CN109339763A - 一种全自动凿岩机及其防卡杆控制方法及*** - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种全自动凿岩机及其防卡杆控制方法及***，其中方法包括以下步骤：实时获取凿岩机的当前工作参数；当所述当前工作参数不符合基础参数值时，则启动预卡杆模式；实时获取调整工作参数后的凿岩机的旋转压力；当所述旋转压力位于第一预设压力值与第二预设压力值之间时，则启动卡杆模式；实时获取启动卡杆模式后的凿岩机的旋转压力；当所述旋转压力大于第二预设压力值时，则控制钻杆退杆；当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩。本申请所提供的控制方法，可有效提高作业效率，降低卡杆引起的损耗，从而有效降低施工成本。本申请还公开了一种包括上述防卡杆控制***的全自动凿岩机。
Description
技术领域
本申请涉及凿岩领域，特别是涉及一种全自动凿岩机及其防卡杆控制方法及***。
背景技术
凿岩机是一种隧道及地下工程采用钻爆法施工的凿岩设备，工作机构主要由推进器、钻臂、回转机构、平移机构组成。
在凿岩机的使用过程中，需要对岩石进行钻爆，当岩石的硬度较高或者岩石中存在其他干扰因素时，推进器中的钻杆容易受到影响而卡杆，现有技术中，一般需要人为的判断推进器中的钻杆是否卡杆，导致人为因素影响较大，并且，对于操作者的专业技能要求较高，而且，卡杆时容易造成推进器的损坏，施工成本高，作业效率低。
因此，如何有效的预防凿岩机的卡杆现象，降低施工成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
申请内容
本申请的目的是提供一种全自动凿岩机及其防卡杆控制方法及***，用于降低操作人员的专业技能门坎，提高作业效率。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种全自动凿岩机防卡杆控制方法，包括以下步骤：
实时获取凿岩机的当前工作参数；
当所述当前工作参数不符合基础参数值时，则启动预卡杆模式，对所述凿岩机的工作参数进行调整；
实时获取调整工作参数后的凿岩机的旋转压力；
当所述旋转压力位于第一预设压力值与第二预设压力值之间时，则启动卡杆模式，控制钻杆停止推进，并正常冲击；
实时获取启动卡杆模式后的凿岩机的旋转压力；
当所述旋转压力大于第二预设压力值时，则控制钻杆退杆，并正常旋转和冲击；
当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩。
优选的，所述步骤“获取凿岩机的当前工作参数”，具体为：
获取凿岩机的当前旋转压力、获取凿岩机的当前清洗水压力或获取凿岩机的当前清洗水流量中的至少一项。
优选的，当“获取凿岩机的当前工作参数”为“获取凿岩机的当前旋转压力”时，则“所述当前工作参数不符合基础参数值”具体为：凿岩机的当前旋转压力大于基础压力值；
当“获取凿岩机的当前工作参数”为“获取凿岩机的当前清洗水压力”时，则“所述当前工作参数不符合基础参数值”具体为：凿岩机的当前清洗水压力大于基础清洗水压力值；
当“获取凿岩机的当前工作参数”为“获取凿岩机的当前清洗水流量”时，则“所述当前工作参数不符合基础参数值”具体为：凿岩机的当前清洗水流量小于基础清洗水流量。
优选的，所述步骤“当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩”中，预设时间为15s。
优选的，所述步骤“当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩”之后，还包括步骤：
发出报警信号，提醒工作人员手动对凿岩机的钻杆进行调整。
一种全自动凿岩机防卡杆控制***，包括：
