CN108858694A - 一种预制楼梯的拼装模板和智能制造的模板系统 - Google Patents

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李水生
谭立新
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Abstract

本发明涉及一种预制楼梯的拼装模板和智能制造的模板系统，所述拼装模板为多个第一卡扣件和多个第二卡扣件相配合形成的楼梯的台阶结构，所述第一卡扣件的一端设有第一凸起，所述第一卡扣件的另一端设有第一凹槽，所述第二卡扣为竖向板和水平板相连形成的L型结构，所述竖向板上设有与所述第一卡槽相适配的第二凸起，所述水平板上设有与所述第一凸起相适配的第二卡槽。上述拼装模板不仅可以降低生产成本，而且还可以简化装拆过程。

Description

一种预制楼梯的拼装模板和智能制造的模板系统
技术领域
本发明涉及建筑领域，特别是涉及一种预制楼梯的拼装模板和智能制造的模板系统。
背景技术
预制楼梯是近年来装配式建筑发展的重要产物，作为建筑物的人员主要疏散通道，其生产加工的效率和质量得到广泛的关注。目前，生产预制楼梯的工厂在加工构件时一般将楼梯翻转，形成踏板朝下、底板朝上的方式，其模具相对比较简易，只需做一个折型底模，另一面为平整顶模，侧模根据楼板剖面形状制作，具体参见图1。但该模具的装拆基本通过人工进行，这大大增加了生产成本，而且模具的拆除非常复杂。
随着我国装配技术飞速发展，楼梯设计被要求更加轻量化和精细化，以实现预制楼梯的快速装配化施工、人工节约和工期节省。传统的预制楼梯模板系统已经无法满足设计个性化的尺寸变换需求，而且当一个工程上的预制楼梯模板使用完毕后，很难在另一个工程上进行再利用，模板系统的更新换代无形中大大增加了预制楼梯的生产成本。另外，由于传统预制板式楼梯的重量较大，加工成本和吊装费用也较高，轻量化的折板楼梯开始逐渐占据市场一部分，常见的为HPC折板楼梯，其质量轻、强度高、抗裂好等特点广受好评。然而，该折板楼梯的双折型模板系统的利用率和生产效率低、生产成本高、加工周期长，这已经严重影响工厂预制效率。
发明内容
本发明的一目的是解决现有预制楼梯模具的装拆成本高且复杂的技术问题，提供一种容易装拆的预制楼梯的拼装模板。
本发明的另一目的就是解决双折型模板系统加工周期长、制作成本高、利用率和生产效率低的技术问题，提供一种智能控制、加工周期短、成本低、利用率和生产效率高的智能制造的模板系统。
本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种预制楼梯的拼装模板，所述拼装模板为多个第一卡扣件和多个第二卡扣件相配合形成的楼梯的台阶结构，所述第一卡扣件的一端设有第一凸起，所述第一卡扣件的另一端设有第一凹槽，所述第二卡扣为竖向板和水平板相连形成的L型结构，所述竖向板上设有与所述第一卡槽相适配的第二凸起，所述水平板上设有与所述第一凸起相适配的第二卡槽。
在其中一个实施例中，所述第一凸起和所述第二凸起呈T型。
在其中一个实施例中，所述第一卡扣件和所述第二卡扣件为金属材料、非金属材料或复合材料。
本发明还提供了一种预制楼梯的模板系统，所述系统包括上述的拼装模板，还包括：识图转换系统、制造执行管理系统、机械手驱动系统、PLC控制器和液压杆系统；
所述识图转换系统用于读取所述拼装模板的图形数据，并将所述图形数据转换为位置模型；
所述制造执行管理系统分别与所述识图转换系统、所述PLC控制器、所述液压杆系统通讯连接，用于接收所述位置模型，并根据预设所述机械手驱动系统的操作指令程序的发出构建预制楼梯模板的指令或根据预设所述液压杆系统的控制指令程序运行所述液压杆系统；
