關于建筑機械自動化的關鍵技術研究和發(fā)展

1、    關于建筑機械自動化的關鍵技術研究和發(fā)展    趙志強 閆萬里摘要：隨著社會經濟的發(fā)展，人們對于產品的需求趨于多樣化和差異化、而且對于制造成本的要求越來越低，同時如今各行業(yè)在追求質量的同時對于短制造周期的要求更加緊迫，fms的到了迅速的發(fā)展，由于科技的發(fā)展計算機技術、通迅信息技術以及機械與控制也得到了飛速的進步。各行各業(yè)對于科學技術的應用更加廣泛，因此在建筑施工其發(fā)展方向也開始趨向于高效、優(yōu)質等方向進行發(fā)展，雖然傳統(tǒng)建筑機械能夠在一定程度上實現工作效率的提高，但是其操作大多是進行手工操縱，需要消耗大量的人工、而且也無法實現生產率的提高，對于施工質量

2、以及施工安全也無法得到有效的保證。建筑業(yè)則是屬于臟且危險的行業(yè)，其事故也是比較頻發(fā)。因此，當前形勢下對于建筑行業(yè)實現自動化的要求更加緊迫。關鍵詞：建筑機械；自動化；研究和發(fā)展1當前建筑機械自動化的發(fā)展現狀改革開放以來，科學技術得到了迅速的發(fā)展，雖然在如今的建筑機械自動化技術的一些方面得到了快速的發(fā)展和進步，但是對于建筑機械自動化的應用和開發(fā)則需要投入大量的人力、物力和財力，除此之外還面臨著相當大的推廣難度。這些可以在以下方面進行體現：建筑行業(yè)的施工有其自身的特點，施工環(huán)境惡劣，而且所使用的自動化元件具有非常差的抗污染、抗干擾能力，這就使得建筑機械得不到有效的使用；建筑行業(yè)在很多方面與其他行業(yè)存

3、在差異，無法進行有效的經驗借鑒，因此也就無法實現自動化建筑機械的通用性；建筑行業(yè)的施工具有繁雜的工序，無法進行有效的分解，使其成為流程化的工作模式，另外建筑行業(yè)的施工參數差異性較大，外界環(huán)境對其精度存在很大的影響性，因此就需要較長的時間來完控制方案設定和驗證，這就在一定程度上給開發(fā)研究增加了難度。自動化建筑施工機械大體上有兩種： 機群施工系統(tǒng)控制和作業(yè)裝置自動化整機自動控制。第一種建筑機械自動化主要技術則是對單項自動化技術的應用，主要的技術包含： 變頻技術以及移動機能一液壓傳動用的液壓比例技術。這些技術的應用使得機械設備具有顯著的節(jié)能效果、而且在很大程度上改善了設備的自動化水平、能夠有效的提高

4、生產效率，改善生產質量；具有精度高、操作速度快的特點。第二種自動化建筑機械主要是對綜合自動化技術的應用，其中主要有：遙控控制技術；gps定位系統(tǒng)；傳感技術；人工智能技術等。下面主要以推土機、挖掘機自動化技術的應用進行實例分析，從而對建筑機械自動化的應用進行簡單的分析和說明。1.1壓路機自動化技術的應用在水庫大壩等大型工程的澆灌混凝土施工的過程中主要的施工設備就是壓路機，壓路機自動化的實現主要是對依靠數據處理裝置、檢測裝置以及中央控制系統(tǒng)等模塊的合理利用，這些技術的應用能夠在施工過程中根據預先設定的基準點為坐標，通過采用機載自動跟蹤儀以及光波距離測算儀來對相關的作業(yè)位置進行精確的測定，并且能夠將

5、位置數據信息有效的傳輸機械設備的中央控制系統(tǒng)，然后再將轉換后的設備指令通過無線電波的形式輸出，并且能夠及時的對位置信息進行調整和效驗，最終能夠實現壓實作業(yè)的精準性。1.2自動化技術在挖掘機、推土機中的應用對挖掘機、推土機等建筑施工設備進行自動化應用和改造能夠有效的提高施工效率，保證施工質量。早期挖掘機鏟斗以及推土機鏟刀上所應用的是1976年研制開發(fā)出來的反饋控制系統(tǒng)，主要是將開關系統(tǒng)作為實現自動化的基準，這一系統(tǒng)中主要包含由控制系統(tǒng)、投光器以及感光器，這一系統(tǒng)使得設備存在嚴重的響應滯后問題，因此最終無法實現其廣泛應用；后來日本的學者北郁夫經過探索和研究最終設計出了komatsu laser l

