一种混凝土自动灌注及振捣系统的制作方法

1.本实用新型涉及管片预制技术领域，具体涉及一种混凝土自动灌注及振捣系统。


背景技术：

2.管片预制时，混凝土振捣作为关键工序，混凝土振捣效果受人为影响大，无法量化形成标准的作业规范，目前施工质量基本凭借人员的施工经验和责任心来完成，主要存在以下问题：工人根据经验确定下灰量，存在下灰过多、不足或者不能分层下灰的情况，过多造成混凝土浪费还会增加收面中清灰工作量，不足会影响外弧面质量，不能分层下灰造成气泡不利排出，形成产品蜂窝；下灰过程中振捣时间完全靠施工人员控制；振动器插拔管人工操作，增加作业人员数量，且振捣过程中噪音过大会给施工人员造成伤害。


技术实现要素：

3.本实用新型目的在于提出一种混凝土自动灌注及振捣系统，以解决背景技术中所述的技术问题。
4.为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种混凝土自动灌注及振捣系统，包括管片模具、基础生产线、风管插拔系统、喂料系统、plc中央处理单元和电气控制柜；所述管片模具放置在基础生产线滚轮上，其底部设有吸附式振动器，所述吸附式振动器通过气动回路与进气阀门处的气动接头母接头相连，当管片模具滑动到振捣位置时，其底端通过隔震台与地面相接，靠近吸附式振动器进气阀门的一侧对应设有风管插拔系统，且振捣位置顶部设有喂料系统，所述plc中央处理单元通过电气控制柜与基础生产线、隔震台、喂料系统和风管插拔系统电性连接。
6.优选地，所述风管插拔系统包括直线伺服模组和风管导向件，所述直线伺服模组安装在管片模具一侧的支撑框架上，由x、y、z三轴模组驱动组成，其z轴模组驱动滑动安装在支撑框架上，且x轴模组驱动、y轴模组驱动和z轴模组驱动相互之间滑动配合，其y轴模组驱动延伸至支撑框架靠近管片模具一侧的外部，且y轴模组驱动顶端固定设有一块安装板，中部两侧分别安装有一个激光位移传感器，所述安装板末端两侧分别设有一根气动手指，所述激光位移传感器与plc中央处理单元的信息采集模块相连，所述风管导向件固定套设在与气动回路连通的风管端部，其两侧分别固定有一个双轴气缸，且所述风管末端安装有气动接头公接头，进行插拔操作时，所述气动手指的夹板于双轴气缸外侧夹紧风管，且气动手指夹板内侧面的凸台滑动卡入双轴气缸外侧面的凹槽内。
7.优选地，所述喂料系统包括输料导轨、上料斗和下料斗，所述输料导轨搭设在处于振捣位置的管片模具上方，其远离管片模具的一端延伸至搅拌站内，其上滑动安装有上料斗，所述上料斗下方正对管片模具的位置安装有下料斗，所述下料斗通过称重传感器与输料导轨的桁架立柱固定相连，且所述称重传感器与plc中央处理单元的信息采集模块相连。
8.优选地，所述管片模具上安装有超高频抗金属电子标签，所述电子标签内预先写入管片模具唯一识别码，且所述基础生产线上对应安装有与电子标签相适配的rfid读写
器。
9.优选地，所述隔震台包括钢结构平台，所述钢结构平台中部设有顶升气囊，所述顶升气囊接入气动回路。
10.优选地，所述plc中央处理单元的硬件部分采用plc可编程控制器实现，其软件部分采用plc编程软件和上位机监控软件实现。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
12.1、本实用新型取消人工插拔，实现风管的自动连接，振捣室内不需要人工操作，通过传感器技术，建立自动插拔管系统，管片模型就位后，激光位移传感器定位，通过三轴直线伺服模组、气动手指和双轴气缸配合，实现风管气动接头公母接头对接，自动对接后气动接头电磁阀通电抱紧，保证连接稳定，振捣结束后，电磁阀关闭，气动手指抓取气管与管片模具分离；
13.2、本实用新型通过plcc中央处理单元设置下灰程序自动下灰，实现自动分层灌注和振捣，解决人为因素对施工质量的影响，提高外观质量，且每次下灰重量可计量，自动执行，下灰完成之后，等待一定时间用于混凝土振捣，实现分层下灰，直至完成整个模型下灰流程；
14.3、本实用新型通过rfid技术自动判别管片模具的型号，提前将对应管片模型所需的混凝土方量存入程序，实现精准下料，通过称重传感器，自动判别是否下满管片模具，解决人为因素对施工质量的影响，提高施工质量。
附图说明
15.通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中：
16.图1为本实用新型涉及的一种混凝土自动灌注及振捣系统的结构示意图；
17.图2为图1的前视图；
18.图3为图2中a处的放大结构示意图；
19.图4为本实用新型涉及的一种混凝土自动灌注及振捣系统的风管插拔系统的结构示意图；
20.图5为图4去除支撑框架后的结构示意图。
21.附图标记：1
