CN101673110A - 掘进机任意断面自动截割控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种掘进机任意断面自动截割控制系统，工控机作为上位机，配备了显示系统，可以在上面进行待截割巷道断面轮廓的编辑和生成操作；下位机用于对掘进机截割头和机身的位置信息进行采集，并与工控机相连进行信息交互传递，通过截割头运动执行单元完成对掘进机的自动截割操作。采用该技术方案，实现了任意形状巷道断面图形的输入，通过输入关键坐标点来表示断面形状，简化了输入操作，减少了存储的数据信息量，提高了掘进机任意断面自动截割控制系统的适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种掘进机截割控制系统，特别是应用于掘进机的任意断面自动截割控制系统。
背景技术
目前，普通掘进机的控制主要还是人工操作，工作效率较低，操作者的劳动强度非常大；虽然部分掘进机具有了自动截割成形功能，但只能对简单的巷道信息进行输入，不能实现任意形状巷道图形信息输入及截割信息图形化显示，而且显示界面粗糙、信息量有限。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种显示信息丰富，操作者能够通过输入若干个待截割巷道断面关键坐标点的方法，通过对关键点的连线和平滑处理生成断面轮廓，掘进机能够按显示输入的断面轮廓进行自动截割。
为实现上述目的，本发明的目的通过以下措施实现，掘进机任意断面自动截割控制系统在位置传感器1、下位机2、工控机3、动作执行机构4及其相关程序的支持下，包括以下步骤：
a、掘进机的位置信息通过安装在掘进机截割头、机身及截割臂伸缩油缸内的位置传感器1，转换成对应实际情况的4-20mA电流型标准信号，通过屏蔽电缆传送给下位机2。
b、下位机2对位置传感器传送的信号进行初步处理，将4-20mA的电流信号转换成以8数据位为一字节的数据包，利用下位机2和工控机3的RS232接口，通过屏蔽电缆传送给工控机3。
c、工控机硬件配备有运算系统、通讯系统和显示系统，运算系统通过软件使工控机具有通讯、信息处理、图形生成、自动运行指令生成、PID自动调节和运行轨迹功能；工控机3接收到下位机2传送的数据包，通过运算生成执行指令数据包传送到下位机2，同时将下位机2传送的数据包转换成位置信息和运行轨迹显示在显示系统上。本步骤中的软件核心部分是由若干个点连接成的一个断面图形，对应实际工作中的巷道断面，通过运算生成能在断面内运行的指令，通过下位机2生成执行动作，通过位置传感器反馈信息，计算出截割头的空间位置，和控制界限进行比较，控制在断面图形范围内，实现要求断面的自动截割。
d、下位机2接收到工控机3传送的指令数据包，转换成控制电压，通过驱动电路控制执行机构生成最终的执行动作。
上述下位机包括主单元和扩展单元模块，用于对掘进机截割头和机身的位置信息进行采集，通过截割头运动执行单元完成对掘进机的自动截割操作，下位机与工控机相连进行信息交互传递。
上述工控机作为上位机，与下位机相连进行信息交互传递，配备了显示系统，可以在上面进行待截割巷道断面轮廓的编辑和生成操作；完成对关键坐标点信息进行输入、编辑和存储，完成形状断面轮廓图形的输入。
上述的待截割巷道断面轮廓由若干关键坐标点组成，待截割巷道断面轮廓由若干关键坐标点组成，现使用了若干个个关键点，用直线连接关键坐标点形成闭合轮廓线，再对轮廓线进行平滑处理，从而得到待截割巷道断面轮廓线，工控机完成对关键坐标点信息进行输入、编辑和存储，实现任意形状断面轮廓图形的输入。
采用上述技术方案，实现了任意形状巷道断面图形的输入，通过输入关键坐标点来表示断面形状，简化了输入操作，减少了存储的数据信息量。可以随时对生成的断面轮廓线进行水平和垂直方向平移、旋转、放大和缩小操作，方便了根据实际情况随时对巷道轮廓线进行的微调操作。简化了巷道断面信息的输入、编辑和计算，可以实现任意形状断面轮廓的输入，图形化的断面信息显示更有助于实时了解自动截割过程，实现了巷道的自动截割成形操作和实时信息显示。
附图说明
本发明的附图有：
图1为本发明的连接关系图。
图2为本发明的巷道断面设计坐标图。
具体实施方式
实施例1：
该系统在位置传感器1、下位机2、工控机3、动作执行机构4及其相关程序的支持下，包括以下步骤：
a、掘进机的位置信息通过安装在掘进机截割头、机身及截割臂伸缩油缸内的位置传感器1，转换成对应实际情况的4-20mA电流型标准信号，通过屏蔽电缆传送给下位机2。
b、下位机2对位置传感器传送的信号进行初步处理，将4-20mA的电流信号转换成以8数据位为一字节的数据包，利用下位机2和工控机3的RS232接口，通过屏蔽电缆传送给工控机3。
