CN114905595A - 一种建筑施工模板的预加工设备及加工控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种建筑施工模板的预加工设备及加工控制方法，涉及自动化机械设备技术领域，本申请中的预加工设备包括机架和工作台，工作台上具有水平的加工台面，机架上设有纵向轨道，纵向轨道上设有安装架，安装架上固设有竖向轨道，竖向轨道上设有横向轨道，横向轨道横向架设在工作台的上方；横向轨道上设有夹爪组件；工作台的一侧分别设置有机械臂一和机械臂二；工作台的另一侧设置有钉枪机械臂。本申请还公开一种利用上述预加工设备进行建筑施工模板预加工的控制方法。本申请中的技术方案能够高效可靠的进行建筑施工模板的预加工，其自动化程度高，安全可靠，大大降低了支模工人的劳动强度，节省了人力成本，且能够减少模板原料的浪费。

Description

一种建筑施工模板的预加工设备及加工控制方法

技术领域

本申请涉及自动化机械设备技术领域，尤其是涉及一种建筑施工模板的预加工设备及加工控制方法。

背景技术

建筑施工模板是一种临时性支护结构，按设计要求制作，使混凝土结构、构件按规定的位置、几何尺寸成形，保持其正确位置，并承受建筑施工模板自重及作用在其上的外部荷载。进行模板工程的目的，是保证混凝土工程质量与、加快施工进度和降低工程成本。

现浇混凝土结构工程施工用的建筑施工模板结构，主要由面板（如木板）、支撑结构（如木龙骨）和连接件（如角码）三部分组成。面板是直接接触新浇混凝土的承力板；支撑结构则是支承面板、混凝土和施工荷载的临时结构，保证建筑模板结构牢固地组合，做到不变形、不破坏；连接件是将面板与支撑结构连接成整体的配件。

相关技术中，面板和支撑结构的连接通常是在施工现场进行的，例如木模板的安装，首先在木工加工车间将木板和木龙骨进行切割、打孔等作业后，再将木板和木龙骨分别组捆后吊装到施工作业区，由现场模板工人进行分类后进行二次拼装工作。施工的建筑主体结构高度较高时，需要模板工人进行高空作业，劳动强度较大，且需要多人协助进行模板的搬运和安装工作，施工安装效率不高。

这种采用现场进行模板散拼的工作方式，由于前期没有进行深化工作，导致还需要在现场进行二次加工，施工现场对木板及木龙骨进行切割和钻孔现象较为普遍，木龙骨背楞的安装也是木工工人现场用钉子进行固定安装，背楞的用量较大。

发明内容

为了更加高效安全的进行建筑施工模板的加工及后续安装，本申请提供一种建筑施工模板的预加工设备及加工控制方法。

第一方面，本申请提供的一种建筑施工模板的预加工设备采用如下的技术方案：

一种建筑施工模板的预加工设备，包括机架和工作台，所述工作台上具有水平的加工台面，所述机架上设有纵向轨道，所述纵向轨道上设有能够沿所述纵向轨道的长度方向往复移动的安装架，所述安装架上固设有竖向轨道，所述竖向轨道上设有能够上下往复移动的横向轨道，所述横向轨道横向架设在所述工作台的上方；所述横向轨道上设有若干组能够沿所述横向轨道的长度方向往复移动的夹爪组件，每组夹爪组件上均具有至少一对用于夹持装钉好的单元模板模块的两端或两侧的抱紧夹爪；

所述工作台的一侧分别设置有用于抓取模板面板并移送至所述工作台上的机械臂一和用于抓取模板龙骨并移送至所述工作台上的机械臂二；所述工作台的另一侧设置有用于将模板面板与模板龙骨钉为单元模板模块整体的钉枪机械臂。

本申请中预先规划好模板面板堆料区、模板龙骨堆料区以及用于放置组装好的单元模板模块的模板堆料区；将切割好的模板面板堆叠放置在模板面板堆料区，将切割好的模板龙骨堆叠放置在模板龙骨堆料区，模板面板和模板龙骨的移送这一过程可以通过自动化的流水线设备实现，也可以通过人工驾驶叉车来实现。机械臂一主要作用为抓取模板面板，将模板面板堆料区的模板面板依次单个的从模板面板堆料区抓取并移送至工作台上，机械臂二主要作用为抓取模板龙骨，将模板龙骨堆料区的模板龙骨依次单个的从模板龙骨堆料区抓取并移送至工作台上，模板龙骨放置在对应装配的模板面板上，再通过钉枪机械臂夹取角码或其它连接件放置在模板龙骨与模板面板的连接处，定位后通过发射固定钉将模板龙骨与模板面板装钉在一起。调整好夹爪组件在横向轨道上的位置，夹爪组件中的抱紧夹爪移动到工作台的上方，并位于工作台上装钉好的单元模板模块的正上方，然后夹爪组件中的抱紧夹爪夹持住单元模板模块，通过在竖向轨道上下移动以及在纵向轨道上前后移动将装钉好的单元模板模块放置在模板堆料区，方便后续使用。

通过采用上述技术方案，本申请中将建筑施工模板的二次拼装工作放到模板加工车间完成，减少建筑施工现场的拼装工作量。在模板加工车间对模板面板堆料区、模板龙骨堆料区、模板堆料区、机械臂一、机械臂二、钉枪机械臂以及工作台进行三维空间定位，模板面板堆料区、模板龙骨堆料区、模板堆料区可以设置多个，用于放置不同尺寸的模板面板、模板龙骨和装钉好的单元模板模块；本申请中的预加工设备将散拼的独立模板面板组合成两块以上独立模板面板组成的单元模板模块，方便后续建筑施工现场的拼装，同时根据建筑施工现场的需求，由单元模板模块的深化加工设计图通过软件转化成编码程序，并与上述各部件的三维空间定位参数和拼装顺序生成制定的编码程序，通过网络传输发送到预加工设备的控制器系统中，控制器系统通过读取编码程序并分解信息获得拼装的单元模板模块所需要的原料定位和顺序，来指导后续的加工过程。

