CN110039648A - 一种用于制备混凝土试件的自动制备装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备混凝土试件的自动制备装置，包括混凝土制备箱、矿物油脂喷涂机械臂、第一传送机构、振动机构、第一机械手、恒温箱、第二机械手、养护室、第三机械手和PLC控制系统，PLC控制系统分别与核密度计、调和机械手、矿物油脂喷涂机械臂、第一传送机构、混凝体制备箱的喷嘴、振动机构、抹平机械手、第一机械手、恒温箱、第二传动机构、养护室和第三机械手通讯连接。本发明自动化程度高，不但降低了操作人员的劳动强度，并且还提高了混凝土试件的制备效率，同时还能够有效的避免混凝土试件在搬运过程中被碰伤，给后续的混凝土试件的研究工作带来了较大的便利。

Description

一种用于制备混凝土试件的自动制备装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土试件制备技术领域，特别涉及到一种用于制备混凝土试件的自动制备装置及其制备方法。
背景技术
随着我国制造工业的迅速发展，我国对高精度的混凝土试件的需求也变得越来越大，然而现在有的人工制造的流程，在模具制造，恒温，养护，拆模等阶段都存在着很多的局限性，对我国的混凝土试件研究产生了一定的阻碍。为适应科技发展的需求，我国混凝土试件的制备行业正积极摆脱企业数量多、技术含量低的形象，并向高精度化、自动化化、控制智能化及高效化等方向发展。这使得混凝土试件制备有了自动化的意义。
现阶段，虽然随着现代技术的发展，机械自动化也不断的茁壮成长，但混凝土试件的制备方法多为人工，采用此种制备方法不但提高了操作人员的劳动强度，并且还降低了混凝土试件的制备效率；另一个，操作人员在搬运混凝土试件时，操作人员会与操作人员接触，不但容易使混凝土试件受到一些杂质的影响，并且操作人员在搬运混凝土试件的过程中极易将其碰伤，给后续的研究工作带来了较大的不便。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明目的提供了一种设计合理、结构简单、操作方便、自动化程度高，不但降低了操作人员的劳动强度，并且还提高了混凝土试件的制备效率，同时还能够有效的避免混凝土试件在搬运过程中被碰伤，给后续的混凝土试件的研究工作带来了较大的便利的用于制备混凝土试件的自动制备装置及其制备方法。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案来实现的：
一种用于制备混凝土试件的自动制备装置，其特征在于，包括
一用于将制备混凝土的物料和水加入到其内部进行有效调和的混凝土制备箱，在所述混凝土制备箱内设有用于监测混凝土的浓度的核密度计，在所述混凝土制备箱内还设有用于对加入到其内部的物料和水进行有效调和的调和机械手；
一带有喷嘴用于将矿物油脂涂抹在放置在试模放置区内的试模的内部的矿物油脂喷涂机械臂；
一用于将内部涂抹有矿物油脂的试模输送至混凝体制备箱的喷嘴处的第一传送机构，所述第一传送机构的进料端设置在试模放置区处，所述第一传送机构的出料端设置在混凝体制备箱的喷嘴处；
一用于对装满有混凝土的试模进行振动至其表面出现水泥浆为止的振动机构，在所述振动机构内设有能够将完成振动的试模的上表面抹平的抹平机械手，所述振动机构设置在第一传送机构的出料端处；
一用于将内部涂抹有矿物油脂的试模从试模放置区移动至第一传送机构的进料端上以及将装满有混凝土的试模从第一传送机构移动至振动机构上的第一机械手，所述第一机械手设置在第一传送机构的一侧上；
