機械自動化在建筑工程中的應用

吳斌

摘 要：在現代建筑工程的施工過程中，機械自動化技術被廣泛應用。應用機械自動化技術能夠有效地解決施工過程中出現的一系列問題，從而保證施工效率和工程質量。簡要介紹了機械自動化的發展狀況，詳細闡述了其技術功能，并分析了它在建筑工程中的應用。

關鍵詞：機械自動化；建筑工程；服務技術；施工設備

中圖分類號：TU60 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.145

在建筑工程的施工過程中，由于地形復雜、施工環境惡劣，所以，如何有效降低施工難度、保證施工質量、又快又省力地完成建筑工程是建設者們一直思考的問題。采用自動化控制系統，機械設備不僅不會相互碰撞，在多臺機械設備同時運作時，還能夠引導其操作，保證它們之間相互不受影響。應用機械自動化技術不僅能降低建筑工程的施工難度，還能保證施工質量。

1 機械自動化發展現狀

由于機械自動化服務技術比較專業，所以，被廣泛應用于建筑、水利、道路和電力等多個領域。在建筑工程領域，可將相關機械設備分為實施多種作業的通用型建筑機械和實施單一作業的專用型建筑機械。其中，通用型建筑機械設備功能強大、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，利用新型的電子挖掘機、電子推土機等提高其控制能力，或者細化施工工藝。利用機械自動化設備施工可以實現24 h作業，加快施工進度，提高工程質量。

2 機械自動化技術功能

2.1 位置誘導功能

在作業過程中，因為機械設備要按照預定好的路徑作業，所以，自動化系統需要引導機械設備運行。一旦機械設備偏離了預定路徑，自動化系統就會啟動自動復位功能，盡最大可能將其引到預定路徑。通過機械自動化技術的位置誘導功能，機械設備可以按照預定路徑作業，并及時矯正和恢復機械設備的位置、速度和方向等。

2.2 辨別位置功能

在設備運行過程中，利用機械自動化技術能夠自動識別其位置。一般情況下，辨別位置功能分為外部位置識別和內部位置識別2種。其中，外部位置識別主要以工地設置處為基準點，利用超聲波或電磁波測定機械設備的位置；內部位置識別則主要利用速度測定傳感器和回轉式角度傳感器測定機械設備的行走參數，并將測定數據反饋到計算機中心，從而確定機械設備的位置和方位。

2.3 作業對象識別與評價功能

機械設備可利用超聲波傳感技術和圖像處理技術識別作業對象，比如液壓挖掘機通過超聲波傳感器可以獲得巖塊、土方、沙石等作業對象的位置和大小等參數，利用畫像處理技術作出相應的判斷和評價，進而為后續的施工作業提供必要的信息。

2.4 安全管理功能

在建筑工程施工過程中，經常會出現多設備、多車輛配合施工的情況，而建筑材料的隨意堆放和施工設備的混亂運行會為施工現場帶來一定的安全隱患。應用機械自動化技術可以有效識別工程潛在的危險，及時報警，停止作業，保證施工現場的安全，實現不同機械設備間的安全合作，從而完成對機械現場的安全管理。

2.5 機群協作控制功能

所謂“機群協作控制功能”，主要是指在施工現場檢測和控制聯合作業的機械設備的位置、運行軌跡和工作狀態等，并將檢測到的數據及時反饋給中央控制室，中央控制室則利用計算機綜合分析和處理相關信息，從而設計出最優的操作方案。將控制指令傳輸到各機械設備中后，機械設備可以按照作業指令進行全方位的施工作業。機械自動化的機群協作控制功能不僅能保證施工現場的秩序，還能保證施工作業有序進行。

3 自動化壓路機和挖掘機的應用

3.1 自動化壓路機

壓路機是混凝土澆筑施工中最常用的機械設備之一，在壓路機中引進檢測裝置、遠程通訊裝置、數據處理裝置和中央控制系統等，可以實現壓路機的機械自動化。在實際施工的過程中，自動化壓路機可以利用光波距離測算儀、機載自動跟蹤儀等裝置測定工作位置。同時，還可在施工現場預設基準點，將基準點數據反饋給中央控制系統，由其將位置信號轉化為控制指令，利用機械自動化辨別位置的功能對自動化壓路機進行位置誘導，使其能夠更好地作業。

3.2 自動化挖掘機

在挖掘機機械設備中引進激光控制裝置可以實現挖掘機的機械自動化。在挖掘機作業的過程中，可以利用挖掘機鏟斗上的激光控制裝置控制挖掘機作業，從而提高工程質量和施工效率。但是，由于該技術存在速度響應問題，所以，沒有被廣泛應用。此外，還可以在挖掘機中設置激光自動掘削系統，利用激光系統檢測設備的車體高度，利用激光感光器檢測作業面位置，并將檢測到的數據反饋給自動掘削系統。這時，系統會根據數據設定相應的控制指令，控制各電磁比例閥和油缸，從而保證挖掘機的作業效率和施工質量。

4 結束語

在現代建筑的施工過程中，因為機械自動化技術有位置誘導、辨別位置、作業對象識別與評價等功能，所以，被廣泛應用到各行各業。而自動化壓路機、自動化挖掘機等自動化機械設備的應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量。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