CN105269679A - 自动穿束系统以及自动穿束方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动穿束系统以及自动穿束方法，用于钢绞线的自动穿束，所述自动穿束系统包括置放钢绞线的放料装置以及自动接收钢绞线的穿束装置，其中所述穿束装置包括运输钢绞线的压轮组，钢绞线由所述放料装置的出口贯穿至所述压轮组的凹槽，且钢绞线由所述压轮组的凹槽经过切割装置穿束至管桩的预留孔内。发明所述系统将钢绞线的放料、穿束以及切割等多道工序合并为一个工艺流程，实现了自动穿束作业，大幅度降低了工人的工作强度，而且提高了穿束效率以及切割精度。

Description

自动穿束系统以及自动穿束方法

技术领域

本发明涉及一种钢绞线穿束的技术领域，尤其是指钢绞线自动穿束系统以及自动穿束方法。

背景技术

预制厂大管桩预应力钢绞线的后张法施工,广泛应用于水运和桥梁工程中,可以有效地提高混凝土的强度,控制构件裂缝的形成，后张法预应力混凝土大直径管桩，简称大管桩，是目前预制厂拳头产品，在高桩码头已得到广泛应用。

大管桩外径φ1200mm，由4米一节的管节拼接成整桩，预应力施工过程包括钢绞线的检验、下料、穿束、张拉、压浆等工序，在整个预应力施工中，钢绞线穿束过程极为复杂而且施工过程较长，近几年钢绞线穿束采用人工穿束和机械配合人工穿束，一般施工过程都会较长。

现有传统工艺存在以下弊端：一、现有设备以人工作业为主：预制厂大管桩钢绞线穿束工艺中，钢绞线穿束机为大管桩预应力穿束的主要工具，传统工艺采用的CS-15型穿束机使用年限较长，钢绞线用砂轮切割机切断，一般为手动式切割，因此生产效率低；二、穿束效率影响环氧粘结剂使用效果：管桩拼接前对管节端面先涂刷环氧粘结剂，管节端面用丙酮处理，清除油污，涂刷环氧粘结剂，涂刷要均匀，并防止环氧粘结剂流入预留孔内，在管节合拢拼缝处粘上胶带纸，防止环氧树脂流动，环氧涂刷的效果对时间控制和温度要求相对较高，且环氧粘结剂涂刷后穿束快慢对整桩拼接质量会产生一定影响；三、钢绞线在外场容易生锈氧化影响性能：由于钢绞线长期在现场放置，在表面容易产生浮锈，不仅在使用中会滑丝，而且使钢绞线直径变小，对摩阻系数的影响很大，生锈严重的钢绞线在大管桩预应力张拉过程中可能存在断丝现象，因此由生锈引起的钢绞线物理化学性能的变化会影响钢绞线的使用质量；四、管桩端头钢绞线的长度误差造成原材料浪费：在下料环节，人工进行测长切割时，为保证锚具和千斤顶的预留长度位置，通常钢绞线的切割长度会超出理论长度30cm，造成原材料的浪费，为有效降低长钢绞线度误差，就得从设备精度入手，提高设备的先进性和可靠性；五、拉钢绞线人工强度大：由于场地限制，切割后的钢绞线靠人工拉动60米远的距离送入穿束机内，每根Ф15.2重约70kg（钢绞线1.101kg/m）的钢绞线至少需要3人以上工人拉，由于该工作劳动强度大，特别在夏天10点以后基本无法作业，影响生产进度，所以积极寻求一种自动化工艺，是实现“控员增效”管理目标的重要途径；六、存在安全隐患：在穿束机穿束过程中，由于钢绞线是定长切割后，一根根靠人工向穿束机喂料穿束，当穿到钢绞线末尾一段时，钢绞线在穿束机的拉力作用下，尾段容易甩动，容易伤人。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中人工下料穿束劳动强度大，需要劳动人数较多，且效率低下，同时下料长度不容易控制，经常导致管桩端头钢绞线长度超出理论值，造成原材料浪费的问题，从而提供一种穿束效率高，而且可以节约材料的自动穿束系统以及自动穿束方法。

为解决上述技术问题，本发明所述一种自动穿束系统，用于钢绞线的自动穿束，所述自动穿束系统包括置放钢绞线的放料装置以及自动接收钢绞线的穿束装置，其中所述穿束装置包括运输钢绞线的压轮组，钢绞线由所述放料装置的出口贯穿至所述压轮组的凹槽，且钢绞线由所述压轮组的凹槽经过切割装置穿束至管桩的预留孔内。

在本发明的一个实施例中，所述压轮组包括两组主动轮和一组被动轮，所述主动轮和所述被动轮上均设有容纳所述钢绞线的凹槽，且所述被动轮上设有测长装置。

在本发明的一个实施例中，所述测长装置是安装在所述被动轮轴端的光电编码器。

在本发明的一个实施例中，所述放料装置包括用于置放钢绞线的吊线架以及容纳所述吊线架的放线盘。

在本发明的一个实施例中，所述放线盘包括底座以及容纳所述吊线架的料仓，且所述料仓底部设有回转托盘。

在本发明的一个实施例中，所述切割装置包括用于夹持钢绞线的夹具以及用于切割钢绞线的切割电机，且所述夹具与所述切割电机配合切割钢绞线。

在本发明的一个实施例中，所述夹具与位于所述夹具下方的夹具气缸相互配合，用于固定所述钢绞线的位置；所述切割电机与位于所述切割电机下方的切割气缸相互配合用于切割钢绞线。

