建筑机械自动化的关键技术研究和发展论文_李营录

建筑机械自动化的关键技术研究和发展论文_李营录

摘要:机械设备的大量使用是建筑现代化发展的标志之一,在行业技术不断革新和优化的推动下,机械设备的自动化水平不断提升。与传统的建筑施工方式相比,机械自动化不仅能够优化施工质量,提高施工效率,而且减小了建筑施工对人力的依赖程度,从而降低了建筑企业的成本花费。但是由于受人为因素、技术水平等方面的影响,国内建筑机械自动化在实践过程中仍然存在一些问题,在这一背景下,加强机械自动化关键技术的研究极具现实意义。

关键词:建筑机械;自动化;研究;发展

引言:随着社会经济的发展,人们对于产品的需求趋于多样化和差异化、而且对于制造成本的要求越来越低,同时如今各行业在追求质量的同时对于短制造周期的要求更加紧迫,FMS的到了迅速的发展,由于科技的发展计算机技术、通迅信息技术以及机械与控制也得到了飞速的进步。各行各业对于科学技术的应用更加广泛,因此在建筑施工其发展方向也开始趋向于高效、优质等方向进行发展,虽然传统建筑机械能够在一定程度上实现工作效率的提高,但是其操作大多是进行手工操纵,需要消耗大量的人工、而且也无法实现生产率的提高,对于施工质量以及施工安全也无法得到有效的保证。建筑业则是属于脏且危险的行业,其事故也是比较频发。因此,当前形势下对于建筑行业实现自动化的要求更加紧迫。

一、建筑机械自动化的应用现状

建筑机械自动化的研究和开发开端与上世纪五六十年代,八十年代后期建筑机械自动化的开发和应用步伐加快。当前来说,在建筑机械领域采用自动化技术的装备主要有:在摊铺机上使用的保证纵向和横线找平的自动调平装置,以及混合料自动供料装置和摊铺层厚度控制与自动调节系统;自动化在推土机上的先进应用主要是电子检测控制系统PIC,它可以实现推土机的自动监控;在液压挖掘机上最新的载荷检测、故障诊断、自动怠速以及工作方式电控功能等,都是自动化系统和理念在建筑机械中应用的典范。以下以自动化在压实机和推土机、挖掘机应用情况为典型,简要说明建筑机械自动化应用的现状。

1、压路机作业的自动化

在水库大坝等大型工程的浇灌混凝土施工的过程中主要的施工设备就是压路机,压路机自动化的实现主要是对依靠数据处理装置、检测装置以及中央控制系统等模块的合理利用,这些技术的应用能够在施工过程中根据预先设定的基准点为坐标,通过采用机载自动跟踪仪以及光波距离测算仪来对相关的作业位置进行精确的测定,并且能够将位置数据信息有效的传输机械设备的中央控制系统,然后再将转换后的设备指令通过无线电波的形式输出,并且能够及时的对位置信息进行调整和效验,最终能够实现压实作业的精准性。

2、推土机、挖掘机作业的自动化

推土机、挖掘机等建筑施工机械的自动化应用,目的是改变是施工的传统形式,提升工程的效率和质量。最早在推土机和挖掘机上应用的自动化装置是反馈控制系统,此系统在不断被改造和研究发展之后,获得了良好的效果。此外液压挖掘机的激光自动掘削系统也是自动化技术在建筑机械领域应用的一个典范,这个自动化装置是通过激光感光器进行位置的测量和数据的传输,然后系统通过分析数据并下达指令,最终实现在自动化的控制。

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二、建筑机械自动化控制的关键技术

在施工过程中,建筑机械的大多都在地形复杂、作业环境恶劣的作业面实施土、石方作业,要实现建筑机械的自动化,首先要在以下这些关键技术上有所探索和突破。

1、机身位置识别技术

建筑机械位置识别技术是指机械设备具备自动辨识自身所处位置的能力,目前主要采用的方式有内部位置识别方式和外部位置识别方式,内部位置识别方式运用速度传感器和回转式角传感器相互配合,来检测机械行驶的路径数据,然后将测得数据反馈到计算机中心后根据运动和方位的变化,获得设备所处位置数据;而外部识别方式主要是采依赖于在施工现场预先设定的几个位置基准点,通过超声波或电磁波来确定机械设备所处位置的方法。

