CN112305989A - 节段预制拼装梁模板自动调整控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了节段预制拼装梁模板自动调整控制系统，包括数字孪生技术、数控电动螺旋驱动杆装置和数控测量系统、匹配梁段、底模小车和纵移轨道，所述底模小车通过数控电动螺旋驱动杆装置连接设置于纵移轨道上，所述底模小车上方连接设有底模板，所述匹配梁段设于底模板上，所述匹配梁段的后侧设有固定端模板，所述数控测量系统设于固定端模板上，所述数控测量系统与数字孪生技术连接，所述匹配梁段上表面设有梁顶测量点。本发明与现有技术相比的优点在于：使用操作方便，可以一次调整控制到位。

Description

节段预制拼装梁模板自动调整控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及节段预制拼装梁模板技术领域，具体是指节段预制拼装梁模板自动调整控制系统及控制方法。

背景技术

节段预制拼装梁的总体水平曲线，是用水平方向直角梯形渐拼逼近弧线，纵曲线也是通过纵向直角梯形渐拼逼近弧线。所以曲线段的节段梁往往是一端端面与底板腹板垂直，另一端面则可能与底面纵向中轴线及竖直面有一定夹角。

预制施工时所需的传统模板系统，一般由固定端模，与其垂直的底模，与其他垂直的内、外侧模组成，另一端则用匹配梁段与待浇注段相邻的已浇注段，通过下部可以进行三维调整姿态的底模小车，由测量塔测量指挥控制，将匹配梁段多次调整，逐渐逼近所需要的姿态位置。

传统模板控制系统一般是通过D1-4四个升降单独控制油缸，H1、H2两个单独控制的旋转及C1、C2横向移动控制油缸，行走小车的前后行走控制Q1、Q2，来实现匹配梁段姿态位置调整，测量时无法给出十个调整点各应该调整多少的数据，只能根据测量工与模板工的不断磨合，因为三维调整过程，纠正一个方向的偏差时，很可能会产生另外两个方向的偏差，而且传统的驱动无数控控制措施，调整量更是需要操作人员的经验与手感，根据测量数据的估计情况，反复进行调整—测量—调整—测量……，磨合熟练后，往往这个过程也是需要两个小时左右，此过程占模板周转周期工作时间八分之一左右。而且调整完成还要用螺旋机械撑杆或拉杆，将标高控制好，将梁长控制好，防止液压油缸因微渗泄压等因发的姿态位置变动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种使用操作方便，一次调整控制到位的节段预制拼装梁模板自动调整控制系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：节段预制拼装梁模板自动调整控制系统，包括数字孪生技术、数控电动螺旋驱动杆装置和数控测量系统、匹配梁段、底模小车和纵移轨道，其特征在于：所述底模小车通过数控电动螺旋驱动杆装置连接设置于纵移轨道上，所述底模小车上方连接设有底模板，所述匹配梁段设于底模板上，所述匹配梁段的后侧设有固定端模板，所述数控测量系统设于固定端模板上，所述数控测量系统与数字孪生技术连接，所述匹配梁段上表面设有梁顶测量点。

进一步的，所述数控电动螺旋驱动杆装置包括纵移驱动、旋转驱动、横移驱动、旋转中轴、升降驱动和侧模板驱动。

进一步的，所述底模小车下方通过纵移驱动设置于纵移轨道上，所述旋转驱动设于底模小车的下层，所述旋转中轴设于底模小车中层中心，所述横移驱动与底模小车上层连接，所述底模小车上方通过升降驱动连接底模板。

进一步的，所述匹配梁段的两侧对称设有侧模板，所述侧模板与侧模数控调整驱动连接。

进一步的，所述升降驱动设于底模小车的顶部四角。

节段预制拼装梁模板自动调整控制方法，包括以下步骤：

1)数字孪生系统中有模板系统、待浇梁段、匹配梁段模型，且模板系统中有各数控控制动作驱动装置，梁段模型上有测量点位关键构造线标识，保证匹配梁段与模板系统底模小车及匹配梁段下部底模板形成联动关系，即当匹配段移位后，底模小车的相关控制驱动装置会相应的变化；数字孪生系统输入一个原点替代坐标，就可以很方便的将施工测量坐标系与孪生系统坐标系统起来；

2)数字孪生系统有面向施工操作者的操控界面；首先输入粗测量的匹配梁段三个特征点坐标，匹配梁段模型就会定位在以这三点为基准的相应位置上；系统会自动测量出并记录10个调整控制驱动装置的参数；

3)然后根据输入的待浇梁段的特征参数，匹配段会与之匹配产生一个新姿态位置，系统自动测量并记录第二组10个调整控制驱动装置的参数；

4)用这两组数据对应取出调整模板驱动装置的10个参数差值，推送给模板控制系统的PLC，同时对数控电动螺旋驱动杆装置驱动，调整匹配梁段的姿态位置，

理论设计姿态位置控制参数数值(常规宋体数值)

