全文摘要
本发明所述的一种预制混凝件智能布料机及智能布料方法，包括行走机构，行走机构在行走电机的驱动下能够沿其轨道行走，行走机构的行走路线上设置多个各待加工混凝件模具，其特征在于：行走机构上安装料斗和振捣机构，料斗下方安装螺旋布料机构，行走机构与料斗之间通过称重元件连接，称重元件能够实时测量料斗及螺旋布料机构的总重量，螺旋布料机构的出料口安装电控阀，采用全自动控制及实时闭环检测，减轻了作业人员的劳动强度，能实时检测并校准修正当前所需的落料量，提高了生产效率，保证了混凝土预制件的产品质量，自动化程度更高，整体生产线可以不间断的进行自动布料，降低了人工影响因素及工人成本等。
主设计要求
1.预制混凝件智能布料机的智能布料方法，包括行走机构(1)，行走机构(1)在行走电机的驱动下能够沿其轨道(11)行走，行走机构(1)的行走路线上设置多个各待加工混凝件模具(12)，行走机构(1)上安装料斗(4)和振捣机构(3)，料斗(4)下方安装螺旋布料机构(2)，振捣机构(3)位于螺旋布料机构(2)布料时行走方向后方，行走机构(1)与料斗(4)之间通过称重元件(5)连接，称重元件(5)能够实时测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量，螺旋布料机构(2)的出料口安装电控阀(7)，行走机构(1)的行走电机、螺旋布料机构(2)的布料电机、电控阀(7)及称重元件(5)均通过控制线路与上位机(6)连接；所述智能布料方法，包括下述步骤：①向上位机(6)中输入或导入各待加工混凝件模具(12)的长度、宽度、布料厚度以及行走机构(1)的行走速度，在上位机(6)中根据各待加工混凝件模具尺寸计算出各待加工混凝件总共需要的布料量和行走机构(1)到达各待加工混凝件模具的起始位置、终止位置需行走的距离Xs、Xe；再根据各待加工混凝件模具总共需要的布料量和行走机构(1)的行走速度计算出对各待加工混凝件模具布料时螺旋布料机构(2)的平均出料速度Vn；②将各待加工混凝件模具(12)的长度平均分成多段区域，每段区域的长度为50mm-200mm；③上位机(6)在对某一待加工混凝件模具布料前通过称重元件(5)检测测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量并记录；④行走机构(1)启动，按上位机(6)中输入或导入的规定行走速度行走，螺旋布料机构(2)依次经过各待加工混凝件的模具，电控阀(7)打开、同时上位机(6)控制螺旋布料机构(2)按照该待加工混凝件模具的平均出料速度Vn向相应模具内进行布料，振捣机构(3)对布出的混凝土进行振捣；⑤行走机构(1)在上位机(6)的控制下行走完一段步骤②划分的区域时，将当前行走机构(1)走过的距离计为X，同时上位机(6)通过称重元件(5)检测当前测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量，并与对当前模具布料前测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量做对比，得到布料前测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量与当前测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量之间的差值，该差值即为该模具已布料重量Wb，使用该待加工混凝件模具总共需要的布料量减去已布料重量Wb，得到该模具的未布料重量Wa；⑥上位机(6)使用以下公式重新确定后续布料过程中螺旋布料机构(2)新的布料速度V：⑦行走机构(1)继续行走，上位机(6)控制螺旋布料机构(2)按照新的布料速度V向该模具内进行布料，直至行走机构(1)在上位机(6)的控制下行走完下一段步骤②划分的区域；⑧重复上述步骤⑤-⑦，直至行走机构(1)到达当前混凝件模具的终止位置、完成对该混凝件模具的布料；⑨关闭螺旋布料机构(2)的电控阀(7)，行走机构(1)继续行走直至到达下一待加工混凝件模具的起始位置；⑩重复步骤②-⑨，直至完成对行走机构(1)行走路线上所有待加工混凝件模具的布料。
设计方案
1.预制混凝件智能布料机的智能布料方法，包括行走机构(1)，行走机构(1)在行走电机的驱动下能够沿其轨道(11)行走，行走机构(1)的行走路线上设置多个各待加工混凝件模具(12)，行走机构(1)上安装料斗(4)和振捣机构(3)，料斗(4)下方安装螺旋布料机构(2)，振捣机构(3)位于螺旋布料机构(2)布料时行走方向后方，行走机构(1)与料斗(4)之间通过称重元件(5)连接，称重元件(5)能够实时测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量，螺旋布料机构(2)的出料口安装电控阀(7)，行走机构(1)的行走电机、螺旋布料机构(2)的布料电机、电控阀(7)及称重元件(5)均通过控制线路与上位机(6)连接；