所述PLC控制器与所述机械手驱动系统通讯连接，用于控制所述机械手驱动系统的运作；
所述机械手驱动系统根据构建预制楼梯模板的指令进行组装形成台阶结构的模块；
所述液压杆系统与所述拼装模板连接，用于移动所述台阶结构的模块到既定位置形成预制楼梯。
在其中一个实施例中，所述图形数据由AUTOCAD、REVT、TEKLA、CATIA、SOLIDWORKs或PRO/E制成。
在其中一个实施例中，所述图形数据包括所述拼装模板的数量和尺寸。
在其中一个实施例中，所述机械手驱动系统包括若干机械手、与所述若干机械手相对应连接的电机和与所述电机通讯连接的解码器，所述解码器与所述PLC控制器通讯连接，用于接收所述PLC控制器的信号并解码为驱动指令，所述驱动指令输入到所述电机中用于控制所述机械手的各关节的速度和角度。
在其中一个实施例中，所述制造执行管理系统还用于根据预设所述拼装模板拆装指令程序对现有的所述拼装模板的数量和尺寸进行优化配置，并完成对所述拼装模板进行拆分的优化方案。
在其中一个实施例中，待预制楼梯成品后，所述液压杆系统还用于拆解所述拼装模板。
在其中一个实施例中，所述拼装模板上设有螺孔，所述液压杆系统中设有与所述螺孔相适配的液压杆卡扣。
上述拼装模板为多个第一卡扣件和多个第二卡扣件配合形成楼梯的台阶结构，将上述拼装模板组装形成预制楼梯，然后在向其中浇筑，待一定时间后，预制楼梯固定成型，将拼装模板拆卸得到成品的预制楼梯。在此过程中，可以通过机械设备来完成组装，可以大大地节省人力，从而降低生产成本。而且拆卸拼装模板也可以通过机械设备来完成。相比现有技术，上述拼装模板不仅可以降低生产成本，而且还可以简化装拆过程。
上述预制楼梯的模板系统，摈弃了传统的固定钢模系统，能够提高模板利用率和生产效率，减低人工成本和时间成本。智能化控制系统实现了设计和生产一体化，减少了人工识图和人工组模的差错率，保障了预制楼梯的产品质量。
附图说明
图1为本发明的拼装模板的结构示意图。
图2为本发明的拼装模板组装的侧视图。
图3为本发明的预制楼梯的结构示意图。
图4为传统预制楼梯的结构示意图。
图5为本发明的一实施例的结构示意图。
图6为本发明的模板系统的流程图。
附图标记说明：
1、拼装模板；11、第一卡扣件；111、第一凸起；112、第一卡槽；113、第一螺孔；12、第二卡扣件；121、第二凸起；122、第二卡槽；123、第二螺孔；2、液压卡扣；3、传统预制楼梯；4、钢模；5、支撑架。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
图1为本发明的拼装模板的结构示意图，该拼装模板1为多个第一卡扣件11和多个第二卡扣件12相配合形成的楼梯的台阶结构，第一卡扣件11的一端设有第一凸起111，第一卡扣件11的另一端设有第一凹槽112，第二卡扣12为竖向板和水平板相连形成的L型结构，竖向板上设有第一卡槽112相适配的第二凸起121，水平板上设有与第一凸起111相适配的第二卡槽121。
上述拼装模板为多个第一卡扣件和多个第二卡扣件配合形成楼梯的台阶结构，将上述拼装模板组装形成预制楼梯，然后在向其中浇筑，待一定时间后，预制楼梯固定成型，将拼装模板拆卸得到成品的楼梯。在此过程中，可以通过机械设备来完成组装，可以大大地节省人力，从而降低生产成本。而且拆卸拼装模板也可以通过机械设备来完成。相比现有技术，上述拼装模板不仅可以降低生产成本，而且还可以简化装拆过程。