粗测量匹配梁段顶面三个特征点坐标控制参数数值(右倾斜数值)

两组参数取差值(左倾斜数值)，也即驱动装置应该动作的方向及数值；

5)数控测量系统，测量待浇注段内腔关键尺寸数据(黑体字数值)；

6)如果超差，进行1-4的循环，至不超差；

7)然后通知测量人员进行测量复核即可。

本发明与现有技术相比的优点在于：

一是可以将原来二小时的测量调整模板过程，有望缩短到半小时左右，大大提高工作效率，提升模板周转效率。

二是原来单独控制每支液压油缸时，特别是D1-D4升降油缸，当由原三点受力，变化到另三点受力过程中，有二点受力的一个短暂过程，这个过程中对匹配梁段是容易造成质量缺陷的。而本发明的PLC控制将同平面的控制接触点，按始终保持在同一平面控制，即不同调整差值，不同速度调整，使还未达到设计强度的梁段不产生因支持不平衡而破坏。

三是加装的数控测量系统，除了完成自纠动作不到位的可能性外，与测量塔数据相互复核，减少了测量人员人工测量出错的机率，提升工作质量。

四是数控数据或数控测量数据，可以方便自动采集到施工质量管理控制信息化系统中，减少了人工录入数据的输入错误机率。

五是当通过对该发明中数控测量系统的在工程实践中试验应用，反复复核验证无问题后，实际上是可以取消人工测量的。而人工测量在节段梁预制施工过程中，测量塔需要占用预制场用地，测量仪器昂贵，测量塔建设质量要求高，测量人员人工操作误差人为因素影响大等。这是一个非常大的潜在收益。

六是此发明的电动数控驱动装置，无液压油污染隐患；无需原来需要不少人力操作的调整后机械锁定工作量。

附图说明

图1是本发明节段预制拼装梁模板自动调整控制系统结构示意图。

如图所示：1、匹配梁段，2、底模板，3、底模小车，4、纵移驱动，5、纵移轨道，6、旋转驱动，7、横移驱动，8、旋转中轴，9、升降驱动，10、侧模数控调整驱动，11、侧模板，12、固定端模板，13、数控测量系统，14、梁顶测量点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合图1所示，节段预制拼装梁模板自动调整控制系统，包括数字孪生技术、数控电动螺旋驱动杆装置和数控测量系统13、匹配梁段1、底模小车3和纵移轨道5，所述底模小车3通过数控电动螺旋驱动杆装置连接设置于纵移轨道5上，所述底模小车3上方连接设有底模板2，所述匹配梁段1设于底模板2上，所述匹配梁段1的后侧设有固定端模板12，所述数控测量系统13设于固定端模板12上，所述数控测量系统13与数字孪生技术连接，所述匹配梁段1上表面设有梁顶测量点14。

所述数控电动螺旋驱动杆装置包括纵移驱动4、旋转驱动6、横移驱动7、旋转中轴8、升降驱动9和侧模数控调整驱动10，所述底模小车3下方通过纵移驱动设置于纵移轨道5上，所述旋转驱动6设于底模小车3的下层，所述旋转中轴8设于底模小车3中层中心，所述横移驱动7与底模小车3上层连接，所述底模小车3上方通过升降驱动9连接底模板2，所述匹配梁段1的两侧对称设有侧模板11，所述侧模数控调整驱动10与侧模板11连接，所述升降驱动9设于底模小车3的顶部四角。

节段预制拼装梁模板自动调整控制方法，包括以下步骤：

1)数字孪生系统中有模板系统、待浇梁段、匹配梁段模型，且模板系统中有各数控控制动作驱动装置，匹配梁段模型上有测量点位关键构造线标识，保证匹配梁段与模板系统底模小车及匹配梁段下部底模板形成联动关系；数字孪生系统输入一个原点替代坐标，就可以很方便的将施工测量坐标系与孪生系统坐标系统起来；

2)数字孪生系统有面向施工操作者的操控界面；首先输入粗测量的匹配梁段三个特征点坐标，匹配梁段模型就会定位在以这三点为基准的相应位置上；系统会自动测量出并记录10个调整控制驱动装置的参数；

3)然后根据输入的待浇梁段的特征参数，匹配梁段会与之匹配产生一个新姿态位置，系统自动测量并记录第二组10个调整控制驱动装置的参数；

4)用这两组数据对应取出调整模板驱动装置的10个参数差值，推送给模板控制系统的PLC，同时对数控电动螺旋驱动杆装置驱动，调整匹配梁段的姿态位置；

5)数控测量系统，测量待浇注段内腔关键尺寸数据；

6)如果超差，进行1-4的循环，至不超差；

7)然后通知测量人员进行测量复核即可。

本发明在具体实施时，匹配梁段1达到匹配强度要求后，输入待浇注段梁长参数(表中黑体字数值)，模板控制系统，会自动执行脱模流程，然后底模小车3会将匹配梁段1与底模板2顶升一定高度，便于前行到匹配位置时，底模立柱不与地面干涉；并根据梁长参数，底模小车3前行基本到匹配位置。

