掘进机自动化技术研究精品资料

1、掘:进机动:技术研究回采工作面的快速推.进要求掘进机械智能.化和自动化不断宀 完善其/、目的在于达到更高的巷道掘进速度同时降低掘进费用及不断提高安全程度改善作业环境降低人工劳动由于国产成套设备的自动化程度不高仍处于较低水平掘进效率底人工劳动强度大在新的煤炭市场要求下为做好矿井采掘衔接合理提高综合工效采用自动化的截割技术确保为回采提刖做好准备。1掘进机自动化系统组成为实现掘进机的自动截割采用嵌入式工业控制计算机与可编程控制器PLC:(可编程逻辑控制器)相结合的数据收集和处理模式嵌入式工业控制计算机采用研华TPC-1(070该工控机的CP(可编程逻辑控制器)为CeleronM(处理器)(1.0G?

2、Hz)，固态电子式硬盘具/、有2个RS232、1个RS-485串行接口及2个以太网接口PLC:采用松下电工FP型可编程控制器该控制器采用模块化扩展方式CPU丿采用32位精简指令处理器指令丰富。具/、体分工为:1块FPG-C32T：2CPU模块带有16数字输入/16数字输出程序容量为32K;2块FPG-X丫64D2T数字量扩展模块有32数字输入/32数字输出宀 完成遥控输入、操作箱信号、各电机、电磁阀的输出控制等3块FPGi-A80模拟量输入模块具/、有8路模拟量输入采集精度12位宀 完成各电机的电流及电压漏电、过流、接地保护的检测液压系统的(油缸行程、机身俯仰角、侧倾角、地磁偏角)检测为实现巷

3、道断面自动截割控制阀采用比例电液阀组并在油缸内安装滑动式直线位移传感器在电控箱里安装二二二维倾角传感器和-三维电子罗盘。通过计算机检测、数据处理技术、PLC编程技术及电液控制技术等使掘进机具/、备了疋位自动截割、姿态调整、煤矸初步识别及掘进机自动化监控等功能一2掘进机的技术分析2.1掘进机断面自动截割技术安装在回转油缸、升降油缸、伸缩油缸、铲板油缸、稳疋油缸的伸缩量得出传感器位移量的变化值设疋切割头的中心占八、建立平面的直角坐标(XY),如图1所示由(XY)建立的坐标与设疋截割断面的坐标信息(X0Y0)0以截割矩形断面为例在进行截割时计算机按昭八、PL(:提供的程序进行截割控制其/、顺序为:系

4、统启动后设疋所要截割断面的曲线信息图(矩形断面曲线为例)0截割断面形状就是掘进机在选择了所要掘进的断面设疋曲线后计算机自动将矩形断面数据集合(X0Y0)调用确疋了截割头所截割的边界截割断面形状信息被提取到程序系统中截割头将沿着图1中左下角A位置开始向右做水平摆动截割头坐标占八、(XY)中X值变化Y值保持不变化当截割头到达右下角B占八、附近时回转油缸在缩小流量的控制下到达B占八、后?升降油缸上升设疋值通过对流量的控制升降油缸上升到设疋的距离时停止上升Y值上升到设疋的距离时截割头移动到位置C回转油缸的左右两油缸电磁阀反向导通回转油缸向左水平摆动此时X值连续变化变小Y值保持不变当(XY)逐渐靠近D占

5、八、时回转油缸在缩小流量的控制下到达D占八、后升降油缸上行电磁阀导通通过系统对其/、实施的流量控制升降油缸上行1个设疋距离后停止Y值向上增加一一一个设疋距离后停止变化按昭八、设疋程序循环当截割头截割到位置E时(E终占八、),一一一个截割断面就截割出来了。所指导航方式就是由A-B-c-D 循环方式直到E设疋断面宀 完成的一一一个处理过程。为避免在截割过程中出现欠挖、超挖的现象设疋1个矩形断面O1-O2-03-04轨迹截割头再沿设疋轨迹截割1次宀 完成后符合标准的截割断面宀 完成了。2.2掘进机自动纠偏技术探索掘进机自动纠偏就是掘进机相对巷道中心在割煤、落煤、装煤、运煤后进行下一一一自动截割、八

6、刖依靠掘进机左右履带行走速度的变化及向左、向右调整掘进机中心线与巷道中心线的相对位置控制掘进机沿着巷道中心线刖进。目、八 刖的巷道采用人工操作截割断面采用激光指向仪指向中线司机观察激光指向确疋截割方向及尺寸无法发挥出掘进设备的最大效率。掘进机疋位是建立掘进机自身位置坐标确疋掘进方向及对方向进行控制自动跟紧激光指向方向进行自动疋位。掘进机疋位后将沿着设疋轨迹截割。研究采用二二二维倾角传感器和-三维电子罗盘相匹配的疋位技术通过二二二维倾角传感器检测掘进方向相对设疋水平面形成的俯仰角机身与水平面的倾斜角然后再与-三维电子罗盘仪的N(地磁北极)极形成的方位夹角通过对方向的角度测量及检测建立起掘进机的位

7、置三维坐标掘进机是在三维参数确疋后施工的而在截割施工过程中-三维参数理想由于掘进机的震荡等需在一一一个循环结束后对-三维参数进行适当调整。掘进机身侧倾方向上Z1大于0时截割断面顺时进行调整掘进行进方向上Z2小于初始设疋时掘进断面向上调整掘进行进方向上Z3大于初始设疋时截割断面向左调整当3个角度的位移量都发生变化时应重新调整截割断面保证截割断面符合要求根据传感器位移量的变化校准切割头。直线AB是掘进机参昭八、激光的设疋方向掘进施工直线ON是地磁北极设疋掘进施工方向与地磁北极的夹角是厶9N,截割1个循环进度后掘进机受自身截割影响(震动、侧滑等),使机身与设疋的截割方向发生偏差此时掘进施工方向变成直线CD掘进施工方向与地磁北极的夹角变成/ (；ON从而与实际掘进走向发生偏差角/ AOC。掘进机需重新对二二二维倾角传感器和-三维电子罗盘仪得出检测-三维参数信息确疋截割头在下一一一个截割断面信息的原占八、中心与初始截割断面的原占八、中心在激光指向的平行线上巷道原占八、中心占八、连线总是在激光方向的平行线上则掘进出来的巷道就是符合施工标准的。3结语掘进机检测系统的组成还需不断更新提高技术