CN112776160A - 一种预制装配式混凝土预制件自动化设备 - Google Patents
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Abstract
一种预制装配式混凝土预制件自动化设备,包括人工交互模块、模型智能分析模块、模型快速生产模块、模型初步养护模块、模型表面质量处理模块、下料装置模块、振动型脱模模块、机架和上料装置模块组成。本发明利用沿同一方向间隔布设的所述上料装置模块与所述下料装置模块,可依次实现预制装配式混凝土预制件的智能子部分模型快速优化和浇筑生成、子部分模型初步养护、子部分模型装配面质量预处理和子部分模型的振动脱模下料等流水线式快速自动作业。在保证可装配的前提下,优化整体总装配预制件的承载性能,并使后期装配过程更便捷。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土预制技术领域,尤其涉及一种预制装配式混凝土预制件自动化设备。
背景技术
预制装配式混凝土预制件具有造价底、工期短、运输方便、安装容易等特点,越来越受到市场欢迎。为此,针对预制装配式混凝土预制件的自动化设备也得到研发。比如中国专利CN201610553542.0公开了一种预制混凝土构件自动化成型装置及其使用方法,实现了大型混凝土预制构件全自动化生产。专利CN201910100331.5提供的一种混凝土小预制构件自动化翻转脱模码垛机构,替代传统人工翻转脱模模式,显著提高脱模效率,节省生产成本。
不过,预制装配式混凝土预制件的最终产品是由多个子本部分装配而成,因此其整体承载能力不如整体式混凝土预制件。为了尽可能降低这种不利影响,在设计不同子部分的模型时往往依靠工程师的经验进行总模型切割。现有预制装配式混凝土预制件的自动化设备考虑到了单个子部分的自动化生产,却未从装配总模型的承载性能方面已经装配便利性方面进行优化设计各个子部分模型。此外,不同相邻子部分模型组装是对表面要求较高,先有浇筑式生产预制件的作业方式显然无法保证各个待装配子部分模型的表面质量。而且,预制装配式混凝土预制件的正常凝固和硬化需要在一定的温度和湿度环境下才能实现,否则容易出现收缩裂缝、强度降低、甚至剥皮等现象,进而影响混凝土质量。因此,在混凝土预制件的浇筑生产之后,需要尽快对混凝土预制件进行养护,以便在设定环境下加速凝结进程和优化产品性能。由于不同规格的子部分模型的后期养护作业时间和养护条件不同,现有自动化设备尚未考虑针对不同大小规格的子模型预制件进行个性化养护时间设定。这导致现有技术在处理同批次不同子部分的混凝土预制件模型在养护作业上,无法达到尽可能接近的养护质量。
发明内容
针对目前较难实现预制装配式混凝土预制件的各个子模型的智能优化生成,以及难以实现不同子部分模型浇筑后快速预养护处理和装配表面预处理的技术现状。本发明提供了一种预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述混凝土预制件自动化设备包括人工交互模块、模型智能分析模块、模型快速生产模块、模型初步养护模块、模型表面质量处理模块、下料装置模块、振动型脱模模块、机架和上料装置模块组成。其中,所述上料装置模块与所述下料装置模块沿同一方向间隔布设,且高度一致,用于实现上料装置模块上的混凝土预制件模型移栽至下料装置模块的上方。
所述所述上料装置模块内部设置多个电动滚筒,所述电动滚筒上方设置金属链板输送带,所述金属链板输送带被设置成当所述电动滚筒停止运行时,所述金属链板输送带作为混凝土预制件模型浇筑生产时的基础平台支撑。
所述人机交互模块被设置成可根据操作人员的参数设定,对混凝土总模型进行组成部分拆分,确定混凝土总模型所拆解的子部分数目以及各个子部分的质量百分比,并将所设定的参数传送给所述模型智能分析模块。
所述模型智能分析模块被设置成依据所述人机交互模块传送的设定参数,以及整体模型进行智能计算。进一步地,通过所述智能计算用于针对每个子部分的模型结构进行分析和优化处理、设定总装配模型的承载性能最优为目标、考虑相邻子部分模型能顺利装配为约束、实现所有子部分的模型。所述智能计算后生成的各个子部分模型数据,依次传输给后段的模型快速生产模块。