一用于对通过振动机构进行振动后的试模进行恒温处理的恒温箱，在所述恒温箱与振动机构之间设有第二传动机构，所述第二传动机构的进料端设置在振动机构处，所述第二传动机构的出料端穿过恒温箱且延伸至恒温箱外侧；
一用于将通过抹平机械手抹平后的试模放置在第二传送机构的进料端上的第二机械手，所述第二机械手设置在振动机构与恒温箱之间且位于第二传送机构的一侧上；
一用于对经过恒温处理过的混凝土试件进行养护处理的养护室，所述养护室设置在第二传动机构的出料端处；
一用于对经过恒温处理过的试模进行拆模处理以及将拆模得到的混凝体试件放置到养护室内的第三机械手，所述第三机械手设置在恒温箱与养护室之间且位于第二传送机构的另一侧上；
一PLC控制系统，所述PLC控制系统分别与核密度计、调和机械手、矿物油脂喷涂机械臂、第一传送机构、混凝体制备箱的喷嘴、振动机构、抹平机械手、第一机械手、恒温箱、第二传动机构、养护室和第三机械手通讯连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一传动机构与第二传动机构均包括电机、主动轮和从动轮，在所述主动轮与从动轮之间设有传送带，所述电机的输出轴与主动轮相连接，所述电机与PLC控制系统通讯连接。
本发明还提供了一种用于制备混凝土试件的自动制备方法，采用上述装置进行设备，包括以下步骤：
1)将按照设定的配比用于制备混凝土的物料和水加入到混凝土制备箱内部，然后PLC控制系统控制调和机械手进行工作，对物料和水的混合物进行有效的调和，核密度计对混合物的浓度进行实时监控，当调和至规定的浓度后，PLC控制系统控制调和机械手停止工作；
2)PLC控制系统控制矿物油脂喷涂机械臂将矿物油脂涂抹在放置在试模放置区内的试模的内部，涂抹完成后，PLC控制系统控制第一机械手将内部涂抹有矿物油脂的试模放置在第一传动机构的进料端处；
3)PLC控制系统控制第一传动机构工作，将内部涂抹有矿物油脂的试模输送至混凝体制备箱的喷嘴处，随后PLC控制系统控制混凝体制备箱的喷嘴进行喷料，将浓度值符合要求的混凝土喷入到内部涂抹有矿物油脂的试模的内部，混凝土装满试模后，PLC控制系统控制混凝体制备箱的喷嘴停止工作，然后控制第一机械手工作，控制第一机械手将装满有混凝土的试模移动至振动机构内；
4)PLC控制系统控制振动机构工作，振动机构对装满有混凝土的试模进行振动处理至其表面出现水泥浆为止，然后PLC控制系统控制振动机构停止工作，随后控制抹平机械手工作，抹平机械手能够对完成振动的试模的上表面进行抹平处理；
5)PLC控制系统控制第二机械手工作，第二机械手将通过抹平机械手抹平处理的试模放置在第二传送机构的进料端上，然后PLC控制系统控制第二传送机构工作，第二传送机构将完成抹平处理后的试模输送至恒温箱内，完成抹平处理后的试模在恒温箱内进行恒温处理，完成抹平处理后的试模在恒温箱内进行设定时间的恒温处理后，PLC控制系统控制第二传送机构再次工作，带动经过恒温处理的试模从恒温箱内移动；
6)PLC控制系统控制第三机械手工作，对完成恒温处理的试模进行拆模处理，随后PLC控制系统控制第三机械手将完成拆模处理混凝土试件放置到养护室内进行养护处理。
在本发明的一个优选实施例中，所述步骤5)恒温箱内的温度为20±5℃，进行恒温处理的时间为24-48h。
在本发明的一个优选实施例中，所述步骤6)养护室内的温度为20±2℃，湿度大于95％的条件下进行养护，且将混凝土试件通过第三机械手摆放在铁架或木架上，分层摆放，相邻混凝土试件之间的间距不小于10cm，使用增湿器对混凝土试件进行增湿处理。