c、工控机硬件配备有运算系统、通讯系统和显示系统，运算系统通过软件使工控机具有通讯、信息处理、图形生成、自动运行指令生成、PID自动调节和运行轨迹功能；工控机3接收到下位机2传送的数据包，通过运算生成执行指令数据包传送到下位机2，同时将下位机2传送的数据包转换成位置信息和运行轨迹显示在显示系统上。
d、下位机2接收到工控机3传送的指令数据包，转换成控制电压，通过驱动电路控制执行机构生成最终的执行动作。
在步骤c中的软件核心部分是由若干个点连接成的一个断面图形，通过运算生成能在断面内运行的指令，最终通过步骤d、生成最终的执行动作，实现自动截割。
在步骤b中下位机包括主单元和扩展单元模块，用于对掘进机截割头和机身的位置信息进行采集，通过截割头运动执行单元完成对掘进机的自动截割操作，下位机与工控机相连进行信息交互传递；
在步骤c中工控机作为上位机，与下位机相连进行信息交互传递，配备了显示系统，可以在上面进行待截割巷道断面轮廓的编辑和生成操作；完成对关键坐标点信息进行输入、编辑和存储，完成形状断面轮廓图形的输入。
掘进机任意断面自动截割控制系统的待截割巷道断面轮廓由若干关键坐标点组成，现使用了若干个关键点，用直线连接关键坐标点形成闭合轮廓线，再对轮廓线进行平滑处理，从而得到待截割巷道断面轮廓线，工控机完成对关键坐标点信息进行输入、编辑和存储，实现任意形状断面轮廓图形的输入。
如图1所示，掘进机任意断面自动截割控制系统，包括工控机、下位机、位置传感器和截割头运动执行单元，传感器安装在机身、油缸内和截割臂上，传感器能够检测机身和截割头的位置信息并产生4-20mA的电流信号，传感器与下位机的扩展单元模块连接，下位机通过扩展单元模块对传感器产生的信号进行采集，下位机通过通讯电缆与工控机进行连接，传感器的信息从下位机传送到工控机，工控机对传感器信息进行计算从而得到截割头的位置坐标并显示到显示屏上，同时将控制信息传送到下位机，下位机接受工控机的控制信息驱动截割头运动执行单元完成相应的运动控制。
如图2所示，本发明的巷道断面轮廓由若干个关键坐标点组成，输入巷道轮廓时只需输入若干个坐标点就可以，程序将会自动用直线连接这若干个关键坐标点并进行平滑处理，计算每两个关键坐标点之间的曲线上的坐标点，运用插补的方法绘制平滑的轮廓曲线并在屏幕上显示。使用者可以随时对生成的断面轮廓线进行水平和垂直方向平移、旋转、放大和缩小操作，方便了根据实际情况随时对巷道轮廓线进行的微调操作。
在进行巷道断面的自动截割时，工控机将运动控制信息传送给下位机，下位机控制截割头按设定的截割工艺路线运行，下位机实时采集截割头的位置信息反馈给工控机，工控机计算截割头位置坐标以图形的形式实时的显示在断面轮廓线中，工控机程序实时监测截割头是否已经到达轮廓边界线，从而形成一个闭环控制控制系统，以保证截割头始终在轮廓内移动。
Claims (4)
1、一种掘进机任意断面自动截割控制系统，其特征在于该系统在位置传感器(1)、下位机(2)、工控机(3)、动作执行机构(4)及其核心程序的支持下，其特征在于包括以下步骤：
a、掘进机的位置信息通过安装在掘进机截割头、机身及截割臂伸缩油缸内的位置传感器(1)，转换成对应实际情况的4-20mA电流型标准信号，通过屏蔽电缆传送给下位机(2)；
b、下位机(2)对位置传感器传送的信号进行初步处理，将4-20mA的电流信号转换成以8数据位为一字节的数据包，利用下位机(2)和工控机(3)的RS232接口，通过屏蔽电缆传送给工控机(3)；
c、工控机硬件配备有运算系统、通讯系统和显示系统，运算系统通过软件使工控机具有通讯、信息处理、图形生成、自动运行指令生成、PID自动调节和运行轨迹功能；工控机(3)接收到下位机(2)传送的数据包，通过运算生成执行指令数据包传送到下位机(2)，同时将下位机(2)传送的数据包转换成位置信息和运行轨迹显示在显示系统上；本步骤中的软件核心部分是由若干个点连接成的一个断面图形，对应实际工作中的巷道断面，通过运算生成控制截割头在断面内运行的指令，通过下位机(2)生成执行动作，通过位置传感器的反馈信息，计算出截割头的空间位置，和控制界限进行实时比较，控制截割头在断面图形范围内，实现要求断面的自动截割；
d、下位机(2)接收到工控机(3)传送的指令数据包，转换成控制电压，通过驱动电路控制执行机构生成最终的执行动作。
2、根据权利要求1所述的掘进机任意断面自动截割控制系统，其特征在于所述下位机包括主单元和扩展单元模块，用于对掘进机截割头和机身的位置信息进行采集，通过截割头运动执行单元完成对掘进机的自动截割操作，下位机与工控机相连进行信息交互传递。
3、根据权利要求1所述的掘进机任意断面自动截割控制系统，其特征在于所述工控机作为上位机，与下位机相连进行信息交互传递，配备了显示系统，可以在上位机/显示屏进行待截割巷道断面轮廓的编辑和生成操作；完成对关键坐标点信息进行输入、编辑和存储，完成形状断面轮廓图形的输入。
