悬臂式掘进机机身姿态检测及记忆自动截割控制系统研究

针对目前悬臂式掘进机机身定位存在的缺陷、自动化及智能化控制程度低和工作效率低等问题,提出了悬臂式掘进机机身的姿态检测技术和记忆自动截割技术。通过机身姿态检测技术提高了截割精度,结合可编程计算机控制器PCC设计了记忆自动截割控制系统,提高了掘进机的自动化控制精度。     

悬臂式掘进机姿态检测及记忆截割控制系统研究

为实现悬臂式掘进机定向截割和断面截割自动控制,进一步提高自动截割成形控制精度,提出了悬臂式掘进机机身的姿态检测技术和记忆自动截割技术。通过对悬臂式掘进机机身位姿进行自动检测,提高了截割精度,并结合可编程计算机控制器PCC设计了记忆自动截割控制系统,提高了掘进机的自动化控制精度。通过井下工业性试验结果表明,该系统运行稳定可靠,控制精度较高。     

悬臂式掘进机视觉伺服截割控制系统研究

悬臂式掘进机的自动化、智能化程度低严重制约着煤矿巷道施工技术的发展,智能掘进技术成为目前国内外研究的热点.针对煤矿悬臂式掘进机自动截割控制问题,将视觉测量传感器应用于悬臂式掘进机截割头的控制系统中,提出了悬臂式掘进机视觉伺服截割控制系统.根据悬臂式掘进机的运动学,利用视觉测量系统有效实时反馈截割头位姿,融合惯性导航系统...     

基于DSP的悬臂式掘进机控制系统设计

目前悬臂式掘进机控制系统，存在数据实时采集难、通信不便以及控制系统自适应差的问题。文章设计了一种以DSP为核心的控制系统，该控制系统利用DSP丰富的外设资源和优越的数据处理能力完成掘进机工况数据的采集解算、与外围设备的实时通信，实现了掘进机截割部精确控制、断面自动成型及远程监控等功能，为掘进机适应自动化、智能化掘进提供技术支撑。     

煤矿悬臂式掘进机截割头位置精确控制方法

针对煤矿悬臂式掘进机截割断面自动成形控制问题,建立了截割头控制系统传递函数模型,并提出了一种基于PID控制的悬臂式掘进机截割头位置精确控制方法。根据悬臂式掘进机截割部结构及其运动学分析,建立了掘进机截割头控制系统传递函数模型。为了验证建立的截割头控制系统传递函数模型的正确性和PID控制方法的效果,进行了仿真实验分析和在悬臂式掘进机实验平台上进行加入PID与否的对比实验验证。实验结果表明:在加入PID反馈控制后,截割头位置控制精度大大提高,竖直截割实验最大误差约为1%,水平截割最大误差约为1.7%,矩形断面截割高度和宽度最大误差均约为1%。因此,根据建立的控制系统传递函数模型和基于PID的控制方法实现了煤矿悬臂式掘进截割头位置的精确控制,对于实现掘进机的智能化和确保煤矿安全高效生产具有重要意义。     

悬臂式掘进机自动截割控制系统研究

以煤矿 EBZ220 型悬臂式掘进机悬臂机构为研究对象,建立悬臂机构的截割运动在巷道断面的数学模 型,确定截割头在巷道断面投影的位置坐标与截割机构升降油缸、回转油缸伸缩长度及截割机构摆动角度之间的几 何关系。 经控制单元计算出掘进机截割头在巷道空间下的实时位置坐标,并与上位机设定的巷道边界参数进行比 较,提出具有反馈控制的巷道断面自动截割控制方案。 针对常见的矩形、梯形及半圆拱形 3 种巷道断面形状设计了控 制程序、截割工艺路径及人机交互界面功能。 以 EBZ220 型悬臂式掘进机为样机进行地面和井下试验,应用结果表 明,该控制系统可靠性高、实时性强,控制精度高,能满足巷道掘进工作面自动截割控制的要求,巷道断面自动成形控 制精度≤15 cm / 20 m,悬臂机构动态俯仰角和偏航角测量精度≤0. 1°,为实现煤矿掘进工作面智能化、无人化提供一 些技术研究基础。     

掘进机切割监控系统的研究

通过对掘进机截割过程的分析,建立了工作机构工作参数和巷道断面尺寸之间的数学模型,导出了悬臂转角、液压缸行程及截割头空间坐标的位置关系。在此基础上,开发了以单片机为核心的悬臂式掘进机切割的控制系统,可精确控制悬臂的摆动行程,并实时反应截割头所在位置,实现了基于负载反馈的掘进机截割机构的调速。该系统可对电动机参数进行连续在线检测,自动进行截割电动机的恒功率控制,并采用CAN总线技术编制了CAN节点通信程序,实现了系统的网络通信。     

悬臂式掘进机电控系统的自动化升级研究与设计

文章通过对EBZ260型悬臂式掘进机电控系统进行硬件系统和软件系统的升级设计,实现了掘进机全遥控操作、截割头定位及截割断面监视、截割电机恒功率工值,自动截割等功能。对自动化升级设计的悬臂式掘进机进行模拟试验,确定升级设计后悬臂式掘进机升级后能够有效提高矿井工作面掘进自动化水平,降低人工作业误差,提高巷道断面掘进质量,为矿井安全高效生产奠定基础。     

悬臂式掘进机智能截割控制系统研究与设计

为了实现悬臂式掘进机自适应不同煤岩的智能截割,提出了悬臂式掘进机智能截割控制系统,分析了该控制系统的控制策略,详细介绍了该控制系统的硬件设计、软件设计以及智能截割控制方法。实际工程应用检验表明,该控制系统可靠性高、实时性好,能够满足悬臂式掘进机智能截割的需求。     

悬臂掘进机截割智能控制的Matlab仿真

建立了悬臂式掘进机自动成形截割的数学模型,运用Matlab软件对悬臂式掘进机成形截割运动进行了三维动态仿真.验证了自动成形截割运动建模的正确性,为悬臂式掘进机自动成形截割的智能控制奠定了基础.     

