CN109930741A - 用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法，其中，所述的生产线包括龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统、装配平台、PLC控制装置和装配式墙体堆垛转台，几个系统与所述的方法相互配合，实现对装配式墙体的自动组装。采用本发明的用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法，可有效提高生产效率，节约劳动力，保障操作人员的安全，实现较高的自动化操作。
Description
技术领域
本发明涉及自动化领域，尤其涉及对装配式墙体模块的自动生产领域，具体是指一种用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法。
背景技术
装配式墙体是采用现浇式剪力墙的原理，利用镀锌轻钢龙骨作为支撑骨架，高强玻镁平板作为免拆石膏面板，在玻镁平板内部填充环保、阻燃轻质玻璃棉后最终成型的墙体。其遵照国家发展绿色建材，告别秦砖汉瓦的文件精神，以节约能耗减少扬尘、降低成本、加快施工进度、减少人工、提高墙体质量为目标。既保证墙面的平整度，又提高墙体的整体性、隔音性和抗震强度，是一种完全符合墙体材料的发展趋势的新材料。
但现有技术中，装配式墙体的生产主要采用人工的方式进行组装，没有成套的自动生产线。组装过程中需要人工将石膏板、玻璃棉、钢龙骨等打孔的方式将其组装、搬运，劳动力强度大。由于作业环境差、具备一定地危险系数，工人容易受伤，生产效率较低。
发明内容
本发明的目的是克服至少一个上述现有技术的缺点，提供了一种性能好、生产效率高的用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法。
为了实现上述目的或其他目的，本发明的用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法如下：
该用于装配式墙体模块的自动生产线，其主要特点是，所述的生产线包括：
龙骨上料系统，用于将龙骨搬运至装配平台上的指定位置；
玻璃棉上料系统，用于将玻璃棉平铺至所述的装配平台，覆盖位于所述的装配平台上的各根龙骨；
石膏板上料及墙体堆垛系统，用于对石膏板进行搬运，放置于所述的玻璃棉上方，并用于将装配好的装配式墙体从所述的装配平台上搬下，放置于装配式墙体堆垛转台；
所述的装配平台用于对位于该装配平台上的龙骨、玻璃棉及石膏板进行固定组装；
PLC控制装置，分别与所述的龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统及装配平台相连接。
较佳地，所述的龙骨上料系统包括：
龙骨抓手，用于夹抓所述的龙骨；
龙骨机器人，与所述的PLC控制装置相连接，用于带动所述的龙骨抓手移动，与所述的龙骨抓手配合，实现将所述的龙骨搬运至所述的装配平台上的操作。
更佳地，所述的龙骨上料系统还包括龙骨仓储及运输装置，用于堆放所述的龙骨，且所述的龙骨仓储及运输装置与所述的PLC控制装置相连接，所述的龙骨仓储及运输装置还用于将堆放好的所述的龙骨从操作人员工作区域运输至装配式墙体生产区域，便于所述的龙骨抓手抓取堆放好的龙骨。
较佳地，所述的玻璃棉上料系统包括：
玻璃棉储料装置，用于存储卷状玻璃棉；
拉玻璃棉装置，用于将位于所述的玻璃棉储料装置中的卷状玻璃棉拉出、展开；
闸刀，用于将展开后的玻璃棉按系统预设的长度进行裁剪；
玻璃棉送料装置，用于将玻璃棉送至所述的装配平台；
玻璃棉抓手，设于所述的装配平台上方，用于将所述的玻璃棉平铺于各根所述的龙骨上；
所述的玻璃棉储料装置、拉玻璃棉装置、闸刀、玻璃棉送料装置及玻璃棉抓手均与所述的PLC控制装置相连接。
较佳地，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统包括：
搬运机器人抓手，用于夹抓所述的石膏板及装配好的装配式墙体；
石膏板定位上料转台，位于所述的搬运机器人抓手可触及的位置，用于对所述的石膏板进行定位；
搬运机器人，用于带动所述的搬运机器人抓手移动，与所述的搬运机器人抓手及石膏板定位上料转台相配合，实现对所述的石膏板的放置操作及将所述的将装配好的装配式墙体放置于所述的装配式墙体堆垛转台的操作；
所述的石膏板定位上料转台及搬运机器人均与所述的PLC控制装置相连接。
更佳地，所述的生产线还包括：
隔离小块送料系统，与所述的PLC控制装置相连接，且与所述的装配平台相邻，并置于所述的搬运机器人抓手可触及的位置，所述的隔离小块送料系统用于输送对两块装配好的装配式墙体进行隔离的隔离小料；
所述的搬运机器人与所述的搬运机器人抓手配合还可实现对隔离小料的抓取；
与所述的装配平台相邻的位置还设有与所述的隔离小块送料系统相邻的定位输送线，所述的定位输送线用于对所述的隔离小料进行定位。
进一步地，所述的生产线还包括：
