[实用新型]掘进机自动截割监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种掘进机自动监控系统。

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

本实用新型的目的是解决现有技术中存在的不足，提供了一种显示信息丰富的掘进机自动监控系统。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。尤其是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。

本实用新型的目的通过以下措施实现，一种掘进机自动截割监控系统，该系统基于相关程序的支持下，该系统包括：

工控机作为上位机，配备了显示系统，用于输入并存储待截割巷道数据，生成截割画面，同时转换成执行数据通过通讯线传送给下位机。可以在上面进行待截割巷道断面轮廓的编辑和生成操作。

下位机与工控机相连进行信息交互传递，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。

掘进机截割头和机身的位置信息来自于设置在截割头、油缸内和机身上的位置传感器，传感器用于对掘进机的截割头和机身的位置进行测量并产生传感信号。

上述配备显示系统的工控机上编辑和生成待截割巷道断面轮廓信息，断面轮廓由若干关键坐标点组成，本系统使用了37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，所述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。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作更进一步详细说明：

图1为本实用新型的连接关系图。

图2为本实用新型的巷道断面设计坐标图。

具体实施方式

实施例1

一种掘进机自动截割监控系统，该系统基于相关程序的支持下，该系统包括：

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。

下位机与工控机相连进行信息交互传递，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。

掘进机截割头和机身的位置信息来自于设置在截割头、油缸内和机身上的位置传感器，传感器用于对掘进机的截割头和机身的位置进行测量并产生传感信号。

待截割巷道断面轮廓由若干关键坐标点组成，现使用了37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，掘进机自动监控系统，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，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息进行采集，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，本实用新型的巷道断面轮廓由37个关键坐标点组成，输入巷道轮廓时只需输入37个坐标点就可以，程序将会自动用直线连接这37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。