基于铜金属矿山机械机电一体化技术发展的趋势分析

李胜华

【摘 要】随着工业化的进展，工业生产中对铜矿石的需求也在增加。目前，为了满足工业中对金属矿物的需求，有必要在铜金属开采中使用新的技术。矿山机械的现代化和技术创新给我国铜矿机械带来了新的挑战。铜矿开采目前正在向大规模开发发展，机器和设备智能也正在稳步提升。本文首先对机电一体化的定义进行了概述，然后对铜金属矿山机电一体化目前的发展现状进行了分析，接着对机电一体化在铜金属矿山机械发展过程中的应用进行了分析，再接着对机电一体化技术在铜金属矿山机械中的发展趋势进行了分析。最后希望通过本文的研究，对这方面的研究能有一定的帮助。

【关键词】铜金属矿山;机械机电;一体化技术;发展趋势

中图分类号： TD40;TH-39 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）15-0051-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.15.024

机电一体化也称为机械工程自动化技术，包括机械工程和电气工程。它结合了机械、微电子、电力、信息技术、传感器和接口技术等，同样也适用于实现自动化生产和机器操作的集成技术。因此，它是一个优秀的系统，结合了最新的先进技术和传统的铜金属生产设施。

1 机电一体化的定义

机电一体化主要指电气和机械方面的组合，它们组合成为单个系统。在这种情况下，计算机控制技术和电气控制技术在一定程度上得到了整合，随着时间的推移，集成技术的程度变得更加重要。因此，机电一体化已逐渐成为传统“电子机器自动化”模式中的智能电子自动化。这种机电一体化主要基于如何加速工业生产效率及合理控制系统。此外，原始的人工处理模式已经逐渐变为无人生产线。能够实现有效的计算机部署，最终使用动态计算能力，并通过网络信息和集成电子终端的适当传输实现完全的动态控制。最终形成一个新的机电一体化系统。

2 铜金属矿山机电一体化目前的发展现状

铜金属开采是中国的能源部门。铜金属矿山的机电一体化与重型机械设备有关，是矿山开发的重要产业。自改革开放以来，中国对机电一体化产业的渗透率以及对铜金属开采的强劲投资，使得该产业逐年快速增长。在近50年的发展过程中，发展在这一领域的重要性日益增加，已成为中国经济发展的重要圈子。近年来，由于中国的电机矿产量和关联方的生产和贸易相对较低，因此对铜矿的需求进一步增加。在一定程度上限制了铜矿的机械和电气集成的进步。在建设中国化学工业的过程中，铜金属矿山的机电设备发展较快，年增长率为20-30%。尽管中国电机行业的铜金属开采行业发展迅速，但该行业的建设发展仍存在一些局限性。

2.1 科研人员紧缺

人才是行业发展的关键。中国电子机械领域研究人员的短缺现象十分明显，相关技术专家和高度专业化管理人员的短缺严重限制了该领域的发展。“提升人才，展示人才”已成为中国电机行业中最为迫切的问题。目前，大多数公司尚未开发出现代商业系统，原有的控制系统又有许多缺点。此外，运营商坚持原则，缺乏参与国际竞争的管理机制的积极性，国家财政政策没有变化，竞争体制也没有变化，最终导致市场中存在的这些问题越来越严重。

2.2 发展资金短缺

全球金融危机的影响加剧了中国的资金短缺。2011年进入中国后，中国的宏观经济气氛变得愈加紧张，出现了通货膨胀、能源短缺等问题。一方面，公司产品价格低、盈利能力低、自身积累不足、投资可能性有限。另一方面，债务融资变得越来越困难，这与产品增长率低、劳动力成本上升和电机公司的发展有关，导致资金方面的压力越来越大。

2.3 研发与开发的能力太弱

缺乏研发人员也是原因之一，在大公司的决策层面，存在许多不足之处。中国的许多公司在非竞争市场中竞争，导致这一领域的产品具有高度同质性，产品具有相似的同质性就会导致市场竞争薄弱，以及缺乏自主知识产权，就会最终导致部门发展困难，缺乏可持续发展能力。

3 机电一体化在铜金属矿山机械发展过程中的应用

3.1 铜金属矿山安全生产监控系统

监测铜矿生产安全的重要系统是使用机电一体化生产铜金属矿山的一个重要例子。在欧洲和美国等发达国家已经开展了用于生产铜金属矿山的安全检查系统的研究和应用，在金属矿山生产中使用监视系统来保护铜矿的安全性。根据中国目前的铜矿生产现状建立安全的生产管理体系后，对其进行了升级，使铜矿能够适应中国金属铜矿机械的生产特点。此外，我们还开发了山地安全管理系统。随着一些研究的深入发展，中国为铜矿安全生产而开发的监测系统在不断完善和更新。K95系统的智能水平非常高，其兼容性也非常高，因此可以建立与网络连接的Windows系统。为了提高铜矿生产的安全性，国家还制定了铜矿监测系统，为铜矿生产的安全发展做出了贡献。随着国内相关法案的通过，负责监测中国铜矿生产安全的制造商数量稳步增加，产品质量和生产率也得到了提高，同时对铜金属采矿的安全性和稳定性起着至关重要的作用。

3.2 机电一体化在井下带式输送机中的应用

有效投资铜矿制造，以提高地下铜矿机械化大型设备的生产效率，不断提高输送带的效率。加强对传送带在操作过程中暴露的各种元件的维护，例如振动、电磁波、湿气和煤尘等产生的污染。大倾斜角度的大型传输路径和传送带，更能够适应机电一体化技术的工作环境。由于输送带是从井中运行的设备，是一个可编程控制器，因此可以很好地适应井中的恶劣条件。在实际生产过程中通过机电一体化系统进行控制非常方便，这对提高生产效率和降低生产成本都非常有用，是铜矿生产中的一个重要的角色