与现有技术相比，本发明的自动化程度高，不但降低了操作人员的劳动强度，并且还提高了混凝土试件的制备效率，同时还能够有效的避免混凝土试件在搬运过程中被碰伤，确保了该装置的准确性和灵敏性，给后续的混凝土试件的研究工作带来了较大的便利。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照图1所示，图中给出的一种用于制备混凝土试件的自动制备装置，包括混凝土制备箱100、矿物油脂喷涂机械臂200、第一传送机构300、振动机构400、第一机械手500、恒温箱800、第二机械手1000、养护室1100、第三机械手1200和PLC控制系统。
混凝土制备箱100用于将制备混凝土的物料和水加入到其内部进行有效调和，在混凝土制备箱100内设有用于监测混凝土的浓度的核密度计，在混凝土制备箱100内还设有用于对加入到其内部的物料和水进行有效调和的调和机械手120。
矿物油脂喷涂机械臂200带有喷嘴用于将矿物油脂涂抹在放置在试模放置区600内的试模700的内部，第一传送机构300用于将内部涂抹有矿物油脂的试模700输送至混凝体制备箱100的喷嘴处，第一传送机构300的进料端设置在试模放置区600处，第一传送机构300的出料端设置在混凝体制备箱的喷嘴110处。
振动机构400用于对装满有混凝土的试模700进行振动至其表面出现水泥浆为止，在振动机构400内设有能够将完成振动的试模700的上表面抹平的抹平机械手410，振动机构400设置在第一传送机构300的出料端处。
第一机械手500用于将内部涂抹有矿物油脂的试模700从试模放置区600移动至第一传送机构300的进料端上以及将装满有混凝土的试模700从第一传送机构300移动至振动机构400上，第一机械手500设置在第一传送机构300的一侧上。
恒温箱800用于对通过振动机构400进行振动后的试模700进行恒温处理，在恒温箱800与振动机构400之间设有第二传动机构900，第二传动机构900的进料端设置在振动机构400处，第二传动机构900的出料端穿过恒温箱800且延伸至恒温箱800外侧。
第二机械手1000用于将通过抹平机械手410抹平后的试模700放置在第二传送机构900的进料端上，第二机械手1000设置在振动机构400与恒温箱800之间且位于第二传送机构900的一侧上。
养护室1100用于对经过恒温处理过的混凝土试件进行养护处理，养护室1100设置在第二传动机构900的出料端处，第三机械手1200用于对经过恒温处理过的试模700进行拆模处理以及将拆模得到的混凝体试件放置到养护室1100内，第三机械手1200设置在恒温箱800与养护室1100之间且位于第二传送机构900的另一侧上。
PLC控制系统分别与核密度计、调和机械手120、矿物油脂喷涂机械臂200、第一传送机构300、混凝体制备箱的喷嘴110、振动机构400、抹平机械手410、第一机械手500、恒温箱800、第二传动机构900、养护室1100和第三机械手1200通讯连接。
第一传动机构300与第二传动机构900均包括电机、主动轮和从动轮，在主动轮与从动轮之间设有传送带，电机的输出轴与主动轮相连接，电机与PLC控制系统通讯连接。
本发明还提供了一种用于制备混凝土试件的自动制备方法，采用上述装置进行设备，包括以下步骤：
1)将按照设定的配比用于制备混凝土的物料和水加入到混凝土制备箱100内部，然后PLC控制系统控制调和机械手120进行工作，对物料和水的混合物进行有效的调和，核密度计对混合物的浓度进行实时监控，当调和至规定的浓度后，PLC控制系统控制调和机械手120停止工作；
2)PLC控制系统控制矿物油脂喷涂机械臂200将矿物油脂涂抹在放置在试模放置区600内的试模700的内部，涂抹完成后，PLC控制系统控制第一机械手500将内部涂抹有矿物油脂的试模700放置在第一传动机构300的进料端处；