可选的，所述工作台呈长条状，所述工作台的长度方向与所述横向轨道的长度方向相一致；所述机械臂一和机械臂二沿所述工作台的长度方向间隔设置；所述工作台的加工台面上靠近所述机械臂一以及机械臂二的一侧固设有限位件一且所述限位件一沿所述工作台的长度方向排布，所述工作台的加工台面上靠近所述机械臂一的一端固设有限位件二且所述限位件二沿所述工作台的宽度方向排布。

通过采用上述技术方案，模板面板堆料区和模板龙骨堆料区也沿工作台的长度方向布置，这样方便机械臂一和机械臂二取料，减少两者之间的相互干涉影响。通过在工作台上设置限位件一和限位件二，既能够防止加工过程中模板面板和模板龙骨从工作台上掉落，又能够起到精准定位和限位的作用，提高模板面板和模板龙骨装配的精准可靠性。

可选的，所述限位件一为一排沿所述工作台的长度方向均匀间隔排布的定位柱，所述限位件二为一排沿所述工作台的宽度方向均匀间隔排布的定位柱。

通过采用上述技术方案，上述的限位件一和限位件二能够对模板面板以及模板龙骨起到限位和定位的作用，其结构简单，方便安装，制造成本低，由于定位柱之间存在较大的空缺，不会影响夹爪组件夹持和移送装钉好的单元模板模块。

本申请中工作台的台面上还可以设置吸附孔，用于吸附模板面板，保证其加工时的稳定性；上述的定位柱可以采用能够升降的结构，如定位柱竖向滑动设置在工作台上，定位柱的下端与气缸或液压缸的输出轴相连接，在需要对模板面板进行限位和定位时伸出，装钉完成后定位柱下降。

作为替代方案，限位件一和限位件二可以均为多段限位条或开设有缺口的一整段限位条，限位件一沿工作台的长度方向设置，限位件二沿工作台的宽度方向设置；限位件一还可以为一排沿所述工作台的长度方向均匀间隔排布的定位块，所述限位件二为一排沿所述工作台的宽度方向均匀间隔排布的定位块。

可选的，所述工作台的一侧设有沿所述工作台长度方向的滑轨一，所述机械臂二滑动设置在所述滑轨一上，所述滑轨一上或所述机械臂二上设有能够驱动所述机械臂二在所述滑轨一上往复移动的驱动件一；所述工作台的另一侧设有沿所述工作台长度方向的滑轨二，所述钉枪机械臂滑动设置在所述滑轨二上，所述滑轨二上或所述钉枪机械臂上设有能够驱动所述钉枪机械臂在所述滑轨二上往复移动的驱动件二。

本申请中不同尺寸的半成品模板原料定位进行区分，目的是为了让机械臂一和机械臂二能够准确的抓取不同尺寸的半成品模板原料，并根据程序中半成品模板原料对应的顺序依次放置到工作台上。通过采用上述技术方案，可以将机械臂一的尺寸做的比较大，使其作业范围广，能够抓取不同区域不同尺寸规格的模板面板；机械臂二和钉枪机械臂的作业范围也能够配合调整，机械臂二抓取模板龙骨移送到工作台上模板面板的不同位置，钉枪机械臂可以针对单元模板模块不同位置进行装钉。

可选的，所述驱动件一和驱动件二均为液压缸或气缸或直线电机。也可以采用其他电机通过丝杠丝母的组合结构带动机械臂二在滑轨一上往复移动、钉枪机械臂在滑轨二上往复移动。

本申请中优选直线电机实现机械臂二以及钉枪机械臂的横向移动，通过采用上述技术方案，机械臂二以及钉枪机械臂的移动位移能够精准控制，从而便于机械臂二以及钉枪机械臂进行精准作业，且相关技术成熟，成本较低。

可选的，所述机械臂一、机械臂二以及钉枪机械臂均为六轴机械臂，所述机械臂一的远端具有模板面板感应器和吸盘机械手，所述机械臂二的远端具有模板龙骨感应器和机械夹爪，所述钉枪机械臂的远端具有角码进给夹具和钉枪。

通过采用上述技术方案，本申请中采用的机械臂一、机械臂二以及钉枪机械臂技术成熟，动作精准可靠。钉枪机械臂每次作业时针对的是工作台上的模板面板和模板龙骨，其作业的高度基本相同；机械臂一通过吸盘机械手抓取模板面板，每抓取一个，模板面板堆料区的模板面板就减少一层，高度降低一个模板面板的厚度值，因此通过设置模板面板感应器，能够感应到模板面板，从而实现精准抓取；同理，机械臂二通过模板龙骨感应器和机械夹爪精准可靠的抓取模板龙骨。

可选的，所述机架包括两组并排间隔设置的立柱，两组立柱分别设在所述工作台的两端外侧位置，每组立柱至少有两根且沿所述工作台的宽度方向间隔排布，所述纵向轨道有两个且与两组立柱一一对应设置；所述纵向轨道固连在对应的立柱上端；所述安装架的两端分别滑动设置在两个纵向轨道上；所述安装架上设有能够驱动所述安装架沿所述纵向轨道的长度方向往复移动的驱动结构一。

