦挖掘機械的幾大部件之一,展開時為整個車體提供穩(wěn)定支撐,移動時可以方便地收起,由機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成。支架結(jié)構(gòu)受控于機電一體化PLC系統(tǒng),自動化支架具有更好的支護效果,收放效率提升。自動支架采用液壓系統(tǒng),依靠乳化液泵獲得足夠的動力源,相比常規(guī)液壓系統(tǒng),具有更大的液體量和壓力支撐。同時具備對乳化液濃度實施監(jiān)測能力,當(dāng)油箱油量異常時,故障診斷系統(tǒng)自動運行,向運維人員反饋狀態(tài)信息和故障數(shù)據(jù)。

3.3煤礦采掘機械設(shè)備數(shù)控技術(shù)應(yīng)用

根據(jù)相關(guān)報道,歐美部分國家嘗試將電牽引設(shè)備應(yīng)用于煤礦開采,并取得了明顯的效果。數(shù)控技術(shù)的關(guān)鍵是算法的實現(xiàn),傳感器技術(shù)、故障識別與診斷完成設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、分析與處理,執(zhí)行機構(gòu)完成數(shù)控預(yù)期動作。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,是煤礦開采設(shè)備發(fā)展階段的一個分水嶺,機械助力人工階段向人工助力機械階段過渡,有助于煤礦機械制造自動化水平提升,為煤礦開采產(chǎn)業(yè)提供更具適用性的機械設(shè)備。

3.4數(shù)控技術(shù)與煤礦機械設(shè)備生產(chǎn)工藝流程的結(jié)合

煤礦機械設(shè)備生產(chǎn)加工包含多個流程,涉及多種加工工藝,數(shù)控技術(shù)與工藝流程的結(jié)合可以縮短生產(chǎn)加工時間,工藝改進是一個持續(xù)深入的過程。工藝流程的改進與生產(chǎn)方式相關(guān)聯(lián),在現(xiàn)有生產(chǎn)模式基礎(chǔ)上改造,數(shù)控技術(shù)的自動化基因注入傳統(tǒng)機械加工生產(chǎn)線,工人的加工制造水平呈現(xiàn)階梯式躍升。機械設(shè)備改造關(guān)注人機交互的友好性,促進生產(chǎn)技術(shù)與作業(yè)條件同步提升。數(shù)控技術(shù)與煤礦機械設(shè)備制造環(huán)節(jié)的結(jié)合體現(xiàn)在2個方面:一是數(shù)控技術(shù)在設(shè)備生產(chǎn)工藝流程的直接應(yīng)用,數(shù)控技術(shù)提升現(xiàn)有加工設(shè)備的自動化、智能化水平,生產(chǎn)線的加工效率和質(zhì)量得到共同提升;二是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于零部件生產(chǎn)車間,零部件故障率的降低,使煤礦機械設(shè)備的整體可靠性得到提升,因為設(shè)備可靠性是其組成零部件可靠性的乘積。煤礦機械產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接影響煤礦生產(chǎn)效率與作業(yè)安全,以人為本理念的推行,強化了安全生產(chǎn)的重要性。

4結(jié)語

數(shù)控技術(shù)是機械制造技術(shù)、精密測量、電氣傳動、自動控制、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的集合,在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中,單設(shè)備數(shù)控向設(shè)備集群協(xié)調(diào)聯(lián)控轉(zhuǎn)型升級。煤礦機械與開采作業(yè)效率緊密相關(guān),其生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)直接影響機械設(shè)備整體工作性能,與數(shù)控技術(shù)的深度融合是產(chǎn)業(yè)升級的內(nèi)在命題。數(shù)控技術(shù)是通用的,但與機械設(shè)備的結(jié)合是有個體差異的,進行有效的結(jié)合是煤礦機械制造水平提升持續(xù)努力的方向。

參考文獻:

[1]林.機械自動化在煤礦機械制造中的應(yīng)用探索[J].中國設(shè)備工程,2020(8):196-197.

[2]楊濤.?dāng)?shù)控技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用[J].河北農(nóng)機,2020(11):41+43.

作者:鄭俊祥 單位:久益環(huán)球(天津)裝備制造有限公司

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