3.3 机电一体化技术在提升机方面的应用

全数字交流-直流电梯是铜矿机械集成技术的最高水平应用。将有机滚筒和机械传统设计相结合，不仅用于内部提升，还集成了机械、通讯、电子和自动控制等先进技术。全数字化应用非常稳定，大大简化了电气设备的安装，不仅具有简单的硬件配置，还具有非常好的互操作性功能。在中國开发的全数字技术使用双处理器作为系统的基本组件，这款双处理器具有可靠、准确等优点。

4 机电一体化技术在铜金属矿山机械中的发展趋势

4.1 铜金属矿山机械中机电一体化技术朝着数字化方向发展

机电微电子（微控制器）的发展为数控机床和机器人等电子产品的数字化程度奠定了基础。计算机网络技术的进步极大地促进了铜金属采矿机器设备和数字化生产的发展，例如计算机集成的生产虚拟设计，对于扫描上具有高可靠性、可维护性、自我诊断和易于使用的人机界面的机电一体化产品软件。数字应用使遥控、诊断和维修变得非常容易。

4.2 铜金属矿山机械中机电一体化技术朝着微型化方向发展

小型化是精密加工技术发展的必然趋势，有效满足了提高生产效率的需要。这与铜矿机械的工业发展是一致的。微机电系统（MEMS）可以集成到微机械设备的传感器、执行器以及集成到微器件或集成系统（如接口、通信和电源）中的模型处理和控制电路的批量生产中。最近，俄罗斯开发并制造了更多尺寸不超过1微米的纳米级MEMS产品。但是，我国在微机械技术和高精密技术领域的研究和开发仍然很少，还有一些重要的技术问题需要解决。近年来，在中国开发和制造了许多MEMS产品，这些产品逐渐转变为微米纳米，尺寸不超过1立方厘米。然而，微机械技术和高精密技术领域的研究和开发现状仍不容乐观，存在一些必须解决的重要技术问题。

4.3 铜金属矿山机械中机电一体化技术朝着智能化方向发展

在未来的开发过程中，系统的智能水平将大大提高。智能控制是提高机电一体化精度的重要技术。换句话说，在一定程度上应该实现电子技术和机械控制技术的使用。智能概念具体是指分析系统的初步设计及其在各种情况下的应用，以完成对工作条件的评估，可以随时更改操作模式。在这种情况下，模拟智能、模拟数学、计算机技术和传感器技术的不断发展，如果能够使他们有效的结合在一起，这将极大地促进机电一体化在智能方向上的发展，这样一来，现有铜矿开采机器设备制成的电子产品将会非常棒。智能系统能够在逻辑上进行推断决策，像人类一样做出决策。例如，传统的数控机床配备了人机交互功能和智能数据库，便于工人的使用和维护。

4.4 铜金属矿山机械中机电一体化技术朝着网络化方向发展

中国机电一体化产品在网络技术中的整合在20世纪90年代得以启动，并取得了良好的效果。他们拥有丰富的经验，可以使网络在未来的应用中更加深化。网络技术的不断发展和基于网络的远程监控技术已经出现，该技术不断应用于集成铜金属矿山开采的电子机械产品，创造了新的技术演变形势。将来，机电一体化将成为网络化的重要组成部分，对提高产品的安全性要求非常重要。

5 结语

本文首先对机电一体化的定义进行了概述，然后从科研人员紧缺、发展资金短缺以及研发与开发的能力太弱三个方面对铜金属矿山机电一体化目前的发展现状进行了分析，接着从铜金属矿山安全生产监控系统、机电一体化在井下带式输送机中的应用以及机电一体化技术在提升机方面的应用三个方面对机电一体化在铜金属矿山机械发展过程中的应用进行了分析，最后从数字化、微型化、智能化以及网络化四个发展方向对机电一体化技术在铜金属矿山机械中的发展趋势进行了分析。虽然中国在铜金属矿山机械机电一体化技术研究方面取得了较为显著的成果，但與国外发达国家之间仍存在一定的差距。除了机电一体化技术在中国机械工程发展中的实践探索外，还必须加强将农业国家转变为工业国家的进度。目前，铜矿设备规模庞大，智能化发展也将被更好的应用其中。除了未来开发的智能技术外，作者还描述了现有铜矿开采中所使用的技术。最后希望通过本文的研究，对今后的专家学者研究与基于铜金属矿山机械机电一体化技术发展的趋势相关的课题有一定的借鉴与帮助作用。

【参考文献】

[1]刘英贤.探讨铜金属矿山机械机电一体化技术发展的趋势[J].世界有色金属，2016（10）：145-146.

[2]张凯.浅谈多金属矿山机械机电一体化技术的发展趋势[J].世界有色金属，2016（12s）：83-84.

[3]聂少莉.机电一体化技术在矿山机械的应用及发展趋势[J].科技创新与应用，2017（36）：112-113.

[4]王孝锋，欧阳利勇.当前矿山生产中机电一体化技术的应用探讨[J].世界有色金属，2017（19）：73-74.

[5]张国臣.基于机电一体化系统在矿山机械工程中的应用分析[J].世界有色金属，2018（11）：36-37.

[6]刘开源.矿山机械中应用机电一体化技术的作用分析[J].科技传播，2013（3）：110+119.