CN109203206B - 一种混凝土布料生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混凝土布料生产方法，涉及建筑工业化中预制构件混凝土布料机自动控制技术领域。包括：确定X轴、Y轴及坐标系原点；测量布料机沿X轴和Y轴方向的行走速度；确定布料机在坐标系上的坐标位置；标记停车时距离中控室和布料起始侧最近的底模托盘的一个直角顶点O’；在底模托盘表面上标记预标定点O’1，并确定预标定点O’1的位置坐标；通过PLC控制器控制布料机行走到预标定点，准备进行布料生产。本方法具有改造成本低、与现有布料系统兼容性好且易于实现的特点，在控制器中输入标定点参数后，可以自动实现布料机预标定，提高了混凝土布料机确定预标定点的效率。

Description

一种混凝土布料生产方法
技术领域
本发明涉及建筑工业化中预制构件混凝土布料机自动控制技术领域，具体涉及一种混凝土布料生产方法。
背景技术
装配式建筑在我国正迎来迅猛发展阶段，预制混凝土构件工厂化生产是装配式建筑发展的重要组成部分，将对我国建筑工业化发展产生巨大的推动作用，同时也为建筑产业施工方式的转变奠定基础。在预制混凝土构件工厂化生产的过程中，混凝土布料是关键环节。但该环节存在人员投入和干预多、产品质量不稳定的问题，不仅拖慢了本环节生产节奏，甚至使整条预制混凝土构件生产周期增加，所以急需在控制水平上得到提升。该环节生产过程是：混凝土布料机的布料大车、布料小车在左右、前后移动过程中，按照控制系统要求，借助装配在出料口的螺杆，将搅拌好的混凝土推出并浇筑到底模托盘上已拼装好的边模范围内，布料过程示意图如图1所示，其中布料小车能够带着布料机沿布料方向前后移动，布料大车能够带着布料机左右移动。
为实现布料环节的自动化生产，首先需要确定混凝土布料机预标定点，即布料机开始进行布料生产的位置。以预标定点为起点，混凝土布料机可以很容易确定底模托盘上布料区域与非布料区域，进而按照PLC控制器中的控制系统要求进行布料生产，所以预标定点是实现自动化布料的前提。
目前，混凝土布料机预标定点的确定普遍依据操作工人经验，通过手动控制方式确定预标定位置，即岗位工人在操作室通过监控或在布料区域旁观察小车位置，通过手动控制布料大车和小车来确定布料机起始位置。这种定位方式往往需要多次微调才能完成，定位效率低，这也限制了后期布料自动控制系统的开发和应用。为提高布料机定位效率，业内急需一种用于混凝土布料机的预标定方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种混凝土布料生产方法，包括基于底模托盘标注和接近开关的混凝土布料机预标定方法，无需添加任何传感器，是在现有传感器布置基础上，结合底模托盘标注实现混凝土布料机的预标定。本方法只需在原有PLC控制器中给出计算好的预标定点坐标，在进行布料机预标定时，PLC控制器控制布料机的大车电机和小车电机，带动布料机运行到预标定点即可，明显提高了混凝土布料机确定预标定点的准确性及效率，进而缩减定位时间，提高生产效率。
为了实现上述目的，一种混凝土布料生产方法，包括基于底模托盘标注和接近开关的混凝土布料机预标定方法，包括以下步骤：
步骤1：通过原有布料机控制系统中布料大车横梁上控制柜中的PLC控制器、布料机大车驱动电机和小车驱动电机上的两个编码器，确定布料机在布料区域的坐标位置，具体包括如下步骤：
步骤1.1：规定与布料机布料小车行走路线平行的方向为X轴，与X轴垂直的方向为Y轴，其中，布料小车沿X轴往返行走，布料大车沿Y轴往返行走；
步骤1.2：规定靠近中控室和布料起始侧的布料区域一角的顶点为坐标系的原点O(0,0)；
步骤1.3：利用布料机布料小车驱动电机上的编码器测量布料机沿X轴方向的行走速度，布料机布料大车驱动电机上的编码器测量布料机沿Y轴方向的行走速度；
步骤1.4：根据测量到的布料机沿X轴和Y轴方向的行走速度以及PLC控制器的扫描周期时间，确定布料机在X轴和Y轴方向上的坐标位置(x,y)；