在本发明的一个实施例中，所述切割电机位于切割机座上，所述切割机座的前端装设有切割限位装置。

本发明还提供了一种自动穿束方法，用于将钢绞线自动穿束至管桩的预留孔内，包括如下步骤：步骤S1：将钢绞线置放在放料装置内；步骤S2：通过穿束装置将钢绞线由所述放料装置输送至切割装置；步骤S3：钢绞线由所述切割装置输送至管桩的一个预留孔；步骤S4：待钢绞线穿束长度到达设定值时，自动切割钢绞线；步骤S5：继续穿束钢绞线，从步骤S2开始循环，直至所述管桩的预留孔全部穿束完成。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中，通过穿束装置中的压轮组将钢绞线由所述放料装置输送至切割装置。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明提供了一种自动穿束系统以及自动穿束方法，将钢绞线的放料、穿束以及切割等多道工序合并为一个工艺流程，实现了自动穿束作业，大幅度降低了工人的工作强度，而且穿束效率大幅度提高，杜绝了钢绞线在穿束过程中甩尾伤人事故，大幅度提高切割精度。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明所述自动穿束系统的示意图；

图2是本发明所述吊线架的示意图；

图3是本发明所述放线盘的示意图；

图4是本发明所述穿束装置以及切割装置的示意图。

附图标记：10-钢绞线，20-放料装置，21-吊线架，21A-支撑架，21B-压杆支座，21C-支撑部，21D-连接部，21E-承载部，21F-插销定位孔，21G-压杆，21H-吊耳，21J-支撑座，22-放线盘，22A-料仓，22B-底座，22C-回转托盘,22D-平面轴承，22E-定位销，22F-传动轴，22G-出料口，22H-滚筒，22I-第一电机、22J-第一减速机、22K-电磁离合器，22L-伞形齿轮,22M-第一制动器，22N-深沟球轴承，22P-气阀，22Q-第二制动器，30-穿束装置，30A-压轮组，30B-主动轮，30C-被动轮，30D-测长装置，30E-第二电机、30F-第二减速机、30G-传动箱，30H-进口导筋管，30I-过渡导筋管，30J-主动轮压紧气缸，30K-从动轮压紧气缸，30L-主动轮气缸节流阀，30M-从动轮气缸节流阀，30N-手动控制阀，30P-电磁气阀，40-切割装置，40A-夹具，40B-夹具气缸，40C-切割电机，40D-切割气缸，40E-切割机座，40F-切割限位装置，40G-割渣盘，40H-出口导筋管，50-管桩，51-导管，60-控制台，60A-PLC，60B-变频器，60C-人机界面，60D-按钮，60E-操作手柄，70-移动车，71-拖链。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本发明提供了一种自动穿束系统，用于钢绞线的自动穿束，所述自动穿束系统包括置放钢绞线10的放料装置20以及自动接收钢绞线10的穿束装置30，其中所述穿束装置30包括运输钢绞线10的压轮组30A，钢绞线10由所述放料装置20的出口贯穿至所述压轮组30A的凹槽，且钢绞线10由所述压轮组30A的凹槽经过切割装置40穿束至管桩50的预留孔内。

上述是本发明的核心技术方案，所述自动穿束系统包括所述放料装置20、所述穿束装置30、所述切割装置40以及所述管桩50，其中，所述放料装置20用于置放钢绞线10，所述穿束装置30包括运输钢绞线10的压轮组30A，钢绞线10由所述放料装置20的出口贯穿至所述压轮组30A的凹槽，所述凹槽可以使所述钢绞线10稳定的传输，通过所述压轮组30A带动钢绞线10由所述放料装置20向所述切割装置40自动传输，从而避免通过人力将钢绞线输送至所述穿束装置30中，杜绝了钢绞线在穿束过程中甩尾伤人事故，节约人力的同时，穿束效率显著提高；所述钢绞线10由所述压轮组30A的凹槽经过切割装置40穿束至管桩50的预留孔内，待钢绞线10穿束长度到达设定值时，通过启动所述切割装置40完成穿束作业，与人工量裁相比，不但提高切割速度，而且切割精度提高，使管桩50端头钢绞线长度在理论值范围内，有效节约原材料。本发明所述系统将钢绞线的放料、穿束以及切割等多道工序合并为一个工艺流程，实现了自动穿束作业，大幅度降低了工人的工作强度，而且穿束效率大幅度提高，降低了钢绞线置放在外界时生锈氧化的概率，提高了环氧粘结剂的使用效果。

