建筑機(jī)械自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)研究和發(fā)展

劉亭亭

【摘 ?要】機(jī)械設(shè)備的大量使用是建筑現(xiàn)代化發(fā)展的標(biāo)志之一，在行業(yè)技術(shù)不斷革新和優(yōu)化的推動(dòng)下，機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平不斷提升。與傳統(tǒng)的建筑施工方式相比，機(jī)械自動(dòng)化不僅能夠優(yōu)化施工質(zhì)量，提高施工效率，而且減小了建筑施工對(duì)人力的依賴程度，從而降低了建筑企業(yè)的成本花費(fèi)。但是由于受人為因素、技術(shù)水平等方面的影響，國內(nèi)建筑機(jī)械自動(dòng)化在實(shí)踐過程中仍然存在一些問題，在這一背景下，加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)的研究極具現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】建筑行業(yè);機(jī)械自動(dòng)化;關(guān)鍵技術(shù);問題與措施

近年來，建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，加劇了建筑企業(yè)間的競爭激烈程度，建筑機(jī)械自動(dòng)化與建筑質(zhì)量和建筑效率息息相關(guān)，已經(jīng)成為影響企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵因素。機(jī)械自動(dòng)化涉及范圍較廣，幾乎貫穿與建筑企業(yè)工作的各個(gè)流程當(dāng)中，因此加強(qiáng)其關(guān)鍵技術(shù)的研究成為企業(yè)當(dāng)前的主要工作之一。文章首先介紹了我哦過建筑機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展過程中所面臨的困境，隨后對(duì)癥下藥，有針對(duì)性的提出了幾點(diǎn)優(yōu)化措施。

一、建筑機(jī)械自動(dòng)化面臨的問題

1、機(jī)械制造專業(yè)性差，機(jī)械零件不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)

機(jī)械自動(dòng)化是電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，由于機(jī)械自動(dòng)化具有操作方便、施工快捷等多方面優(yōu)勢，因此受到了大多數(shù)建筑企業(yè)的青睞。有需求就會(huì)有市場，鑒于機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的廣泛需求，與之相對(duì)應(yīng)的機(jī)械基礎(chǔ)零件制造也如雨后春筍般涌現(xiàn)。從整體上看，這些企業(yè)雖然具有較高的獨(dú)立性，但是機(jī)械零件的制造質(zhì)量尚不能完全符合標(biāo)準(zhǔn)，究其原因：

第一是缺乏執(zhí)行有效的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為了保證建筑自動(dòng)化設(shè)備得以精確組裝和運(yùn)行，建筑行業(yè)有關(guān)部門制定了基礎(chǔ)件的制造標(biāo)準(zhǔn)。但是這些標(biāo)準(zhǔn)在具體實(shí)施中大打折扣，許多中小制造企業(yè)對(duì)于零件精度的要求不夠嚴(yán)格，導(dǎo)致零件誤差偏大，影響自動(dòng)化設(shè)備各項(xiàng)功能的正常執(zhí)行。第二是沒有形成產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)?；A(chǔ)件制造企業(yè)的分布相對(duì)零散，相互之間的信息交流程度不足，很難形成集群優(yōu)勢，面對(duì)激烈的行業(yè)競爭，這部分企業(yè)往往在制造質(zhì)量和企業(yè)效益之間難以抉擇，最終在行業(yè)競爭中被淘汰。

2、科研資金投入不足，技術(shù)創(chuàng)新缺乏動(dòng)力

早在上世紀(jì)八十年代，為了追趕世界建筑機(jī)械自動(dòng)化前言發(fā)展水平，我國從國外引入了一大批先進(jìn)技術(shù)，但是從實(shí)際應(yīng)用效果看，這些技術(shù)的吸收和消化程度不夠，甚至部分軟、硬件設(shè)備不具實(shí)用性，這些先進(jìn)技術(shù)并沒有發(fā)揮明顯的作用，反而導(dǎo)致大量的資金浪費(fèi)。正是具有此次教訓(xùn)，國內(nèi)建筑科研人員認(rèn)識(shí)到，必須結(jié)合我國建筑行業(yè)的發(fā)展實(shí)際，通過自主研發(fā)、自主創(chuàng)新，生產(chǎn)具有實(shí)用性和可操作性的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備。

雖然國內(nèi)許多高校和社會(huì)科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)著手機(jī)械自動(dòng)化研究工作，但是由于科研經(jīng)費(fèi)不足，多數(shù)情況下其研究工作僅僅停留在理論上，很難有機(jī)會(huì)進(jìn)行操作和實(shí)踐。即便是能夠研發(fā)出一些成果，很大程度上也處于試驗(yàn)優(yōu)化階段，研究成果的實(shí)用性較低。