2、位置诱导机能

所谓的位置诱导机能主要是指以预定的施工路径为依据引导机械设备进行施工作业,并且通过对机身位置的识别来对机身位置进行反馈,控制中心根据实时数据及时的对设备进行调整,设备施工过程中一旦偏离施工路径,就会启动自动复位功能,从而恢复到既定路径,这一系统地应用能够对设备的位置、方向以及速度进行及时的修正

3、施工对象的识别和评价技术的应用

建筑机械实现自动化的最基本功能就是对施工对象机械有效的识别,并且能够对其作业效果进行评价,这个系统如果得不到应用也就很难实现对机械施工的决策,施工对象识别和评价计术主要核心元件就是平面超声波信号感知器,这一元件能够保证设备能够实时的对施工对象的信息进行反馈,并且实现对施工对象的评价和认识

4、安全保障机能

建筑施工一般会动用大量各种类型的施工设备,同时施工场地又有大量的建筑用材和作业器具等障碍物,给建筑设备的施工运行带来一定的困难,为了确保运行中的多台设备之间互不干涉,并协调高效运行就必须引入一套集识别、报警、停止作业、安全域确定的诱导控制机能。

5、机群协作控制技术

建筑机械的自动化还要求做到操作现场机群的协作控制,因为在现场有众多的、功能各异的机械设备联合作业,那么怎样合理安排,怎么达到在最优化的分配和指挥,怎样做到全方位、全过程的控制体系,这都是机群协作控制技术的技术范围。

三、建筑机械自动化发展趋势

1、建筑机械自动化面向施工规模巨型化

当前众多建筑物的施工规模越来越趋向于大型化、高级化以及施工高速化。建筑工程的大型化、高级化以及施工高速化的发展势必要求实现建筑机械的综合集成的自动化发展。如今的水利工程、高速路等都呈现出这一发展趋势。

2、建筑机械自动化开始趋于安全和绿色化

人类社会物质文明的快速发展使得建筑行业和建筑机械无法跟上其步伐,这就在很大成度上使得城市建设无法满足社会和人民的要求,而且当前的施工工艺对于环境造成了严重的破坏而且安全事故频发。如今社会各界对于环保意识有了深入的认识,所以在实现建筑机械自动化的进程中要充分考虑人的因素,对人机工程学进行有效的应用,从而满足当前社会发展的需要。

3、建筑设备自动化开始向施工领域进行扩展

高空、地下以及海洋建筑作业的发展成为当前建筑施工的重要方面,从而保持地面生态环境的良好发展,如今的管线铺设以及多数的交通设施开始向地下发展,通过海底隧道实现了隔海相望的两块大陆之间的连通,这一发展趋势要求开发和应用更多的地下施工设备。

四、结束语

总而言之,各个国家都开展了许多的研究开发工作来实现建筑机械的自动化,并且也获得了一些成果,如今信息与计算机技术发展迅速,这也有效的推动了建筑机械自动化的发展进程。目前我国的机械自动化技术仍处于起步阶段,设备加工的利用率太低。无法实现编程控制器的有效使用。在我国自动化技术在机床、计算机等领域的应用处于刚性自动化发展阶段。根据我国当前的产业结构来看层次依然很低,而且机械制造业发展明显失衡,大多数的企业根本无法触及现代化生产的标准,企业仍然采取手工劳作。由此可见,我国的企业缺乏设备自动化发展的意识,所以,必须要加大关键技术的推广和应用。

参考文献:

[1]赵英利,陈春慧,尚云龙. 谈土木施工工程机械自动化[J]. 森林工程, 2002 ,3

[2]汪世益,方勇,满忠伟.工程机械液压节能技术的现状及发展趋势[J].工程机械,2010,(9).

[3]皮钧,何刚.工程机械的技术发展动向[J] .工程机械, 2003,( 11) .

论文作者:李营录

论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期

论文发表时间:2018/12/17

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