安全围栏，围于所述的龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统和装配平台外侧，用于将操作人员与所述的生产线中的设备进行隔离，防止操作人员受到损伤。
更进一步地，所述的安全围栏上设有对射式安全光电，用于监测是否有操作人员进入所述的安全围栏内侧，所述的对射式安全光电与所述的PLC控制装置相连接。
较佳地，所述的装配平台包括：
装配底座，用于放置所述的龙骨、玻璃棉及石膏板；
打孔机构，用于对所述的龙骨、玻璃棉及石膏板进行打孔；
螺丝安装机构，用于在所述的龙骨、玻璃棉及石膏板上钉钉，实现对所述的龙骨、玻璃棉及石膏板的固定组装；
所述的打孔机构及所述的螺丝安装机构位于所述的装配底座的上方；
所述的打孔机构及螺丝安装机构均与所述的PLC控制装置相连接。
该基于上述生产线实现自动生产装配式墙体的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的PLC控制装置驱动所述的龙骨上料系统工作，所述的龙骨上料系统将所述的龙骨搬运至所述的装配平台上的指定位置；
(2)所述的PLC控制装置驱动所述的玻璃棉上料系统工作，所述的玻璃棉上料系统将所述的玻璃棉平铺至所述的装配平台，覆盖位于所述的装配平台上的各根龙骨；
(3)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板上料及墙体堆垛系统工作，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统将所述的石膏板搬运至所述的玻璃棉上方；
(4)所述的PLC控制装置驱动所述的装配平台工作，所述的装配平台将位于该装配平台上的所述的龙骨、玻璃棉及石膏板进行固定组装，构成所述的装配式墙体。
较佳地，所述的生产线包括安全围栏，所述的龙骨上料系统包括龙骨仓储及运输装置、龙骨抓手及龙骨机器人，所述的步骤(1)包括以下步骤：
(11)操作人员在所述的安全围栏外的操作人员工作区域将龙骨按预定摆放规律堆放至所述的龙骨仓储及运输装置上；
(12)所述的PLC控制装置驱动堆满龙骨的龙骨仓储及运输装置将龙骨从所述的安全围栏外侧运送至安全围栏内侧的装配式墙体生产区域；
(13)所述的PLC控制装置驱动所述的龙骨机器人带动所述的龙骨抓手将所述的龙骨从所述的龙骨仓储及运输装置搬运至所述的装配平台上的指定位置。
更佳地，所述的安全围栏上设有对射式安全光电，当所述的对射式安全光电监测到有操作人员进入所述的安全围栏内侧时，所述的PLC控制装置驱动所述的龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统及装配平台均停止工作，直至操作人员再次控制PLC控制装置驱动所述的自动生产线开始工作。
较佳地，所述的玻璃棉上料系统包括玻璃棉储料装置、拉玻璃棉装置、闸刀、玻璃棉送料装置及玻璃棉抓手；所述的步骤(2)包括以下步骤：
(21)所述的拉玻璃棉装置将存储于所述的玻璃棉储料装置中的卷状玻璃棉拉出、展开；
(22)所述的闸刀将展开后的玻璃棉按系统预设的长度进行裁剪；
(23)所述的玻璃棉送料装置将裁剪后的玻璃棉送至所述的装配平台的一端；
(24)设于所述的装配平台上方的玻璃棉抓手拖动所述的玻璃棉，将所述的玻璃棉平铺于各根所述的龙骨上。
较佳地，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统包括搬运机器人抓手、石膏板定位上料转台及搬运机器人，所述的步骤(3)包括以下步骤：
(31)所述的PLC控制装置驱动所述的搬运机器人带动所述的搬运机器人抓手将所述的石膏板搬运至所述的石膏板定位上料转台；
(32)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板定位上料转台对所述的石膏板进行定位；
(33)所述的搬运机器人带动所述的搬运机器人抓手将定位后的石膏板从所述的石膏板定位上料转台搬运至所述的玻璃棉上方。
更佳地，所述的步骤(32)与步骤(33)之间还包括以下步骤：
(32.1)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板定位上料转台判断是否完成对所述的石膏板的定位；
(32.2)若完成对所述的石膏板的定位则继续后续步骤(32.3)，否则返回上述步骤(32)；
(32.3)所述的石膏板定位上料转台将定位完成信号发送给所述的搬运机器人。
更佳地，所述的装配平台包括装配底座、打孔机构及螺丝安装机构，所述的步骤(4)包括如下步骤：
(41)所述的PLC控制装置驱动所述的打孔机构及所述的螺丝安装机构工作；
(42)所述的打孔机构对依次堆放在所述的装配底座上的龙骨、玻璃棉及石膏板进行打孔；
(43)所述的螺丝安装机构在所述的龙骨、玻璃棉及石膏板上的打孔位置偏移一定距离进行钉钉操作，对所述的龙骨、玻璃棉及石膏板进行固定组装，构成所述的装配式墙体。
更佳地，所述的步骤(4)后还包括以下步骤：