3)PLC控制系统控制第一传动机构300工作，将内部涂抹有矿物油脂的试模700输送至混凝体制备箱的喷嘴110处，随后PLC控制系统控制混凝体制备箱的喷嘴进行喷料，将浓度值符合要求的混凝土喷入到内部涂抹有矿物油脂的试模700的内部，混凝土装满试模700后，PLC控制系统控制混凝体制备箱100的喷嘴停止工作，然后控制第一机械手500工作，控制第一机械手500将装满有混凝土的试模700移动至振动机构400内；
4)PLC控制系统控制振动机构400工作，振动机构400对装满有混凝土的试模700进行振动处理至其表面出现水泥浆为止，然后PLC控制系统控制振动机构400停止工作，随后控制抹平机械手410工作，抹平机械手410能够对完成振动的试模700的上表面进行抹平处理；
5)PLC控制系统控制第二机械手1000工作，第二机械手1000将通过抹平机械手410抹平处理的试模700放置在第二传送机构900的进料端上，然后PLC控制系统控制第二传送机构900工作，第二传送机构900将完成抹平处理后的试模700输送至恒温箱800内，完成抹平处理后的试模700在恒温箱800内进行恒温处理，完成抹平处理后的试模700在恒温箱800内进行设定时间的恒温处理后，PLC控制系统控制第二传送机构900再次工作，带动经过恒温处理的试模700从恒温箱800内移动，恒温箱内的温度为20±5℃，进行恒温处理的时间为24-48h；
6)PLC控制系统控制第三机械手1200工作，对完成恒温处理的试模700进行拆模处理，随后PLC控制系统控制第三机械手1200将完成拆模处理混凝土试件放置到养护室1100内进行养护处理；
养护室110内的温度为20±2℃，湿度大于95％的条件下进行养护，且将混凝土试件通过第三机械手1200摆放在铁架或木架上，分层摆放，相邻混凝土试件之间的间距不小于10cm。
使用增湿器对混凝土试件进行增湿处理，避免用水直接冲淋，对混凝土试件造成损坏，一般混凝土试件养护均采用标准养护。当条件受限制时，也可使用养护池进行养护。养护池注入Ca(OH)2：饱和溶液，温度宜控制在20±2℃，水位应以浸没混凝土试件且高于混凝土试件顶面5mm为宜。
综上所述本发明的自动化程度高，不但降低了操作人员的劳动强度，并且还提高了混凝土试件的制备效率，同时还能够有效的避免混凝土试件在搬运过程中被碰伤，确保了该装置的准确性和灵敏性，给后续的混凝土试件的研究工作带来了较大的便利。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种用于制备混凝土试件的自动制备装置，其特征在于，包括
一用于将制备混凝土的物料和水加入到其内部进行有效调和的混凝土制备箱，在所述混凝土制备箱内设有用于监测混凝土的浓度的核密度计，在所述混凝土制备箱内还设有用于对加入到其内部的物料和水进行有效调和的调和机械手；
一带有喷嘴用于将矿物油脂涂抹在放置在试模放置区内的试模的内部的矿物油脂喷涂机械臂；
一用于将内部涂抹有矿物油脂的试模输送至混凝体制备箱的喷嘴处的第一传送机构，所述第一传送机构的进料端设置在试模放置区处，所述第一传送机构的出料端设置在混凝体制备箱的喷嘴处；
一用于对装满有混凝土的试模进行振动至其表面出现水泥浆为止的振动机构，在所述振动机构内设有能够将完成振动的试模的上表面抹平的抹平机械手，所述振动机构设置在第一传送机构的出料端处；
一用于将内部涂抹有矿物油脂的试模从试模放置区移动至第一传送机构的进料端上以及将装满有混凝土的试模从第一传送机构移动至振动机构上的第一机械手，所述第一机械手设置在第一传送机构的一侧上；
一用于对通过振动机构进行振动后的试模进行恒温处理的恒温箱，在所述恒温箱与振动机构之间设有第二传动机构，所述第二传动机构的进料端设置在振动机构处，所述第二传动机构的出料端穿过恒温箱且延伸至恒温箱外侧；