测量人员测量匹配梁段1上梁顶测量点14六个点中不共线的三点坐标值，输入系统中，数字孪生系统根据这三点坐标值，推算出一组控制驱动参数；再根据待浇梁段梁长参数，将匹配梁段1装配到设计目标位置，推算出另一组控制驱动参数；两组参数取差，调整控制参数。

电脑将标高控制参数转化为四路升降协同控制参数，要求必须在每一个时间点，确保四支升降驱动9顶点在同一平面内，保证未达到设计强度匹配梁段1，不因局部受力不均而产生质量缺陷，此过程其实同时完成了纵曲线需求的立向倾角调整。水平曲线需求的转角调整由旋转驱动6通过伸长或缩短，拉动底模小车3上层，围绕底模小车3中层上的旋转中轴8，根据调整控制参数进行相应驱动。水平、立向曲线调整后，梁段中心一般会发生偏转，由横移驱动7根据调整控制参数进行相应驱动。最后再由纵移驱动4延纵移轨道5，根据调整控制参数，进行梁长度方向的调整。

数控测量系统13测量校正待浇注梁段的腔体关键特征尺寸，超差时重复取调整控制参数及自动调整一次至不超差。

最后通知测量人员对匹配梁段1的姿态位置进行复核。

Claims (6)

1.节段预制拼装梁模板自动调整控制系统，包括数字孪生技术、数控电动螺旋驱动杆装置和数控测量系统(13)、匹配梁段(1)、底模小车(3)和纵移轨道(5)，其特征在于：所述底模小车(3)通过数控电动螺旋驱动杆装置连接设置于纵移轨道(5)上，所述底模小车(3)上方连接设有底模板(2)，所述匹配梁段(1)设于底模板(2)上，所述匹配梁段(1)的后侧设有固定端模板(12)，所述数控测量系统(13)设于固定端模板(12)上，所述数控测量系统(13)与数字孪生技术连接，所述匹配梁段(1)上表面设有梁顶测量点(14)。

2.根据权利要求1所述的节段预制拼装梁模板自动调整控制系统，其特征在于：所述数控电动螺旋驱动杆装置包括纵移驱动(4)、旋转驱动(6)、横移驱动(7)、旋转中轴(8)、升降驱动(9)和侧模数控调整驱动(10)。

3.根据权利要求2所述的节段预制拼装梁模板自动调整控制系统，其特征在于：所述底模小车(3)下方通过纵移驱动(4)设置于纵移轨道(5)上，所述旋转驱动(6)设于底模小车(3)的下层，所述旋转中轴(8)设于底模小车(3)中层中心，所述横移驱动(7)与底模小车(3)上层连接，所述底模小车(3)上方通过升降驱动(9)连接底模板(2)。

4.根据权利要求2所述的节段预制拼装梁模板自动调整控制系统，其特征在于：所述匹配梁段(1)的两侧对称设有侧模板(11)，所述侧模板(11)与侧模数控调整驱动(10)连接。

5.根据权利要求2所述的节段预制拼装梁模板自动调整控制系统，其特征在于：所述升降驱动(9)设于底模小车(3)的顶部四角。

6.节段预制拼装梁模板自动调整控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)数字孪生系统中有模板系统、待浇梁段、匹配梁段模型，且模板系统中有各数控控制动作驱动装置，匹配梁段模型上有测量点位关键构造线标识，保证匹配梁段与模板系统底模小车及匹配梁段下部底模板形成联动关系；数字孪生系统输入一个原点替代坐标，就可以很方便的将施工测量坐标系与孪生系统坐标系统起来；

2)数字孪生系统有面向施工操作者的操控界面；首先输入粗测量的匹配梁段三个特征点坐标，匹配梁段模型就会定位在以这三点为基准的相应位置上；系统会自动测量出并记录10个调整控制驱动装置的参数；

3)然后根据输入的待浇梁段的特征参数，匹配梁段会与之匹配产生一个新姿态位置，系统自动测量并记录第二组10个调整控制驱动装置的参数；

4)用这两组数据对应取出调整模板驱动装置的10个参数差值，推送给模板控制系统的PLC，同时对数控电动螺旋驱动杆装置驱动，调整匹配梁段的姿态位置；

5)数控测量系统，测量待浇注段内腔关键尺寸数据；

6)如果超差，进行1-4的循环，至不超差；

7)然后通知测量人员进行测量复核即可。

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