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        基于建筑機(jī)械自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)分析

        2019-10-21 17:56:10張韓芳
        名城繪 2019年2期
        關(guān)鍵詞:機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)建筑工程

        張韓芳

        摘要:隨著社會(huì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人類(lèi)的生活水平不斷的提高,建筑施工不斷的向安全、高效、省力、優(yōu)質(zhì)、舒適方向發(fā)展,傳統(tǒng)的建筑機(jī)械雖然可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工,仍然是手工操縱,在一定程度上能夠滿足上述要求,但是工人的勞動(dòng)強(qiáng)度較大、舒適性較差,導(dǎo)致勞動(dòng)的生產(chǎn)效率低下,施工質(zhì)量難以保證,施工的安全很大程度上取決于認(rèn)為的因素,僅次于采掘業(yè)的苦、臟、險(xiǎn)行業(yè)的建筑施工企業(yè),因此,由于機(jī)械等事故情況導(dǎo)致的安全事故越來(lái)越多。建筑機(jī)械通過(guò)將機(jī)械、電氣、控制軟件等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合為一體,不斷朝向自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展,在建筑企業(yè)中不斷應(yīng)用,具有高效、快捷、安全和優(yōu)質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),極大促進(jìn)了建筑機(jī)械向自動(dòng)化方向變革與發(fā)展的進(jìn)程。

        關(guān)鍵詞:建筑工程;機(jī)械自動(dòng)化;關(guān)鍵技術(shù)

        1建筑機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

        1.1壓路機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

        壓路機(jī)是混凝土澆灌施工的過(guò)程中重要的機(jī)器之一,壓路機(jī)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)主要是對(duì)依靠數(shù)據(jù)處理裝置、檢測(cè)裝置以及中央控制系統(tǒng)等模塊的合理利用,具有振動(dòng)質(zhì)量大、單頻雙振的特點(diǎn),可以進(jìn)行高效的鋪層。液壓振動(dòng)系統(tǒng)確保了振動(dòng)系數(shù)所要求的各種性能;機(jī)械傳動(dòng)裝置確保了壓路機(jī)的高機(jī)動(dòng)性和爬坡能力及制動(dòng)性能,全液壓轉(zhuǎn)向器使轉(zhuǎn)向操縱輕便靈活;離合和腳制動(dòng)采用氣助力操縱,極大的提高了操縱力及操縱的靈活性。壓路機(jī)的特點(diǎn)及其優(yōu)勢(shì)保證其在公路建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。

        1.2推土機(jī)、挖掘機(jī)作業(yè)的自動(dòng)化

        推土機(jī)、挖掘機(jī)等一些建筑土方施工機(jī)械的自動(dòng)化改造在很大的程度上提升了施工質(zhì)量和施工效率。1976年研制成功的以開(kāi)關(guān)系統(tǒng)為基準(zhǔn)的反饋控制系統(tǒng),這是最早在挖掘機(jī)的鏟斗和推土機(jī)的鏟刀上使用的自動(dòng)化控制裝置系統(tǒng),投光器、感光器和控制系統(tǒng)構(gòu)成該系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu),但最終由于裝置本身存在的速度響應(yīng)問(wèn)題未能在施工中得到推廣和應(yīng)用。但隨后的的KOMATSULaserlevelingsustem系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在推入機(jī)作業(yè)施工平整度誤差保持在3cm以?xún)?nèi)的車(chē)速為5Km/h,這是由日本學(xué)者北郁夫研究開(kāi)發(fā)的,并因此獲得了良好的效果和使用技術(shù)。自動(dòng)技術(shù)在建筑機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用的另一個(gè)典范是液壓挖掘機(jī)的激光自動(dòng)掘削系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上由自動(dòng)直線加工系統(tǒng)和激光系統(tǒng)兩部分組成,激光系統(tǒng)可以檢測(cè)出設(shè)備的車(chē)體高度,激光感光器可以測(cè)出作業(yè)面的位置,然后將測(cè)得的綜合信息傳輸給自動(dòng)掘削系統(tǒng),通過(guò)綜合分析系統(tǒng)將該信息和各傳感器信號(hào)形成對(duì)各電磁比例閥的控制指令,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)各油缸的控制和檢測(cè)。

        2建筑機(jī)械自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)

        2.1機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)

        建筑機(jī)械位置識(shí)別技術(shù)是指機(jī)械設(shè)備具備自動(dòng)辨識(shí)自身所處位置的能力,目前主要采用的方式有內(nèi)部位置識(shí)別方式和外部位置識(shí)別方式,內(nèi)部位置識(shí)別方式運(yùn)用速度傳感器和回轉(zhuǎn)式角傳感器相互配合,來(lái)檢測(cè)機(jī)械行駛的路徑數(shù)據(jù),然后將測(cè)得數(shù)據(jù)反饋到計(jì)算機(jī)中心后根據(jù)運(yùn)動(dòng)和方位的變化,獲得設(shè)備所處位置數(shù)據(jù);而外部識(shí)別方式主要是采依賴(lài)于在施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)先設(shè)定的幾個(gè)位置基準(zhǔn)點(diǎn),通過(guò)超聲波或電磁波來(lái)確定機(jī)械設(shè)備所處位置的方法。