如图4所示，为了实现穿束动作与切割动作的自动化控制，所述自动穿束系统还包括控制台60，所述控制台60上装设PLC60A、变频器60B、人机界面60C及其它电气元件，工作参数由所述人机界面60C输入，所述控制台60的操作面板上装设11只旋钮或按钮60D，分别为电源启动、点动前进（如长按3秒自锁）、点动后退、停止、急停、手工松夹、调试开关、放线盘点动后退、放线盘间歇制动、长度清零、自动手动切割功能转换；操作手柄60E与所述控制台60连接，其上有3只按钮60D，分别具有点动前进（如长按3秒自锁）、点动后退、停止功能，可分别通过操作所述操作手柄60E和控制台面板上的按钮开关60D实现；所有数据和参数输入或修改，都通过人机界面60C完成，通过系统接地和程序优化加强了PLC60A的防干扰能力，提高了系统可靠性和稳定性，当系统出现参数丢失或设定错误时，会自动报警锁定。

所述控制台60中的程序可以根据使用要求进行编程，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各工序的机械生产过程，具体控制流程如下：由所述人机界面60C或者操作按钮60D控制系统初始化后执行钢绞线的前进动作，判断钢绞线是否发生堵转现象，如发生堵转现象，则控制钢绞线10后退，且显示后退的长度直到后退结束，后退结束后继续执行钢绞线的前进动作，判断钢绞线是否发生堵转现象，进入循环；如没有发生堵转现象，则监测所述钢绞线的穿束长度，待穿束长度到达设定值时，通过制动结束钢绞线的前进动作，对钢绞线进行切割，待切割完成后，整个控制程序结束。

所述PLC60A的控制程序操作方式可由所述人机界面60C、所述按钮60D和所述操作手柄60E实现，在一般情况下操作过程可由一至两名工人使用操作手柄，就可实现整个穿束过程。所述PLC60A的编程控制程序通过数字式的输入和输出，实现钢绞线放料、穿束、测量、切割机械一体化自动化生产过程，仅用两名工人即可操作整个钢绞线穿束工艺流程，且使测量误差控制在10cm以内。

如图2所示，所述放料装置20包括用于置放钢绞线10的吊线架21和置放所述吊线架21的放线盘22，其中所述吊线架21包括置放钢绞线的支撑体，所述支撑体的顶端设有压杆支座21B，其中，所述支撑体由多个呈L形的支撑架21A相对设置围成，所述支撑架包括呈竖直状的支撑部21C以及位于所述支撑部21C底端的承载部21E，所述压杆支座21B与所述支撑部21C的顶端相互连接。

所述吊线架21包括置放钢绞线的支撑体以及设置在所述支撑体顶端的压杆支座21B，其中，所述支撑体由多个呈L形的支撑架21A相对设置围成，且围成的空间可以置放整卷钢绞线，使装设有钢绞线的吊线架21通过吊具置放在放线盘22中，从而避免人工操作，不但省时省力，而且运输钢绞线的效率大幅度提高；具体地，所述支撑架包括呈竖直状的支撑部21C以及位于所述支撑部21C底端的承载部21E，通过所述支撑部21C和所述承载部21E围成的空间可以容纳整卷钢绞线，其中所述支撑部21C用于对钢绞线进行导向定位，并使钢绞线稳定的固定在所述承载部21E上，避免了钢绞线出现倾斜的问题，而且钢绞线在穿束阶段中，即使受到牵引机的拉力，也可以顺利放线，防止发生松散、勒圈等现象，所述压杆支座21B与所述支撑部21C的顶端相互连接，不但可以将多个呈L形的支撑架21A固定从而围成所述支撑体，而且可以防止钢绞线穿束时从所述放线盘22内脱出。

本实施例中，由多个所述支撑架21A相对设置围成圆形或椭圆形，所述压杆支座21B对应的也呈圆形或者椭圆形，其中所述压杆支座21B包括连接相对两个所述支撑部21C的连接部21D，通过所述连接部21D可以将多个呈L形的支撑架21A固定从而围成所述支撑体。

所述连接部21D沿水平面设有插销定位孔21F，所述插销定位孔21F内设有压杆21G，用于防止钢绞线穿束时从所述放线盘22内脱出，避免了钢绞线在穿束机的拉力作用下，尾段从放线盘22中甩出的问题，杜绝了安全隐患；所述支撑部21C的顶端采取倒角处理，从而有利所述钢绞线10套设在所述支撑部21C上。

所述压杆支座21B的顶部设有多个吊耳21H，通过所述吊耳21H可以方便的将所述吊线架21置放在所述放线盘22内，本实施例通过在所述压杆支座21B沿圆周方向对称的四个吊耳21H方便门机勾住所述吊线架21，再将所述吊线架21吊装在所述放线盘22内，从而实现将钢绞线自动置放在所述放线盘22内。

本实施例中，所述多个呈L形的支撑架21A通过支撑座21J连接，从而可以保证由所述多个呈L形的支撑架21A相对设置围成的支撑体的稳固性，具体地，所述支撑座21J连接所述支撑部21C，且所述支撑座21J也呈圆形或者椭圆形。

