基于銅金屬礦山機械機電一體化技術發展的趨勢分析

李勝華

【摘 要】隨著工業化的進展，工業生產中對銅礦石的需求也在增加。目前，為了滿足工業中對金屬礦物的需求，有必要在銅金屬開采中使用新的技術。礦山機械的現代化和技術創新給我國銅礦機械帶來了新的挑戰。銅礦開采目前正在向大規模開發發展，機器和設備智能也正在穩步提升。本文首先對機電一體化的定義進行了概述，然后對銅金屬礦山機電一體化目前的發展現狀進行了分析，接著對機電一體化在銅金屬礦山機械發展過程中的應用進行了分析，再接著對機電一體化技術在銅金屬礦山機械中的發展趨勢進行了分析。最后希望通過本文的研究，對這方面的研究能有一定的幫助。

【關鍵詞】銅金屬礦山;機械機電;一體化技術;發展趨勢

中圖分類號： TD40;TH-39 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）15-0051-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.15.024

機電一體化也稱為機械工程自動化技術，包括機械工程和電氣工程。它結合了機械、微電子、電力、信息技術、傳感器和接口技術等，同樣也適用于實現自動化生產和機器操作的集成技術。因此，它是一個優秀的系統，結合了最新的先進技術和傳統的銅金屬生產設施。

1 機電一體化的定義

機電一體化主要指電氣和機械方面的組合，它們組合成為單個系統。在這種情況下，計算機控制技術和電氣控制技術在一定程度上得到了整合，隨著時間的推移，集成技術的程度變得更加重要。因此，機電一體化已逐漸成為傳統“電子機器自動化”模式中的智能電子自動化。這種機電一體化主要基于如何加速工業生產效率及合理控制系統。此外，原始的人工處理模式已經逐漸變為無人生產線。能夠實現有效的計算機部署，最終使用動態計算能力，并通過網絡信息和集成電子終端的適當傳輸實現完全的動態控制。最終形成一個新的機電一體化系統。

2 銅金屬礦山機電一體化目前的發展現狀

銅金屬開采是中國的能源部門。銅金屬礦山的機電一體化與重型機械設備有關，是礦山開發的重要產業。自改革開放以來，中國對機電一體化產業的滲透率以及對銅金屬開采的強勁投資，使得該產業逐年快速增長。在近50年的發展過程中，發展在這一領域的重要性日益增加，已成為中國經濟發展的重要圈子。近年來，由于中國的電機礦產量和關聯方的生產和貿易相對較低，因此對銅礦的需求進一步增加。在一定程度上限制了銅礦的機械和電氣集成的進步。在建設中國化學工業的過程中，銅金屬礦山的機電設備發展較快，年增長率為20-30%。盡管中國電機行業的銅金屬開采行業發展迅速，但該行業的建設發展仍存在一些局限性。

2.1 科研人員緊缺

人才是行業發展的關鍵。中國電子機械領域研究人員的短缺現象十分明顯，相關技術專家和高度專業化管理人員的短缺嚴重限制了該領域的發展?！疤嵘瞬?，展示人才”已成為中國電機行業中最為迫切的問題。目前，大多數公司尚未開發出現代商業系統，原有的控制系統又有許多缺點。此外，運營商堅持原則，缺乏參與國際競爭的管理機制的積極性，國家財政政策沒有變化，競爭體制也沒有變化，最終導致市場中存在的這些問題越來越嚴重。

2.2 發展資金短缺

全球金融危機的影響加劇了中國的資金短缺。2011年進入中國后，中國的宏觀經濟氣氛變得愈加緊張，出現了通貨膨脹、能源短缺等問題。一方面，公司產品價格低、盈利能力低、自身積累不足、投資可能性有限。另一方面，債務融資變得越來越困難，這與產品增長率低、勞動力成本上升和電機公司的發展有關，導致資金方面的壓力越來越大。

2.3 研發與開發的能力太弱

缺乏研發人員也是原因之一，在大公司的決策層面，存在許多不足之處。中國的許多公司在非競爭市場中競爭，導致這一領域的產品具有高度同質性，產品具有相似的同質性就會導致市場競爭薄弱，以及缺乏自主知識產權，就會最終導致部門發展困難，缺乏可持續發展能力。

3 機電一體化在銅金屬礦山機械發展過程中的應用

3.1 銅金屬礦山安全生產監控系統

監測銅礦生產安全的重要系統是使用機電一體化生產銅金屬礦山的一個重要例子。在歐洲和美國等發達國家已經開展了用于生產銅金屬礦山的安全檢查系統的研究和應用，在金屬礦山生產中使用監視系統來保護銅礦的安全性。根據中國目前的銅礦生產現狀建立安全的生產管理體系后，對其進行了升級，使銅礦能夠適應中國金屬銅礦機械的生產特點。此外，我們還開發了山地安全管理系統。隨著一些研究的深入發展，中國為銅礦安全生產而開發的監測系統在不斷完善和更新。K95系統的智能水平非常高，其兼容性也非常高，因此可以建立與網絡連接的Windows系統。為了提高銅礦生產的安全性，國家還制定了銅礦監測系統，為銅礦生產的安全發展做出了貢獻。隨著國內相關法案的通過，負責監測中國銅礦生產安全的制造商數量穩步增加，產品質量和生產率也得到了提高，同時對銅金屬采礦的安全性和穩定性起著至關重要的作用。