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搅拌站、2
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输料导轨、3
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上料斗、4
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下料斗、5
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称重传感器、6
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管片模具、7
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吸附式振动器、8
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基础生产线、9
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隔震台、10
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顶升气囊、11
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支撑框架、12
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直线伺服模组、13
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安装板、14
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风管导向件、15
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气动手指、16
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双轴气缸、17
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激光位移传感器、18
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风管、19
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气动接头公接头、20
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气动接头母接头。
具体实施方式
22.在下文中，将参照附图描述本实用新型的一种混凝土自动灌注及振捣系统的实施例。在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何
显而易见的替换和修改的技术方案。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
25.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。下面结合图1
‑
5，对本实用新型的优选实施例作进一步详细说明：
26.如图1
‑
3所示，本实用新型优选的一种混凝土自动灌注及振捣系统，包括管片模具6、基础生产线8、风管插拔系统、喂料系统、plc中央处理单元和电气控制柜；
27.所述管片模具6放置在基础生产线8滚轮上，其上安装有超高频抗金属电子标签，所述电子标签内预先写入管片模具6唯一识别码，且所述基础生产线8上对应安装有与电子标签相适配的rfid读写器，管片模具6行驶至指定位置之后，rfid读写器识别电子标签内识别码，检测当前管片模具6型号并反馈至plc中央处理单元，管片模具6底部设有吸附式振动器7，所述吸附式振动器7通过气动回路与进气阀门处的气动接头母接头20相连，当管片模具6滑动到振捣位置时，其底端通过隔震台9与地面相接，靠近吸附式振动器7进气阀门的一侧对应设有风管插拔系统，且振捣位置顶部设有喂料系统，所述隔震台9包括钢结构平台，所述钢结构平台中部设有顶升气囊10，所述顶升气囊10接入气动回路；
28.如图4
‑
