建筑機械自動化的關鍵技術研究和發(fā)展

劉亭亭

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

【關鍵詞】建筑行業(yè);機械自動化;關鍵技術;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，建筑機械自動化與建筑質量和建筑效率息息相關，已經(jīng)成為影響企業(yè)核心競爭力的關鍵因素。機械自動化涉及范圍較廣，幾乎貫穿與建筑企業(yè)工作的各個流程當中，因此加強其關鍵技術的研究成為企業(yè)當前的主要工作之一。文章首先介紹了我哦過建筑機械自動化發(fā)展過程中所面臨的困境，隨后對癥下藥，有針對性的提出了幾點優(yōu)化措施。

一、建筑機械自動化面臨的問題

1、機械制造專業(yè)性差，機械零件不達標準

機械自動化是電子技術與機械技術的有機結合，由于機械自動化具有操作方便、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。有需求就會有市場，鑒于機械自動化設備的廣泛需求，與之相對應的機械基礎零件制造也如雨后春筍般涌現(xiàn)。從整體上看，這些企業(yè)雖然具有較高的獨立性，但是機械零件的制造質量尚不能完全符合標準，究其原因：

第一是缺乏執(zhí)行有效的行業(yè)標準。為了保證建筑自動化設備得以精確組裝和運行，建筑行業(yè)有關部門制定了基礎件的制造標準。但是這些標準在具體實施中大打折扣，許多中小制造企業(yè)對于零件精度的要求不夠嚴格，導致零件誤差偏大，影響自動化設備各項功能的正常執(zhí)行。第二是沒有形成產(chǎn)業(yè)集聚效應。基礎件制造企業(yè)的分布相對零散，相互之間的信息交流程度不足，很難形成集群優(yōu)勢，面對激烈的行業(yè)競爭，這部分企業(yè)往往在制造質量和企業(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，技術創(chuàng)新缺乏動力

早在上世紀八十年代，為了追趕世界建筑機械自動化前言發(fā)展水平，我國從國外引入了一大批先進技術，但是從實際應用效果看，這些技術的吸收和消化程度不夠，甚至部分軟、硬件設備不具實用性，這些先進技術并沒有發(fā)揮明顯的作用，反而導致大量的資金浪費。正是具有此次教訓，國內(nèi)建筑科研人員認識到，必須結合我國建筑行業(yè)的發(fā)展實際，通過自主研發(fā)、自主創(chuàng)新，生產(chǎn)具有實用性和可操作性的機械自動化設備。

雖然國內(nèi)許多高校和社會科研機構已經(jīng)著手機械自動化研究工作，但是由于科研經(jīng)費不足，多數(shù)情況下其研究工作僅僅停留在理論上，很難有機會進行操作和實踐。即便是能夠研發(fā)出一些成果，很大程度上也處于試驗優(yōu)化階段，研究成果的實用性較低。

3、原材料及相關技術落后，工藝及工藝裝備水平低

緊固件、鏈條、彈簧、軸承、模具等產(chǎn)品所使用的鋼材質量差、品種規(guī)格少，直接影響了我國機械基礎件產(chǎn)品的質量。機械基礎件一般都是成批、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、生產(chǎn)線或柔性線，實現(xiàn)高效自動化生產(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，先進沒備少又不配套，嚴重影響了我國機械行業(yè)的發(fā)展。

二、建筑機械自動化關鍵技術的研究

1、建筑機械控制技術

建筑機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、計算機等對建筑機械進行控制，這是建筑機械發(fā)展的方向。電子控制與其他控制技術相結合是實現(xiàn)建筑機械機電一體化、自動化、智能化的關鍵。可編程控制器簡稱PLC或PC，它具有面向用戶的編程語言，是一個完整的、通用型的工業(yè)控制裝置。它的結構框圖和計算機是一樣的，都由中央處理器（CPU）、存儲器和輸入/輸出接口等構成。因此，從硬件結構來說，可編程控制器實際上就是計算機。其中CPU是整個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，用戶程序預先按先后順序存放在存儲器中，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結束（即最后一條指令）后又返回第一條指令。如此周而復始不斷循環(huán)。每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。

2、建筑機械電液控制技術

在建筑機械上，目前發(fā)達國家為了提高機械的生產(chǎn)能力并降低能耗，提高作業(yè)過程中的安全性，改善人機關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。如：挖掘機液壓泵電液控制，推土機、平地機、挖掘機等的電液遙控操作等。

（1）電液開關控制系統(tǒng)。電液開關控制系統(tǒng)主要由控制器、電液開關控制基本回路、機械裝置和反饋元件4個部分組成。控制器主要起著指揮和控制作用，其性能的高低決定著系統(tǒng)自動化程度和系統(tǒng)的先進性。電液開關控制基本回路主要是轉換、放大信號并傳遞動力。機械裝置主要完成生產(chǎn)過程所要求的動作。反饋元件的功能是將機械裝置的實際動作情況及時反映給控制器。需要特別強調的是在電液開關控制系統(tǒng)的工作過程中，對系統(tǒng)的壓力（力）、流量（速度）及行程范圍等都不能進行連續(xù)調整，而只能進行分級換接。通常這些性能參數(shù)的連續(xù)調整是在系統(tǒng)不工作時用手動方式進行的。

（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（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態(tài)響應比電液伺服系統(tǒng)低得多（約一個數(shù)量級）。電液比例控制系統(tǒng)的最顯著優(yōu)點是抗污染能力強、工作可靠和容易推廣應用。特別是在建筑工程實際中電液開關控制滿足不了連續(xù)控制和控制精度的要求;而高精度、快速響應的電液伺服控制技術復雜、成本較高，因此電液比例控制順應了建筑機械實際的需要。

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

結語：隨著科學技術的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，施工機械在工程施工中的地位和作用日益重要，尤其是現(xiàn)代智能建筑建設施工機械化程度愈來愈高，而機械則在自動控制系統(tǒng)的操縱下按既定的生產(chǎn)程序自動運轉，可以大大提高生產(chǎn)率。尤其是微電子、計算機和機電一體化等技術的快速發(fā)展及廣泛應用，建筑機械自動化也得了迅速發(fā)展，已逐步走向現(xiàn)代化、智能化和機器人化方向發(fā)展。

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（作者身份證號：320321198211237227）