步骤2：当底模托盘移入布料行走区域内触发原有布料机控制系统中最后接触的一个行走轮支架上的接近开关a时，底模托盘行走减速，当触发原有布料机控制系统中最后接触的一个行走轮支架上的接近开关b时，底模托盘停车，标记停车时距离中控室和布料起始侧最近的底模托盘的一个直角顶点为点O'(X',Y')；
步骤3：在靠近点O'的底模托盘表面上标注一个直角，将磁性边模的内沿压在该直角的两边上，由压在直角边上的两条磁性边模内沿形成的直角顶点即为预标定点O'1，分别测量点O'与点O'1之间沿X轴和Y轴方向上的距离X'1和Y'1；
步骤4：根据点O'的坐标(X',Y')，结合预标定点O'1相对于点O'的距离X'1和Y'1，确定预标定点O'1的位置坐标(X'+X'1，Y'+Y'1)；
步骤5：通过PLC控制器控制布料机行走到预标定点O'1，准备进行布料生产。
进一步地，所述步骤3中在靠近点O'的底模托盘表面标注一个直角的原则如下：
该直角的直角边要分别平行于底模托盘直角顶点O'的直角边，且与对应底模托盘边的距离要小于生产最大几何尺寸预制混凝土构件时直角标注处两个磁性边模与对应底模托盘边的距离。
本发明的有益效果：
本发明提出一种混凝土布料生产方法，包括基于底模托盘标注和接近开关的混凝土布料机预标定方法，无需添加任何传感器，是在现有传感器布置基础上，结合底模托盘标注实现混凝土布料机的预标定，只需在原有PLC控制器中给出计算好的预标定点坐标，在进行布料机预标定时，PLC控制器控制布料机的大车电机和小车电机，运行到预标定点即可，具有改造成本低、与现有布料系统兼容性好且易于实现的特点，另外，本方法在控制器中输入标定点参数后，可以自动实现布料机预标定，提高了混凝土布料机确定预标定点的效率，同时，本方法充分考虑了底模托盘快速行驶对预标定点坐标位置确定的干扰，使底模托盘先降低速度后停止，利用两个接近开关实现预标定点的准确定位，提高了混凝土布料机预标定技术的实用性。
附图说明
图1为本发明背景技术中混凝土布料机布料过程示意图；
图2为本发明实施例中基于底模托盘标注和接近开关的混凝土布料机预标定方法流程图；
图3为本发明实施例中基于底模托盘标注和接近开关的混凝土布料机预标定方法原理图；
图4为本发明实施例中两个接近开关安装位置示意图。
图中，1、布料小车；2、混凝土布料机；3、螺旋铰刀；4、布料机的1号布料口；5、布料大车；6、底模托盘；7、磁性边模；8、导轨；9、接近开关a；10、接近开关b；11、行走轮；12、横梁；13、⑥号行走轮支架；14、底模托盘；15、布料区域；16、布料机；17、控制柜。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优势更加清晰，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种混凝土布料生产方法，包括基于底模托盘标注和接近开关的混凝土布料机预标定方法，流程如图2所示，原理如图3所示，具体方法如下所述：
步骤1：通过原有布料机控制系统中布料大车横梁上控制柜中的PLC控制器、布料机大车驱动电机和小车驱动电机上的两个编码器，确定布料机在布料区域的坐标位置，具体包括如下步骤：
步骤1.1：规定与布料机布料小车行走路线平行的方向为X轴，与X轴垂直的方向为Y轴，其中，布料小车沿X轴往返行走，布料大车沿Y轴往返行走。
步骤1.2：规定靠近中控室和布料起始侧的布料区域一角的顶点为坐标系的原点O(0,0)；
步骤1.3：利用布料机布料小车驱动电机上的编码器测量布料机沿X轴方向的行走速度，布料机布料大车驱动电机上的编码器测量布料机沿Y轴方向的行走速度。
步骤1.4：根据测量到的布料机沿X轴和Y轴方向的行走速度，以及PLC控制器的扫描周期时间，确定布料机在X轴和Y轴方向上的坐标位置(Xcrt，Ycrt)。
所述确定布料机在X轴和Y轴方向上坐标位置的计算公式如下：
Xcrt(t)＝Xcrt(t-1)±Vxtsc；
Ycrt(t)＝Ycrt(t-1)±VDtsc；
