智能為王掘勝千里,三一遠程智能掘進機
近10年來,隨著煤炭工業的高速發展,機械化、自動化程度大幅提升,實現“機械化換人、自動化減人”的智能開采已成為我國煤炭開采技術的發展方向。
三一重裝從2015年開始對遠程智能控制相關技術進行研究和方案設計,通過不懈的鉆研,將掘進機與慣性導航系統有效的結合,實現截割軌跡遠程控制、定位截割和可視化等技術,于2019年正式推出了遠程智能掘進機,并在多處礦井進行實地應用。
掘進機遠程智能控制技術,以機載慣性導航系統為平臺,搭建掘進機模型及算法,該技術主要由可視化技術、掘進機姿態慣性自動測量系統和一鍵式自動截割等技術構成。
掘進機采用高精度的三軸慣性導航系統,航向精度可控制在0.1°,姿態精度可達到0.02°,實時監測掘進機的俯仰、翻滾、航向的偏移,為控制掘進機截割頭運動軌跡提供了良好的支撐。
通過掘進機的連桿坐標系、掘進機與巷道位置坐標和巷道模型斷面,實現運動軌跡控制和截割路徑自動規劃,完成一個循環自動定位截割。
有效的突破井下因粉塵大而無法遠距離操作的難題,建立“截割軌跡為主,視頻為輔”的全新工作模式。高適應性,內置多種巷道模型,可適應不同煤礦巷道條件。定位誤差小,精準獲取截割頭在巷道空間的位置坐標,誤差≤5mm。成型誤差小,通過邊界降速及邊界限位,巷道成型誤差≤150mm。
掘進機采用近距離無線WiFi傳輸和遠距離光纖傳輸相結合的模式,視頻信號延時≤5ms,控制動作信號延時≤400ms,通訊信號延時≤100ms,控制距離≥1000m。
通過視頻圖像技術,捕獲巷道內掘進機的激光坐標點。通過坐標點在兩個攝像機上的成像差異,計算出坐標點的位置,從而實現掘進機自動定位。
截割部在截割工作時,通過控制算法,使截割臂旋轉的同時,截割頭進行伸縮補償,保證截割頭截割的工作面是一個平面。
對截割電機采用K-means聚類預測模式,通過獲取截割電機的溫度、電阻以及振動頻率等運行數據,對其運行狀態進行聚類預測。
采用慣性導航系統基于虛擬現實技術,實現掘進機與巷道空間位置的3D可視化呈現;系統界面包括一鍵啟動、自動截割、實時數據顯示、參數設置以及故障報警等功能,部署指令更加便捷高效。
目前,三一重裝研發團隊在現有的基礎之上,不斷去通過調直技術、自適應截割等控制算法的優化,來提升掘進機智能化控制的應用水平,打造智慧生產的新模式,從而實現工作面的少人化與無人化。(轉載請注明見道網www.seetao.com)見道網機械欄目編輯/桑曉梅