通过采用上述技术方案，整个安装架横跨在工作台的上方，安装架能够在驱动结构一的带动下在纵向轨道上前后移动，安装架的两端分别滑动设置在两个纵向轨道上，整体结构更加稳固可靠，安装架的移动更加平稳顺滑，且安装架的跨度大，使得工作台具有较大的作业空间，能够将装钉好的单元模板模块移送较远的距离，并减少了与其他部件的动作干涉。

可选的，所述安装架端部具有滑动设置在所述纵向轨道上侧的安装座，所述驱动结构一包括固设在所述安装架上的驱动电机一以及沿所述安装架长度方向设置的驱动杆，所述驱动电机一的输出轴与所述驱动杆的中部相连接且能够带动所述驱动杆转动，所述驱动杆的两端分别伸向安装架两端的安装座内且通过滚轮或齿轮齿条组件带动所述安装架在所述纵向轨道上移动。

通过采用上述技术方案，驱动电机一带动驱动杆转动，驱动杆的两端同步带动安装架两端在纵向轨道上移动，简化了驱动结构，只用一个驱动源，节省了成本，且两端保持同步动作，更加稳定可靠。

可选的，所述安装架的两端均具有竖向向下延伸的竖向轨道，两个所述竖向轨道相对设置，两个所述竖向轨道相对的侧面上具有竖向的滑槽，所述横向轨道的两端分别滑动嵌设在两个所述竖向轨道的滑槽内；所述安装架上连接有能够驱动所述横向轨道上下往复移动的驱动结构二。

通过采用上述技术方案，横向轨道的两端分别滑动嵌设在两个竖向轨道的滑槽内，这样对横向轨道的两端进行了限位和导向作用，保证了横向轨道上下移动的平稳可靠性。

可选的，所述驱动结构二包括固设在所述安装架上的驱动电机二、沿所述安装架长度方向设置的传动杆以及竖向设置在所述滑槽内的丝杆，所述驱动电机二的输出轴与所述传动杆的中部相连接且能够带动所述传动杆转动，所述传动杆的两端分别伸向两个所述滑槽的上端，所述传动杆的端部与所述丝杆的上端通过齿轮组件相连接；所述丝杆与所述横向轨道的端部相螺接。

通过采用上述技术方案，两个竖向轨道的滑槽内均设有一根竖向的丝杆，传动杆的两端分别对应一个丝杆，传动杆的端部可以固设斜齿轮一，对应的丝杆的上端固设斜齿轮二，斜齿轮一与斜齿轮二相啮合。或者传动杆的端部与丝杆的上端采用蜗轮蜗杆的传动方式。丝杆与横向轨道的连接可以是在横向轨道的端部固设丝母块，丝杆螺接在丝母块上；也可以是直接在横向轨道的端部开设螺纹孔，丝杆穿过该螺纹孔并与之螺纹配合相连。驱动电机二带动传动杆转动，传动杆的两端同步带动两个丝杆转动，两个丝杆带动横向轨道的两端在竖向轨道的滑槽内上下移动，只用一个驱动源，既节省了成本，又能够保持横向轨道的两端同步动作，稳定可靠。

可选的，所述夹爪组件包括滑动设置在所述横向轨道上的滑动板，所述横向轨道上还设有沿其长度方向的导向杆，所述滑动板上开设有导向孔，所述导向杆滑动穿过所述导向孔；所述滑动板的两侧设有能够使每对所述抱紧夹爪相对靠拢或相背远离的驱动结构三。

通过采用上述技术方案，驱动结构三带动抱紧夹爪形成松开或抱夹动作，从而在抓取模板时将模板夹紧，移动到预定位置后松开抱紧夹爪，将模板放下，动作稳定可靠。夹爪组件在横向轨道上的位置不需要频繁变动，可以通过人工手动调整的方式，也可以通过液压缸或电机等驱动夹爪组件在横向轨道上横向移动。

可选的，所述驱动结构三包括设置在所述滑动板两侧的驱动油缸和转轴，所述转轴的中部固设有曲柄，所述转轴沿所述横向轨道的长度转动设置在所述滑动板上，所述驱动油缸的输出轴与所述曲柄的外端相连接且能够推动所述曲柄摆动，所述抱紧夹爪的上端固连在所述转轴上，所述抱紧夹爪的下端具有向滑动板中部下方弯折的夹持部。

通过采用上述技术方案，每个转轴上可以连接两个或三个或四个抱紧夹爪，位于滑动板一侧的转轴上连接的抱紧夹爪与位于滑动板另一侧的转轴上连接的抱紧夹爪数量相同且一一对应设置。驱动油缸通过曲柄推动转轴往复转动，转轴会带动与之相连的抱紧夹爪摆动，从而使相对的抱紧夹爪的夹持部相对靠拢或相背远离。

本申请中的驱动油缸也可以替换为气缸，或者直接用电机带动转轴正反转动。本申请中纵向轨道、竖向轨道以及横向轨道均优选采用工字梁制成。

第二方面，本申请提供的一种建筑施工模板的预加工控制方法采用如下的技术方案：

一种建筑施工模板的预加工控制方法，利用上述的预加工设备进行建筑施工模板的预加工，该预加工控制方法包括如下步骤：

S1：根据建筑施工的混凝土主体结构图纸绘制支模图纸；

S2：将支模图纸中各个模板面板和模板龙骨按照拼装顺序依次编码，并转化为编码程序，该编码程序中将散拼的独立模板面板组合成两块以上独立模板面板组成的单元模板模块，将该编码程序传递给预加工设备的控制器系统；

