数控技术在煤矿机械加工中应用浅议
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摘要：对数控技术的基本概念及特征进行了简要分析，重点从排产管理、下料、焊接工艺和机加工等方面研究了数控技术在煤矿机械加工中的实践应用，并分析了数控技术在实践应用过程中需要重点关注的几个问题。分析认为，数控技术在煤矿机械加工中的实践应用，不仅可显著提升煤矿机械零件的加工质量，同时还可提升零件加工生产效率、降低生产成本，在促进煤矿领域发展方面发挥着积极的作用。
关键词：数控技术煤矿机械生产加工实践应用
引言
煤矿机械加工技术是保障机械装备性能的基础和前提[1-3]。传统煤矿机械加工中主要通过物理机械理论对加工与装配过程进行指导[4]。随着科学技术水平的迅速发展，传统的加工方法已经无法满足煤矿机械装备的加工与使用要求。数控技术逐渐在煤矿机械加工领域得到应用，逐渐取代了传统的机械加工方法[5]。数控技术在对煤矿机械零部件进行加工时，存在加工精度高、质量稳定性好、重复性好等众多优势，使煤矿机械装备加工制造水平得到了质的飞跃[6]。本文主要阐述了数控技术的基本概念及其应用特点，重点分析了数控技术在煤矿机械加工中的应用情况。
1数控技术基本概念与特征
1.1数控技术基本概念。基于传统的煤矿机械加工方法，充分利用先进的计算机技术、编程技术、网络技术等，实现对煤矿机械加工装备及加工过程的数字化控制，此即为煤矿领域的数控技术。通过使用数控技术使得煤矿机械加工方式有了颠覆性变化，检测和控制过程主要依赖计算机来完成，零件加工效率、加工质量等均有了显著提升。
1.2数控技术特征分析。基于先进的数控技术加工煤矿机械时，可以对工艺参数进行快速调整，使之更适应加工过程。运用数控技术的特点包括如下三点：第一，对于形状结构相对复杂的煤矿机械零部件，利用传统机械加工方法很难，或者加工质量偏低、效率不高。基于数控技术的煤矿机械加工能够适应各种复杂的零件，包括曲面形状等。第二，可以对工艺参数进行方便快捷的调整，在不同零件成批生产时，能显著提升生产效率。第三，同一零件在完成一次装夹后，可以同时完成多道工序的加工，降低了定位误差。提升零件加工精度的同时，降低了装夹的时间，提升了加工效率。
2煤矿机械加工中数控技术的应用分析
随着煤矿工业技术水平的不断提升，用户对采煤效率提出了更高的要求，煤矿机械装备也朝着大型化、智能化方向发展，同时还要求采煤机械装备具有很高的可靠性。煤矿机械装备运行稳定性和可靠性与零部件的制造精度、公差等级等技术参数有紧密关系。在煤矿机械加工领域，利用先进的数控技术可以很好地解决以上问题。
2.1数控技术在下料中的应用。在煤矿机械加工中下料是第一步，也是比较重要的环节。传统机械加工方法中主要通过人工划线进行下料，然后利用人工方式进行切割，这种方式不仅效率低下，而且生产精度不高，外观也不尽如人意，严重时如果尺寸控制不当可能导致坯料报废。在下料机械装备中应用数控技术，可以有效规避人工下料中存在的很多弊端。比如生产实践中利用数控切割机下料，不仅坯料尺寸精度高，且生产率显著提升，最重要的是切割线条非常光滑，为后续提升焊接质量奠定了良好的基础。如下页图1所示为基于数控技术的煤矿机械加工下料流程图。另外，数控切割机械装备还能对切缝进行补偿，确保生产得到的坯料外观尺寸与设计尺寸完全相同。
2.2数控技术在焊接工艺中的应用。煤矿中使用的掘进机、挖掘机、液压支架、刮板输送机、带式输送机等重要的机械装备中，很多装备零部件都是通过焊接的加工工艺进行生产制作的。传统焊接工艺主要通过人工方式进行操作，对工人的技术经验和水平要求较高。如果控制不当会导致焊缝不均匀，影响焊接质量。基于数控技术的焊接工艺可以完全实现自动化焊接，且可以对焊缝进行实时检测并反馈，实现焊接工艺过程工艺参数的自动化调整。不仅保障了焊缝质量、均匀性，同时焊接效率有了显著提升。图2为典型的焊接数控系统硬件架构图。