(5)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板上料及墙体堆垛系统工作，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统将固定组装好的装配式墙体搬运至所述的装配式墙体堆垛转台。
进一步地，所述的生产线还包括隔离小块送料系统，所述的步骤(5)包括以下步骤：
(51)所述的PLC控制装置驱动所述的隔离小块送料系统开始工作，所述的隔离小块送料系统通过隔离小块送料系统中的气缸将隔离小块推送至与所述的装配平台相邻的定位输送线上；
(52)所述的定位输送线对所述的隔离小块进行定位；
(53)所述的搬运机器人与所述的搬运机器人抓手配合，将经过定位的隔离小块放置于后一块需要堆放于所述的装配式墙体堆垛转台的装配式墙体的下方；
(54)所述的搬运机器人与所述的搬运机器人抓手配合将所述的装配式墙体放置于所述的隔离小块上方；
(55)返回上述步骤(1)直到将所有固定组装好的装配式墙体搬运至所述的装配式墙体堆垛转台后继续后续步骤(56)；
(56)在位于所述的装配式墙体堆垛转台上最上层的装配式墙体上堆放隔离小料。
该用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法中，所述的生产线包括龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统、装配平台、PLC控制装置和装配式墙体堆垛转台，几个系统相结合，并与所述的方法相互配合，实现对装配式墙体的自动组装。采用该用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法可有效提高生产效率，节约劳动力，保障操作人员的安全，实现较高的自动化操作。
附图说明
图1为本发明一实施例中的用于装配式墙体模块的自动生产线的结构示意图。
图2为本发明一实施例中的用于装配式墙体模块的自动生产线的俯视图。
附图标记
1 龙骨抓手
2 龙骨机器人
3 搬运机器人抓手
4 搬运机器人
5 石膏板定位上料转台
6 装配式墙体堆垛转台
7 龙骨仓储及运输装置
8 玻璃棉储料装置
9 玻璃棉送料装置
10 隔离小块送料系统
11 安全围栏
12 装配平台
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1、2所示，在该实施例中，本发明的用于装配式墙体模块的自动生产线包括：
龙骨上料系统，用于将龙骨搬运至装配平台12上的指定位置；
玻璃棉上料系统，用于将玻璃棉平铺至所述的装配平台12，覆盖位于所述的装配平台12上的各根龙骨；
石膏板上料及墙体堆垛系统，用于对石膏板进行搬运，放置于所述的玻璃棉上方，并用于将装配好的装配式墙体从所述的装配平台12上搬下，放置于装配式墙体堆垛转台6；
所述的装配平台12用于对位于该装配平台12上的龙骨、玻璃棉及石膏板进行固定组装，其中，龙骨装配平台12可对龙骨进行定位；
PLC控制装置，分别与所述的龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统及装配平台相连接，用于实现对所述的自动生产线中的系统进行驱动操作。
在上述实施例中，所述的龙骨上料系统包括：
龙骨抓手1，用于夹抓所述的龙骨；
龙骨机器人2，与所述的PLC控制装置相连接，用于带动所述的龙骨抓手1移动，与所述的龙骨抓手1配合，实现将龙骨搬运至装配平台12上的操作。
龙骨仓储及运输装置7，用于堆放所述的龙骨，且所述的龙骨仓储及运输装置与所述的PLC控制装置相连接，所述的龙骨仓储及运输装置7还用于将堆放好的所述的龙骨从操作人员工作区域运输至装配式墙体生产区域，便于所述的龙骨抓手1抓取堆放好的龙骨。
其中，龙骨抓手1装在龙骨机器人2的手臂上，操作员在安全围栏11的安全范围内操作龙骨仓储及运输装置7，将龙骨合理的放置在龙骨仓储输送装置内，龙骨仓储及运输装置7将龙骨运输到龙骨抓手1可触及位置，由龙骨机器人2带动龙骨抓手1将龙骨搬运至装配平台12，其中，由装配平台12实现对龙骨的定位(如可将龙骨置于装配平台12中的槽内，实现对龙骨的定位，防止组装过程中龙骨的移动)。
在上述实施例中，所述的玻璃棉上料系统包括：
玻璃棉储料装置8，用于存储大量的卷状玻璃棉；
拉玻璃棉装置，用于将位于所述的玻璃棉储料装置8中的卷状玻璃棉拉出、展开；
闸刀，用于将展开后的玻璃棉按系统预设的长度进行裁剪；
玻璃棉送料装置9，根据系统需求将玻璃棉送至所述的装配平台12；
玻璃棉抓手，设于所述的装配平台上方，用于将所述的玻璃棉平铺于各根所述的龙骨上；
所述的玻璃棉储料装置、拉玻璃棉装置、闸刀、玻璃棉送料装置及玻璃棉抓手均与所述的PLC控制装置相连接。
在上述实施例中，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统包括：
搬运机器人抓手3，用于夹抓所述的石膏板及装配好的装配式墙体；
石膏板定位上料转台5，位于所述的搬运机器人抓手3可触及的位置，用于对所述的石膏板进行定位；