一用于将通过抹平机械手抹平后的试模放置在第二传送机构的进料端上的第二机械手，所述第二机械手设置在振动机构与恒温箱之间且位于第二传送机构的一侧上；
一用于对经过恒温处理过的混凝土试件进行养护处理的养护室，所述养护室设置在第二传动机构的出料端处；
一用于对经过恒温处理过的试模进行拆模处理以及将拆模得到的混凝体试件放置到养护室内的第三机械手，所述第三机械手设置在恒温箱与养护室之间且位于第二传送机构的另一侧上；
一PLC控制系统，所述PLC控制系统分别与核密度计、调和机械手、矿物油脂喷涂机械臂、第一传送机构、混凝体制备箱的喷嘴、振动机构、抹平机械手、第一机械手、恒温箱、第二传动机构、养护室和第三机械手通讯连接。
2.根据权利要求书1所述的一种用于制备混凝土试件的自动制备装置，其特征在于：所述第一传动机构与第二传动机构均包括电机、主动轮和从动轮，在所述主动轮与从动轮之间设有传送带，所述电机的输出轴与主动轮相连接，所述电机与PLC控制系统通讯连接。
3.一种用于制备混凝土试件的自动制备方法，采用如权利要求1-2任意一项所述的用于制备混凝土试件的自动制备装置，包括以下步骤：
1)将按照设定的配比用于制备混凝土的物料和水加入到混凝土制备箱内部，然后PLC控制系统控制调和机械手进行工作，对物料和水的混合物进行有效的调和，核密度计对混合物的浓度进行实时监控，当调和至规定的浓度后，PLC控制系统控制调和机械手停止工作；
2)PLC控制系统控制矿物油脂喷涂机械臂将矿物油脂涂抹在放置在试模放置区内的试模的内部，涂抹完成后，PLC控制系统控制第一机械手将内部涂抹有矿物油脂的试模放置在第一传动机构的进料端处；
3)PLC控制系统控制第一传动机构工作，将内部涂抹有矿物油脂的试模输送至混凝体制备箱的喷嘴处，随后PLC控制系统控制混凝体制备箱的喷嘴进行喷料，将浓度值符合要求的混凝土喷入到内部涂抹有矿物油脂的试模的内部，混凝土装满试模后，PLC控制系统控制混凝体制备箱的喷嘴停止工作，然后控制第一机械手工作，控制第一机械手将装满有混凝土的试模移动至振动机构内；
4)PLC控制系统控制振动机构工作，振动机构对装满有混凝土的试模进行振动处理至其表面出现水泥浆为止，然后PLC控制系统控制振动机构停止工作，随后控制抹平机械手工作，抹平机械手能够对完成振动的试模的上表面进行抹平处理；
5)PLC控制系统控制第二机械手工作，第二机械手将通过抹平机械手抹平处理的试模放置在第二传送机构的进料端上，然后PLC控制系统控制第二传送机构工作，第二传送机构将完成抹平处理后的试模输送至恒温箱内，完成抹平处理后的试模在恒温箱内进行恒温处理，完成抹平处理后的试模在恒温箱内进行设定时间的恒温处理后，PLC控制系统控制第二传送机构再次工作，带动经过恒温处理的试模从恒温箱内移动；
6)PLC控制系统控制第三机械手工作，对完成恒温处理的试模进行拆模处理，随后PLC控制系统控制第三机械手将完成拆模处理混凝土试件放置到养护室内进行养护处理。
4.根据权利要求书3所述的一种用于制备混凝土试件的自动制备方法，其特征在于：所述步骤5)恒温箱内的温度为20±5℃，进行恒温处理的时间为24-48h。
5.根据权利要求书3所述的一种用于制备混凝土试件的自动制备方法，其特征在于：所述步骤6)养护室内的温度为20±2℃，湿度大于95％的条件下进行养护，且将混凝土试件通过第三机械手摆放在铁架或木架上，分层摆放，相邻混凝土试件之间的间距不小于10cm，使用增湿器对混凝土试件进行增湿处理。
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