6、eveling sustem，這一系統(tǒng)的應用使得推入機在5km/h的速度下，能夠保證施工誤差不超過3cm，最終這一系統(tǒng)得到了比較廣泛的應用。2實現建筑機械自動化控制的主要技術2.1施工對象的識別和評價技術的應用建筑機械實現自動化的最基本功能就是對施工對象機械有效的識別，并且能夠對其作業(yè)效果進行評價，這個系統(tǒng)如果得不到應用也就很難實現對機械施工的決策，施工對象識別和評價計術主要核心元件就是平面超聲波信號感知器，這一元件能夠保證設備能夠實時的對施工對象的信息進行反饋，并且實現對施工對象的評價和認識2.2設備位置識別技術所謂的建筑機械位置識別技術主要是指對設備的位置進行自動識別，如今所采用的主要識別

7、方式包含外部和內部位置識別方式。設備的外部識別則是通過識別施工場地預定位置的，利用電磁波或者超聲波來對設備的位置進行判斷；設備的內部位置識別則是通過對回轉式角傳感器以及速度傳感器的綜合應用，對設備的數據進行精確的測定，并將數據及時的輸送會控制中心，最終確定設備的位置數據；2.3位置誘導機能所謂的位置誘導機能主要是指以預定的施工路徑為依據引導機械設備進行施工作業(yè)，并且通過對機身位置的識別來對機身位置進行反饋，控制中心根據實時數據及時的對設備進行調整，設備施工過程中一旦偏離施工路徑，就會啟動自動復位功能，從而恢復到既定路徑，這一系統(tǒng)地應用能夠對設備的位置、方向以及速度進行及時的修正。3建筑機械自動

8、化發(fā)展趨勢3.1建筑機械自動化面向施工規(guī)模巨型化當前眾多建筑物的施工規(guī)模越來越趨向于大型化、高級化以及施工高速化。建筑工程的大型化、高級化以及施工高速化的發(fā)展勢必要求實現建筑機械的綜合集成的自動化發(fā)展。如今的水利工程、高速路等都呈現出這一發(fā)展趨勢。3.2建筑機械自動化開始趨于安全和綠色化人類社會物質文明的快速發(fā)展使得建筑行業(yè)和建筑機械無法跟上其步伐，這就在很大成度上使得城市建設無法滿足社會和人民的要求，而且當前的施工工藝對于環(huán)境造成了嚴重的破壞而且安全事故頻發(fā)。如今社會各界對于環(huán)保意識有了深入的認識，所以在實現建筑機械自動化的進程中要充分考慮人的因素，對人機工程學進行有效的應用，從而滿足當前社

9、會發(fā)展的需要。3.3建筑設備自動化開始向施工領域進行擴展高空、地下以及海洋建筑作業(yè)的發(fā)展成為當前建筑施工的重要方面，從而保持地面生態(tài)環(huán)境的良好發(fā)展，如今的管線鋪設以及多數的交通設施開始向地下發(fā)展，通過海底隧道實現了隔海相望的兩塊大陸之間的連通，這一發(fā)展趨勢要求開發(fā)和應用更多的地下施工設備。對于近海軟土基礎進行改造，實現圍海造陸則同樣要求開發(fā)更多的自動化機械設備。由此可見實現建筑機械的自動化是人類社會發(fā)展的必然要求?？偠灾?，各個國家都開展了許多的研究開發(fā)工作來實現建筑機械的自動化，并且也獲得了一些成果，如今信息與計算機技術發(fā)展迅速，這也有效的推動了建筑機械自動化的發(fā)展進程。目前我國的機械自動化技術仍處于起步階段，設備加工的利用率太低。無法實現編程控制器的有效使用。在我國自動化技術在機床、計算機等領域的應用處于剛性自動化發(fā)展階段。根據我國當前的產業(yè)結構來看層次依然很低，而且機械制造業(yè)發(fā)展明顯失衡，大多數的企業(yè)根本無法觸及現代化生產的標準，企業(yè)仍然采取手工勞作。由此可見，我國的企業(yè)缺乏設備自動化發(fā)展的意識，所以，必須要加大關鍵