CN110453842B - 一种免拆叠合楼板的自动化生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，包括控制器、机架、设置于机架上的输送单元、与输送单元连接的驱动电机、横跨输送单元的一组固定架、借助固定架沿输送单元的输送方向依次设置的桁架筋供给工位、网片供给工位、桁架筋与网片的固定工位、固定块供给工位、水泥板供给工位及组装工位，输送单元包括链板及位于机架两端的链轮，链板上设置有桁架筋定位孔及位于桁架筋定位孔两侧的固定块导向槽，实现了楼板的自动化生产，有效提高了生产效率，保证产品质量，缩短浇筑施工的施工时间，降低施工难度。
Description
技术领域
本发明属于建筑生产设备技术领域，涉及一种楼板的生产系统，具体的说是一种免拆叠合楼板的自动化生产系统。
背景技术
目前对楼板的浇筑施工工艺为：放线、模板制立安装、插筋钢筋制作绑扎、浇灌混凝土、混凝土养护、拆除模板、竣工清理。施工时需要先将模板制立，浇筑完成后再进行拆除，造成施工时间长、难度大，人工成本居高不下。因此出现了一种免拆叠合楼板，包括水泥板、安装在水泥板上的固定块、钢筋网架及桁架筋，浇筑后无需进行拆除，但利用现有的设备无法实现该楼板的自动化生产，仍需要人工进行提前装配，生产效率及施工难度仍有待改善。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，实现了楼板的自动化生产，保证产品质量，且有效提高了生产效率，缩短浇筑施工的施工时间，降低施工难度。
本发明采用的技术方案是：
一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，包括控制器、机架、设置于机架上的输送单元及与输送单元连接的驱动电机，关键在于，该生产系统还包括横跨输送单元的一组固定架、借助固定架输送单元的输送方向依次设置的桁架筋供给工位、网片供给工位、固定块供给工位、桁架筋与网片的固定工位、水泥板供给工位及组装工位，所述的输送单元包括链板及位于机架两端的链轮，所述的链板上设置有桁架筋定位孔及位于桁架筋定位孔两侧的固定块导向槽。
所述的桁架筋供给工位包括设置于固定架上的第一行走机构、借助提升机设置于第一行走机构上的第一电磁铁、一组位于第一电磁铁两侧与桁架筋配套的第一气动夹爪，链板一侧设置有与桁架筋供给工位配套的桁架筋放置区，第一行走机构具有在固定架上横向移动的自由度。
所述的网片供给工位包括设置于固定架上的第一行走机构、借助提升机设置于第一行走机构上的第二电磁铁、一组位于第二电磁铁两侧与网片配套的第二气动夹爪，链板一侧设置有与网片供给工位配套的网片放置区，第一行走机构具有在固定架上横向移动的自由度。
所述的固定工位包括设置于固定架上的第二行走机构、借助升降气缸与第二行走机构连接的钢筋捆扎机，钢筋捆扎机与升降气缸之间设置有水平伸缩气缸，第二行走机构具有在固定架上横向移动的自由度。
所述的钢筋捆扎机、水平伸缩气缸在水平面上与网片之间存在夹角α，α为30°-60°。
所述的固定块供给工位包括位于链板两侧的振动盘、设置于固定架上的第二行走机构、借助升降气缸与第二行走机构连接的第三气动夹爪，振动盘的输出端连接有皮带输送机，第二行走机构具有在固定架上横向移动的自由度，第三气动夹爪与升降气缸之间沿输送单元的输送方向设置有推进气缸，所述的固定块导向槽与推进气缸配套设置。
所述的水泥板供给工位包括设置于固定架上的第一行走机构、借助提升机设置于第一行走机构上的一组真空吸盘，真空吸盘的上端与真空设备接通，链板一侧设置有与水泥板供给工位配套的水泥板放置区，第一行走机构具有在固定架上横向移动的自由度。
所述的组装工位包括设置于固定架上的纵向行走机构、借助升降气缸与纵向行走机构连接的打孔单元及锁螺钉单元。
所述的机架上设置有一组位于链板下方的支撑辊，链轮的外圆周上设置有与链板两侧链条配套的凸起。