搬运机器人4，用于带动所述的搬运机器人抓手3移动，与所述的搬运机器人抓手3及石膏板定位上料转台5相配合，实现对所述的石膏板的放置操作及将所述的将装配好的装配式墙体放置于所述的装配式墙体堆垛转台6的操作；
所述的石膏板定位上料转台及搬运机器人均与所述的PLC控制装置相连接。
所述的搬运机器人抓手3装于所述的搬运机器人4的手臂上。
操作过程中，搬运机器人抓手3先将石膏板搬运至石膏板定位上料转台5上，对石膏板进行定位后，搬运机器人4再将定位完成的石膏板搬运到装配平台12。
在上述实施例中，所述的生产线还包括：
隔离小块送料系统10，与所述的PLC控制装置相连接，且与所述的装配平台12相邻，并置于所述的搬运机器人抓手3可触及的位置，所述的隔离小块送料系统10用于输送对两块装配好的装配式墙体进行隔离的隔离小料；
所述的搬运机器人4与所述的搬运机器人抓手3配合还可实现对隔离小料的抓取；
与所述的装配平台12相邻的位置还设有与所述的隔离小块送料系统10相邻的定位输送线，所述的定位输送线用于对所述的隔离小料进行定位。
在该实施例中，隔离小块送料系统10每次可将4块隔离小料送至定位输送线，输送过程中，隔离小料由隔离小块送料系统10中的气缸推动，按照一定间隔排布。组装过程中，搬运机器人4带动搬运机器人抓手3将定位好的隔离小料抓至装配式墙体堆垛转台6上的装配式墙体上，用于对两块装配式墙体进行隔离，应对装配式墙体中各根龙骨高低不一的情况(隔离小料的实际数量可根据实际情况自行进行设定)。
在上述实施例中，所述的生产线还包括：
安全围栏11，围于所述的龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统和装配平台12外侧，用于将操作人员与所述的生产线中的设备进行隔离，防止操作人员受到损伤。
在上述实施例中，所述的安全围栏上设有对射式安全光电，用于监测是否有操作人员进入所述的安全围栏内侧，所述的对射式安全光电与所述的PLC控制装置相连接。
在上述实施例中，所述的装配平台12包括：
装配底座，用于放置所述的龙骨、玻璃棉及石膏板；
打孔机构，用于对所述的龙骨、玻璃棉及石膏板进行打孔；
螺丝安装机构，用于在所述的龙骨、玻璃棉及石膏板上钉钉，实现对所述的龙骨、玻璃棉及石膏板的固定组装；
所述的打孔机构及所述的螺丝安装机构位于所述的装配底座的上方；
所述的打孔机构及螺丝安装机构均与所述的PLC控制装置相连接。
基于上述生产线实现自动生产装配式墙体的方法，包括以下步骤：
(1)所述的PLC控制装置驱动所述的龙骨上料系统工作，所述的龙骨上料系统将所述的龙骨搬运至所述的装配平台12上的指定位置，具体包括以下步骤：
(11)操作人员在所述的安全围栏11外的操作人员工作区域将龙骨按预定摆放规律堆放至所述的龙骨仓储及运输装置7上；
(12)所述的PLC控制装置驱动堆满龙骨的龙骨仓储及运输装置7将龙骨从所述的安全围栏11外侧运送至安全围栏11内侧的装配式墙体生产区域；
(13)所述的PLC控制装置驱动所述的龙骨机器人2带动所述的龙骨抓手1将所述的龙骨从所述的龙骨仓储及运输装置7搬运至所述的装配平台12上的指定位置；
(2)所述的PLC控制装置驱动所述的玻璃棉上料系统工作，所述的玻璃棉上料系统将所述的玻璃棉平铺至所述的装配平台12，覆盖位于所述的装配平台12上的各根龙骨，具体包括以下步骤：
(21)所述的拉玻璃棉装置将存储于所述的玻璃棉储料装置8中的卷状玻璃棉拉出、展开；
(22)所述的闸刀将展开后的玻璃棉按系统预设的长度进行裁剪；
(23)所述的玻璃棉送料装置9将裁剪后的玻璃棉送至所述的装配平台12的一端；
(24)设于所述的装配平台上方的玻璃棉抓手拖动所述的玻璃棉，将所述的玻璃棉平铺于各根所述的龙骨上。
其中，所述的玻璃棉送料装置9可将裁剪后的玻璃棉放置于所述的装配平台的一端，具体的平铺操作可由所述的装配平台上的可移动龙门架带动所述的玻璃棉抓手进行执行，由设于装配平台上的可移动龙门架移动，带动可移动龙门架上的玻璃棉抓手移动，对所述的玻璃棉进行牵引，使得玻璃棉覆盖于所述的装配平台12上，并且使得玻璃棉的两端与装配平台上龙骨的两端分别对齐；
(3)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板上料及墙体堆垛系统工作，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统将所述的石膏板搬运至所述的玻璃棉上方，具体包括以下步骤：
(31)所述的PLC控制装置驱动所述的搬运机器人4带动所述的搬运机器人抓手3将所述的石膏板搬运至所述的石膏板定位上料转台5；
(32)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板定位上料转台5对所述的石膏板进行定位；
(32.1)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板定位上料转台5判断是否完成对所述的石膏板的定位；
(32.2)若完成对所述的石膏板的定位则继续后续步骤(32.3)，否则返回上述步骤(32)；