具体的，参见图2和图3，从图2可知，多个第一卡扣件11和多个第二卡扣件12相互配合形成了拼装模板1，拼装模板1的数量和尺寸可以根据用户的需要进行选择和调整。在本实施例中，拼装模板1包括6个第一卡扣件11和一个卡扣件12，该拼装模板1具有台阶结构，在水平方向和竖直方向上均含有3各第一卡扣件11。从图3可知，将多个上述拼装模板1组装形成本发明的预制楼梯，再通过向预制楼梯中浇筑混凝土并放置一定时间就能形成成品的楼梯。在参见图4的传统预制楼梯，该预制楼梯3通过钢模4和支撑架5来形成成品的楼梯，其组装和拆卸都需要人工来完成，这大大地增加人工成本，而且制造成品楼梯的周期也会延长，从而降低生产效率。相比传统预制楼梯，本发明的拼装模板组装而成的预制楼梯不仅上述拼装模板不仅可以降低生产成本和提高生产效率，而且还可以简化装拆过程。
可选地，第一凸起111和第二凸起121的形状可以根据需求进行选择和调整。在一个优选实施例中，第一凸起111和第二凸起112呈T型，而相应的第一卡槽112和第二卡槽122也呈T型。
可选地，第一卡扣件11和第二卡扣件12可为金属材料、非金属材料或复合材料。进一步地，金属材料包括但不限于铁、钢、铝、铜、铝合金、铜合金等；非金属材料包括但不限于木材、塑料等；复合材料包括但不限于不锈钢和纤维的复合材料等。
本发明还提供了一种预制楼梯的模板系统，所述系统包括以上任一实施例所述的拼装模板，还包括：识图转换系统、制造执行管理系统、机械手驱动系统、PLC控制器和液压杆系统；
识图转换系统用于读取拼装模板的图形数据，并将图形数据转换为位置模型；制造执行管理系统分别与识图转换系统、PLC控制器、液压杆系统通讯连接，用于接收位置模型，并根据预设机械手驱动系统的操作指令程序的发出构建预制楼梯模板的指令或根据预设液压杆系统的控制指令程序运行液压杆系统；PLC控制器与机械手驱动系统通讯连接，用于控制所述机械手驱动系统的运作；机械手驱动系统根据构建预制楼梯模板的指令进行组装形成台阶结构的模块；液压杆系统与拼装模板连接，用于移动台阶结构的模块到既定位置形成预制楼梯。
上述预制楼梯的模板系统，摈弃了传统的固定钢模系统，能够提高模板利用率和生产效率，减低人工成本和时间成本。智能化控制系统实现了设计和生产一体化，减少了人工识图和人工组模的差错率，保障了预制楼梯的产品质量。
识图转换系统是一种数据转换设备，用于读取外界输入的图形数据，其中，图形数据由AUTOCAD、REVT、TEKLA、CATIA、SOLIDWORKs或PRO/E制成。
具体的，在本实施例中，图形数据采用AUTOCAD来绘制。首先，将预制楼梯的模板尺寸和坐标位置输入到AUTOCAD中，完成图形绘制。其次，识图转换系统读取图形数据后将其转换为位置模型信号，并将该位置模型信号发送至制造执行管理系统中。再次，制造执行管理系统接收到位置模型信号后，根据预设机械手驱动系统的操作指令程序的发出构建预制楼梯模板的指令，该指令被PLC控制器接收，并发出驱动信号。随后，机械手驱动系统接收到驱动信号并将驱动信号解码成驱动指令，进而去完成选模、组装、吊送、安装等工序，其中，选模是挑选所需尺寸和数量的第一卡扣件和第二卡扣件，组装是将第一卡扣件和第二卡扣件组装成拼装模板，吊送将是将拼装模板输送到待安装区，安装是将拼装模板安装在液压杆系统中的液压杆上。最后，所有液压杆系统将拼装模板移动到固定位置上构建成预制楼梯。当预制楼梯构建完成后，制造执行管理系统发送输送混凝土的指令进行预制楼梯的浇筑，待预制楼梯静置一段时间后，制造执行系统根据预设模板拆装指令程序发送拆除指令给液压杆系统，液压杆系统控制所有液压杆拆除模板并回到待装去卸掉所有模块，等待下一次任务。
在其中一个优选实施例中，图形数据包括拼装模板的数量和尺寸。