本发明的有益效果是：该自动化生产系统沿输送方向依次设置桁架筋抓取单元、网片抓取单元、桁架筋与网片的固定单元、固定块供给单元、水泥板抓取单元及固定块与水泥板的组装单元，具体操作为放置桁架筋、网片、对桁架筋与网片进行固定、放置固定块、水泥板、钻孔、安装紧固螺栓，改变常规的装配模式，对免拆叠合楼板进行倒装，实现了免拆叠合楼板的自动化、机械化生产，大大降低了装配难度，提高了生产效率；链板上设置有桁架筋定位孔及位于桁架筋定位孔一侧的固定块导向槽，桁架筋定位孔对桁架筋进行定位，提高桁架筋放置的稳定性，进而保证网片的放置平稳，固定块导向槽对固定块进行导向定位，使固定块能够实现与网片的有效配套卡紧，使固定块具有良好的平整度，使水泥板的放置平稳可靠，同时便于下一个工序能够在有效位置实现打孔和紧固螺栓的安装，提高了装配的精准度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是输送单元的结构示意图；
图3是机架的俯视图。
图4是链板的结构示意图。
图5是固定架、第一行走机构及提升机的装配示意图。
图6是桁架筋供给工位的左视图。
图7是网片供给工位的左视图。
图8是第一电电磁铁与第一气动夹爪的配套工作状态的示意图。
图9是图8的左视图。
图10是固定工位的结构示意图。
图11是图10的左视图。
图12是桁架筋、网片在固定工位的俯视图。
图13是固定块供给工位的结构示意图。
图14是图13的A-A向的示意图。
图15是水泥板供给工位的结构示意图。
图16是组装工位的结构示意图。
图17是图16的俯视图。
图18是免拆叠合楼板的主视图。
图19是免拆叠合楼板的俯视图。
附图中，0、控制器，1、机架，2、固定架，3、桁架筋供给工位，4、网片供给工位，5、固定块供给工位，6、固定工位，7、水泥板供给工位，8、组装工位，9、链板，10、链轮，11、桁架筋定位孔，12、固定块导向槽，13、第一行走机构，14、提升机，15、第一电磁铁，16、第一气动夹爪，17、桁架筋放置区，18、第二电磁铁，19、第二气动夹爪，20、网片放置区，21、第二行走机构，22、升降气缸，23、钢筋捆扎机，24、水平伸缩气缸，25、振动盘，26、第三气动夹爪，27、推进气缸，28、真空吸盘，29、水泥板放置区，30、纵向行走机构，31、打孔单元，32、锁螺钉单元，33、支撑辊，34、凸起，35、皮带输送机，36、拆除工位，37、翻转工位，38、桁架筋，39、网片，40、固定块，41、水泥板，箭头表示输送方向。
具体实施方式
本发明涉及一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，包括控制器0、机架1、设置于机架1上的输送单元及与输送单元连接的驱动电机，关键是，该生产系统还包括横跨输送单元的一组固定架2、借助固定架2沿输送单元的输送方向依次设置的桁架筋供给工位3、网片供给工位4、固定块供给工位5、桁架筋38与网片39的固定工位6、水泥板供给工位7及组装工位8，所述的输送单元包括链板9及位于机架1两端的链轮10，所述的链板9上设置有桁架筋定位孔11及位于桁架筋定位孔11两侧的固定块导向槽12。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
具体实施例，如图1-19所示，机架1上设置有一组位于链板9下方的支撑辊33，支撑辊33对其上方的链板9进行支撑，使链板9能够平稳运输，链轮10的外圆周上设置有与链板9两侧链条配套的凸起34，凸起34与链板9两侧的链条配套向链板9提供更大的摩擦力，驱动电机为伺服电机，有效、精准地控制链轮10的转动圈数、转动角度，进而保证链板9的输送距离的精准控制。控制器0可设置在便于操作的任一位置。控制器0的控制端分别与伺服电机的受控端、桁架筋供给工位3的受控端、网片供给工位4的受控端、桁架筋38与网片39的固定工位6的受控端、固定块供给工位5的受控端、水泥板供给工位7的受控端及组装工位8的受控端连接进行控制。
桁架筋供给工位3、网片供给工位4、水泥板供给工位7上分别设置单独的固定架及第一行走机构。固定工位6、固定块供给工位5上分别设置单独的固定架及第二行走机构。组装工位8上设置单独的固定架。
工作时，由控制器0控制伺服电机工作，链轮10旋转，驱动链板9开始输送。同时控制器0控制桁架筋供给工位3开始工作。链板9一侧设置有与桁架筋供给工位3平行的桁架筋放置区17，桁架筋放置区17放置有桁架筋38，桁架筋供给工位3包括设置于固定架2上的第一行走机构13、借助提升机14设置于第一行走机构13上的第一电磁铁15、一组位于第一电磁铁15两侧与桁架筋38配套的第一气动夹爪16，第一行走机构13具有在固定架2上横向移动的自由度，控制器0控制第一行走机构13横向移动至桁架筋放置区17处，随后控制提升机14下降，接通第一电磁铁15，第一电磁铁15将桁架筋放置区17上的桁架筋38吸附，同时第一气动夹爪16工作，将桁架筋38勾住，防止第一电磁铁15发生故障导致桁架筋38掉落；随后控制器0控制提升机14上升，桁架筋38被抬高，第一行走机构13反向移动至链板9的上方，提升机14下降，第一电磁铁15断电失去磁力，第一气动夹爪16张开，使桁架筋38放置在链板9上并与链板9上的桁架筋定位孔11配套放置，桁架筋定位孔11是与桁架筋38配套的呈漏斗型结构，防止倒置的桁架筋38倾斜。