(32.3)所述的石膏板定位上料转台5将定位完成信号发送给所述的搬运机器人4；
(33)所述的搬运机器人4带动所述的搬运机器人抓手3将定位后的石膏板从所述的石膏板定位上料转台5搬运至所述的玻璃棉上方；
(4)所述的PLC控制装置驱动所述的装配平台工作，所述的装配平台12将位于该装配平台12上的所述的龙骨、玻璃棉及石膏板进行固定组装，构成所述的装配式墙体，具体包括以下步骤：
(41)所述的PLC控制装置驱动所述的打孔机构及所述的螺丝安装机构工作；
(42)所述的打孔机构对依次堆放在所述的装配底座上的龙骨、玻璃棉及石膏板进行打孔，其中，由打孔机打的孔为“预制孔”，此预制孔是为墙体的施工安装而预留的，为了让墙体安装工人省力而打的孔；
(43)所述的螺丝安装机构在所述的龙骨、玻璃棉及石膏板上的打孔位置偏移一定距离进行钉钉操作，对所述的龙骨、玻璃棉及石膏板进行固定组装，构成所述的装配式墙体，其中，偏移的距离有用户的实际需求进行设定，钉的是自攻螺丝钉；(5)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板上料及墙体堆垛系统工作，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统将固定组装好的装配式墙体搬运至所述的装配式墙体堆垛转台6，具体包括以下步骤：
(51)所述的PLC控制装置驱动所述的隔离小块送料系统开始工作，所述的隔离小块送料系统10通过隔离小块送料系统10中的气缸将隔离小料推送至与所述的装配平台12相邻的定位输送线上；
(52)所述的定位输送线对所述的隔离小料进行定位；
(53)所述的搬运机器人4与所述的搬运机器人抓手3配合，将经过定位的隔离小料放置于后一块需要堆放于所述的装配式墙体堆垛转台6的装配式墙体的下方；
(54)所述的搬运机器人4与所述的搬运机器人抓手3配合将所述的装配式墙体放置于所述的隔离小料上方；
(55)返回上述步骤(1)直到将所有固定组装好的装配式墙体搬运至所述的装配式墙体堆垛转台6后继续后续步骤(56)；
(56)在位于所述的装配式墙体堆垛转台6上最上层的装配式墙体上堆放隔离小料。
该实施例中的，所述的安全围栏上设有对射式安全光电，当所述的对射式安全光电监测到有操作人员进入所述的安全围栏内侧时，所述的PLC控制装置驱动所述的龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统及装配平台均停止工作，直至操作人员再次控制PLC控制装置驱动所述的自动生产线开始工作。
该实施例中的用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法解决了原装配式墙体必须由人工的方式将石膏板、玻璃棉、钢龙骨通过人工打孔的方式将其组装、搬运堆垛的问题，采用传统的装配方式，在装配过程中对操作人员的需求较高，操作过程中需要5名操作员。而采用本发明中的用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法对装配式墙体进行装配时，仅需一名操作员对用于装配式墙体模块的自动生产线进行控制，就可实现对装配式墙体的组装。采用该用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法对装配式墙体进行组装可代替打了的人工劳动力，实现装配墙体装配过程中的钢龙骨搬运、石膏板定位搬运、玻璃棉平铺、打孔安装螺丝和装配式墙体堆垛操作，大大节约劳动力，实现较高的自动化控制，不仅如此，还可有限提高生产效率。
上述实施例中的用于装配式墙体模块的自动生产线包括龙骨仓储及运输装置7、龙骨机器人2、龙骨抓手1、石膏板定位上料转台5、搬运机器人4、搬运机器人抓手3、装配平台12、安全围栏11、玻璃棉储料装置8、玻璃棉送料装置9、隔离小块送料系统10、装配式墙体堆垛转台6等部件，仅需一个操作员安全围栏11外的安全区域内进行操作，即可实现将石膏板、玻璃棉、钢龙骨通过打自攻螺丝钉的固定方式组装成装配式墙体模块。
在该实施例中，整套自动生产线是全自动化的，操作人员是在玻璃棉储料装置9沿着玻璃棉送料方向的右边，并在安全围栏外面这个安全区域(即操作人员工作区域)进行操作，自动生产线中的所有设备都是由PLC控制装置驱动其进行工作，在玻璃棉送料装置9沿玻璃棉送料方向的右边有按钮供操作人员操纵设备。工作过程中，如果需要更换装配式墙体模块，可通过PLC控制装置中的人机界面触摸屏来更换模块，该实施例中，在石膏板定位上料转台与装配式墙体堆垛转台处均设有对射式安全光电，起到对人员的安全保护作用，一但有人感应光电感应到有人进入安全围栏内，则整个生产线立马停止运转，保护人员安全。
其中，装配平台12能够组装固定的钢龙骨、平铺玻璃棉到钢龙骨上，搬运机器人4搬运来的定位完成的石膏板；放置完成后，装配平台12上的机构分别进行打孔和安装螺丝，将装配式墙体组装完成。
