機(jī)械自動(dòng)化在建筑工程中的應(yīng)用

吳斌

摘 要：在現(xiàn)代建筑工程的施工過程中，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用。應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠有效地解決施工過程中出現(xiàn)的一系列問題，從而保證施工效率和工程質(zhì)量。簡要介紹了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展?fàn)顩r，詳細(xì)闡述了其技術(shù)功能，并分析了它在建筑工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化；建筑工程；服務(wù)技術(shù)；施工設(shè)備

中圖分類號：TU60 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.145

在建筑工程的施工過程中，由于地形復(fù)雜、施工環(huán)境惡劣，所以，如何有效降低施工難度、保證施工質(zhì)量、又快又省力地完成建筑工程是建設(shè)者們一直思考的問題。采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，機(jī)械設(shè)備不僅不會(huì)相互碰撞，在多臺機(jī)械設(shè)備同時(shí)運(yùn)作時(shí)，還能夠引導(dǎo)其操作，保證它們之間相互不受影響。應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)不僅能降低建筑工程的施工難度，還能保證施工質(zhì)量。

1 機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

由于機(jī)械自動(dòng)化服務(wù)技術(shù)比較專業(yè)，所以，被廣泛應(yīng)用于建筑、水利、道路和電力等多個(gè)領(lǐng)域。在建筑工程領(lǐng)域，可將相關(guān)機(jī)械設(shè)備分為實(shí)施多種作業(yè)的通用型建筑機(jī)械和實(shí)施單一作業(yè)的專用型建筑機(jī)械。其中，通用型建筑機(jī)械設(shè)備功能強(qiáng)大、工況多變，難以分解成簡單的單一操作，因此，可以通過電子控制技術(shù)，利用新型的電子挖掘機(jī)、電子推土機(jī)等提高其控制能力，或者細(xì)化施工工藝。利用機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備施工可以實(shí)現(xiàn)24 h作業(yè)，加快施工進(jìn)度，提高工程質(zhì)量。

2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)功能

2.1 位置誘導(dǎo)功能

在作業(yè)過程中，因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備要按照預(yù)定好的路徑作業(yè)，所以，自動(dòng)化系統(tǒng)需要引導(dǎo)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行。一旦機(jī)械設(shè)備偏離了預(yù)定路徑，自動(dòng)化系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)復(fù)位功能，盡最大可能將其引到預(yù)定路徑。通過機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的位置誘導(dǎo)功能，機(jī)械設(shè)備可以按照預(yù)定路徑作業(yè)，并及時(shí)矯正和恢復(fù)機(jī)械設(shè)備的位置、速度和方向等。

2.2 辨別位置功能

在設(shè)備運(yùn)行過程中，利用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠自動(dòng)識別其位置。一般情況下，辨別位置功能分為外部位置識別和內(nèi)部位置識別2種。其中，外部位置識別主要以工地設(shè)置處為基準(zhǔn)點(diǎn)，利用超聲波或電磁波測定機(jī)械設(shè)備的位置；內(nèi)部位置識別則主要利用速度測定傳感器和回轉(zhuǎn)式角度傳感器測定機(jī)械設(shè)備的行走參數(shù)，并將測定數(shù)據(jù)反饋到計(jì)算機(jī)中心，從而確定機(jī)械設(shè)備的位置和方位。

2.3 作業(yè)對象識別與評價(jià)功能

機(jī)械設(shè)備可利用超聲波傳感技術(shù)和圖像處理技術(shù)識別作業(yè)對象，比如液壓挖掘機(jī)通過超聲波傳感器可以獲得巖塊、土方、沙石等作業(yè)對象的位置和大小等參數(shù)，利用畫像處理技術(shù)作出相應(yīng)的判斷和評價(jià)，進(jìn)而為后續(xù)的施工作業(yè)提供必要的信息。

2.4 安全管理功能

在建筑工程施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多設(shè)備、多車輛配合施工的情況，而建筑材料的隨意堆放和施工設(shè)備的混亂運(yùn)行會(huì)為施工現(xiàn)場帶來一定的安全隱患。應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)可以有效識別工程潛在的危險(xiǎn)，及時(shí)報(bào)警，停止作業(yè)，保證施工現(xiàn)場的安全，實(shí)現(xiàn)不同機(jī)械設(shè)備間的安全合作，從而完成對機(jī)械現(xiàn)場的安全管理。

2.5 機(jī)群協(xié)作控制功能

所謂“機(jī)群協(xié)作控制功能”，主要是指在施工現(xiàn)場檢測和控制聯(lián)合作業(yè)的機(jī)械設(shè)備的位置、運(yùn)行軌跡和工作狀態(tài)等，并將檢測到的數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給中央控制室，中央控制室則利用計(jì)算機(jī)綜合分析和處理相關(guān)信息，從而設(shè)計(jì)出最優(yōu)的操作方案。將控制指令傳輸?shù)礁鳈C(jī)械設(shè)備中后，機(jī)械設(shè)備可以按照作業(yè)指令進(jìn)行全方位的施工作業(yè)。機(jī)械自動(dòng)化的機(jī)群協(xié)作控制功能不僅能保證施工現(xiàn)場的秩序，還能保證施工作業(yè)有序進(jìn)行。

3 自動(dòng)化壓路機(jī)和挖掘機(jī)的應(yīng)用

3.1 自動(dòng)化壓路機(jī)

壓路機(jī)是混凝土澆筑施工中最常用的機(jī)械設(shè)備之一，在壓路機(jī)中引進(jìn)檢測裝置、遠(yuǎn)程通訊裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和中央控制系統(tǒng)等，可以實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)的機(jī)械自動(dòng)化。在實(shí)際施工的過程中，自動(dòng)化壓路機(jī)可以利用光波距離測算儀、機(jī)載自動(dòng)跟蹤儀等裝置測定工作位置。同時(shí)，還可在施工現(xiàn)場預(yù)設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，將基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)反饋給中央控制系統(tǒng)，由其將位置信號轉(zhuǎn)化為控制指令，利用機(jī)械自動(dòng)化辨別位置的功能對自動(dòng)化壓路機(jī)進(jìn)行位置誘導(dǎo)，使其能夠更好地作業(yè)。

3.2 自動(dòng)化挖掘機(jī)

在挖掘機(jī)機(jī)械設(shè)備中引進(jìn)激光控制裝置可以實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的機(jī)械自動(dòng)化。在挖掘機(jī)作業(yè)的過程中，可以利用挖掘機(jī)鏟斗上的激光控制裝置控制挖掘機(jī)作業(yè)，從而提高工程質(zhì)量和施工效率。但是，由于該技術(shù)存在速度響應(yīng)問題，所以，沒有被廣泛應(yīng)用。此外，還可以在挖掘機(jī)中設(shè)置激光自動(dòng)掘削系統(tǒng)，利用激光系統(tǒng)檢測設(shè)備的車體高度，利用激光感光器檢測作業(yè)面位置，并將檢測到的數(shù)據(jù)反饋給自動(dòng)掘削系統(tǒng)。這時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)定相應(yīng)的控制指令，控制各電磁比例閥和油缸，從而保證挖掘機(jī)的作業(yè)效率和施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)代建筑的施工過程中，因?yàn)闄C(jī)械自動(dòng)化技術(shù)有位置誘導(dǎo)、辨別位置、作業(yè)對象識別與評價(jià)等功能，所以，被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。而自動(dòng)化壓路機(jī)、自動(dòng)化挖掘機(jī)等自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用極大地提高了建筑工程的施工效率，有效保證了工程的施工質(zhì)量。

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〔編輯：白潔〕