2.3数控技术在机加工中的应用。切削加工同样是煤矿机械加工中必不可少的环节，对于形状比较复杂、对精度要求比较高的零件，利用传统机床生产时难度较高。基于数控技术的加工机床能够很好地解决形状复杂零部件的加工问题，且加工精度非常高。比如采煤机的摇臂、掘进机的截割臂以及行走部位的支撑轮等，这些零件中都会有密封圈安装槽，为了提升密封效果，安装槽都设计为曲面形状。已有的实践经验表明，传统机床基本不可能对这种复杂的曲面进行加工。但是在数控加工机床中通过编程就可以对安装槽曲面结构进行快速加工，且形状尺寸和公差等级等技术参数都能够达到设计要求，密封圈的密封效果良好。
2.4数控技术在生产管理中的应用。采煤工业领域较为特殊，每个矿井工作环境不尽相同。在生产加工采煤机装备时，必须考虑其服役环境相关要求，所以煤矿机械呈现出多样化的特点。因此煤矿机械在生产加工时多为小批量生产。在传统的生产加工车间中，小批量生产模式在车间排产过程中整体上表现出效率低下的问题。基于数控技术的生产管理，可以根据销售部门给出的订单情况进行自动排产，提升了车间的生产效率。另外，由于实现了自动排产，在下料阶段可以对下料过程进行高效控制，从而达到节省原料的效果。
3数控技术应用时需要重点关注的问题
数控技术在煤矿机械加工中的应用主要通过编程方式实现。在程序编写和执行过程中如果控制不当，可能达不到理想的效果。在煤矿机械加工实践过程中应用数控技术时，需要重点关注以下几个方面的问题：1）利用数控机床同时加工煤矿机械中的轴类和套筒类零件时，应该首先对轴类零件进行加工，然后再对套筒类零件进行加工。这样能够保证套筒类零件的外圆直径误差和跳动度公差，否则很难保障。2）利用数控机床对煤矿机械零件的外轮廓和内轮廓进行精加工时，为了保障零件表面加工精度，降低其粗糙度，需要首先利用G50恒线速度对表面进行加工，然后再通过G96恒线速度进行加工。3）对于煤矿机械中使用的具有外圆锥形状的零件，利用数控车床进行加工时，为了确保零件能够满足实际使用需要，应该利用专门的检测工具对其加工精度进行检测，然后对加工工艺过程进行调整，以保障圆锥面与其他零件之间的配合精度。4）如果某些煤矿机械零件的加工精度要求非常高，利用数控机床也难以达到相关要求时，此时就需要进行二次精车。
4结语
随着煤矿领域的不断发展，对煤矿机械的可靠性要求越来越高，这都需要零件加工精度作为保障。传统的煤矿机械加工中，主要通过人工方式进行加工，加工精度很多时候依赖于工人的技术水平和经验，且效率较低。当前，数控技术已经发展较为成熟，在很多领域得到广泛应用，其中就包括煤矿机械加工领域。在煤矿机械加工中，数控技术在车间排产、下料、焊接和机加工等方面都有了很多应用。不仅显著提升了煤矿机械加工质量，还提升了煤矿机机械加工的效率。在促进煤矿领域发展方面发挥着重要积极的作用。
参考文献
[1]曹磊.机械自动化在煤矿机械制造中的应用探索[J].商品与质量，2020（41）：10.
[2]王锐，高尚，敬帅.煤矿机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].中国房地产业，2020（9）：292.
[3]崔传柱.浅谈煤矿机械中机械自动化设备的应用[J].建筑工程技术与设计，2018（10）：135.
[4]任林枝.煤矿机械发展探析[J].机械管理开发，201，33（1）：159-160.
[5]韩少云.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用研究[J].石化技术，2020，27（4）：38-39.
[6]郝华清，苏伟.煤矿机械工程中数控技术的应用[J].中国战略新兴产业，2020（4）：36.
作者:任维微 单位:霍州煤电集团鑫钜煤机装备制造有限责任公司
