建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展分析

孫光大

大連建工機(jī)電安裝工程有限公司

建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展分析

孫光大

大連建工機(jī)電安裝工程有限公司

建筑行業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，隨之而來的是建筑向著大規(guī)模復(fù)雜結(jié)構(gòu)發(fā)展，這些都增加了建筑在施工過程中的難度。難度帶來了挑戰(zhàn)，要想在獲得更高效安全的施工方式，建筑行業(yè)必須引入機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。所謂機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，是指以控制理論結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，將生活中已知的各項(xiàng)參數(shù)作為參考依據(jù)，利用機(jī)械化的工作代替以往由人類親自進(jìn)行的設(shè)計(jì)制造的工作。由于建筑機(jī)械自動(dòng)化施工對(duì)人力的依賴較小，因此，一定程度上優(yōu)化了施工的質(zhì)量和效率，從而大幅降低了建筑企業(yè)的成本投入創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)收益。

建筑機(jī)械；自動(dòng)化技術(shù)；現(xiàn)狀與發(fā)展

近年來，自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)在不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在建筑機(jī)械制造中發(fā)揮著越來越重要的作用。從20世紀(jì)20年代起，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)開始興起，剛開始最主要應(yīng)用于機(jī)械制造冷加工中，后來自動(dòng)化的技術(shù)越來越完善，已經(jīng)建立起生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)，現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展也使得機(jī)械制造行業(yè)中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的程度不斷提高。

1 工程機(jī)械自動(dòng)化的概念

所謂工程機(jī)械自動(dòng)化是指將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械生產(chǎn)的過程當(dāng)中，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的連續(xù)加工，自動(dòng)化生產(chǎn)優(yōu)化了生產(chǎn)過程[1]。工程機(jī)械自動(dòng)化是為了不斷提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。工程機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展速度非常快，已成為工程機(jī)械行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造的方向和重要方式。工程機(jī)械的自動(dòng)化水平對(duì)整個(gè)工程機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展水平有直接影響，從而直接影響著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

縱觀國內(nèi)外的建筑機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展來看，實(shí)施機(jī)械自動(dòng)化就是建筑機(jī)械應(yīng)用發(fā)展的潮流趨勢(shì)。可以將施工作業(yè)的情況分為：通用性建筑機(jī)械實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的人工干預(yù)；實(shí)施單一作業(yè)的專用型建筑機(jī)械轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓪?shí)施多種作業(yè)的通用性建筑機(jī)械。1)為了構(gòu)建自動(dòng)化系統(tǒng)的基本保障，需要建立一個(gè)比較完善的控制程序，并對(duì)其獨(dú)立性和完整性有著較高的要求。自動(dòng)化系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)行的過程中，各組件就會(huì)獨(dú)立完成相應(yīng)的運(yùn)行，不僅可以在很大程度上提高工作的效率，還可以保證在工作的過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2)在通常情況下，為了能夠滿足最基本的生產(chǎn)需求工作，自動(dòng)化系統(tǒng)中還根據(jù)實(shí)際情況在各個(gè)端口之間安裝不同的接口，以實(shí)現(xiàn)不同工藝間的信息交流。通過端口的對(duì)接，可以在很大程度上實(shí)現(xiàn)信息的交流，還可以實(shí)現(xiàn)不同控制器之間的交流轉(zhuǎn)換工作，實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步提高工作的效率。3)為了能夠確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還需要做好數(shù)據(jù)接口表的編制工作，在進(jìn)行表的編制過程中，主要是以數(shù)據(jù)的類型及其長度這2個(gè)方面的數(shù)據(jù)作為最主要的依據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)的來源，可以根據(jù)不同情況對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的測(cè)試以及整合，并進(jìn)行存儲(chǔ)。

3 建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)分析

3.1 機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)