        2.2位置誘導(dǎo)技術(shù)

        機(jī)械設(shè)備具有的位置誘導(dǎo)功能能夠最大限度地幫助機(jī)械設(shè)備恢復(fù)既定路徑,使用這種技術(shù)的基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)備自身所具備的機(jī)身位置識(shí)別系統(tǒng)。這種技術(shù)以閉環(huán)控制系統(tǒng)作為載體,機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用這種技術(shù)時(shí),按照事先設(shè)定好的路徑進(jìn)行作業(yè),并且能夠在作業(yè)過(guò)程中對(duì)照預(yù)先設(shè)定好的路徑對(duì)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行及時(shí)校準(zhǔn)或消除。顯然,通過(guò)自身具備的位置誘導(dǎo)功能來(lái)最大限度地恢復(fù)路徑,得益于機(jī)械設(shè)備能夠在自身路徑發(fā)生偏離時(shí)進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位。

        2.3作業(yè)對(duì)象識(shí)別與評(píng)價(jià)技術(shù)

        識(shí)別和評(píng)價(jià)作業(yè)對(duì)象是建筑機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化最重要的一個(gè)基礎(chǔ)功能,沒(méi)有這個(gè)系統(tǒng)的支持將無(wú)從談起機(jī)械的作業(yè)方式的判斷與決策,該技術(shù)一般以平面超聲波信號(hào)感知器為核心器件,可以使機(jī)械設(shè)備具備實(shí)時(shí)反饋施工對(duì)象的位置、形狀、大小及姿態(tài)等信息,認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)施工對(duì)象的能力。例如,安裝在液壓挖掘機(jī)鏟斗上超聲傳感器可以識(shí)別比如土方、沙石、巖塊的形狀,從而為后續(xù)的作業(yè)方式選擇提供前提和信息。

        2.4機(jī)群協(xié)作控制技術(shù)

        在眾多的機(jī)械設(shè)備中進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)的設(shè)備機(jī)械相當(dāng)多,因此要實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化就必須要有一整套的能將各個(gè)機(jī)械設(shè)備的位置和運(yùn)行軌跡、工作狀態(tài)等情況進(jìn)行實(shí)施檢測(cè)和控制,通過(guò)檢測(cè)控制得到的數(shù)據(jù),及時(shí)反饋到中央控制室內(nèi),在中央控制室內(nèi)通過(guò)計(jì)算機(jī)的綜合分析和處理設(shè)計(jì)出最優(yōu)化的分派方式,然后形成有效的作業(yè)指令傳輸?shù)礁鱾€(gè)機(jī)械設(shè)備中去,機(jī)械設(shè)備接收到作業(yè)指令之后進(jìn)行全方位的安全的施工和作業(yè),保證整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工作業(yè)系統(tǒng)正常有序進(jìn)行。

        2.5建筑機(jī)械自動(dòng)診斷技術(shù)

        在建筑機(jī)械維修管理方面,應(yīng)用故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)是今后故障診斷的發(fā)展方向。故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)通過(guò)傳感器獲取機(jī)械的技術(shù)狀況信息,系統(tǒng)通過(guò)對(duì)信息的分析、處理,輸出有關(guān)機(jī)械技術(shù)狀態(tài)的結(jié)論。工程機(jī)械故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)一般由在線記錄的數(shù)據(jù)采集機(jī)、離線分析處理機(jī)和傳遞數(shù)據(jù)的中繼機(jī)三個(gè)部分組成。建筑機(jī)械工況參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由采集機(jī)、中繼機(jī)和分析處理機(jī)三部分組成,采集機(jī)安裝在建筑機(jī)械上,完成傳感器的智能識(shí)別,工程機(jī)械工況參數(shù)采集、數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)和機(jī)械故障在線報(bào)警等各項(xiàng)功能,中繼機(jī)可以到現(xiàn)場(chǎng)依次與各個(gè)采集機(jī)完成數(shù)據(jù)交換,獲取采集機(jī)采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)必要時(shí)修改和校正采集機(jī)時(shí)鐘,并可帶入機(jī)房按采集機(jī)的相應(yīng)序號(hào)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到分析處理機(jī)中,整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,功能強(qiáng)大。

        3結(jié)語(yǔ)

        隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展,施工機(jī)械在工程施工中的地位和作用日益重要,尤其是現(xiàn)代智能建筑建設(shè)施工機(jī)械化程度愈來(lái)愈高,而機(jī)械則在自動(dòng)控制系統(tǒng)的操縱下按既定的生產(chǎn)程序自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),可以大大提高生產(chǎn)率。尤其是微電子、計(jì)算機(jī)和機(jī)電一體化等技術(shù)的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用,建筑機(jī)械自動(dòng)化也得了迅速發(fā)展,已逐步走向現(xiàn)代化、智能化和機(jī)器人化方向發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

        [1]工程建設(shè)中的機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)分析[J].胡忠波,侯爵.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊.2017(05).

        [2]機(jī)電自動(dòng)化在建筑機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].黃曉存,劉徐鑫,趙曉東,鄭玻.黑龍江科技信息.2016(09).

        [3]機(jī)械設(shè)備電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].李存榮.建材與裝飾. 2018(04) .

        (作者單位:海鹽海濱建筑機(jī)械有限公司)

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