安装在凿岩机内部用于实时采集所述凿岩机的工作参数的采集传感器，用于改变所述凿岩机的工作参数的控制阀，以及用于根据所述采集传感器采集的工作参数信息控制所述控制阀开度的控制器；所述控制器与所述采集传感器和所述控制阀均连接。
优选的，所述采集传感器包括用于获取所述凿岩机的旋转压力的旋转压力传感器、用于获取所述凿岩机的清洗水压力的清洗水压力传感器、用于获取所述凿岩机的清洗水流量的清洗水流量传感器。
优选的，所述采集传感器还包括用于获取所述凿岩机的推进压力的推进压力传感器、用于获取所述凿岩机的冲击压力的冲击压力传感器以及用于获取所述凿岩机的推进速度的推进速度传感器。
优选的，所述控制阀包括用于调节所述凿岩机的旋转压力的旋转压力控制阀、用于调节所述凿岩机的清洗水压力的清洗水压力控制阀、用于调节所述凿岩机的清洗水流量的清洗水流量控制阀、用于调节所述凿岩机的推进压力的推进压力控制阀、用于调节所述凿岩机的冲击压力的冲击压力控制阀以及用于调节所述凿岩机的推进速度的推进速度控制阀。
本申请还提供一种全自动凿岩机，包括上述任意一项所述的防卡杆控制***。
本申请所提供的全自动凿岩机防卡杆控制方法，包括以下步骤：实时获取凿岩机的当前工作参数；当所述当前工作参数不符合基础参数值时，则启动预卡杆模式，对所述凿岩机的工作参数进行调整；实时获取调整工作参数后的凿岩机的旋转压力；当所述旋转压力位于第一预设压力值与第二预设压力值之间时，则启动卡杆模式，控制钻杆停止推进，并正常冲击；实时获取启动卡杆模式后的凿岩机的旋转压力；当所述旋转压力大于第二预设压力值时，则控制钻杆退杆，并正常旋转和冲击；当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩。该控制方法，通过对凿岩机的工作参数的采集和分析判断，当出现卡杆时，可自动调整退杆参数，实现自我脱困，当无法脱困时***自动停止作业，该方法可以有效降低操作人员的专业技能门坎，降低卡杆机率，提高作业效率，降低卡杆引起的损耗，从而有效降低施工成本，并且有效降低工作人员的劳动强度，降低劳动成本。
本申请所提供的全自动凿岩机防卡杆控制***，包括：安装在凿岩机内部用于实时采集所述凿岩机的工作参数的采集传感器，用于改变所述凿岩机的工作参数的控制阀，以及用于根据所述采集传感器采集的工作参数信息控制所述控制阀开度的控制器；所述控制器与所述采集传感器和所述控制阀均连接。该控制***，通过采集传感器对凿岩机的工作参数的采集，利用控制器进行分析判断，并利用控制阀调整凿岩机的工作参数，可以有效降低操作人员的专业技能门坎，降低卡杆机率，提高作业效率，降低卡杆引起的损耗，从而有效降低施工成本，并且有效降低工作人员的劳动强度，降低劳动成本。
本申请所提供的全自动凿岩机设有上述防卡杆控制***，由于所述防卡杆控制***具有上述技术效果，因此，设有该防卡杆控制***的全自动凿岩机也应当具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请所提供的全自动凿岩机防卡杆控制方法的流程图；
图2为本申请所提供的全自动凿岩机防卡杆控制***的结构示意图；
图3为本申请所提供的全自动凿岩机防卡杆控制***一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种全自动凿岩机及其防卡杆控制方法及***，能够显著的降低操作人员的劳动强度，提高作业效率，降低成本。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
请参考图1至图3，图1为本申请所提供的全自动凿岩机防卡杆控制方法的流程图；图2为本申请所提供的全自动凿岩机防卡杆控制***的结构示意图；图3为本申请所提供的全自动凿岩机防卡杆控制***一种具体实施方式的结构示意图。