如图3所示，所述放线盘22包括底座22B以及位于底座22B上方的料仓22A，其中，所述料仓22A上设有供钢绞线穿出的出料口22G，所述料仓22A底部设有回转托盘22C，穿过所述回转托盘22C向所述底座22B内部延伸设有传动轴22F，通过所述传动轴22F使所述回转托盘22C与所述底座22B活动连接，所述底座22B内部设有动力装置，所述动力装置通过所述传动轴22F将动力传输至所述回转托盘22C上。

本实施例中，所述放线盘22包括底座22B以及位于底座22B上方的料仓22A，所述料仓22A呈圆柱体，所述料仓22A上设有供钢绞线穿出的出料口22G，通过所述出料口22G可以将钢绞线10牵引至所述穿束装置30中，所述料仓22A底部设有回转托盘22C，穿过所述回转托盘22C向所述底座22B内部延伸设有传动轴22F，通过所述传动轴22F使所述回转托盘22C与所述底座22B活动连接，使所述回转托盘22C可根据出料方向要求实现360°旋转，所述回转托盘22C用于置放所述吊线架21,便于实现钢绞线的放线或者收线，从而避免钢绞线发生松散和勒圈的问题；所述底座22B呈长方体，且所述底座22B内部设有动力装置，可以节省空间，便于布线，所述动力装置通过所述传动轴22F将动力传输至所述回转托盘22C上，形成带动力的旋转式放线盘22，实现了由机械自动化将钢绞线输送至穿束装置中，避免了传统由人工拉拽钢绞线的喂料方式。

所述动力装置包括第一电机22I、与所述第一电机22I相互连接的电磁离合器22K以及与所述电磁离合器22K连接的第一减速机22J，具体地，所述第一电机22I通过链条将动力传输至所述电磁离合器22K，动力再由所述电磁离合器22K传输至所述第一减速机22J，其中，所述电磁离合器22K与所述第一减速机22J之间装设有第一制动器22M，所述电磁离合器22K通过第一制动器22M连接第一减速机22J，所述第一制动器22M的制动动作由PLC60A控制气阀22P实现，所述第一减速机22J上的锥形齿轮与所述伞形齿轮22L相互啮合将动力通过所述传动轴22F传输至所述回转托盘22C上。

本发明所述钢绞线10回退时，在穿束过程中不可避免存在钢绞线堵转、打滑等现象，需进行后退收线，在收线过程中由于所述放线盘22存在放线旋转时的惯性，使钢绞线10收线时的后退与所述回转托盘22C反方向旋转存在速度差，在此状况下靠所述放线盘22被动收线很容易造成盘内钢绞线的卡持，为了克服上述问题，通过所述电磁离合器22K与所述穿束装置30上的第二电机30E联动，所述第二电机30E采用转矩为25N.m的力矩电动机，所述回转托盘22C反转时，所述放线盘22反转收线，正常放料时所述电磁离合器22K脱开。所述电磁离合器22K在主动轴的花键轴端装有摩擦片，所述摩擦片可以沿轴向自由移动，并随主轴一起转动，当线圈通电后，将所述摩擦片吸向铁芯，衔铁也被吸住压紧各摩擦片，使所述电磁离合器22K的从动齿轮随主动轴转动，因此钢绞线在放料过程中，所述电磁离合器22K为失效状态；线圈断电时，装在内外摩擦片之间的圈状弹簧使衔铁和摩擦片复原离合器失去传递力矩的作用，即在收线过程中所述回转托盘22C可实现主动收线，回退时，所述第二电机30E额定转速为1420r/min，通过三级速比1/59×22/35×22/50，使所述回转托盘22C后退转速为6.7r/min,可安全平稳的实现钢绞线后退。

另外，所述第一制动器22M用于减速时抱闸自动点动控制，也可通过操作按钮60D点动制动。无论钢绞线是在前进或是回退过程中，通过操作使所述第一制动器22M的气缸内输入0.7Mpa压缩空气，推动活塞做直线运动，摩擦块压紧制动轮从而产生摩擦力而实现制动功能。所述第一制动器22M和所述电磁离合器22K通过齿轮啮合，均被组装在所述放线盘22的底部，因此成为一体化系统，从而优化了内部结构。所述放线盘22通过所述电磁离合器22K实现主动收线方式，操作简单方便，又安全实用，钢绞线收线速度和所述放线盘22的旋转保持同步，因此无需固定的劳动工人，大大降低了劳动成本；另外所述第一制动器22M可在信号发出2s内快速实现制动。

本实施例中，所述回转托盘22C的底部设有第二制动器22Q，若需要减速时，所述第二制动器22Q自动点动实现减速控制，若钢绞线穿束到距设定长度5米时，所述穿束装置30的第二电机30E开始减速运行，所述第一制动器22M和所述第二制动器22Q配合点动减速；另外，也可通过操作按钮60D点动制动。钢绞线放线时所述电磁离合器22K打开，由所述穿束装置拖动被动放线，若穿束过程出现问题需要收线，所述第一电机22I拖动钢绞线开启主动收线形式，通过所述电磁离合器22K和所述第一制动器22M以及所述第二制动器22Q配合工作。