S3：预加工设备的工作台两侧划分出若干个模板面板堆料区、模板龙骨堆料区以及用于放置单元模板模块的模板堆料区；

S4：将切割好的模板面板按照不同尺寸堆叠放置在不同的模板面板堆料区，将切割好的模板龙骨堆叠放置在模板龙骨堆料区，并将各个模板面板堆料区、模板龙骨堆料区、模板堆料区、工作台以及机械臂一、机械臂二、钉枪机械臂的基点三维坐标位置输入预加工设备的控制器系统；

S5：预加工设备依次加工生成单元模板模块，预加工设备的控制器系统给机械臂一和机械臂二发出指令，按照编码程序中的顺序依次抓取并移送每个单元模板模块中对应尺寸的模板面板和模板龙骨至工作台上，然后预加工设备的控制器系统给钉枪机械臂发送指令，通过钉枪机械臂将工作台上的模板面板和模板龙骨钉装在一起；最后预加工设备的控制器系统给夹爪组件及相关驱动结构发送指令，将装钉好的单元模板模块移送至模板堆料区。

通过采用上述技术方案，本申请中先绘制支模的图纸，以结果为导向，进行建筑施工模板的预加工，然后再将预加工成型的单元模板模块运送至施工现场进行最后深度拼装，大大减轻了现场支模工人的工作量，提高了施工效率，而且也大大减少了模板原料的浪费。本申请中根据编码程序依次加工单元模板模块，每个单元模板模块对应不同尺寸规格的模板原料，预加工设备的控制器系统根据单元模板模块的尺寸规格，控制预加工设备将模板原料按照对应的尺寸规格和顺序依次放置到工作台上。将散拼的独立模板面板组合成两块以上独立模板面板组成的单元模板模块。本申请中的支模图纸可以为CAD图纸，通过软件将CAD图纸中的参数自动转化成编码程序，也可以人工编程；预加工设备的控制器系统通过读取编码程序并分解信息获得拼装的单元模板模块所需要的模板原料定位和顺序，来指导后续的加工过程。整个过程精准可靠，自动化程度高，且便于后续施工现场的支模施工。

本申请中可以在机械臂一的远端安装摄像头，通过摄像头拍摄图形，图形处理系统进行图像分析，对模板面板的尺寸进行校核，从而保证准确率。

可选的，所述模板面板堆料区的数量为两个或三个且分别对应不同尺寸规格的模板面板，所有模板面板堆料区沿工作台的长度方向间隔设置，所述模板面板堆料区位于机械臂一的一侧；所述模板龙骨堆料区的数量为一个且位于所述机械臂二的一侧，所述模板面板堆料区和模板龙骨堆料区位于所述工作台的同一侧；所述模板堆料区的数量为一个且位于所述工作台远离所述模板面板堆料区以及模板龙骨堆料区的一侧。

通过采用上述技术方案，模板面板堆料区、模板龙骨堆料区以及模板堆料区分区明确，相互之间减少干扰，动作更加精准可靠、安全高效；而且机械臂一、机械臂二、钉枪机械臂以及夹爪组件的动作衔接更加紧密，提高了建筑施工模板的预加工作业效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中的预加工设备自动化程度高，动作精准可靠，节省了人工，工作效率高，安全性高。

2.本申请中建筑施工模板的预加工有据可查，模板面板用量、模板龙骨用量可根据不同需要进行数据的汇总提取，成本可控。且建筑施工模板的加工可以综合考虑模板原料的节省等多个要素，最大限度避免模板原料的浪费。

3.本申请中机械臂的引用，最大限度的减少了人力成本。

4.本申请中加工成型的单元模板模块吊装到施工现场后，施工现场支模工人仅需要对其进行定位安装即可，避免了现场对模板进行二次加工工作导致的一系列问题，同样减少了施工浪费，也为支模工人减少了工作内容，提高了工作效率。

附图说明

图1是本申请中预加工设备的立体结构示意图一。

图2是本申请中预加工设备的立体结构示意图二。

图3是本申请中预加工设备的正视结构示意图。

图4是本申请中预加工设备的局部结构示意图一。

图5是本申请中夹爪组件的安装结构示意图。

图6是本申请中预加工设备的局部结构示意图二。

图中，1、机架；1a、立柱；2、工作台；2a、加工台面；3、纵向轨道；4、安装架；41、安装座；5、竖向轨道；51、滑槽；6、横向轨道；7、夹爪组件；71、抱紧夹爪；71a、夹持部；72、滑动板；72a、导向孔；73、导向杆；8、机械臂一；81、吸盘机械手；9、机械臂二；91、机械夹爪；10、钉枪机械臂；11、限位件一；12、限位件二；13、滑轨一；14、滑轨二；15、驱动结构一；15a、驱动电机一；15b、驱动杆；16、驱动结构二；16a、驱动电机二；16b、传动杆；16c、丝杆；17、驱动结构三；17a、驱动油缸；17b、转轴；17c、曲柄；18、模板面板；19、模板龙骨；20、单元模板模块。

具体实施方式

以下结合附图1-附图5，对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，本实施例中建筑施工模板的预加工设备包括机架1、工作台2、机械臂一8、机械臂二9和钉枪机械臂10，工作台2上具有水平的加工台面2a，钉枪机械臂10位于工作台2的一侧，机械臂一8和机械臂二9均位于工作台2的另一侧，机械臂一8用于抓取模板面板18并移送至工作台2的加工台面2a上，机械臂二9用于抓取模板龙骨19并移送至工作台2的加工台面2a上，且模板龙骨19位于加工台面2a上的模板面板18上；钉枪机械臂10用于将加工台面2a上的模板面板18与模板龙骨19装钉为单元模板模块20整体。

