CN111535299A - 一种成槽曲线绘制方法、设备及工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程机械领域，公开了一种成槽曲线绘制方法、设备及工程机械。该方法包括：实时获取工作装置的深度以及该工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值；在所述工作装置的运动时间的变化量达到预设增量的情况下，对刀架绕X轴和Y轴的角度值进行采集与处理，确定该刀架绕X轴和Y轴的角度计算值；在所述工作装置的深度的变化量达到预设增量的情况下，根据角度计算值计算预设增量下的X轴和Y轴偏移量及总偏移量，确定一节点，该节点包括深度和偏移量信息；以及重复上述步骤，根据所述节点及其所对应的所述工作装置的深度，在显示器上实时绘制曲线。通过本发明的方案，可使机手在显示器上直观地看到成槽的偏移方向和偏移量，及时操作设备进行修正，提高成槽效率和成槽精度。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地涉及一种成槽曲线绘制方法、设备及工程机械。
背景技术
图1是现有的成槽精度监控设备的工作流程图。如图1所示，现有的成槽精度监控设备主要包括以下步骤：
步骤S101，工作装置动作，开始读取参数。
步骤S102，角度传感器读取工作装置运动时X、Y方向参数值。
步骤S103，将读取的参数值上传至控制器进行解析，计算出工作装置运动时X、Y方向实时角度值。
步骤S104，控制器将X、Y方向实时角度值发送至显示屏，在显示屏上动态显示。
但是，如图1所示的现有的成槽精度监控设备显示的只是实时角度值，一旦发生异常情况，机手需要根据经验进行综合判断后进行纠偏操作，而且操作存在滞后，严重影响成槽精度。遇到没有经验的新机手，判断操作失误，不仅影响成槽精度，且有可能会造成返工，降低施工效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种成槽曲线绘制方法、设备及工程机械，其通过对偏移角度和掘进深度进行实时监控，并读取数值对其进行编程计算，可以在显示器上直观地显示成槽曲线。
为了实现上述目的，本发明一实施例一种成槽曲线绘制方法，该方法包括实时获取工作装置的深度以及该工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值；在所述工作装置的运动时间的变化量达到预设增量的情况下，对刀架绕X轴和Y轴的角度值进行采集与处理，确定该刀架绕X轴和Y轴的角度计算值；在所述工作装置的深度的变化量达到预设增量的情况下，根据角度计算值计算预设增量下的X轴和Y轴偏移量及总偏移量，确定一节点，该节点包括深度和偏移量信息；以及重复上述步骤，根据所述节点及其所对应的所述工作装置的深度，在显示器上实时绘制曲线，以反映所述成槽曲线。
可选的，该方法在所述工作装置的深度达到预设值或者大于所述工作装置上次工作的深度的情况下被执行。
可选的，根据操作要求，可以对相关数据进行重置，所述相关数据包括以下中的一者或多者：所述工作装置的深度；所述工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值和偏移量；以及所述成槽曲线。
可选的，所述工作装置为地下连续墙施工成槽机械。
相应的，本发明一实施例还提供一种成槽曲线绘制设备，用于绘制成槽曲线，该设备包含：检测装置，用于实时获取工作装置的深度以及该工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值；以及控制装置，用于执行以下操作：在所述工作装置的运动时间的变化量达到预设增量的情况下，对刀架绕X轴和Y轴的角度值进行采集与处理，确定该刀架绕X轴和Y轴的角度计算值；在所述工作装置的深度的变化量达到预设增量的情况下，根据角度计算值计算预设增量下的X轴和Y轴偏移量及总偏移量，确定一节点，该节点包括深度和偏移量信息；以及重复上述步骤，根据所述节点及其所对应的所述工作装置的深度，在显示器上实时绘制曲线。
可选的，所述控制装置在所述工作装置的深度达到预设值或者大于所述工作装置上次工作的深度的情况下执行上述操作。
可选的，所述控制装置还用于：根据操作要求，可以对相关数据进行重置，所述相关数据包括以下中的一者或多者：所述工作装置的深度；所述工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值和偏移量；以及所述成槽曲线。
可选的，所述工作装置为地下连续墙施工成槽机械。
相应的，本发明一实施例还提供了一种工程机械，该工程机械包含上述成槽曲线绘制设备。