所述传动轴22F的上端和下端分别装设有轴承，其中，所述回转托盘22C和所述底座22B之间的上端轴承为深沟球轴承22N，位于所述底座22B内部的下端轴承为平面轴承22D，从而可以使所述传动轴22F稳固的连接在所述回转托盘22C以及所述底座22B中。

所述出料口22G旋转到位后插入定位销22E固定，所述料仓22A沿圆周表面装设有多个滚筒22H，所述滚筒22H旋转时通过滚动减少摩擦力，从而可以减少钢绞线收放线时的摩擦力，保证钢绞线收线或者放线时的顺滑，具体地，所述料仓22A沿圆周表面装设有15只滚筒22H。为了防止雨水等对电器设备的影响，所述底座22B的上表面加装防雨盖，以保护链条、电磁离合器22K及第一电机22I等设备。

为了保证钢绞线稳定的置放在所述放线盘22内且工作时钢绞线不会窜出，本实施例所述吊线架21包括六个支撑架21A，所述压杆支座21B上设有三个插销定位孔21C。为了提高设备的稳定性，所述料仓22A的直径为1700mm，且所述料仓22A的上下圆边框用20mm钢板卷制成型，整体焊接成型后由立车整体加工，确保所述料仓22A的上下圆的圆度及同轴度控制在±1mm之内。所述放线盘22的钢绞线承载盘的外圈由槽钢焊接成型后由立车整体加工，确保承载盘的圆度在0.5mm之内，且所述承载盘的外径和所述料仓22A内径的最大间隙不超过6mm。

为了提高钢绞线装卸速度，所述放线盘22上配有两只吊线架21，整卷钢绞线预先由门机吊入所述吊线架21，拆掉外包装，由所述支撑部21C的顶部倒角下滑至所述承载部21E上，使所述钢绞线10套设在所述吊线架21上，将置放所述钢绞线的吊线架21通过所述吊耳21H吊装在所述放线盘22内，且使所述吊线架21稳固的嵌入在所述放线盘22内；将所述插销定位孔21F内插入所述压杆21G，防止钢绞线穿束时从所述放线盘22内向上窜出。

如图4所示，所述穿束装置30还包括第二电机30E、第二减速机30F、传动箱30G、其中所述传动箱30G中设有压轮组30A、第二电机30E以及所述第二减速机30F，所述第二电机30E与所述第二减速机30F相连，所述压轮组30A包括一组主动轮30B和一组被动轮30C，所述主动轮30B和所述被动轮30C上均设有容纳所述钢绞线10的凹槽，所述钢绞线10被挤压在所述主动轮30B的凹槽和所述被动轮30C的凹槽之间，所述第二减速机30F与所述主动轮30B相连，所述穿束装置30采用变频电机经所述第二减速机30F变速传递到所述传动箱30G并带动所述主动轮30B运转。考虑到一组主动轮30B和一组被动轮30C的设置虽然机构成本低，灵活性高，但是在传输过程中钢绞线的摩擦阻力大，导致传动效率低，为了提高钢绞线的穿束速率，优选所述压轮组30A包括两组主动轮30B和一组被动轮30C，通过在所述传动箱30G内装设两组主动轮30B有效增强传动能力，此时所述变频器60B调速最高工作频率可达到56HZ，钢绞线正常穿束速度能达到80米/秒。

所述被动轮30C上设有测长装置30D，用于测量钢绞线10穿束至所述管桩50中的长度，所述测长装置30D是安装在所述被动轮30C轴端的光电编码器，由于所述被动轮30C通过钢绞线带动产生旋转位移，装设在所述被动轮30C轴端的光电编码器进行旋转角度实时监测，通过运算可以测量所述钢绞线的穿束长度，所述被动轮30C上设置从动轮压紧气缸30K，所述传动箱30G上还设有手动控制阀30N，所述压紧气缸30C通过手动控制阀30N控制，在所述从动轮压紧气缸30K的进气口装设从动轮气缸节流阀30M方便压力调节，实现调节所述从动轮压紧气缸30K的推动速度，长度调整参数可通过人机界面60C设定；所述穿束作业中可能出现钢绞线被堵住等现象，所述穿束装置30通过反复正反向运转利用所述测长装置30D实时检测长度，通过调整所述钢绞线10若穿束长度70m，则误差在50mm的范围内。

本发明在所述压轮组30A的下被动轮30C上安装光电编码器，其通过光电转换将输出轴上的机械旋转位移量转换成脉冲数字信号，也就是将钢绞线10在穿束过程中与所述压轮组30A的啮合点由光电编码器检测进而由PLC程序计算出位移量。