结合图3所示，机架1上设有纵向轨道3，纵向轨道3上设有能够沿纵向轨道3的长度方向往复移动的安装架4，安装架4上固设有竖向轨道5，竖向轨道5上设有能够上下往复移动的横向轨道6，横向轨道6横向架设在工作台2的上方；横向轨道6上设有若干组能够沿横向轨道6的长度方向往复移动的夹爪组件7，每组夹爪组件7上均具有至少一对用于夹持装钉好的单元模板模块20的两端或两侧的抱紧夹爪71。机架1包括两组并排间隔设置的立柱1a，两组立柱1a分别设在工作台2的两端外侧位置，每组立柱1a至少有两根且沿工作台2的宽度方向间隔排布，纵向轨道3有两个且与两组立柱1a一一对应设置；纵向轨道3固连在对应的立柱1a上端；安装架4的两端分别滑动设置在两个纵向轨道3上；安装架4上设有能够驱动安装架4沿纵向轨道3的长度方向往复移动的驱动结构一15。整个安装架4横跨在工作台2的上方，安装架4能够在驱动结构一15的带动下在纵向轨道3上前后移动，安装架4的两端分别滑动设置在两个纵向轨道3上，整体结构更加稳固可靠，安装架4的移动更加平稳顺滑，且安装架4的跨度大，使得工作台2具有较大的作业空间，能够将组装好的模板移送较远的距离，并减少了与其他部件的动作干涉。

参照图3，工作台2呈长条状，工作台2的长度方向与横向轨道6的长度方向相一致；机械臂一8和机械臂二9沿工作台2的长度方向间隔设置。结合图1所示，工作台2的加工台面2a上靠近机械臂一8以及机械臂二9的一侧固设有限位件一11且限位件一11沿工作台2的长度方向排布，工作台2的加工台面2a上靠近机械臂一8的一端固设有限位件二12且限位件二12沿工作台2的宽度方向排布。限位件一11为一排沿工作台2的长度方向均匀间隔排布的定位柱，限位件二12为一排沿工作台2的宽度方向均匀间隔排布的定位柱。上述的限位件一11和限位件二12能够对模板面板18以及模板龙骨19起到限位和定位的作用，其结构简单，方便安装，制造成本低，同时由于定位柱之间存在较大的空缺，不会影响夹爪组件7夹持和移送装钉好的单元模板模块20。

参照图2，工作台2的一侧设有沿工作台2长度方向的滑轨一13，机械臂二9滑动设置在滑轨一13上，滑轨一13上或机械臂二9上设有能够驱动机械臂二9在滑轨一13上往复移动的驱动件一；参照图1，工作台2的另一侧设有沿工作台2长度方向的滑轨二14，钉枪机械臂10滑动设置在滑轨二14上，滑轨二14上或钉枪机械臂10上设有能够驱动钉枪机械臂10在滑轨二14上往复移动的驱动件二。本申请中不同尺寸的模板原料定位进行区分，目的是为了让机械臂一8和机械臂二9能够准确的抓取不同尺寸的模板原料，并根据编码程序中模板原料对应的顺序依次放置到工作台2上。本申请中驱动件一和驱动件二均为液压缸或气缸或直线电机，作为优选方案，本申请中采用直线电机带动机械臂二9在滑轨一13上往复移动、钉枪机械臂10在滑轨二14上往复移动。

本申请中机械臂一8、机械臂二9以及钉枪机械臂10均为六轴机械臂，机械臂一8的远端具有模板面板18感应器和吸盘机械手81，机械臂二9的远端具有模板龙骨19感应器和机械夹爪91，钉枪机械臂10的远端具有角码进给夹具和钉枪。本申请中采用的机械臂一8、机械臂二9以及钉枪机械臂10技术成熟，动作精准可靠。六轴机械臂为现有成熟技术，其具体结构在此不再赘述。钉枪机械臂10每次作业时针对的是工作台2上的模板面板18和模板龙骨19，其作业的高度基本相同；机械臂一8通过吸盘机械手81抓取模板面板18，每抓取一个，模板面板18堆料区的模板面板18就减少一层，高度降低一个模板面板18的厚度值，因此通过设置模板面板18感应器，能够感应到模板面板18，从而实现精准抓取；同理，机械臂二9通过模板龙骨19感应器和机械夹爪91精准可靠的抓取模板龙骨19。

参照图2和图4，安装架4端部具有滑动设置在纵向轨道3上侧的安装座41，驱动结构一15包括固设在安装架4上的驱动电机一15a以及沿安装架4长度方向设置的驱动杆15b，驱动电机一15a的输出轴与驱动杆15b的中部相连接且能够带动驱动杆15b转动，驱动杆15b的两端分别伸向安装架4两端的安装座41内且通过滚轮或齿轮齿条组件带动安装架4在纵向轨道3上移动，驱动电机一15a带动驱动杆15b转动，驱动杆15b的两端同步带动安装架4两端在纵向轨道3上移动；安装架4的两端均具有竖向向下延伸的竖向轨道5，两个竖向轨道5相对设置，两个竖向轨道5相对的侧面上具有竖向的滑槽51，横向轨道6的两端分别滑动嵌设在两个竖向轨道5的滑槽51内；安装架4上连接有能够驱动横向轨道6上下往复移动的驱动结构二16；驱动结构二16包括固设在安装架4上的驱动电机二16a、沿安装架4长度方向设置的传动杆16b以及竖向设置在滑槽51内的丝杆16c，驱动电机二16a的输出轴与传动杆16b的中部相连接且能够带动传动杆16b转动，传动杆16b的两端分别伸向两个滑槽51的上端，传动杆16b的端部与丝杆16c的上端通过齿轮组件相连接；丝杆16c与横向轨道6的端部相螺接。进一步的，两个竖向轨道5的滑槽51内均设有一根竖向的丝杆16c，传动杆16b的两端分别对应一个丝杆16c，传动杆16b的端部可以固设斜齿轮一，对应的丝杆16c的上端固设斜齿轮二，斜齿轮一与斜齿轮二相啮合。或者传动杆16b的端部与丝杆16c的上端采用蜗轮蜗杆的传动方式。丝杆16c与横向轨道6的连接可以是在横向轨道6的端部固设丝母块，丝杆16c螺接在丝母块上；也可以是直接在横向轨道6的端部开设螺纹孔，丝杆16c穿过该螺纹孔并与之螺纹配合相连。