第一行走机构13为其上安装有行走电机的轨道行走小车，固定架2上设置有与第一行走机构13配套的轨道。提升机14为气动模组，通过气缸与直线滑轨的组合传动来实现滑台的直线移动，直线滑轨呈竖直设置。
链板9带动桁架筋38进行输送，经过网片供给工位4，链板9一侧设置有与网片供给工位4平行的网片放置区20，网片供给工位4包括设置于固定架2上的第一行走机构13、借助提升机14设置于第一行走机构13上的第二电磁铁18、一组位于第二电磁铁18两侧与网片39配套的第二气动夹爪19，第一行走机构13具有在固定架2上横向移动的自由度，网片39的供给流程与桁架筋38的供给流程相同，控制器0控制第一行走机构13横向移动至网片放置区20处，随后控制提升机14下降，接通第二电磁铁18，第二电磁铁18将网片放置区20上的网片39吸附，同时第二气动夹爪19工作，将网片39勾住，防止第二电磁铁18发生故障导致网片39掉落；随后控制器0控制提升机14上升，网片39被抬高，第一行走机构13反向移动至链板9的上方，提升机14下降，第二电磁铁18断电失去磁力，第二气动夹爪19张开，使网片平稳放置在链板9上的桁架筋上。第二电磁铁18、第二气动夹爪19之间的装配关系与第一电磁铁15、第二气动夹爪16之间的装配关系相同。
随后桁架筋38、网片39被输送至固定块供给工位5；固定块供给工位5包括位于链板9两侧的振动盘25、设置于固定架2上的第二行走机构21、借助升降气缸22与第二行走机构21连接的第三气动夹爪26，振动盘25的输出端连接有皮带输送机35，第二行走机构21具有在固定架2上横向移动的自由度，第三气动夹爪26与升降气缸22之间沿输送单元的输送方向设置有推进气缸27，推进气缸27的推进方向与输送方向平行设置；振动盘25是一种辅助送料设备，可以把固定块40有序地排列出来，振动盘25的料斗作垂直方向振动，由倾斜的弹簧片带动料斗绕其垂直轴做扭摆振动，料斗中的固定块40受到这种振动沿振动盘25的螺旋轨道上升，实现固定块40自由有序定向排列整齐、准确地进行输送。控制器0控制振动盘25工作，在振动盘25的输出端固定块呈直线排列，并将固定块40输送至皮带输送机35上进行输送，控制器0控制第二行走机构21行走至皮带输送机35的上方，升降气缸22带动第三气动夹爪26下降，控制器0控制第三气动夹爪26竖向夹紧一个固定块40，随后升降气缸22带动第三气动夹爪26上升，推进气缸27通过其伸缩端的伸缩将夹有固定块40的第三气动夹爪26沿输送方向调整位置，使其位于固定块导向槽12的上方，随后升降气缸22带动第三气动夹爪26下降至固定导向槽12内，第二行走机构21带动第三气动夹爪26横移调整固定块40的位置。
链板9将桁架筋38、桁架筋38上的网片39及固定块40进行输送经过固定工位6，固定工位6包括设置于固定架2上的第二行走机构21、借助升降气缸22与第二行走机构21连接的钢筋捆扎机23，钢筋捆扎机23与升降气缸22之间设置有水平伸缩气缸24，第二行走机构21具有在固定架2上横向移动的自由度，第二行走机构21可根据不同的工件的规格进行钢筋绑扎机23在横向的位置，以适应多类型的工件，当生产固定一种规格的工件时，网片39与桁架筋38上的钢筋位置固定，因此预先通过控制器0控制第二行走机构21到达指定位置即可；绑扎时，控制器0控制升降气缸22的伸缩端伸长，使钢筋绑扎机23下降，钢筋绑扎机23下降后位于网片39的钢筋之间的空格内，随后水平伸缩气缸24伸长，将钢筋绑扎机23推向需要绑扎的节点处，防止钢筋绑扎机23升降过程中与钢筋产生干涉。第二行走机构21为伺服模组，伺服模组可根据工件间距调整80-130mm。
所述的钢筋捆扎机23、水平伸缩气缸24在水平面上与网片39之间存在夹角α，α为30°-60°，优选45°，具体地说是钢筋捆扎机23、水平伸缩气缸24在水平面上与网片39的钢筋之间呈45°夹角，45°的角度能够更好的靠近钢筋交叉位置，对桁架筋38与网片39相互交叉的钢筋的节点处进行绑扎。