施工機(jī)械位置識(shí)別技術(shù)，是指運(yùn)用技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備的位置進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，內(nèi)部識(shí)別和外部識(shí)別是在當(dāng)前機(jī)械自動(dòng)化識(shí)別中應(yīng)用較為普遍的兩個(gè)方面內(nèi)部位置識(shí)別，是指運(yùn)用回轉(zhuǎn)式角傳感器及速度控制傳感器將精確測(cè)定的設(shè)備數(shù)據(jù)傳送到控制中心，從而測(cè)定設(shè)備的最終位置；而外部位置識(shí)別技術(shù)則是在預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用聲波發(fā)射轉(zhuǎn)置確定設(shè)備當(dāng)前位置。

3.2 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，通過自身具備的位置誘導(dǎo)功能來最大限度地恢復(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。

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

作業(yè)對(duì)象識(shí)別和評(píng)價(jià)技術(shù)是建筑機(jī)械設(shè)備得以進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，它的作用就在于區(qū)別作業(yè)對(duì)象和非作業(yè)對(duì)象，其實(shí)現(xiàn)即依靠各類傳感器。傳感器通過將各種對(duì)象數(shù)據(jù)發(fā)給計(jì)算機(jī)識(shí)別，從而確定對(duì)象。

3.4 機(jī)群協(xié)作控制技術(shù)

機(jī)群協(xié)作控制技術(shù)是為了多種機(jī)械設(shè)備在聯(lián)合作業(yè)的情況下加以妥善的控制所開發(fā)的技術(shù)。在聯(lián)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，除了主要的建筑機(jī)械設(shè)備之外，還有一套機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)軌跡和作業(yè)狀況檢測(cè)系統(tǒng)，用于獲取眾多機(jī)械設(shè)備在作業(yè)中的具體數(shù)據(jù)，以便了解機(jī)械設(shè)備的具體情況。這些數(shù)據(jù)信息都會(huì)被匯總給中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理。中央計(jì)算機(jī)會(huì)通過計(jì)算，得出最佳作業(yè)方式，并將相關(guān)指令發(fā)給各臺(tái)設(shè)備，協(xié)調(diào)設(shè)備自身作業(yè)和聯(lián)合作業(yè)的情況。

4 工程機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展展望

低成本自動(dòng)化技術(shù)是工程機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展中的一個(gè)重要方向，也就是高智能化程度的基礎(chǔ)上追求見效快、投資少、前景廣、潛力大的效果，提高工程機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化程度不高的工廠可以使用精節(jié)生產(chǎn)方式，強(qiáng)調(diào)尊重人性、使用彈性作業(yè)人數(shù)，有效的提高工廠的效益。例如芬蘭DOKOAData機(jī)工廠的生產(chǎn)線就用計(jì)算機(jī)指導(dǎo)的人工參與和自動(dòng)化設(shè)備配合使用，實(shí)現(xiàn)了原有工藝基礎(chǔ)和高新技術(shù)的巧妙結(jié)合。這種生產(chǎn)線既具有柔性制造系統(tǒng)性能，同時(shí)又具有較低的造價(jià)。根據(jù)芬蘭的成功案例我們可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)械制造業(yè)低成本自動(dòng)化技術(shù)具有廣泛的發(fā)展前景。我國同樣具有大量的通用設(shè)備，我國的機(jī)械制造企業(yè)在進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展時(shí)，同樣可以充分利用原有的通用設(shè)備，對(duì)機(jī)床布局進(jìn)行合理的調(diào)整，引進(jìn)少量的數(shù)控設(shè)備，從而將人的創(chuàng)造性和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來。

總而言之，目前很多國家都很重視自動(dòng)化技術(shù)在建筑機(jī)械制造中的應(yīng)用，它能直接影響建筑機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平。我國在建筑機(jī)械制造的發(fā)展過程中也在實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，從而促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，在未來，自動(dòng)化技術(shù)會(huì)在建筑機(jī)械制造中發(fā)展的更加綠色、智能化。從而創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 汪文忠. 建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展分析[J]. 裝備機(jī)械，2016，(02)：72-74.

[2] 邵婉，喬石. 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及未來發(fā)展分析[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，(22)：176.