参照图4和图5，夹爪组件7包括滑动设置在横向轨道6上的滑动板72，横向轨道6上还设有沿其长度方向的导向杆73，滑动板72上开设有导向孔72a，导向杆73滑动穿过导向孔72a；滑动板72的两侧设有能够使每对抱紧夹爪71相对靠拢或相背远离的驱动结构三17。驱动结构三17带动抱紧夹爪71形成松开或抱夹动作，从而在抓取单元模板模块20时将单元模板模块20夹紧，移动到预定位置后松开抱紧夹爪71，将单元模板模块20放下，动作稳定可靠。夹爪组件7在横向轨道6上的位置不需要频繁变动，可以通过人工手动调整的方式，也可以通过液压缸或电机等驱动夹爪组件7在横向轨道6上横向移动。驱动结构三17包括设置在滑动板72两侧的驱动油缸17a和转轴17b，转轴17b的中部固设有曲柄17c，转轴17b沿横向轨道6的长度转动设置在滑动板72上，驱动油缸17a的输出轴与曲柄17c的外端相连接且能够推动曲柄17c摆动，抱紧夹爪71的上端固连在转轴17b上，抱紧夹爪71的下端具有向滑动板72中部下方弯折的夹持部71a。本申请中每个转轴17b上可以连接两个或三个或四个抱紧夹爪71，位于滑动板72一侧的转轴17b上连接的抱紧夹爪71与位于滑动板72另一侧的转轴17b上连接的抱紧夹爪71数量相同且一一对应设置。驱动油缸17a通过曲柄17c推动转轴17b往复转动，转轴17b会带动与之相连的抱紧夹爪71摆动，从而使相对的抱紧夹爪71的夹持部71a相对靠拢或相背远离。

其实施原理是：本申请中预先规划好模板面板18堆料区、模板龙骨19堆料区以及用于放置装钉好的单元模板模块20的模板堆料区；将切割好的模板面板18堆叠放置在模板面板18堆料区，将切割好的模板龙骨19堆叠放置在模板龙骨19堆料区，模板面板18和模板龙骨19的移送这一过程可以通过自动化的流水线设备实现，也可以通过人工驾驶叉车来实现。机械臂一8主要作用为抓取模板面板18，将模板面板18堆料区的模板面板18依次单个的从模板面板18堆料区抓取并移送至工作台2上，机械臂二9主要作用为抓取模板龙骨19，将模板龙骨19堆料区的模板龙骨19依次单个的从模板龙骨19堆料区抓取并移送至工作台2上，模板龙骨19放置在对应装配的模板面板18上，再通过钉枪机械臂10夹取角码或其它连接件放置在模板龙骨19与模板面板18的连接处，定位后通过发射固定钉将模板龙骨19与模板面板18钉装在一起。调整好夹爪组件7在横向轨道6上的位置，夹爪组件7中的抱紧夹爪71移动到工作台2的上方，并位于工作台2上装钉好的单元模板模块20的正上方，然后夹爪组件7中的抱紧夹爪71夹持住装钉好的单元模板模块20，通过在竖向轨道5上下移动以及在纵向轨道3上前后移动将装钉好的单元模板模块20放置在模板堆料区，方便后续使用。

本申请中将建筑施工模板的二次拼装工作放到模板加工车间完成，减少建筑施工现场的拼装工作量。在模板加工车间对模板面板18堆料区、模板龙骨19堆料区、模板堆料区、机械臂一8、机械臂二9、钉枪机械臂10以及工作台2进行三维空间定位，模板面板18堆料区、模板龙骨19堆料区、模板堆料区可以设置多个，用于放置不同尺寸的模板面板18、模板龙骨19和装钉好的单元模板模块20；本申请中的预加工设备将散拼的独立模板面板18组合成两块以上独立模板面板18组成的单元模板模块20，方便后续建筑施工现场的拼装，同时根据建筑施工现场的需求，由单元模板模块20的深化加工设计图通过软件转化成编码程序，并与上述各部件的三维空间定位参数和拼装顺序生成制定的编码程序，通过网络传输发送到控制器系统中，控制器系统通过读取编码程序并分解信息获得拼装的单元模板模块20所需要的原料定位和顺序，来指导后续的加工过程。

参照图6，模板面板18堆料区和模板龙骨19堆料区也沿工作台2的长度方向布置，这样方便机械臂一8和机械臂二9取料，减少两者相互之间的干涉影响。通过在工作台2上设置限位件一11和限位件二12，既能够防止加工过程中模板面板18和模板龙骨19从工作台2上掉落，又能够起到精准定位作用，提高模板面板18和模板龙骨19装配的精准可靠性。

本申请中工作台2的台面上还可以设置吸附孔，用于吸附模板面板18，保证其加工时的稳定性；本申请中的定位柱可以采用能够升降的结构，如定位柱竖向滑动设置在工作台2上，定位柱的下端与气缸或液压缸的输出轴相连接，在需要对模板面板18进行限位和定位时伸出，装钉完成后定位柱下降。