固定工位6上还包括在横向上位于网片39两端的纵向压紧气缸，纵向压紧气缸的固定端与固定架2连接，纵向压紧气缸的伸缩端连接有弹簧垫圈，进行绑扎时，压紧气缸的伸缩端首先下降，使弹簧垫圈将网片39压紧固定，防止绑扎过程中网片39发生偏斜。
绑扎完成后，水平伸缩气缸24、升降气缸22依次回缩，链板9带动绑扎好的网片39与桁架筋38继续输送至水泥板供给工位7。
本发明中采用先放置固定块40，后对桁架筋38、网片39进行绑扎的顺序，能够使固定块40与网片39的钢筋配合，二者之间形成位置的预固定，在后续的固定工位6时，钢筋捆扎机23对网片39进行压紧，同时固定块40对网片39的钢筋具有位置限定的作用，可有效防止先绑扎后放固定块40时网片39在绑扎过程中产生形变导致的固定块40无法正常放置的情况产生。
链板9一侧设置有与水泥板供给工位7平行的水泥板放置区29，水泥板供给工位7包括设置于固定架2上的第一行走机构13、借助提升机14设置于第一行走机构13上的一组真空吸盘28，真空吸盘28的上端通过接管与真空设备(如真空发生器)接通，真空设备的受控端与控制器0的控制端连接，第一行走机构13具有在固定架2上横向移动的自由度，控制器0控制第一行走机构13移动到水泥板放置区29，提升机14下降，控制器0启动真空设备抽吸，使真空吸盘28内产生负气压，真空吸盘28与水泥板41的上表面接触对水泥板41进行吸附；随后提升机14上升，第一行走机构13横向行走至链板9上方，提升机14下降，待水泥板41放置在固定块40上后，平稳地充气进真空吸盘28内，真空吸盘28内由负气压变为零气压或稍正的气压，真空吸盘28脱离水泥板41，提升机14上升，完成一次水泥板41的放置。水泥供给工位7中的第一行走机构13所使用的行走电机的功率为1.5KW，提升机14所使用的提升电机的功率为1.5KW。
桁架筋38、网片39、固定块40及固定块40上的水泥板41在链板9的带动下继续向前输送至组装工位8，组装工位8包括设置于固定架2上的纵向行走机构30、借助升降气缸22与纵向行走机构30连接的打孔单元31及锁螺钉单元32，打孔单元31、锁螺钉单元32沿输送方向依次设置。待水泥板进入组装工位8后，组装工位8的第一次操作仅有打孔单元31工作，随后纵向行走机构每走一个步距，打孔单元31、锁螺钉单元32同时工作，直至最后一个打孔工作完成后，再向前一个步距，此时打孔单元31不工作，而锁螺钉单元32工作。打孔单元31包括与固定块40的放置位置配套的一组横向设置的钻头，锁螺钉单元32为一组一一与钻头纵向对应吹气式的自动锁螺丝机，钻头下降对水泥板41及固定块40钻孔，锁螺钉单元32将干壁钉吹至钻好的孔内，并将干壁钉拧紧，实现固定块40与水泥板41的固定。所述的纵向行走机构为伸缩方向与输送方向相同的气缸，打孔单元31的安装架与固定架2之间形成滑动导向配合。
进一步的，组装工位8后方还依次设置有拆除工位36、翻转工位37、堆垛机，拆除工位36利用真空吸盘将制作好的成品板由输送单元取下，翻转工位37利用翻转吸吊机，将制作好的成品板用真空吸盘将吸附，提起翻180度堆放至平台上，堆垛机将成品板吊起堆垛。
利用本发明是生产系统进行生产：
1、生产内容
| 项目名称 | 规格型号 | 数量 | 备注 |
| 免拆叠合楼板线 | XL-MCL1200 | 1条 | 年产200000m2免拆楼板 |
2、工作制度和设备年时基数
(1)每年工作天数 300天；
(2)每天生产班次 2班；
(3)每班工作时间 10小时；
3、产品基本数据
免拆叠合楼板 厚度：20mm
宽度：1200mm
长度：2400-6900mm
4、生产节拍(仅供设计时参考)
免拆楼板：按标准板3600mm长计算，生产节拍6分钟；
5、产能计算
免拆模预制楼板生产线设计节拍6分钟，主要生产楼板，楼板尺寸为3.6m×1.2m，平均每块约为4.3m2。有效生产时间按300天计算，每天工作20小时，按此计算产能为4.3×10×20×300＝258000m2构件。在考虑产能计算受建筑物结构、建筑物尺寸规模以及楼板拆分形式等多因素影响，设计年产能定为20万m2免拆模预制楼板。
本发明采用自动化、智能化、机械化、标准化等技术综合集成，通过倒装的方式实现了免拆叠合楼板的自动化生产系统，无需人工装配，生产效率高，成品品质稳定，制成的成品无需拆卸，有效缩短了浇筑施工的时间，降低施工难度。