以装配式墙体中包括三根龙骨为例，生产过程中，龙骨是抓龙骨机器人转过来分别放在装配平台的三个用于放龙骨的槽中，并且在龙骨的放置过程中，装配平台上有三个限位块的一端在同一平面上，此平面与装配平台台面垂直，使三根龙骨的端部能够在限位块的限位下齐平，槽中有气缸伸出将龙骨定位，如此龙骨即定位好了。玻璃棉是玻璃棉送料系统将玻璃棉送到玻璃棉送料系统的端部的一定位置，让装配平台中龙门架上的玻璃棉抓手牵引玻璃棉平铺在装配平台上已经放置好的龙骨之上。搬运机器人搬运来已经定位好的石膏板，直接规律地放置于龙骨和玻璃棉之上，这样龙骨、玻璃棉、石膏板都在装配平台上放置好了，接下来装配平台即可执行打预制孔和打自攻螺钉的操作，最终，完成对装配式墙体的组装。
整个装配过程可分为龙骨抓取和龙骨定位、玻璃棉的送料和平铺、石膏板定位和抓取、装配平台12自打钉装配、装配式墙体码垛这几个流程，其中：
龙骨抓取和龙骨定位过程中运用到的设备包含：龙骨抓手1、龙骨机器人2、龙骨仓储及运输装置7、安全围栏11、装配平台12。抓取流程为:操作员在安全围栏11圈定的范围外的安全位置，将龙骨按指定规律堆放到龙骨仓储及运输装置7，堆满后龙骨仓储运输装置将龙骨运输到被抓取位置，定位完成后给龙骨机器人2准备就绪信号；龙骨机器人2接收到准备就绪信号后，抓取龙骨至装配平台12。
石膏板定位和抓取过程中运用到的设备包含：搬运机器人抓手3、搬运机器人4、石膏板定位上料转台5、装配平台12。抓取流程为：搬运机器人4将石膏板抓到石膏板定位上料转台5上，定位装置将石膏板定位完成后发送信号给搬运机器人4，搬运机器人4抓取定位完成的石膏板至装配平台12。
装配平台12自打钉装配过程中运用到的设备包含：玻璃棉储料装置8、玻璃棉送料装置9、装配平台12。装配流程为：将抓取至装配平台12的龙骨定位，定位完成后装配平台12上的拉玻璃棉装置和玻璃棉储料装置8、玻璃棉送料装置9配合，将玻璃棉铺到定位完成的龙骨上，搬运机器人将定位好的石膏板放到铺好的玻璃棉上。装配平台12上有可移动的打孔和钉螺丝装置，对已经铺好的龙骨，玻璃棉和石膏板进行打孔，并在与打孔部位的间隔一端距离的位置用螺丝安装机构对已经铺好的龙骨，玻璃棉和石膏板进行固定，完成装配式墙体的组装,组装完成后给与组装完成信号。
装配式墙体码垛过程中运用到的设备包含：搬运机器人抓手3、搬运机器人、装配式墙体堆垛转台6、隔离小块送料系统10、装配平台12。码垛流程为：隔离小块送料系统10将4块小料送至与装配平台12相邻的定位输送线上定位，搬运机器人抓取组装好的装配式墙体到装配式墙体堆垛转台6，搬运机器人每次抓取4块隔离小料，抓取两次，共8块小料，规律并对称地放置与装配式墙体的中线的两侧，将小料放置到在堆垛位上的装配式墙体上，用于隔离下一块装配式墙体，应对装配式墙体中三根龙骨高低不一的情况。
一种用于装配式墙体模块自动生产线的生产流程为：龙骨抓取→玻璃棉平铺→石膏板定位抓取→装配平台自动装配→装配式墙体码垛，一个流程结束后根据指令进入循环。
在该实施例中，本发明使用2台机器人、装配平台和1名操作员即可实现装配式墙体的组装。龙骨机器人2和搬运机器人配合其他自动化设备完成较高的智能化操作。本发明装配式墙体生产的最后一个装配环节，减少劳动力，提高生产效率、实现较高的自动化控制。
该用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法中，所述的生产线包括龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统、装配平台、PLC控制装置和装配式墙体堆垛转台，几个系统相结合，并与所述的方法相互配合，实现对装配式墙体的自动组装。采用该用于装配式墙体模块的自动生产线及相应的生产方法可有效提高生产效率，节约劳动力，保障操作人员的安全，实现较高的自动化操作。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (18)
1.一种用于装配式墙体模块的自动生产线，其特征在于，所述的生产线包括：
龙骨上料系统，用于将龙骨搬运至装配平台上的指定位置；
玻璃棉上料系统，用于将玻璃棉平铺至所述的装配平台，覆盖位于所述的装配平台上的各根龙骨；
石膏板上料及墙体堆垛系统，用于对石膏板进行搬运，放置于所述的玻璃棉上方，并用于将装配好的装配式墙体从所述的装配平台上搬下，放置于装配式墙体堆垛转台；
所述的装配平台用于对位于该装配平台上的龙骨、玻璃棉及石膏板进行固定组装；
PLC控制装置，分别与所述的龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统及装配平台相连接。
2.根据权利要求1所述的用于装配式墙体模块的自动生产线，其特征在于，所述的龙骨上料系统包括：
龙骨抓手，用于夹抓所述的龙骨；
龙骨机器人，与所述的PLC控制装置相连接，用于带动所述的龙骨抓手移动，与所述的龙骨抓手配合，实现将所述的龙骨搬运至所述的装配平台上的操作。
3.根据权利要求2所述的用于装配式墙体模块的自动生产线，其特征在于，所述的龙骨上料系统还包括龙骨仓储及运输装置，用于堆放所述的龙骨，且所述的龙骨仓储及运输装置与所述的PLC控制装置相连接，所述的龙骨仓储及运输装置还用于将堆放好的所述的龙骨从操作人员工作区域运输至装配式墙体生产区域，便于所述的龙骨抓手抓取堆放好的龙骨。