基于PCC的任意巷道断面自动截割成形控制系统

为进一步提高自动截割成形控制精度,提出任意巷道断面自动截割成形控制方法。基于PCC（可编程计算机控制器）,提出断面轮廓概念,设计了系统控制功能、截割工艺路径及人机交互功能。研究结果表明：截割头空间位置检测装置精度高,对于巷道两帮的截割精度来说,其测量误差可忽略不计,控制方法的合理设计是巷道两帮截割精度的决定性因素;在自动截割过程中,慢停功能的设计可很大程度上减小截割臂惯性误差;垂直截割时回转与升降液压缸的联动可保证截割头沿断面边界运动;自动刷帮功能可取代人工修整断面边界,消除截割步距过大引起的表面粗糙度误差,提高断面成形质量。以EBZ200型掘进机为试验机型进行了地面性能试验与井下工业性试验,结果证明系统运行稳定可靠,控制精度较高,可保证所截割巷道两帮误差小于5 cm。     

掘进机自动截割控制系统的设计

根据掘进机自动截割的工艺要求,设计了一套控制系统。系统以PLC为核心,结合油缸行程传感器、机身倾角传感器、电磁阀、遥控系统等单元,实现了掘进机自动截割功能,提高了控制精度,降低了操作人员工作强度。     

综掘机智能化远程控制技术应用

针对王庄煤矿井下工作面综掘机采用传统的现场人工操作方式生产作业时存在的问题,对综掘机进行智能化远程控制系统升级改造。从综掘机的位置自动监测、记忆截割自动控制、远程操作、数据集成、处理及智能决策等着手,研发了一套综掘机智能化远程控制系统,实现了综掘机的远程控制和一键启停截割。通过现场应用,提高了综掘工作面无人化作业程度及矿井安全管理水平,减少了人员投入,提高了工作效率。     

矿用悬臂式掘进机PLC控制的截割控制系统设计研究

随着控制技术的不断提升,掘进机截割控制系统已无法较好地满足当下设备的使用需求,对截割控制系统进行优化改进设计,已成为当下重要的研究方向。重点分析了掘进机的作业环境及截割控制系统要求,开展了截割控制系统的设计研究,并进一步对该系统进行了应用验证,由此验证了该控制系统的运行可靠性,并对提高截割部分及掘进机整机的运转效率及安全性起到了积极的改善作用。也为后期开展掘进机的改进提供了参考。     

悬臂式掘进机空间位姿的运动学模型与仿真

为实现掘进断面自动截割成形控制,达到无人采掘装备自主巡航目标,研究了悬臂式掘进机空间位姿运动学模型并进行了仿真。将悬臂式掘进机的机械机构简化为一系列平移或旋转关节串联而成的运动链,建立了掘进机空间位姿坐标体系;利用齐次坐标变换和机器人运动学相关理论建立了掘进机机身位姿和截割头相对于大地坐标系的空间位姿矩阵。采用D-H法求解了正向运动学问题即截割头空间位姿精确定位;采用代数法分析研究了逆向运动学问题即截割头轨迹规划及控制的数学模型。以EBZ200机型为例,实验仿真了类S形自下而上矩形截割断面工艺路径,并进行了现场多组试验。试验结果表明：设定巷道断面4 500 mm×4 000 mm,两帮综合最大误差为65 mm,相对控制最大误差为1.4%,达到煤巷断面质量精度要求,且重复精度高、无累计偏差。     

煤矿掘进机远程监控上位机的设计与实现

为提高煤矿巷道掘进自动化程度,实现高效集约化生产,提出一种基于PC/104工业控制计算机、嵌入式Linux操作系统和CAN总线通信的设计方案,其中监控上位机是实现掘进机远程监控技术的关键。介绍了监控上位机的系统结构,嵌入式平台的构建方法,监控软件的关键技术以及实现的功能。该上位机系统经实际运行表明,性能稳定可靠,实现了掘进机的远程监控,达到了预期的设计目标。     

机器人化掘进机的运动分析及车体定位

为实现对悬臂式掘进机的截割断面实时监测和自动控制,对其机器人化模型进行简化.采用平行坐标系法建立掘进机连杆坐标系和工作坐标系,通过坐标变换矩阵描述掘进机悬臂的姿态以及掘进机车体相对巷道坐标系的位姿变换关系,并基于闭环尺寸链实现了掘进机车体以及截割头在作业空间的姿态定位.在分析掘进机悬臂运动学的基础上,讨论了掘进作业控制的正向和逆向问题,并进行了仿真验证.分析表明,掘进机作业控制正解是截割断面监测的基础,逆解可指导掘进操作和实现掘进自动控制.     

矿用掘进机自动截割控制系统及工程应用研究

以矿用EBZ200C型掘进机为研究对象,结合工程实践情况对自动截割控制系统进行了设计。系统可以分为下位机部分和上位机部分,前者主要是对掘进机截割头的位置及工作电流进行检测,后者主要是运行系统中内置的程序,两者结合可以实现掘进机的综合控制。以上2个部分的控制器分别为S7-200型PLC控制器和PP480型智能控制面板。系统基于PID技术实现闭环控制,可以保障控制过程的精度和稳定性。将控制系统应用到工程实践中,对其应用效果进行现场测试发现,各项功能都达到了预期效果,整体运行良好。