Claims (7)
1.一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，包括控制器(0)、机架(1)、设置于机架(1)上的输送单元及与输送单元连接的驱动电机，其特征在于：该生产系统还包括横跨输送单元的一组固定架(2)、借助固定架(2)沿输送单元的输送方向依次设置的桁架筋供给工位(3)、网片供给工位(4)、固定块供给工位(5)、桁架筋(38)与网片(39)的固定工位(6)、水泥板供给工位(7)及组装工位(8)，所述的输送单元包括链板(9)及位于机架(1)两端的链轮(10)，所述的链板(9)上设置有桁架筋定位孔(11)及位于桁架筋定位孔(11)两侧的固定块导向槽(12)；所述的固定工位(6)包括设置于固定架(2)上的第二行走机构(21)、借助升降气缸(22)与第二行走机构(21)连接的钢筋捆扎机(23)，钢筋捆扎机(23)与升降气缸(22)之间设置有水平伸缩气缸(24)，第二行走机构(21)具有在固定架(2)上横向移动的自由度；所述的固定块供给工位(5)包括位于链板(9)两侧的振动盘(25)、设置于固定架(2)上的第二行走机构(21)、借助升降气缸(22)与第二行走机构(21)连接的第三气动夹爪(26)，振动盘(25)的输出端连接有皮带输送机(35)，第二行走机构(21)具有在固定架(2)上横向移动的自由度，第三气动夹爪(26)与升降气缸(22)之间沿输送单元的输送方向设置有推进气缸(27)，所述的固定块导向槽(12)与推进气缸(27)配套设置。
2.根据权利要求1所述的一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，其特征在于：所述的桁架筋供给工位(3)包括设置于固定架(2)上的第一行走机构(13)、借助提升机(14)设置于第一行走机构(13)上的第一电磁铁(15)、一组位于第一电磁铁(15)两侧与桁架筋(38)配套的第一气动夹爪(16)，链板(9)一侧设置有与桁架筋供给工位(3)配套的桁架筋放置区(17)，第一行走机构(13)具有在固定架(2)上横向移动的自由度。
3.根据权利要求1所述的一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，其特征在于：所述的网片供给工位(4)包括设置于固定架(2)上的第一行走机构(13)、借助提升机(14)设置于第一行走机构(13)上的第二电磁铁(18)、一组位于第二电磁铁(18)两侧与网片(39)配套的第二气动夹爪(19)，链板(9)一侧设置有与网片供给工位(4)配套的网片放置区(20)，第一行走机构(13)具有在固定架(2)上横向移动的自由度。
4.根据权利要求1所述的一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，其特征在于：所述的钢筋捆扎机(23)、水平伸缩气缸(24)在水平面上与网片(39)之间存在夹角α，α为30°-60°。
5.根据权利要求1所述的一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，其特征在于：所述的水泥板供给工位(7)包括设置于固定架(2)上的第一行走机构(13)、借助提升机(14)设置于第一行走机构(13)上的一组真空吸盘(28)，真空吸盘(28)的上端与真空设备接通，链板(9)一侧设置有与水泥板供给工位(7)配套的水泥板放置区(29)，第一行走机构(13)具有在固定架(2)上横向移动的自由度。
6.根据权利要求1所述的一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，其特征在于：所述的组装工位(8)包括设置于固定架(2)上的纵向行走机构(30)、借助升降气缸(22)与纵向行走机构(30)连接的打孔单元(31)及锁螺钉单元(32)。
7.根据权利要求1所述的一种免拆叠合楼板的自动化生产系统，其特征在于：所述的机架(1)上设置有一组位于链板(9)下方的支撑辊(33)，链轮(10)的外圆周上设置有与链板(9)两侧链条配套的凸起(34)。
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