4.根据权利要求1所述的用于装配式墙体模块的自动生产线，其特征在于，所述的玻璃棉上料系统包括：
玻璃棉储料装置，用于存储卷状玻璃棉；
拉玻璃棉装置，用于将位于所述的玻璃棉储料装置中的卷状玻璃棉拉出、展开；
闸刀，用于将展开后的玻璃棉按系统预设的长度进行裁剪；
玻璃棉送料装置，用于将玻璃棉送至所述的装配平台；
玻璃棉抓手，设于所述的装配平台上方，用于将所述的玻璃棉平铺于各根所述的龙骨上；
所述的玻璃棉储料装置、拉玻璃棉装置、闸刀、玻璃棉送料装置及玻璃棉抓手均与所述的PLC控制装置相连接。
5.根据权利要求1所述的用于装配式墙体模块的自动生产线，其特征在于，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统包括：
搬运机器人抓手，用于夹抓所述的石膏板及装配好的装配式墙体；
石膏板定位上料转台，位于所述的搬运机器人抓手可触及的位置，用于对所述的石膏板进行定位；
搬运机器人，用于带动所述的搬运机器人抓手移动，与所述的搬运机器人抓手及石膏板定位上料转台相配合，实现对所述的石膏板的放置操作及将所述的将装配好的装配式墙体放置于所述的装配式墙体堆垛转台的操作；
所述的石膏板定位上料转台及搬运机器人均与所述的PLC控制装置相连接。
6.根据权利要求5所述的用于装配式墙体模块的自动生产线，其特征在于，所述的生产线还包括：
隔离小块送料系统，与所述的PLC控制装置相连接，且与所述的装配平台相邻，并置于所述的搬运机器人抓手可触及的位置，所述的隔离小块送料系统用于输送对两块装配好的装配式墙体进行隔离的隔离小料；
所述的搬运机器人与所述的搬运机器人抓手配合还可实现对隔离小料的抓取；
与所述的装配平台相邻的位置还设有与所述的隔离小块送料系统相邻的定位输送线，所述的定位输送线用于对所述的隔离小料进行定位。
7.根据权利要求5所述的用于装配式墙体模块的自动生产线，其特征在于，所述的生产线还包括：
安全围栏，围于所述的龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统和装配平台外侧，用于将操作人员与所述的生产线中的设备进行隔离，防止操作人员受到损伤。
8.根据权利要求7所述的用于装配式墙体模块的自动生产线，其特征在于，所述的安全围栏上设有对射式安全光电，用于监测是否有操作人员进入所述的安全围栏内侧，所述的对射式安全光电与所述的PLC控制装置相连接。
9.根据权利要求1所述的用于装配式墙体模块的自动生产线，其特征在于，所述的装配平台包括：
装配底座，用于放置所述的龙骨、玻璃棉及石膏板；
打孔机构，用于对所述的龙骨、玻璃棉及石膏板进行打孔；
螺丝安装机构，用于在所述的龙骨、玻璃棉及石膏板上钉钉，实现对所述的龙骨、玻璃棉及石膏板的固定组装；
所述的打孔机构及所述的螺丝安装机构位于所述的装配底座的上方；
所述的打孔机构及螺丝安装机构均与所述的PLC控制装置相连接。
10.一种基于权利要求1～9中任一项所述的生产线实现自动生产装配式墙体的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的PLC控制装置驱动所述的龙骨上料系统工作，所述的龙骨上料系统将所述的龙骨搬运至所述的装配平台上的指定位置；
(2)所述的PLC控制装置驱动所述的玻璃棉上料系统工作，所述的玻璃棉上料系统将所述的玻璃棉平铺至所述的装配平台，覆盖位于所述的装配平台上的各根龙骨；
(3)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板上料及墙体堆垛系统工作，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统将所述的石膏板搬运至所述的玻璃棉上方；
(4)所述的PLC控制装置驱动所述的装配平台工作，所述的装配平台将位于该装配平台上的所述的龙骨、玻璃棉及石膏板进行固定组装，构成所述的装配式墙体。
11.根据权利要求10所述的实现自动生产装配式墙体的方法，其特征在于，所述的生产线包括安全围栏，所述的龙骨上料系统包括龙骨仓储及运输装置、龙骨抓手及龙骨机器人，所述的步骤(1)包括以下步骤：
(11)操作人员在所述的安全围栏外的操作人员工作区域将龙骨按预定摆放规律堆放至所述的龙骨仓储及运输装置上；
(12)所述的PLC控制装置驱动堆满龙骨的龙骨仓储及运输装置将龙骨从所述的安全围栏外侧运送至安全围栏内侧的装配式墙体生产区域；
(13)所述的PLC控制装置驱动所述的龙骨机器人带动所述的龙骨抓手将所述的龙骨从所述的龙骨仓储及运输装置搬运至所述的装配平台上的指定位置。
12.根据权利要求11所述的实现自动生产装配式墙体的方法，其特征在于，所述的安全围栏上设有对射式安全光电，当所述的对射式安全光电监测到有操作人员进入所述的安全围栏内侧时，所述的PLC控制装置驱动所述的龙骨上料系统、玻璃棉上料系统、石膏板上料及墙体堆垛系统及装配平台均停止工作，直至操作人员再次控制PLC控制装置驱动所述的自动生产线开始工作。