本实施例还公开一种建筑施工模板的预加工控制方法，该预加工控制方法利用上述的预加工设备进行建筑施工模板的预加工，该预加工控制方法包括如下步骤：

S1：根据建筑施工的混凝土主体结构图纸绘制支模图纸；

S2：将支模图纸中各个模板面板18和模板龙骨19按照拼装顺序依次编码，并转化为编码程序，该编码程序中将散拼的独立模板面板18组合成两块以上独立模板面板18组成的单元模板模块20，将该编码程序传递给预加工设备的控制器系统；

S3：预加工设备的工作台2两侧划分出若干个模板面板18堆料区、模板龙骨19堆料区以及用于放置单元模板模块20的模板堆料区；

S4：将切割好的模板面板18按照不同尺寸堆叠放置在不同的模板面板18堆料区，将切割好的模板龙骨19堆叠放置在模板龙骨19堆料区，并将各个模板面板18堆料区、模板龙骨19堆料区、模板堆料区、工作台2以及机械臂一8、机械臂二9、钉枪机械臂10的基点三维坐标位置输入预加工设备的控制器系统；

S5：预加工设备依次加工生成单元模板模块20，预加工设备的控制器系统给机械臂一8和机械臂二9发出指令，按照编码程序中的顺序依次抓取并移送每个单元模板模块20中对应尺寸的模板面板18和模板龙骨19至工作台2上，然后预加工设备的控制器系统给钉枪机械臂10发送指令，通过钉枪机械臂10将工作台2上的模板面板18和模板龙骨19钉装在一起；最后预加工设备的控制器系统给夹爪组件7及相关驱动结构发送指令，将装钉好的单元模板模块20移送至模板堆料区。

其实施原理是：本申请中先绘制支模的图纸，然后以结果为导向，进行建筑施工模板的预加工，然后再将预加工成型的单元模板模块20运送至施工现场进行最后深度拼装，大大减轻了现场支模工人的工作量，提高了施工效率，而且也大大减少了模板材料的浪费。本申请中根据编码程序依次加工单元模板模块20，每个单元模板模块20对应不同尺寸规格的模板材料，预加工设备的控制器系统根据单元模板模块20的尺寸规格，控制预加工设备将模板材料按照对应的尺寸规格和顺序依次放置到工作台2上。将散拼的独立模板组合成两块以上独立模板组成的单元模板模块20。本申请中的支模图纸可以为CAD图纸，通过软件将CAD图纸中的参数自动转化成编码程序，也可以人工编程，预加工设备的控制器系统通过读取编码程序并分解信息获得拼装的单元模板模块20所需要的原料定位和顺序，来指导后续的加工过程。整个过程精准可靠，自动化程度高，且便于后续施工现场的支模施工。

本申请中可以在机械臂一8的远端安装摄像头，通过摄像头拍摄图形，图形处理系统进行图像分析，对模板面板18的尺寸进行校核，从而保证准确率。

本申请中模板面板18堆料区的数量为两个或三个且分别对应不同尺寸规格的模板面板18，所有模板面板18堆料区沿工作台2的长度方向间隔设置，模板面板18堆料区位于机械臂一8的一侧；模板龙骨19堆料区的数量为一个且位于机械臂二9的一侧，模板面板18堆料区和模板龙骨19堆料区位于工作台2的同一侧；模板堆料区的数量为一个且位于工作台2远离模板面板18堆料区以及模板龙骨19堆料区的一侧。模板面板18堆料区、模板龙骨19堆料区以及模板堆料区分区明确，相互之间减少干扰，动作更加精准可靠、安全高效；而且机械臂一8、机械臂二9、钉枪机械臂10以及夹爪组件7的动作衔接更加紧密，提高了建筑施工模板的预加工作业效率。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑施工模板的预加工设备，包括机架(1)和工作台(2)，其特征在于，所述工作台(2)上具有水平的加工台面(2a)，所述机架(1)上设有纵向轨道(3)，所述纵向轨道(3)上设有能够沿所述纵向轨道(3)的长度方向往复移动的安装架(4)，所述安装架(4)上固设有竖向轨道(5)，所述竖向轨道(5)上设有能够上下往复移动的横向轨道(6)，所述横向轨道(6)横向架设在所述工作台(2)的上方；所述横向轨道(6)上设有若干组能够沿所述横向轨道(6)的长度方向移动的夹爪组件(7)，每组夹爪组件(7)具有至少一对用于夹持单元模板模块(20)的两端或两侧的抱紧夹爪(71)；

所述工作台(2)的一侧分别设置有用于抓取模板面板(18)并移送至所述工作台(2)上的机械臂一(8)和用于抓取模板龙骨(19)并移送至所述工作台(2)上的机械臂二(9)；所述工作台(2)的另一侧设置有用于将工作台(2)上的模板面板(18)与模板龙骨(19)钉为整体的钉枪机械臂(10)。

2.根据权利要求1所述的建筑施工模板的预加工设备，其特征在于，所述工作台(2)呈长条状，所述工作台(2)的长度方向与所述横向轨道(6)的长度方向相一致；所述机械臂一(8)和机械臂二(9)沿所述工作台(2)的长度方向间隔设置；所述工作台(2)的加工台面(2a)上靠近所述机械臂一(8)以及机械臂二(9)的一侧固设有限位件一(11)且所述限位件一(11)沿所述工作台(2)的长度方向排布，所述工作台(2)的加工台面(2a)上靠近所述机械臂一(8)的一端固设有限位件二(12)且所述限位件二(12)沿所述工作台(2)的宽度方向排布。