通过上述技术方案，可以通过采集读取数据，对偏移角度和掘进深度进行实时监控读取数值参与编程计算，可以在显示器上直观地显示成槽曲线。如果铣槽耕作稳定，机手可以不进行操作，只需观察自动成槽曲线即可，当出现异常情况导致成槽曲线的偏移量突然增大，机手需要根据偏移量来手动操控纠偏面板已进行纠偏操作。这样操作会更及时快捷，也提高了成槽精度和施工效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1为现有的成槽精度监控设备的工作流程图；
图2为本发明实施例提供的一种成槽曲线绘制设备的硬件控制结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种成槽曲线绘制设备的基本工作流程图
图4为本发明实施例提供的一种成槽曲线绘制设备的优选工作流程图
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
现有的成槽精度监控因没有累积偏移量和成槽曲线显示，一旦发生异常情况，机手需要根据经验进行综合判断后进行纠偏操作，而且操作存在滞后，严重影响成槽精度。遇到没有经验的机手，判断操作失误，不仅影响成槽精度，且有可能会造成返工，降低施工效率。
因此，针对现有的成槽精度监控设备的缺陷，本发明实施例提供了一种成槽曲线绘制设备，用于绘制工作装置的成槽曲线，该成槽曲线绘制设备通过对偏移角度和掘进深度进行实时监控读取数值参与编程计算，可以直观地看到成槽的偏移方向和偏移量。该设备可以应用在成槽机、抓斗等多种地下连续墙施工的成槽机械的工作装置上。
如图2所示，本实施例的硬件控制结构中心为PLC控制器，其主要控制了刀架双轴倾角传感器，用于测定工作装置上刀架绕X轴和Y轴的偏移角度值；主卷扬深度编码器，用于测定工作装置的钢丝绳下放长度，以作为刀架实时行走的深度值；显示器，用于显示工作装置上刀架的实施姿态；以及纠偏电磁阀，用于异常状态的情况下机手进行纠偏操作。
如图3所示，本实施例的绘制成槽曲线的基本工作流程主要包括以下步骤：
步骤S301，工作装置动作，读取工作装置的深度以及该工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值。
具体地，工作装置的深度由主卷扬深度编码器测定得出，工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值由刀架双轴倾角传感器感应得出。
步骤S302，每隔Δt时间，对读取的角度值进行加权计算。
具体地，控制器对角度偏移量进行的计算方法为等间距微分计算，即，对刀架绕X轴和Y轴的角度值进行采集与处理，确定该刀架绕X轴和Y轴的角度计算值。
步骤S303，判断工作装置的深度下降增量是否等于Δh。
其中，Δh的值可由抓手设定，当工作装置的深度下降增量不等于Δh时，返回步骤S301，工作装置继续动作。
步骤S304，当工作装置深度下降增量等于Δh时，根据刀架绕X轴和Y轴的角度计算值，计算预设增量下的X轴和Y轴偏移量及总偏移量，确定一节点，该节点包括深度和偏移量信息。
步骤S305，根据所述节点与其对应的工作装置的深度值，在显示器上实时绘制曲线，以反映成槽曲线。
具体的，即利用节点偏移量和其相对应的深度，计算成槽曲线的坐标点。
如图4所示，提供了本实施例的绘制成槽曲线的优选工作流程：
步骤S402，刀架双轴倾角传感器读取工作装置运动时X、Y方向参数值和工作装置深度参数值，PLC控制器解析计算出X、Y方向实时角度值、工作装置深度值和成槽深度，发送显示屏显示。
步骤S403，判断工作装置初始深度是否大于预设值，且是否大于上一次成槽深度值。
具体地，工作装置的初始深度可由抓手设置，判断工作装置是否大于上一次成槽深度值的目的是如果槽段需要进行二次铣槽或者停机，之前记录下的成槽曲线不会改变，当二次深度大于之前的深度时，成槽曲线会自动接续以提醒机手。
另外。当工作装置初始深度不大于预设值或不大于上一次成槽深度值时，返回步骤S401，工作装置继续下行。
步骤S404，工作装置初始深度大于预设值且大于上一次成槽深度值时，工作装置下行，控制器开始计算，每隔Δt时间，对读取的角度值进行加权计算，即，对刀架绕X轴和Y轴的角度值进行采集与处理，确定该刀架绕X轴和Y轴的角度计算值。
其中，当槽段需要进行二次铣槽或停机时，之前记录下的成槽曲线不会改变，当二次深度大于之前深度时，成槽曲线会自动接续。
步骤S405，判断工作装置深度下降增量是否等于Δh。
步骤S406，当工作装置深度下降增量等于Δh时，根据刀架绕X轴和Y轴角度计算值，计算预设增量下的X轴和Y轴偏移量及总偏移量，确定一节点，该节点包括深度和偏移量信息。