所述钢绞线10通过所述放线盘22的出料口22G进入所述穿束装置30，所述传动箱30G设有接收所述钢绞线10的进口导筋管30H以及将钢绞线10由传动箱30G传输至所述切割装置40的过渡导筋管30I，具体地，钢绞线10通过所述放线盘22的出料口22G穿过所述进口导筋管30H进入所述被动轮30C的凹槽，所述主动轮30B与所述被动轮30C压住钢绞线向前传送，所述钢绞线10穿束经过所述被动轮30C由所述过渡导筋管30I穿出。为了保证所述钢绞线10可以稳定在所述主动轮30B和所述从动轮30C之间传输，所述主动轮30B上设有主动轮压紧气缸30J，所述从动轮30C上设有从动轮压紧气缸30K，所述主动轮压紧气缸30J的进气口装设主动轮气缸节流阀30L，所述从动轮压紧气缸30K的进气口装设从动轮气缸节流阀30M，从而方便压轮的压力调节，实现调节气缸的推动速度，其中所述主动轮压紧气缸30J采用电磁气阀30P自动控制。

所述切割装置40包括用于夹持所述钢绞线10的夹具40A，所述夹具40上设有控制所述夹具40开启或者闭合的夹具气缸40B，所述夹具40A与出口导筋管40H相连，钢绞线10由所述夹具40A的间隙通过所述出口导筋管40H连接至所述管桩50内，具体地，所述钢绞线10由所述出口导筋管40H通过导管51穿束至所述管桩50的预留孔内。所述切割装置40还包括切割电机40C，所述夹具40A与所述切割电机40C配合切割钢绞线10，当钢绞线10的穿束长度达到设定值时，所述夹具40A将钢绞线固定夹持，通过所述切割电机40C的旋转将所述钢绞线10切割。所述切割电机40C上设有切割气缸40D，所述切割电机40C设于切割机座40E上，所述切割机座40E的前端装设切割限位装置40F，用手轮控制调整杆调节所述切割限位装置40F，控制由于切割片磨损引起的行程变化，使砂轮片保持有效切割位置，所述切割装置40的下部安装抽屉式割渣盘40G，方便割渣的清理。

本发明所述切割装置40通过夹具40A以及与所述夹具40A相互配合的切割电机40C来自动控制钢绞线的切割，使钢绞线的下料长度偏差控制在10厘米的范围内。本发明采用3kW切割电机40C，且所述切割机座40E是滑动式，可调节限位，方便调节切刀的切割位置，确保完成一次性切割；用所述切割装置40的手轮控制调整杆调节前、后档板限位，使砂轮片保持有效切割位置。所述PLC60A通过三位两通电磁阀控制所述切割气缸40D，所述切割气缸40D上装有节流阀来调节气缸推动速度，在必要时可在参数设定中增加切割延时的时间，以确保钢绞线被一次性切断。由于所述切割装置40的切割速度快以及电火花飞溅等现象，所述切割装置40还包括切割机防护罩，所述切割机防护罩起到保护设备安全、牢固等作用。

本发明利用所述测长装置30D实时检测钢绞线10的穿束长度，当检测到设定长度时，所述PLC60A控制夹具气缸40B运动使所述夹具40A夹紧钢绞线10，所述切割气缸40B推动旋转的所述切割电机40C完成自动切割。为了确保所述钢绞线10被一次性被切断，所述PLC60A通过第二电磁气阀60F控制所述切割气缸40D的动作，并可在参数设定中增加切割延时时间，以确保钢绞线10被一次性被切断，本发明所述系统具有切割与穿束电气互锁，且自控或人控可转换。

本发明中，所述穿束装置30以及所述切割装置40均安装在一台移动车70内，所述移动车70可沿轨道横向运行，能分别在多条管桩50生产线端部进行穿束作业，由于所述移动车70可以带动所述切割机座40E的移动。由于本发明具有多个电机、气缸的各电路、气路以及线路错综交叉，现场线路存在安全隐患，为了方便移动电缆和气管敷设，所述移动车70的底端装设有拖链71，所述拖链71对线路进行规整和保护放置。

下面具体说明钢绞线自动穿束系统的控制流程：

整卷钢绞线预先由门机吊运至6t的吊线架21中，拆掉钢绞线的外包装，再由门机运输至所述旋转式放线盘22中，在所述压轮组30A的带动下拖动钢绞线开启送料动作，若钢绞线发生堵转、打滑等现象需要后退时，开启电动收料动作；送料动作时，钢绞线由所述放线盘22进入所述穿束装置30中，连续穿束送料，当钢绞线的穿束长度到达指定长度时，利用自动切割装置40完成钢绞线的切割，通过人工导管51将钢绞线10输送至所述管桩50的预留孔内。其中所述手持式操作手柄60E将人工操作信号输送至所述PLC60A，所述控制台60上的按钮60D将人工操作信号输送至所述PLC60A中，用于通过人工操作控制系统的运行。所述PLC60A通过所述第一电机22I控制信号、所述电磁离合器22K控制信号以及所述第一制动器22M控制信号共同输送至所述放线盘22，实现控制钢绞线10的送料动作或者收料动作，其中所述第一电机22I控制信号和所述电磁离合器22K控制信号用于控制钢绞线的拖动送料，所述第一电机22I控制信号和所述第一制动器22M用于控制钢绞线的电动收料。所述PLC60A通过气缸控制信号传输至所述穿束装置30，所述PLC60A将控制信号输送至所述变频器60B中，通过变频调速信号控制传输至所述穿束装置30。所述穿束过程中，所述人机界面60C将设定参数值输入至所述PLC60A中，装设在被动轮30C轴端的光电编码器实时监测所述被动轮30C的旋转角度，将旋转数字信号传输至所述PLC60A中，所述PLC60A进行运算测量钢绞线10的穿束长度，且所述PLC60A将实际长度值输送至所述人机界面60C上。所述PLC60A将所述第二电机30E控制信号以及所切割气缸40C控制信号传输至所述自动切割装置40。