所述模型快速生产模块包括XY向滑台组件、Z轴电动推杆和带柔性管道喷头。所述带柔性管道喷头安装在Z轴电动推杆上,所述Z轴电动推杆安装在XY向滑台组件的滑台上。所述带柔性管道喷头的管道可外接混凝土浇灌材料,所述带柔性管道喷头被设置成作业时带柔性管道喷头随着XY向滑台组件和Z轴电动推杆的运转实现三维运动,从而在所述金属链板输送带上快速生成所设定的子部分模型。
所述模型初步养护模块包括外接阀门、喷头和管道,所述模型初步养护模块用于向其养护区间内的子部分模型实施初步养护;所述外接阀门用于将外围加压加热后的二氧化碳和水蒸气注入养护空间,加速子部分模型凝固和硬化。
所述模型表面质量处理模块包括磨具、打磨电动机、升降滑台、升降电动机、升降丝杆和带轮组件。所述打磨电动机用于驱动所述磨具高速旋转运动,用于对混凝土预制件的模型上表面进行打磨作业,提高模型表面光滑度,便于后期的装配。所述打磨电动机安装在所述升降滑台下端,所述升降台滑台被设置成所述升降电动机经过所述带轮组件驱动所述升降丝杆旋转运动时,所述升降滑台将带动所述打磨电动机及其上的所述磨具上下运动。
所述振动型脱模模块包括振动驱动电机、相交轴齿轮副、槽式凸轮组件、液压杆组件、弹簧和滑柱。所述振动驱动电机与所述相交轴齿轮副的主动轮固定连接,所述槽式凸轮组件的底部与所述相交轴齿轮副的从动轮固定连接,所述液压杆组件的底部安装在所述槽式凸轮组件的顶杆上,所述液压杆组件的顶部与所述下料装置模块接触。所述振动驱动电机被设置成顺时针或者逆时针运转时,所述振动驱动电机将依次经过相交轴齿轮副、槽式凸轮组件、液压杆组件给予下料装置模块间歇往复升降驱动力。所述弹簧和滑柱将限制下料装置模块沿着滑柱轴向方向上下运行。
所述下料装置模块设置在所述振动型脱模模块上方,所述下料装置模块被设置为在所述振动型脱模模块的上下振动时,辅助混凝土预制件模型更快速地脱离下料装置模块。
区别于现有技术现状,上述技术方案具有如下优点:本发明所提供的一种一种预制装配式混凝土预制件自动化设备,利用沿同一方向间隔布设的所述上料装置模块与所述下料装置模块,可依次实现预制装配式混凝土预制件的智能子部分模型快速优化和浇筑生成、子部分模型初步养护、子部分模型装配面质量预处理和子部分模型的振动脱模下料等流水线式快速自动作业。在保证可装配的前提下,优化整体总装配预制件的承载性能,并使装配过程更便捷。
附图说明
图1为本发明的一种预制装配式混凝土预制件自动化设备的组成示意图;
图2为本发明的模型快速生产模块的组成示意图。
图3为本发明的模型初步养护模块的组成示意图。
图4为本发明的模型表面质量处理模块的组成示意图。
图5为本发明的振动型脱模模块的组成示意图。
附图标记说明:
1、人工交互模块;2、模型智能分析模块;3、模型快速生产模块;301、XY向滑台组件;302、Z轴电动推杆;303、带柔性管道喷头;4、模型初步养护模块;401、外接阀门;402、喷头;403管道;5、模型表面质量处理模块;501、磨具;502、打磨电动机;503、升降滑台;504、升降电动机;505、升降丝杆;506、带轮组件;6、下料装置模块;7、振动型脱模模块;701、振动驱动电机;702、相交轴齿轮副;703、槽式凸轮组件;704、液压杆组件;705、弹簧;706滑柱;8、机架;9、上料装置模块。
具体实施方式
为详细说明实施例技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合附图给予具体实施例的详予说明。
请参考图1,本实施例提供了一种预制装配式混凝土预制件自动化设备,包括人工交互模块1、模型智能分析模块2、模型快速生产模块3、模型初步养护模块4、模型表面质量处理模块5、下料装置模块6、振动型脱模模块7、机架8和上料装置模块9。
本发明实施例可实现预制装配式混凝土预制件在生产作业时,自动进行各个装配子部分模型的生成、初步养护、装配表面预处理和振动式脱模。
首先,本发明实施例中的上料装置模块9内部设置多个电动滚筒,所述电动滚筒上方设置金属链板输送带,当所述电动滚筒停止运行时,所述金属链板输送带作为混凝土预制件模型浇筑生产时的基础平台支撑。