5所示，所述风管插拔系统包括直线伺服模组12和风管导向件14，所述直线伺服模组12安装在管片模具6一侧的支撑框架11上，由x、y、z三轴模组驱动组成，其z轴模组驱动滑动安装在支撑框架11上，且x轴模组驱动、y轴模组驱动和z轴模组驱动相互之间滑动配合，其y轴模组驱动延伸至支撑框架11靠近管片模具6一侧的外部，且y轴模组驱动顶端固定设有一块安装板13，中部两侧分别安装有一个激光位移传感器17，所述安装板13末端两侧分别设有一根气动手指15，所述激光位移传感器17与plc中央处理单元的信息采集模块相连，所述风管导向件14固定套设在与气动回路连通的风管18端部，其两侧分别固定有一个双轴气缸16，且所述风管18末端安装有气动接头公接头19，进行插拔操作时，所述气动手指15的夹板于双轴气缸16外侧夹紧风管18，且气动手指15夹板内侧面的凸台滑动卡入双轴气缸16外侧面的凹槽内；
29.所述喂料系统包括输料导轨2、上料斗3和下料斗4，所述输料导轨2搭设在处于振捣位置的管片模具6上方，其远离管片模具6的一端延伸至搅拌站1内，其上滑动安装有上料斗3，所述上料斗3下方正对管片模具6的位置安装有下料斗4，所述下料斗4通过称重传感器5与输料导轨2的桁架立柱固定相连，且所述称重传感器5与plc中央处理单元的信息采集模块相连，称重传感器5采用称量精度高、结构独立的称重模块安装在桁架上，选择合理位置连接布料料斗实现准确检测料仓质量，并接入plc中央处理单元的控制系统，实现每层下料的精确控制；
30.所述plc中央处理单元的硬件部分采用plc可编程控制器实现，其软件部分采用
plc编程软件和上位机监控软件来实现系统称重传感器数据采集、显示记录回放、模具型号自动检测、下灰控制、按键控制与人机交互等功能，并通过电气控制柜与基础生产线8、隔震台9、喂料系统和风管插拔系统电性连接，plc中央处理单元根据检测到的管片模具6型号调用特定的自动下灰程序，同时称重传感器5检测到的重量实时与下灰连锁控制，下灰完成之后，等待一定时间用于管片模具6振动，振动完成之后即完成定量下灰，等待下一循环，通过上位机监控软件将布料时每层下灰质量、振捣的时间、下灰时间间隔、总下灰重量等参数统一在一个工控界面，方便技术人员实时更改，得到更加合理有效的组合参数，施工人员可以进行一键操作，完成自动下灰振捣作业。
31.本实用新型的具体工作流程如下：
32.管片模具6到位后，风管插拔系统进入工作状态，电气控制柜控制直线伺服模组12进行移动，直线伺服模组12带动激光位移传感器17移动，通过成组的激光位移传感器17找到管片模具6吸附式振动器7与外部连接的气动接头母接头20位置，位置确定后，固定在风管导向件14两侧的双轴气缸16向前推出，带动风管导向件14内部的风管18向前移动，完成风管18的气动接头公接头19与气动接头母接头20的对接，并用电磁阀通电抱紧，此时末端工具安装板13上的气动手指15松开，直线伺服模组12后退，脱离管片模具6振捣的气动回路系统，管片模具6进入下料振捣状态；
33.下料振捣前，顶升气囊10气动阀门打开通气，在气压的作用下，顶升气囊10膨胀变大，带动上部钢结构平台上升，钢结构平台上升到一定高度后托起管片模具6脱离基础生产线8滚轮；
34.通过基础生产线8一侧的rfid识别系统，读写器准确判断当前停靠管片模具6的型号，通过plc中央处理单元得到需要下灰的方量，上部移动上料斗3在搅拌站1位置接料移动，上料斗3方量容积固定，接料后移动到振捣位置停止，上料斗3开合将固定方量的混凝土拌合料下落至下料斗4，此时下料斗4称重传感器5开始反馈数据，也就是反馈此时下料斗4中混凝土拌合料的准确重量，根据每次下灰后的剩余重量计算得到已下灰量（通过每次下灰量叠加计算），下料斗4门开下灰，每次下灰后管片模具6底部吸附式振动器7开始工作，将混凝土振捣密实均匀，上料斗3继续运料，保证下料斗4混凝土拌合料的供应，当已下灰量达到预设方量时，下料斗4液压齿轮开合门提前关闭，关门速度与称重传感器5配合试验，保证最后一次下灰量的准确性，最后一次下灰完毕，下料斗4闭合，进行最后一次振捣，浇筑振捣完成；
35.风管插拔系统再次进入工作状态，电气控制柜控制直线伺服模组12进行移动，直线伺服模组12带动激光位移传感器17移动，通过成组的激光位移传感器17找到管片模具6吸附式振动器7与外部连接的气动接头母接头20位置，位置确定后，直线伺服模组12带动末端工具安装板13上的气动手指15移动到风管导向件14位置，气动手指15通气带动夹板夹紧风管导向件14与双轴气缸16，双轴气缸16沿气动手指15夹板滑动回退将接头位置断开连接，直线伺服模组12在电气控制下回位，完成风管18与管片模具6的脱离工作；
36.然后断开顶升气囊10气动回路，顶升气囊10失去内部气压，压缩下降，管片模具6下降至基础生产线8上，钢结构平台继续下降脱离管片模具6，此时管片模具6回到进入一键振捣系统的初始位置状态，一键振捣系统完成工作，基础生产线8继续向前流转，管片模具6进入下一工位。
37.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。