3、原材料及相關(guān)技術(shù)落后，工藝及工藝裝備水平低

緊固件、鏈條、彈簧、軸承、模具等產(chǎn)品所使用的鋼材質(zhì)量差、品種規(guī)格少，直接影響了我國機(jī)械基礎(chǔ)件產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)械基礎(chǔ)件一般都是成批、大量生產(chǎn)，也有多品種、加工精度要求高的產(chǎn)品，因此對(duì)生產(chǎn)工藝及其裝備要求高，投資大。國外多采用高效高精度的專機(jī)、生產(chǎn)線或柔性線，實(shí)現(xiàn)高效自動(dòng)化生產(chǎn)，但我國大多企業(yè)投入力度不大，企業(yè)自我改造能力差，先進(jìn)沒備少又不配套，嚴(yán)重影響了我國機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。

二、建筑機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)的研究

1、建筑機(jī)械控制技術(shù)

建筑機(jī)械的電子控制就是采用電子元器件、電子電路、微處理器、可編程控制器、計(jì)算機(jī)等對(duì)建筑機(jī)械進(jìn)行控制，這是建筑機(jī)械發(fā)展的方向。電子控制與其他控制技術(shù)相結(jié)合是實(shí)現(xiàn)建筑機(jī)械機(jī)電一體化、自動(dòng)化、智能化的關(guān)鍵?？删幊炭刂破骱喎QPLC或PC，它具有面向用戶的編程語言，是一個(gè)完整的、通用型的工業(yè)控制裝置。它的結(jié)構(gòu)框圖和計(jì)算機(jī)是一樣的，都由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口等構(gòu)成。因此，從硬件結(jié)構(gòu)來說，可編程控制器實(shí)際上就是計(jì)算機(jī)。其中CPU是整個(gè)可編程控制器的核心，起著總指揮作用。它的主要工作原理為采用了循環(huán)掃描工作方式。在可編程控制器中，用戶程序預(yù)先按先后順序存放在存儲(chǔ)器中，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束（即最后一條指令）后又返回第一條指令。如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。

2、建筑機(jī)械電液控制技術(shù)

在建筑機(jī)械上，目前發(fā)達(dá)國家為了提高機(jī)械的生產(chǎn)能力并降低能耗，提高作業(yè)過程中的安全性，改善人機(jī)關(guān)系以及提高操作舒適性等目的，已越來越多地采用了電液控制技術(shù)。如：挖掘機(jī)液壓泵電液控制，推土機(jī)、平地機(jī)、挖掘機(jī)等的電液遙控操作等。

（1）電液開關(guān)控制系統(tǒng)。電液開關(guān)控制系統(tǒng)主要由控制器、電液開關(guān)控制基本回路、機(jī)械裝置和反饋元件4個(gè)部分組成?？刂破髦饕鹬笓]和控制作用，其性能的高低決定著系統(tǒng)自動(dòng)化程度和系統(tǒng)的先進(jìn)性。電液開關(guān)控制基本回路主要是轉(zhuǎn)換、放大信號(hào)并傳遞動(dòng)力。機(jī)械裝置主要完成生產(chǎn)過程所要求的動(dòng)作。反饋元件的功能是將機(jī)械裝置的實(shí)際動(dòng)作情況及時(shí)反映給控制器。需要特別強(qiáng)調(diào)的是在電液開關(guān)控制系統(tǒng)的工作過程中，對(duì)系統(tǒng)的壓力（力）、流量（速度）及行程范圍等都不能進(jìn)行連續(xù)調(diào)整，而只能進(jìn)行分級(jí)換接。通常這些性能參數(shù)的連續(xù)調(diào)整是在系統(tǒng)不工作時(shí)用手動(dòng)方式進(jìn)行的。

（2）電液比例控制系統(tǒng)。電液比例控制系統(tǒng)是以電液比例閥或電液比例變量泵為主要控制元件的電液控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)按輸入信號(hào)（電流）的大小和極性成比例地連續(xù)控制液流的壓力、流量和流向。從控制功能和系統(tǒng)特性上看，電液比例控制系統(tǒng)與電液伺服控制系統(tǒng)相似，但它的控制精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)比電液伺服系統(tǒng)低得多（約一個(gè)數(shù)量級(jí)）。電液比例控制系統(tǒng)的最顯著優(yōu)點(diǎn)是抗污染能力強(qiáng)、工作可靠和容易推廣應(yīng)用。特別是在建筑工程實(shí)際中電液開關(guān)控制滿足不了連續(xù)控制和控制精度的要求;而高精度、快速響應(yīng)的電液伺服控制技術(shù)復(fù)雜、成本較高，因此電液比例控制順應(yīng)了建筑機(jī)械實(shí)際的需要。

總的來說，建筑機(jī)械電液控制技術(shù)具有電子元件信號(hào)處理快速、方便和液壓元件功率大等特點(diǎn)，同時(shí)液壓執(zhí)行元件響應(yīng)速度快，從而使回路增益提高、頻帶加寬，液壓執(zhí)行元件負(fù)載剛度大，控制精度高，因此是現(xiàn)代建筑工程控制的較佳形式。

結(jié)語：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。

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（作者身份證號(hào)：320321198211237227）