本发明中，所述管桩50的本体长度超过70米，每根管桩需穿束48根或32根钢绞线，本发明所述自动穿束系统自动将钢绞线10拉出并测量，在穿束长度到达设定值时开启切割动作，减小工人劳动强度的同时，大幅度提高穿束效率。

实施例二：

本实施例提供了一种自动穿束方法，用于将钢绞线10自动穿束至管桩50的预留孔内，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1:将钢绞线10置放在放料装置20内；步骤S2：通过穿束装置30将钢绞线10由所述放料装置20输送至切割装置40；步骤S3:钢绞线10由所述切割装置40输送至管桩50的一个预留孔；步骤S4：待钢绞线穿束长度到达设定值时，自动切割钢绞线；步骤S5：继续穿束钢绞线，从步骤S2开始循环，直至所述管桩50的预留孔全部穿束完成。

本实施所述自动穿束方法，所述步骤S1中，将所述钢绞线10置放在放料装置20内；所述步骤S2中，通过穿束装置30将钢绞线10由所述放料装置20输送至切割装置40，开启送料动作，从而避免通过人力将钢绞线输送至所述穿束装置30中，杜绝了钢绞线在穿束过程中甩尾伤人事故，节约人力的同时，穿束效率显著提高；所述步骤S3中，钢绞线10由所述切割装置40输送至管桩50的一个预留孔，避免人为操作；所述步骤S4中，待钢绞线穿束长度到达设定值时，自动切割钢绞线，避免人为控制切割，不但效率提高，而且大幅度提高切割精度；所述步骤S5中，继续穿束钢绞线，从步骤S2开始循环，直至所述管桩50的预留孔全部穿束完成。本发明所述方法将钢绞线的放料、穿束以及切割等多道工序合并为一个工艺流程，实现了自动穿束作业，大幅度降低了工人的工作强度，而且穿束效率大幅度提高，降低了钢绞线置放在外界时生锈氧化的概率，提高了环氧粘结剂的使用效果。

所述步骤S2中，为了实现将钢绞线10由所述放料装置20输送至切割装置40，通过穿束装置30中的压轮组30A将钢绞线10由所述放料装置20输送至切割装置40，为了减少传输过程中钢绞线的摩擦阻力，提高传动效率，采用两组主动轮30B增强传动能力。

所述步骤S3中，通过导管51将钢绞线10由所述切割装置40导引至所述管桩50的预留孔内，从而可以准确的将钢绞线10穿束至所述管桩50的预留孔内；所述步骤S4中，通过测长装置30D可以监测钢绞线的穿束长度，当穿束长度到达设定值时，所述夹具气缸40B运动使所述夹具40A夹紧钢绞线10，所述切割气缸40B推动旋转的切割电机40C完成自动切割，且本发明通过控制台60自动控制钢绞线的穿束以及切割，因此不但提高切割精度，而且提高工作效率。

本发明中，为了加强所述被动轮30C的控制精度，采用防滑性较好的Q235钢轮或者硬度和耐磨性较好的热处理钢轮作为被动轮材料，从而能保证检测轮50天以上的使用寿命，可使测量精度控制在1.5‰以内，另外给传动轮可加装透明翻盖保护罩，以提高了安全性能；所述主动轮30B采用耐磨性较好的热处理T14材料钢轮。所述第一电机22I采用YPJ100L2-4型变频电机提供动力，由3kW变频电动机提供动力源的放线盘22，可自动实现钢绞线的自动收放料过程，无需固定的劳动工人，大大降低了劳动成本。

本发明中，所述第一制动器22M是自制制动器，所述第二制动器22Q是顶针制动器。

综上，本发明所述的以上技术方案具有以下优点：

1.本发明所述自动穿束系统，包括放料装置、穿束装置、切割装置以及管桩，其中，所述放料装置用于置放钢绞线，所述穿束装置包括运输钢绞线的压轮组，钢绞线由所述放料装置的出口贯穿至所述压轮组的凹槽，所述凹槽可以使所述钢绞线稳定的传输，通过所述压轮组带动钢绞线由所述放料装置向所述切割装置自动传输，从而避免通过人力将钢绞线输送至所述穿束装置中，杜绝了钢绞线在穿束过程中甩尾伤人事故，节约人力的同时，穿束效率显著提高；所述钢绞线由所述压轮组的凹槽经过切割装置穿束至管桩的预留孔内，待钢绞线穿束长度到达设定值时，通过启动所述切割装置完成穿束作业，与人工量裁相比，不但提高切割速度，而且切割精度提高，使管桩端头钢绞线长度在理论值范围内，有效节约原材料。本发明所述系统将钢绞线的放料、穿束以及切割等多道工序合并为一个工艺流程，实现了自动穿束作业，大幅度降低了工人的工作强度，而且穿束效率大幅度提高，降低了钢绞线置放在外界时生锈氧化的概率，提高了环氧粘结剂的使用效果。