步骤S407，对n个下降的Δh进行节点偏移量的累加计算。
其中，n表示一个由机手设定或由本实施例自动设定的正整数。
步骤S408，将n个节点偏移量发送至显示屏，由这些节点偏移量对应相应的深度，构成了成槽曲线坐标点。
步骤S409，显示屏上显示成槽曲线。
其中，根据实时角度信号可以进行自动纠偏控制，这时如果铣槽工作稳定，机手可以不进行操作，只需观察自动成槽曲线即可，当出现异常情况导致成槽曲线的偏移量突然增大，机手可通过实时显示的成槽曲线上的偏移量来手动操控纠偏面板来使相应的纠偏电磁阀得电，以进行纠偏操作。
步骤S410，判断工作装置是否达到预设深度。
具体地，当工作装置未达到机手所设置的深度时，返回步骤S404，工作装置和本发明实施例继续工作；当工作装置达到机手所设置的深度，即铣槽完成时，成槽曲线绘制设备停止工作。
进一步地，机手可在铣槽完成后选择是否对曲线进行清零操作，以备下次施工。
有关本发明所提供的成槽曲线绘制方法的具体细节及益处，可参阅上述针对成槽曲线绘制设备的描述，于此不再赘述。
相应的，本发明一实施例还提供一种工程机械，该工程机械包含上述成槽曲线绘制设备。该工程机械可包含成槽机、抓斗等等，当然，本发明并不限于此，本发明可适用于任何需要利用绘制成槽曲线来提高成槽精度的场合。
通过本发明的技术方案，实时绘制与槽段相对应的成槽曲线，使机手可以在显示器上直观的看到成槽的偏移方向和偏移度，当出现异常情况可以对工作装置进行修正，操作会更及时快捷，提高施工效率，且提高成槽精度。
领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
1.一种成槽曲线绘制方法，该方法包括：
实时获取工作装置的深度以及该工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值；
在所述工作装置的运动时间的变化量达到预设增量的情况下，对刀架绕X轴和Y轴的角度值进行采集与处理，确定该刀架绕X轴和Y轴的角度计算值；
在所述工作装置的深度的变化量达到预设增量的情况下，根据角度计算值计算预设增量下的X轴和Y轴偏移量及总偏移量，确定一节点，该节点包括深度和偏移量信息；
重复上述步骤，根据所述节点及其所对应的所述工作装置的深度，在显示器上实时绘制曲线，以反映所述成槽曲线。
2.根据权利要求1所述的成槽曲线绘制方法，其特征在于，该方法在所述工作装置的深度达到预设值或者大于所述工作装置上次工作的深度的情况下被执行。
3.根据权利要求2所述的成槽曲线绘制方法，其特征在于，该方法还包括：根据操作要求，可以对相关数据进行重置，所述相关数据包括以下中的一者或多者：所述工作装置的深度；所述工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值和偏移量；以及所述成槽曲线。
4.根据权利要求1所述的成槽曲线绘制方法，其特征在于，所述工作装置为地下连续墙施工成槽机械。
5.一种成槽曲线绘制设备，用于绘制成槽曲线，其特征在于，该设备包含：
检测装置，用于实时获取工作装置的深度以及该工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值；以及
控制装置，用于执行以下操作：
在所述工作装置的运动时间的变化量达到预设增量的情况下，对刀架绕X轴和Y轴的角度值进行采集与处理，确定该刀架绕X轴和Y轴的角度计算值；
在所述工作装置的深度的变化量达到预设增量的情况下，根据角度计算值计算预设增量下的X轴和Y轴偏移量及总偏移量，确定一节点，该节点包括深度和偏移量信息；
重复上述步骤，根据所述节点及其所对应的所述工作装置的深度，在显示器上实时绘制曲线。
6.根据权利要求5所述的成槽曲线绘制设备，其特征在于，所述控制装置在所述工作装置的深度达到预设值或者大于所述工作装置上次工作的深度的情况下执行上述操作。
7.根据权利要求5所述的成槽曲线绘制设备，其特征在于，所述控制装置还用于：根据操作要求，可以对相关数据进行重置，所述相关数据包括以下中的一者或多者：所述工作装置的深度；所述工作装置上的刀架绕X轴和Y轴的角度值和偏移量；以及所述成槽曲线。
8.根据权利要求5所述的成槽曲线绘制设备，其特征在于，所述工作装置为地下连续墙施工成槽机械。
9.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包含根据权利要求5-8中任一项权利要求所述的成槽曲线绘制设备。
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