进一步地，，机械手驱动系统包括若干机械手、与若干机械手相对应连接的电机和与电机通讯连接的解码器，解码器与所述PLC控制器通讯连接，用于接收所述PLC控制器的信号并解码为驱动指令，驱动指令输入到所述电机中用于控制机械手的各关节的速度和角度。
进一步地，制造执行管理系统根据预设所述拼装模板拆装指令程序对现有的拼装模板的数量和尺寸进行优化配置，并完成对拼装模板进行拆分的优化方案。
在其中一个优选实施例中，待预制楼梯成品后，液压杆系统还用于拆解拼装模板。
在其中一个优选实施例中，拼装模板上设有螺孔，液压杆系统中设有与所述螺孔相适配的液压杆卡扣2。
具体的，拼装模板水平方向最外侧的第一卡扣件11上设有第一螺孔113，第二卡扣件12的竖向板上设有第二螺孔123，液压杆系统通过两个卡扣2分别穿过第一螺孔113、第二螺孔123与拼装模板1连接。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种预制楼梯的拼装模板，其特征在于，所述拼装模板为多个第一卡扣件和多个第二卡扣件相配合形成的楼梯的台阶结构，所述第一卡扣件的一端设有第一凸起，所述第一卡扣件的另一端设有第一凹槽，所述第二卡扣为竖向板和水平板相连形成的L型结构，所述竖向板上设有与所述第一卡槽相适配的第二凸起，所述水平板上设有与所述第一凸起相适配的第二卡槽。
2.根据权利要求1所述的拼装模板，其特征在于，所述第一凸起和所述第二凸起呈T型。
3.根据权利要求1所述的拼装模板，其特征在于，所述第一卡扣件和所述第二卡扣件为金属材料、非金属材料或复合材料。
4.一种预制楼梯的模板系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至3任一项所述的拼装模板，还包括：识图转换系统、制造执行管理系统、机械手驱动系统、PLC控制器和液压杆系统；
所述识图转换系统用于读取所述拼装模板的图形数据，并将所述图形数据转换为位置模型；
所述制造执行管理系统分别与所述识图转换系统、所述PLC控制器、所述液压杆系统通讯连接，用于接收所述位置模型，并根据预设所述机械手驱动系统的操作指令程序发出构建预制楼梯模板的指令或根据预设所述液压杆系统的控制指令程序运行所述液压杆系统；
所述PLC控制器与所述机械手驱动系统通讯连接，用于控制所述机械手驱动系统的运作；
所述机械手驱动系统根据构建预制楼梯模板的指令进行组装形成台阶结构的模块；
所述液压杆系统与所述拼装模板连接，用于移动所述台阶结构的模块到既定位置形成预制楼梯。
5.根据权利要求4所述的模板系统，其特征在于，所述图形数据由AUTOCAD、REVT、TEKLA、CATIA、SOLIDWORKs或PRO/E制成。
6.根据权利要求4所述的模板系统，其特征在于，所述图形数据包括所述拼装模板的数量和尺寸。
7.根据权利要求4所述的模板系统，其特征在于，所述机械手驱动系统包括若干机械手、与所述若干机械手相对应连接的电机和与所述电机通讯连接的解码器，所述解码器与所述PLC控制器通讯连接，用于接收所述PLC控制器的信号并解码为驱动指令，所述驱动指令输入到所述电机中用于控制所述机械手的各关节的速度和角度。
8.根据权利要求4所述的模板系统，其特征在于，所述制造执行管理系统还用于根据预设所述拼装模板拆装指令程序对现有的所述拼装模板的数量和尺寸进行优化配置，并完成对所述拼装模板进行拆分的优化方案。
9.根据权利要求4所述的模板系统，其特征在于，待预制楼梯成品后，所述液压杆系统还用于拆解所述拼装模板。
10.根据权利要求4所述的模板系统，其特征在于，所述拼装模板上设有螺孔，所述液压杆系统中设有与所述螺孔相适配的液压杆卡扣。
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