3.2 機電一體化在井下帶式輸送機中的應用

有效投資銅礦制造，以提高地下銅礦機械化大型設備的生產效率，不斷提高輸送帶的效率。加強對傳送帶在操作過程中暴露的各種元件的維護，例如振動、電磁波、濕氣和煤塵等產生的污染。大傾斜角度的大型傳輸路徑和傳送帶，更能夠適應機電一體化技術的工作環境。由于輸送帶是從井中運行的設備，是一個可編程控制器，因此可以很好地適應井中的惡劣條件。在實際生產過程中通過機電一體化系統進行控制非常方便，這對提高生產效率和降低生產成本都非常有用，是銅礦生產中的一個重要的角色

3.3 機電一體化技術在提升機方面的應用

全數字交流-直流電梯是銅礦機械集成技術的最高水平應用。將有機滾筒和機械傳統設計相結合，不僅用于內部提升，還集成了機械、通訊、電子和自動控制等先進技術。全數字化應用非常穩定，大大簡化了電氣設備的安裝，不僅具有簡單的硬件配置，還具有非常好的互操作性功能。在中國開發的全數字技術使用雙處理器作為系統的基本組件，這款雙處理器具有可靠、準確等優點。

4 機電一體化技術在銅金屬礦山機械中的發展趨勢

4.1 銅金屬礦山機械中機電一體化技術朝著數字化方向發展

機電微電子（微控制器）的發展為數控機床和機器人等電子產品的數字化程度奠定了基礎。計算機網絡技術的進步極大地促進了銅金屬采礦機器設備和數字化生產的發展，例如計算機集成的生產虛擬設計，對于掃描上具有高可靠性、可維護性、自我診斷和易于使用的人機界面的機電一體化產品軟件。數字應用使遙控、診斷和維修變得非常容易。

4.2 銅金屬礦山機械中機電一體化技術朝著微型化方向發展

小型化是精密加工技術發展的必然趨勢，有效滿足了提高生產效率的需要。這與銅礦機械的工業發展是一致的。微機電系統（MEMS）可以集成到微機械設備的傳感器、執行器以及集成到微器件或集成系統（如接口、通信和電源）中的模型處理和控制電路的批量生產中。最近，俄羅斯開發并制造了更多尺寸不超過1微米的納米級MEMS產品。但是，我國在微機械技術和高精密技術領域的研究和開發仍然很少，還有一些重要的技術問題需要解決。近年來，在中國開發和制造了許多MEMS產品，這些產品逐漸轉變為微米納米，尺寸不超過1立方厘米。然而，微機械技術和高精密技術領域的研究和開發現狀仍不容樂觀，存在一些必須解決的重要技術問題。

4.3 銅金屬礦山機械中機電一體化技術朝著智能化方向發展

在未來的開發過程中，系統的智能水平將大大提高。智能控制是提高機電一體化精度的重要技術。換句話說，在一定程度上應該實現電子技術和機械控制技術的使用。智能概念具體是指分析系統的初步設計及其在各種情況下的應用，以完成對工作條件的評估，可以隨時更改操作模式。在這種情況下，模擬智能、模擬數學、計算機技術和傳感器技術的不斷發展，如果能夠使他們有效的結合在一起，這將極大地促進機電一體化在智能方向上的發展，這樣一來，現有銅礦開采機器設備制成的電子產品將會非常棒。智能系統能夠在邏輯上進行推斷決策，像人類一樣做出決策。例如，傳統的數控機床配備了人機交互功能和智能數據庫，便于工人的使用和維護。

4.4 銅金屬礦山機械中機電一體化技術朝著網絡化方向發展

中國機電一體化產品在網絡技術中的整合在20世紀90年代得以啟動，并取得了良好的效果。他們擁有豐富的經驗，可以使網絡在未來的應用中更加深化。網絡技術的不斷發展和基于網絡的遠程監控技術已經出現，該技術不斷應用于集成銅金屬礦山開采的電子機械產品，創造了新的技術演變形勢。將來，機電一體化將成為網絡化的重要組成部分，對提高產品的安全性要求非常重要。

5 結語

本文首先對機電一體化的定義進行了概述，然后從科研人員緊缺、發展資金短缺以及研發與開發的能力太弱三個方面對銅金屬礦山機電一體化目前的發展現狀進行了分析，接著從銅金屬礦山安全生產監控系統、機電一體化在井下帶式輸送機中的應用以及機電一體化技術在提升機方面的應用三個方面對機電一體化在銅金屬礦山機械發展過程中的應用進行了分析，最后從數字化、微型化、智能化以及網絡化四個發展方向對機電一體化技術在銅金屬礦山機械中的發展趨勢進行了分析。雖然中國在銅金屬礦山機械機電一體化技術研究方面取得了較為顯著的成果，但與國外發達國家之間仍存在一定的差距。除了機電一體化技術在中國機械工程發展中的實踐探索外，還必須加強將農業國家轉變為工業國家的進度。目前，銅礦設備規模龐大，智能化發展也將被更好的應用其中。除了未來開發的智能技術外，作者還描述了現有銅礦開采中所使用的技術。最后希望通過本文的研究，對今后的專家學者研究與基于銅金屬礦山機械機電一體化技術發展的趨勢相關的課題有一定的借鑒與幫助作用。

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