3.根据权利要求2所述的建筑施工模板的预加工设备，其特征在于，所述限位件一(11)为一排沿所述工作台(2)的长度方向均匀间隔排布的定位柱，所述限位件二(12)为一排沿所述工作台(2)的宽度方向均匀间隔排布的定位柱。

4.根据权利要求1或2或3所述的建筑施工模板的预加工设备，其特征在于，所述工作台(2)的一侧设有沿所述工作台(2)长度方向的滑轨一(13)，所述机械臂二(9)滑动设置在所述滑轨一(13)上，所述滑轨一(13)上或所述机械臂二(9)上设有能够驱动所述机械臂二(9)在所述滑轨一(13)上往复移动的驱动件一；所述工作台(2)的另一侧设有沿所述工作台(2)长度方向的滑轨二(14)，所述钉枪机械臂(10)滑动设置在所述滑轨二(14)上，所述滑轨二(14)上或所述钉枪机械臂(10)上设有能够驱动所述钉枪机械臂(10)在所述滑轨二(14)上往复移动的驱动件二。

5.根据权利要求4所述的建筑施工模板的预加工设备，其特征在于，所述驱动件一和驱动件二均为液压缸或气缸或直线电机。

6.根据权利要求1或2或3所述的建筑施工模板的预加工设备，其特征在于，所述机架(1)包括两组并排间隔设置的立柱(1a)，两组立柱(1a)分别设在所述工作台(2)的两端外侧位置，每组立柱(1a)至少有两根且沿所述工作台(2)的宽度方向间隔排布，所述纵向轨道(3)有两个且与两组立柱(1a)一一对应设置；所述纵向轨道(3)固连在对应的立柱(1a)上端；所述安装架(4)的两端分别滑动设置在两个纵向轨道(3)上；所述安装架(4)上设有能够驱动所述安装架(4)沿所述纵向轨道(3)的长度方向往复移动的驱动结构一(15)。

7.根据权利要求1或2或3所述的建筑施工模板的预加工设备，其特征在于，所述安装架(4)的两端均具有竖向向下延伸的竖向轨道(5)，两个所述竖向轨道(5)相对设置，两个所述竖向轨道(5)相对的侧面上具有竖向的滑槽(51)，所述横向轨道(6)的两端分别滑动嵌设在两个所述竖向轨道(5)的滑槽(51)内；所述安装架(4)上连接有能够驱动所述横向轨道(6)上下往复移动的驱动结构二(16)。

8.根据权利要求1或2或3所述的建筑施工模板的预加工设备，其特征在于，所述夹爪组件(7)包括滑动设置在所述横向轨道(6)上的滑动板(72)，所述横向轨道(6)上还设有沿其长度方向的导向杆(73)，所述滑动板(72)上开设有导向孔(72a)，所述导向杆(73)滑动穿过所述导向孔(72a)；所述滑动板(72)的两侧设有能够使每对所述抱紧夹爪(71)相对靠拢或相背远离的驱动结构三(17)。

9.一种建筑施工模板的预加工控制方法，其特征在于，该预加工控制方法利用上述的权利要求1至8中任意一项所述的预加工设备进行建筑施工模板的预加工，该预加工控制方法包括如下步骤：

S1：根据建筑施工的混凝土主体结构图纸绘制支模图纸；

S2：将支模图纸中各个模板面板(18)和模板龙骨(19)按照拼装顺序依次编码，并转化为编码程序，该编码程序中将散拼的独立模板面板(18)组合成两块以上独立模板面板(18)组成的单元模板模块(20)，将该编码程序传递给预加工设备的控制器系统；

S3：预加工设备的工作台(2)两侧划分出若干个模板面板(18)堆料区、模板龙骨(19)堆料区以及用于放置单元模板模块(20)的模板堆料区；

S4：将切割好的模板面板(18)按照不同尺寸堆叠放置在不同的模板面板(18)堆料区，将切割好的模板龙骨(19)堆叠放置在模板龙骨(19)堆料区，并将各个模板面板(18)堆料区、模板龙骨(19)堆料区、模板堆料区、工作台(2)以及机械臂一(8)、机械臂二(9)、钉枪机械臂(10)的基点三维坐标位置输入预加工设备的控制器系统；

S5：预加工设备依次加工生成单元模板模块(20)，预加工设备的控制器系统给机械臂一(8)和机械臂二(9)发出指令，按照编码程序中的顺序依次抓取并移送每个单元模板模块(20)中对应尺寸的模板面板(18)和模板龙骨(19)至工作台(2)上，然后预加工设备的控制器系统给钉枪机械臂(10)发送指令，通过钉枪机械臂(10)将工作台(2)上的模板面板(18)和模板龙骨(19)钉装在一起；最后预加工设备的控制器系统给夹爪组件(7)及相关驱动结构发送指令，将装钉好的单元模板模块(20)移送至模板堆料区。

10.根据权利要求9所述的建筑施工模板的预加工控制方法，其特征在于，所述模板面板(18)堆料区的数量为两个或三个且分别对应不同尺寸规格的模板面板(18)，所有模板面板(18)堆料区沿工作台(2)的长度方向间隔设置，所述模板面板(18)堆料区位于机械臂一(8)的一侧；所述模板龙骨(19)堆料区的数量为一个且位于所述机械臂二(9)的一侧，所述模板面板(18)堆料区和模板龙骨(19)堆料区位于所述工作台(2)的同一侧；所述模板堆料区的数量为一个且位于所述工作台(2)远离所述模板面板(18)堆料区以及模板龙骨(19)堆料区的一侧。

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