4、根据权利要求1所述的掘进机任意断面自动截割控制系统，其特征在于所述的待截割巷道断面轮廓由若干关键坐标点组成，将若干个关键坐标对应的关键点，用直线连接形成闭合轮廓线，再对轮廓线进行平滑处理，从而得到任意巷道断面对应的轮廓图形，工控机完成对关键坐标点信息进行输入、编辑和存储，实现任意形状断面轮廓图形的输入。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103821510A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-05-28 | 三一重型装备有限公司 | 掘进机及其截割头定位系统、截割系统和截割方法 |
| CN103821514A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-05-28 | 三一重型装备有限公司 | 掘进机截割系统 |
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| CN112377204A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-19 | 三一重型装备有限公司 | 掘进机的控制方法、掘进机和可读存储介质 |
| CN112454356A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-09 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 掘进机悬臂运动轨迹自动控制方法及装置 |
| CN113863925A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-31 | 徐州徐工基础工程机械有限公司 | 一种掘进机截割头的截割定位方法及系统 |
| CN114215516A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-03-22 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法 |
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2009
- 2009-09-29 CN CN200910075568A patent/CN101673110A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103821510A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-05-28 | 三一重型装备有限公司 | 掘进机及其截割头定位系统、截割系统和截割方法 |
| CN103821514A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-05-28 | 三一重型装备有限公司 | 掘进机截割系统 |
| CN111425198A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-07-17 | 太重煤机有限公司 | 悬臂式掘进机及其掘进控制方法 |
| CN112377204A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-19 | 三一重型装备有限公司 | 掘进机的控制方法、掘进机和可读存储介质 |
| CN112454356A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-09 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 掘进机悬臂运动轨迹自动控制方法及装置 |
| CN113863925A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-31 | 徐州徐工基础工程机械有限公司 | 一种掘进机截割头的截割定位方法及系统 |
| CN114215516A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-03-22 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 悬臂式掘进机断面的轨迹示教系统及方法 |
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