其中，Xcrt(t)、Ycrt(t)分别为PLC控制器在第t个扫描周期时布料机在X轴和Y轴的位置，Xcrt(t-1)、Ycrt(t-1)分别为PLC控制器在第(t-1)个扫描周期时布料机在X轴和Y轴的位置，tsc为PLC控制器的扫描周期，Vx为布料小车驱动电机上的编码器检测的布料小车的行走速度，VD为布料大车驱动电机上的编码器检测的布料大车的行走速度，当布料小车或大车向X轴或Y轴数值增大方向行走时，公式中速度前面的符号取“+”号，反之取“-”号。
步骤2：当底模托盘移入布料行走区域内触发原有布料机控制系统中最后接触的一个行走轮支架上的接近开关a时，底模托盘行走减速，当触发原有布料机控制系统中最后接触的一个行走轮支架上的接近开关b时，底模托盘停车，标记停车时距离中控室和布料起始侧最近的底模托盘的一个直角顶点为停车点O'(X',Y')。
本实施例中，原有布料机控制系统中两个接近开关a和b的安装位置如图4所示。
步骤3：在靠近点O'的底模托盘表面上标注一个直角，将磁性边模的内沿压在该直角的两边上，由压在直角边上的两条磁性边模内沿形成的直角顶点即为预标定点O'1，分别测量点O'与点O'1之间沿X轴和Y轴方向上的距离X'1和Y'1。
所述在靠近点O'的底模托盘表面标注一个直角的原则如下：
该直角的直角边要分别平行于底模托盘直角顶点O'的直角边，且与对应底模托盘边的距离要小于生产最大几何尺寸预制混凝土构件时直角标注处两个磁性边模与对应底模托盘边的距离。
步骤4：根据点O'的坐标(X',Y')，结合预标定点O'1相对于点O'的距离X'1和Y'1，确定预标定点O'1的位置坐标(X'+X'1，Y'+Y'1)。
步骤5：通过PLC控制器控制布料机行走到预标定点O'1，准备进行布料生产。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；因而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (2)

1.一种混凝土布料生产方法，其特征在于，包括基于底模托盘标注和接近开关的混凝土布料机预标定方法，包括以下步骤：
步骤1：通过原有布料机控制系统中布料大车横梁上控制柜中的PLC控制器、布料机大车驱动电机和小车驱动电机上的两个编码器，确定布料机在布料区域的坐标位置，具体包括如下步骤：
步骤1.1：规定与布料机布料小车行走路线平行的方向为X轴，与X轴垂直的方向为Y轴，其中，布料小车沿X轴往返行走，布料大车沿Y轴往返行走；
步骤1.2：规定靠近中控室和布料起始侧的布料区域一角的顶点为坐标系的原点O(0，0)；
步骤1.3：利用布料机布料小车驱动电机上的编码器测量布料机沿X轴方向的行走速度，布料机布料大车驱动电机上的编码器测量布料机沿Y轴方向的行走速度；
步骤1.4：根据测量到的布料机沿X轴和Y轴方向的行走速度以及PLC控制器的扫描周期时间，确定布料机在X轴和Y轴方向上的坐标位置(x,y)；
步骤2：当底模托盘移入布料行走区域内触发原有布料机控制系统中最后接触的一个行走轮支架上的接近开关a时，底模托盘行走减速,当触发原有布料机控制系统中最后接触的一个行走轮支架上的接近开关b时，底模托盘停车，标记停车时距离中控室和布料起始侧最近的底模托盘的一个直角顶点为停车点O’(X’,Y’)；
步骤3：在靠近点O’的底模托盘表面上标注一个直角，将磁性边模的内沿压在该直角的两边上，由压在直角边上的两条磁性边模内沿形成的直角顶点即为标定点O’1，分别测量点O’与点O’1之间沿X轴和Y轴方向上的距离X’1和Y’1；
步骤4：根据点O’的坐标(X’,Y’)，结合预标定点O’1相对于点O’的距离X’1和Y’1，确定预标定点O’1的位置坐标(X’+X’1,Y’+Y’1)；
步骤5：通过PLC控制器控制布料机行走到预标定点O’1，准备进行布料生产。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土布料生产方法，其特征在于，所述步骤3中在靠近点O’的底模托盘表面标注一个直角的原则如下：
该直角的直角边要分别平行于底模托盘直角顶点O’的直角边，且与对应底模托盘边的距离要小于生产最大几何尺寸预制混凝土构件时直角标注处两个磁性边模与对应地模托盘边的距离。
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