在该实施方式中，全自动凿岩机防卡杆控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：实时获取凿岩机的当前工作参数；
步骤S2：当当前工作参数不符合基础参数值时，则启动预卡杆模式，对凿岩机的工作参数进行调整，在当前工作参数符合基础参数值时，凿岩机处于正常工作状态；
步骤S3：实时获取调整工作参数后的凿岩机的旋转压力；
步骤S4：当旋转压力位于第一预设压力值与第二预设压力值之间时，则启动卡杆模式，控制钻杆停止推进，并正常冲击；当旋转压力小于第一预设压力值时，凿岩机恢复正常工作状态，并重复步骤S1；
步骤S5：实时获取启动卡杆模式后的凿岩机的旋转压力；
步骤S6：当旋转压力大于第二预设压力值时，则控制钻杆退杆，并正常旋转和冲击，并且实时获取调整工作参数后的凿岩机的旋转压力，当旋转压力小于第一预设压力值时，凿岩机恢复正常工作状态，并重复步骤S1；
步骤S7：当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩，具体的，在预卡杆模式的干预下，如果凿岩机无法恢复正常工作状态，则启动卡杆模式，当卡杆模式的持续时间大于预设时间时，说明无法自动调整至正常工作状态，则需要人为干预。
具体的，在预卡杆模式开启后，可以根据预定的程序对凿岩机的工作参数进行调整，例如，当清洗水流量小于基础清洗水流量时，可以通过降低凿岩机的旋转速度或者推进速度等方式，直至清洗水流量大于基础清洗水流量为止。
在上述各实施方式的基础上，步骤“获取凿岩机的当前工作参数”，具体为：
获取凿岩机的当前旋转压力、获取凿岩机的当前清洗水压力或获取凿岩机的当前清洗水流量中的至少一项。
在上述各实施方式的基础上，当“获取凿岩机的当前工作参数”为“获取凿岩机的当前旋转压力”时，则“当前工作参数不符合基础参数值”具体为：凿岩机的当前旋转压力大于基础压力值；
在上述各实施方式的基础上，当“获取凿岩机的当前工作参数”为“获取凿岩机的当前清洗水压力”时，则“当前工作参数不符合基础参数值”具体为：凿岩机的当前清洗水压力大于基础清洗水压力值；
在上述各实施方式的基础上，当“获取凿岩机的当前工作参数”为“获取凿岩机的当前清洗水流量”时，则“当前工作参数不符合基础参数值”具体为：凿岩机的当前清洗水流量小于基础清洗水流量。
在上述各实施方式的基础上，步骤“当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩”中，预设时间为13-16s，优选为15s。
在上述各实施方式的基础上，步骤“当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩”之后，还包括步骤：
步骤S8：发出报警信号，提醒工作人员手动对凿岩机的钻杆进行调整。具体的，报警信号可以通过蜂鸣器发出，也可以通过报警灯发出。
本申请所提供的全自动凿岩机防卡杆控制方法，通过传感器实时采集凿岩机的推进速度、旋转速度、冲击压力等工作数据对岩层硬度进行分析判断，并同时对凿岩机的工作参数进行调整。同时在凿岩过程中对凿岩机参数进行实时自适应调节，如当凿岩机旋转压力上升时***按一定算法对推进速度、推进压力、冲击压力进行调节，实时调节凿岩机参数确保处于正常工作状态避免凿岩机卡杆。
该控制方法，通过对凿岩机的工作参数的采集和分析判断，当出现卡杆时，可自动调整退杆参数，实现自我脱困，当无法脱困时***自动停止作业，该方法可以有效降低操作人员的专业技能门坎，降低卡杆机率，提高作业效率，降低卡杆引起的损耗，从而有效降低施工成本，并且有效降低工作人员的劳动强度，降低劳动成本。
除上述全自动凿岩机防卡杆控制方法外，本申请还提供了一种全自动凿岩机防卡杆控制***，包括：安装在凿岩机内部用于实时采集凿岩机的工作参数的采集传感器；用于改变凿岩机的工作参数的控制阀；以及用于根据采集传感器采集的工作参数信息控制控制阀开度的控制器；控制器与采集传感器和控制阀均连接。