2.本发明所述自动穿束系统，所述电磁离合器与所述第二电机相连，所述回转托盘反转时，所述放线盘反转收线，正常放料时所述电磁离合器脱开。所述电磁离合器在主动轴的花键轴端装有摩擦片，所述摩擦片可以沿轴向自由移动，并随主轴一起转动，当线圈通电后，将所述摩擦片吸向铁芯，衔铁也被吸住压紧各摩擦片，使所述电磁离合器的从动齿轮随主动轴转动，因此钢绞线在放料过程中，所述电磁离合器为失效状态；线圈断电时，装在内外摩擦片之间的圈状弹簧使衔铁和摩擦片复原离合器失去传递力矩的作用，即在收线过程中所述回转托盘可实现主动收线，避免了被动收线钢绞线卡持的问题。

3.本发明所述自动穿束系统，所述被动轮上设有测长装置，用于测量钢绞线穿束至所述管桩中的长度，所述测长装置是安装在所述被动轮轴端的光电编码器，由于所述被动轮通过钢绞线带动产生旋转位移，装设在所述被动轮轴端的光电编码器进行旋转角度实时监测，通过运算可以测量所述钢绞线的穿束长度。

4.本发明所述自动穿束方法，所述步骤S1中，将所述钢绞线置放在放料装置内；所述步骤S2中，通过穿束装置将钢绞线由所述放料装置输送至切割装置，开启送料动作，从而避免通过人力将钢绞线输送至所述穿束装置中，杜绝了钢绞线在穿束过程中甩尾伤人事故，节约人力的同时，穿束效率显著提高；所述步骤S3中，钢绞线由所述切割装置输送至管桩的一个预留孔，避免人为操作；所述步骤S4中，待钢绞线穿束长度到达设定值时，自动切割钢绞线，避免人为控制切割，不但效率提高，而且大幅度提高切割精度；所述步骤S5中，继续穿束钢绞线，从步骤S2开始循环，直至所述管桩的预留孔全部穿束完成。本发明所述方法将钢绞线的放料、穿束以及切割等多道工序合并为一个工艺流程，实现了自动穿束作业，大幅度降低了工人的工作强度，而且穿束效率大幅度提高，降低了钢绞线置放在外界时生锈氧化的概率，提高了环氧粘结剂的使用效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围中。

Claims (10)

1.一种自动穿束系统，用于钢绞线的自动穿束，其特征在于：所述自动穿束系统包括置放钢绞线的放料装置以及自动接收钢绞线的穿束装置，其中所述穿束装置包括运输钢绞线的压轮组，钢绞线由所述放料装置的出口贯穿至所述压轮组的凹槽，且钢绞线由所述压轮组的凹槽经过切割装置穿束至管桩的预留孔内。

2.根据权利要求1所述的自动穿束系统，其特征在于：所述压轮组包括两组主动轮和一组被动轮，所述主动轮和所述被动轮上均设有容纳所述钢绞线的凹槽，且所述被动轮上设有测长装置。

3.根据权利要求2所述的自动穿束系统，其特征在于：所述测长装置是安装在所述被动轮轴端的光电编码器。

4.根据权利要求1所述的自动穿束系统，其特征在于：所述放料装置包括用于置放钢绞线的吊线架以及容纳所述吊线架的放线盘。

5.根据权利要求4所述的自动穿束系统，其特征在于：所述放线盘包括底座以及容纳所述吊线架的料仓，且所述料仓底部设有回转托盘。

6.根据权利要求1所述的自动穿束系统，其特征在于：所述切割装置包括用于夹持钢绞线的夹具以及用于切割钢绞线的切割电机，且所述夹具与所述切割电机配合切割钢绞线。

7.根据权利要求6所述的自动穿束系统，其特征在于：所述夹具与位于所述夹具下方的夹具气缸相互配合，用于固定所述钢绞线的位置；所述切割电机与位于所述切割电机下方的切割气缸相互配合用于切割钢绞线。

8.根据权利要求7所述的自动穿束系统，其特征在于：所述切割电机位于切割机座上，所述切割机座的前端装设有切割限位装置。

9.一种利用权利要求1-8中任意一个自动穿束系统穿束钢绞线的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将钢绞线置放在放料装置内；

步骤S2：通过穿束装置将钢绞线由所述放料装置输送至切割装置；

步骤S3：钢绞线由所述切割装置输送至管桩的一个预留孔；

步骤S4:待钢绞线穿束长度到达设定值时，自动切割钢绞线；

步骤S5：继续穿束钢绞线，从步骤S2开始循环，直至所述管桩的预留孔全部穿束完成。

10.根据权利要求9所述的自动穿束方法，其特征在于：所述步骤S2中，通过穿束装置中的压轮组将钢绞线由所述放料装置输送至切割装置。