操作人员此时可在人机交互模块1进行混凝土预制件总体模型的导入和相关参数设定,目的在于对混凝土总模型进行组成部分拆分,确定总模型所拆解的子部分数目以及各个子部分的质量百分比,并将所设定的参数传送给所述模型智能分析模块2。
所述模型智能分析模块2依据所述人机交互模块2传送的设定参数,以及整体模型进行智能计算。优选的,所述智能计算的目的在于针对每个子部分的模型结构进行分析和优化处理,设定总装配模型的承载性能最优为目标,考虑相邻子部分模型能顺利装配为约束,实现所有子部分模型的生成。所述智能计算后生成的各个子部分模型,依次传输给后段的模型快速生产模块。
作为本发明的优选方案,模型快速生产模块3包括XY向滑台组件301、Z轴电动推杆302和带柔性管道喷头303。其中,带柔性管道喷头303安装在Z轴电动推杆302上,而Z轴电动推杆302安装在XY向滑台组件301的滑台上。因此,当带柔性管道喷头303的管道外接入混凝土浇灌材料,带柔性管道喷头303的喷头位置可随着XY向滑台组件301和Z轴电动推杆302的运转而实现三维运动,从而在所述上料装置模块9中的金属链板输送带上快速生成所设定的子部分模型。
为了进一步对三维浇筑生产的子部分模型进行初步养护,作为本发明优选方案,所述模型初步养护模块4包括外接阀门401、喷头402和管道403。当外接阀门401接通外围通过,经过加压加热后的二氧化碳和水蒸气混合气体后,可注入到养护空间,进而加速子部分模型凝固和硬化。
为了进一步对经过养护后的子部分模型进行装配表面预处理,作为本发明优选方案,所述模型表面质量处理模块5包括磨具501、打磨电动机502、升降滑台503、升降电动机504、升降丝杆505和带轮组件506。一方面,由于所述上料装置模块9与所述下料装置模块6沿同一方向间隔布设,且高度一致,当上料装置模块9与所述下料装置模块6中的电动滚动运转下,可实现上料装置模块9上的混凝土预制件模型移栽至下料装置模块6的上方。另一方面,所述打磨电动机502将驱动模具501高速旋转进行打磨作业,提高模型表面光滑度,便于后期的装配。针对不同高度规格的预制件待打磨表面,通过将打磨电动机502安装在所述升降滑台503下端,当所述升降电动机504经过所述带轮组件506驱动所述升降丝杆505旋转运动时,所述升降滑台503将带动所述打磨电动机502联动其上的磨具501上下运动。
当子部分模型表面预处理后,为了使预制装配式混凝土预制件顺利脱模,作为本发明的优选方案,振动型脱模装置7包括振动驱动电机701、相交轴齿轮副702、槽式凸轮组件703、液压杆组件704、弹簧705和滑柱706。其中,振动驱动电机701与相交轴齿轮副702的主动轮固定连接,槽式凸轮组件703的底部与所述相交轴齿轮副702的从动轮固定连接,液压杆组件704的底部安装在所述槽式凸轮组件703的顶杆上,并且液压杆组件704的顶部与所述下料装置模块6接触。因此,当所述振动驱动电机701顺时针或者逆时针运转时,所述振动驱动电机701将依次经过相交轴齿轮副、槽式凸轮组件、液压杆组件给予下料装置模块6间歇往复升降驱动力。所述下料装置模块6将在弹簧和滑柱的限制下只能沿着滑柱轴向方向上下运行。
进一步地,由于下料装置模块6设置在所述振动型脱模模块7的上方,在所述振动型脱模模块7的上下振动时,辅助混凝土预制件模型更快速地脱离下料装置模块6。
需要说明的是,尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述,但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此,基于本发明的创新理念,对本文所述实施例进行的变更和修改,或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (9)
1.一种预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述混凝土预制件自动化设备包括人工交互模块、模型智能分析模块、模型快速生产模块、模型初步养护模块、模型表面质量处理模块、下料装置模块、振动型脱模模块、机架和上料装置模块;