13.根据权利要求10所述的实现自动生产装配式墙体的方法，其特征在于，所述的玻璃棉上料系统包括玻璃棉储料装置、拉玻璃棉装置、闸刀、玻璃棉送料装置及玻璃棉抓手；所述的步骤(2)包括以下步骤：
(21)所述的拉玻璃棉装置将存储于所述的玻璃棉储料装置中的卷状玻璃棉拉出、展开；
(22)所述的闸刀将展开后的玻璃棉按系统预设的长度进行裁剪；
(23)所述的玻璃棉送料装置将裁剪后的玻璃棉送至所述的装配平台的一端；
(24)设于所述的装配平台上方的玻璃棉抓手拖动所述的玻璃棉，将所述的玻璃棉平铺于各根所述的龙骨上。
14.根据权利要求10所述的实现自动生产装配式墙体的方法，其特征在于，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统包括搬运机器人抓手、石膏板定位上料转台及搬运机器人，所述的步骤(3)包括以下步骤：
(31)所述的PLC控制装置驱动所述的搬运机器人带动所述的搬运机器人抓手将所述的石膏板搬运至所述的石膏板定位上料转台；
(32)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板定位上料转台对所述的石膏板进行定位；
(33)所述的搬运机器人带动所述的搬运机器人抓手将定位后的石膏板从所述的石膏板定位上料转台搬运至所述的玻璃棉上方。
15.根据权利要求14所述的实现自动生产装配式墙体的方法，其特征在于，所述的步骤(32)与步骤(33)之间还包括以下步骤：
(32.1)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板定位上料转台判断是否完成对所述的石膏板的定位；
(32.2)若完成对所述的石膏板的定位则继续后续步骤(32.3)，否则返回上述步骤(32)；
(32.3)所述的石膏板定位上料转台将定位完成信号发送给所述的搬运机器人。
16.根据权利要求14所述的实现自动生产装配式墙体的方法，其特征在于，所述的装配平台包括装配底座、打孔机构及螺丝安装机构，所述的步骤(4)包括如下步骤：
(41)所述的PLC控制装置驱动所述的打孔机构及所述的螺丝安装机构工作；
(42)所述的打孔机构对依次堆放在所述的装配底座上的龙骨、玻璃棉及石膏板进行打孔；
(43)所述的螺丝安装机构在所述的龙骨、玻璃棉及石膏板上的打孔位置偏移一定距离进行钉钉操作，对所述的龙骨、玻璃棉及石膏板进行固定组装，构成所述的装配式墙体。
17.根据权利要求14所述的实现自动生产装配式墙体的方法，其特征在于，所述的步骤(4)后还包括以下步骤：
(5)所述的PLC控制装置驱动所述的石膏板上料及墙体堆垛系统工作，所述的石膏板上料及墙体堆垛系统将固定组装好的装配式墙体搬运至所述的装配式墙体堆垛转台。
18.根据权利要求17所述的实现自动生产装配式墙体的方法，其特征在于，所述的生产线还包括隔离小块送料系统，所述的步骤(5)包括以下步骤：
(51)所述的PLC控制装置驱动所述的隔离小块送料系统开始工作，所述的隔离小块送料系统通过隔离小块送料系统中的气缸将隔离小料推送至与所述的装配平台相邻的定位输送线上；
(52)所述的定位输送线对所述的隔离小料进行定位；
(53)所述的搬运机器人与所述的搬运机器人抓手配合，将经过定位的隔离小料放置于后一块需要堆放于所述的装配式墙体堆垛转台的装配式墙体的下方；
(54)所述的搬运机器人与所述的搬运机器人抓手配合将所述的装配式墙体放置于所述的隔离小料上方；
(55)返回上述步骤(1)直到将所有固定组装好的装配式墙体搬运至所述的装配式墙体堆垛转台后继续后续步骤(56)；
(56)在位于所述的装配式墙体堆垛转台上最上层的装配式墙体上堆放隔离小料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 66, Sibo Road, Sijing Town, Songjiang District, Shanghai, 201601 Patentee after: CNBM TRIUMPH ROBOTICS (SHANGHAI) Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: BEIJING NEW BUILDING MATERIALS PLC Address before: 201108 room 912, Liqin building, 1885 Duhui Road, Minhang District, Shanghai Patentee before: CNBM TRIUMPH ROBOTICS (SHANGHAI) Co.,Ltd. Country or region before: China Patentee before: BEIJING NEW BUILDING MATERIALS PLC |
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