在上述各实施方式的基础上，采集传感器包括用于获取凿岩机的旋转压力的旋转压力传感器、用于获取凿岩机的清洗水压力的清洗水压力传感器以及用于获取凿岩机的清洗水流量的清洗水流量传感器。
在上述各实施方式的基础上，采集传感器还包括用于获取凿岩机的推进压力的推进压力传感器、用于获取凿岩机的冲击压力的冲击压力传感器以及用于获取凿岩机的推进速度的推进速度传感器。
在上述各实施方式的基础上，控制阀包括用于调节凿岩机的旋转压力的旋转压力控制阀、用于调节凿岩机的清洗水压力的清洗水压力控制阀、用于调节凿岩机的清洗水流量的清洗水流量控制阀、用于调节凿岩机的推进压力的推进压力控制阀、用于调节凿岩机的冲击压力的冲击压力控制阀以及用于调节凿岩机的推进速度的推进速度控制阀。
在上述各实施方式的基础上，该***还包括用于在控制器无法在预设时间内使得凿岩机恢复正常工作状态时发出报警信号的报警部件。
具体的，该全自动凿岩机防卡杆控制***的工作过程包括以下步骤：
步骤S1：通过传感器实时获取凿岩机的当前工作参数；
步骤S2：当当前工作参数不符合基础参数值时，则启动预卡杆模式，利用对控制阀的调整实现对凿岩机的工作参数进行调整，在当前工作参数符合基础参数值时，凿岩机处于正常工作状态；
步骤S3：通过传感器实时获取调整工作参数后的凿岩机的旋转压力；
步骤S4：利用判断部件，判断当旋转压力位于第一预设压力值与第二预设压力值之间时，则启动卡杆模式，控制器通过对推进压力控制阀以及推进速度控制阀的调整，控制钻杆停止推进，并正常冲击；当旋转压力小于第一预设压力值时，凿岩机恢复正常工作状态，并重复步骤S1；
步骤S5：通过传感器实时获取启动卡杆模式后的凿岩机的旋转压力；
步骤S6：利用判断部件，判断当旋转压力大于第二预设压力值时，则控制钻杆退杆，并正常旋转和冲击，并且实时获取调整工作参数后的凿岩机的旋转压力，判断当旋转压力小于第一预设压力值时，凿岩机恢复正常工作状态，并重复步骤S1；
步骤S7：当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩，具体的，在预卡杆模式的干预下，如果凿岩机无法恢复正常工作状态，则启动卡杆模式，当卡杆模式的持续时间大于预设时间时，说明无法自动调整至正常工作状态，则需要人为干预。
步骤S8：当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则通过报警部件发出报警信号，提醒工作人员手动对凿岩机的钻杆进行调整。具体的，报警部件可以为蜂鸣器，也可以为报警灯。
本申请所提供的全自动凿岩台车防卡杆控制方***，通过实时采集凿岩工作时凿岩机的推进压力、凿岩机的旋转压力、凿岩机的冲击压力、凿岩的清洗水压力、凿岩机的清洗水流量、以及凿岩机的钻进速度等凿岩机工作参数，***对其进行计算及数据记录；通过对***实际采集到的数据计算分析判断凿岩机的实时工作状态；***自动适应调节凿岩机的推进压力、推进速度、冲击压力、旋转速度、清洗水水流量、推进方向等参数对凿岩工作起到有效的预防卡杆作用；出现卡杆时***自动调整退杆参数实现自我脱困并发出预警，当无法脱困时***自动停止作业同时发出报警。可以有效降低操作人员的专业技能门坎，降低卡杆机率，提高作业效率，降低卡杆引起的损耗，从而有效降低施工成本，并且有效降低工作人员的劳动强度，降低劳动成本。
除了上述防卡杆控制***以外，本申请还提供了一种包括上述防卡杆控制***的全自动凿岩机，该全自动凿岩机的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本申请所提供的全自动凿岩机及其防卡杆控制方法及***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种全自动凿岩机防卡杆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时获取凿岩机的当前工作参数；