所述上料装置模块与所述下料装置模块沿同一方向间隔布设,且高度一致,用于实现上料装置模块上的混凝土预制件模型移栽至下料装置模块的上方。
2.如权利要求1所述的预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述上料装置模块内部设置多个电动滚筒,所述电动滚筒上方设置金属链板输送带,所述金属链板输送带被设置成当所述电动滚筒停止运行时,所述金属链板输送带作为混凝土预制件模型浇筑生产时的基础平台支撑。
3.如权利要求1所述的预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述人机交互模块被设置成可根据操作人员的参数设定,对混凝土总模型进行组成部分拆分,确定混凝土总模型所拆解的子部分数目以及各个子部分的质量百分比,并将所设定的参数传送给所述模型智能分析模块。
4.如权利要求1所述的预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述模型智能分析模块被设置成依据所述人机交互模块传送的设定参数以及整体模型进行智能计算;
通过所述智能计算用于针对每个子部分的模型结构进行分析和优化处理、设定总装配模型的承载性能最优为目标、考虑相邻子部分模型能顺利装配为约束、实现所有子部分的模型;
所述智能计算后生成的各个子部分模型数据,依次传输给后段的模型快速生产模块。
5.如权利要求4所述的预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述模型快速生产模块包括XY向滑台组件、Z轴电动推杆和带柔性管道喷头;
所述带柔性管道喷头安装在Z轴电动推杆上,所述Z轴电动推杆安装在XY向滑台组件的滑台上;
所述带柔性管道喷头的管道可外接混凝土浇灌材料,所述带柔性管道喷头被设置成作业时带柔性管道喷头随着XY向滑台组件和Z轴电动推杆的运转实现三维运动,从而在所述金属链板输送带上快速生成所设定的子部分模型。
6.如权利要求5所述的预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述模型初步养护模块包括外接阀门、喷头和管道,所述模型初步养护模块用于向其养护区间内的子部分模型实施初步养护;所述外接阀门用于将外围加压加热后的二氧化碳和水蒸气注入养护空间,加速子部分模型凝固和硬化。
7.如权利要求1所述的预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述模型表面质量处理模块包括磨具、打磨电动机、升降滑台、升降电动机、升降丝杆和带轮组件;
所述打磨电动机用于驱动所述磨具高速旋转运动,并用于对混凝土预制件的模型上表面进行打磨作业,;
所述打磨电动机安装在所述升降滑台下端,所述升降滑台被设置成当所述升降电动机经过所述带轮组件驱动所述升降丝杆旋转运动时,所述升降滑台将带动所述打磨电动机及其上的所述磨具上下运动。
8.如权利要求1所述的预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述振动型脱模模块包括振动驱动电机、相交轴齿轮副、槽式凸轮组件、液压杆组件、弹簧和滑柱;
所述振动驱动电机与所述相交轴齿轮副的主动轮固定连接,所述槽式凸轮组件的底部与所述相交轴齿轮副的从动轮固定连接,所述液压杆组件的底部安装在所述槽式凸轮组件的顶杆上,所述液压杆组件的顶部与所述下料装置模块接触;
所述振动驱动电机被设置成顺时针或者逆时针运转时,所述振动驱动电机将依次经过相交轴齿轮副、槽式凸轮组件、液压杆组件给予下料装置模块间歇往复升降驱动力;
所述弹簧和滑柱将限制下料装置模块沿着滑柱轴向方向上下运行。
9.如权利要求8所述的预制装配式混凝土预制件自动化设备,其特征在于:所述下料装置模块设置在所述振动型脱模模块上方,所述下料装置模块被设置为在所述振动型脱模模块的上下振动时,辅助混凝土预制件模型脱离下料装置模块。
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