当所述当前工作参数不符合基础参数值时，则启动预卡杆模式，对所述凿岩机的工作参数进行调整；
实时获取调整工作参数后的凿岩机的旋转压力；
当所述旋转压力位于第一预设压力值与第二预设压力值之间时，则启动卡杆模式，控制钻杆停止推进，并正常冲击；
实时获取启动卡杆模式后的凿岩机的旋转压力；
当所述旋转压力大于第二预设压力值时，则控制钻杆退杆，并正常旋转和冲击；
当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩。
2.根据权利要求1所述的全自动凿岩机防卡杆控制方法，其特征在于，所述步骤“获取凿岩机的当前工作参数”，具体为：
获取凿岩机的当前旋转压力、获取凿岩机的当前清洗水压力或获取凿岩机的当前清洗水流量中的至少一项。
3.根据权利要求2所述的全自动凿岩机防卡杆控制方法，其特征在于，
当“获取凿岩机的当前工作参数”为“获取凿岩机的当前旋转压力”时，则“所述当前工作参数不符合基础参数值”具体为：凿岩机的当前旋转压力大于基础压力值；
当“获取凿岩机的当前工作参数”为“获取凿岩机的当前清洗水压力”时，则“所述当前工作参数不符合基础参数值”具体为：凿岩机的当前清洗水压力大于基础清洗水压力值；
当“获取凿岩机的当前工作参数”为“获取凿岩机的当前清洗水流量”时，则“所述当前工作参数不符合基础参数值”具体为：凿岩机的当前清洗水流量小于基础清洗水流量。
4.根据权利要求1所述的全自动凿岩机防卡杆控制方法，其特征在于，所述步骤“当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩”中，预设时间为15s。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的全自动凿岩机防卡杆控制方法，其特征在于，所述步骤“当启动卡杆模式的持续时间大于预设时间时，则控制钻杆停止凿岩”之后，还包括步骤：
发出报警信号，提醒工作人员手动对凿岩机的钻杆进行调整。
6.一种全自动凿岩机防卡杆控制***，其特征在于，包括：
安装在凿岩机内部用于实时采集所述凿岩机的工作参数的采集传感器，用于改变所述凿岩机的工作参数的控制阀，以及用于根据所述采集传感器采集的工作参数信息控制所述控制阀开度的控制器；所述控制器与所述采集传感器和所述控制阀均连接。
7.根据权利要求6所述的全自动凿岩机防卡杆控制***，其特征在于，所述采集传感器包括用于获取所述凿岩机的旋转压力的旋转压力传感器、用于获取所述凿岩机的清洗水压力的清洗水压力传感器以及用于获取所述凿岩机的清洗水流量的清洗水流量传感器。
8.根据权利要求6所述的全自动凿岩机防卡杆控制***，其特征在于，所述采集传感器还包括用于获取所述凿岩机的推进压力的推进压力传感器、用于获取所述凿岩机的冲击压力的冲击压力传感器以及用于获取所述凿岩机的推进速度的推进速度传感器。
9.根据权利要求6至8任意一项所述的全自动凿岩机防卡杆控制***，其特征在于，所述控制阀包括用于调节所述凿岩机的旋转压力的旋转压力控制阀、用于调节所述凿岩机的清洗水压力的清洗水压力控制阀、用于调节所述凿岩机的清洗水流量的清洗水流量控制阀、用于调节所述凿岩机的推进压力的推进压力控制阀、用于调节所述凿岩机的冲击压力的冲击压力控制阀以及用于调节所述凿岩机的推进速度的推进速度控制阀。
10.一种全自动凿岩机，包括防卡杆控制***，其特征在于，防卡杆控制***为权利要求6至9任意一项所述的防卡杆控制***。
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