所述智能布料方法，包括下述步骤：
①向上位机(6)中输入或导入各待加工混凝件模具(12)的长度、宽度、布料厚度以及行走机构(1)的行走速度，在上位机(6)中根据各待加工混凝件模具尺寸计算出各待加工混凝件总共需要的布料量和行走机构(1)到达各待加工混凝件模具的起始位置、终止位置需行走的距离Xs、Xe；再根据各待加工混凝件模具总共需要的布料量和行走机构(1)的行走速度计算出对各待加工混凝件模具布料时螺旋布料机构(2)的平均出料速度Vn；
②将各待加工混凝件模具(12)的长度平均分成多段区域，每段区域的长度为50mm-200mm；
③上位机(6)在对某一待加工混凝件模具布料前通过称重元件(5)检测测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量并记录；
④行走机构(1)启动，按上位机(6)中输入或导入的规定行走速度行走，螺旋布料机构(2)依次经过各待加工混凝件的模具，电控阀(7)打开、同时上位机(6)控制螺旋布料机构(2)按照该待加工混凝件模具的平均出料速度Vn向相应模具内进行布料，振捣机构(3)对布出的混凝土进行振捣；
⑤行走机构(1)在上位机(6)的控制下行走完一段步骤②划分的区域时，将当前行走机构(1)走过的距离计为X，同时上位机(6)通过称重元件(5)检测当前测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量，并与对当前模具布料前测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量做对比，得到布料前测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量与当前测量料斗(4)及螺旋布料机构(2)的总重量之间的差值，该差值即为该模具已布料重量Wb，使用该待加工混凝件模具总共需要的布料量减去已布料重量Wb，得到该模具的未布料重量Wa；
⑥上位机(6)使用以下公式重新确定后续布料过程中螺旋布料机构(2)新的布料速度V：
设计说明书
技术领域
本发明涉及布料机技术领域，具体地说是一种预制混凝件智能布料机及智能布料方法。
背景技术
混凝土布料机是泵送混凝土的末端设备，其作用是将泵压来的混凝土通过管道送到要浇筑构件的模板内，布料机布料的均匀程度将直接影响混凝土预制件的产品质量，在以往的混凝土布料生产中，大多是依靠控制器来控制一个混凝件模具内总的布料量，混凝土进入模具后经振捣装置捣实，由于混凝土自身流动性有限，此时混凝土在模具内无法确保均匀，绝大多数时候都会出现一部分区域混凝土堆积、而另一部分区域未填满的情况，这就需要工人使用工具将混凝土推散，依靠工人的经验来对混凝土的分布进行调控，从而达到模具内混凝土分布均匀的要求，但对工人操作技能的要求较高，需要大量的现场辅助人力，且布料质量不稳定，生产效率较低，混凝土预制件的产品质量无法得到保证。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种预制混凝件智能布料机及智能布料方法，能实现全自动化布料，通过上位机及各检测元件和动作元件之间的协调控制，能实现布料过程中的闭环检测控制，实时修正落料速度，确保混凝土经振捣后即可在模具内各处均匀分布，不需大量人力辅助，可降低人力成本、提高生产效率、保证产品质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括行走机构，行走机构在行走电机的驱动下能够沿其轨道行走，行走机构的行走路线上设置多个各待加工混凝件模具，其特征在于：行走机构上安装料斗和振捣机构，料斗下方安装螺旋布料机构，振捣机构位于螺旋布料机构布料时行走方向后方，行走机构与料斗之间通过称重元件连接，称重元件能够实时测量料斗及螺旋布料机构的总重量，螺旋布料机构的出料口安装电控阀，行走机构的行走电机、螺旋布料机构的布料电机、电控阀及称重元件均通过控制线路与上位机连接；
所述智能布料方法，包括下述步骤：
①向上位机中输入或导入各待加工混凝件模具的长度、宽度、布料厚度以及行走机构的行走速度，在上位机中根据各待加工混凝件模具尺寸计算出各待加工混凝件总共需要的布料量和行走机构到达各待加工混凝件模具的起始位置、终止位置需行走的距离Xs、Xe；再根据各待加工混凝件模具总共需要的布料量和行走机构的行走速度计算出对各待加工混凝件模具布料时螺旋布料机构的平均出料速度Vn；
②将各待加工混凝件模具的长度平均分成多段区域，每段区域的长度为50mm-200mm；
③上位机在对某一待加工混凝件模具布料前通过称重元件检测测量料斗及螺旋布料机构的总重量并记录；
④行走机构启动，按上位机中输入或导入的规定行走速度行走，螺旋布料机构依次经过各待加工混凝件的模具，电控阀打开、同时上位机控制螺旋布料机构按照该待加工混凝件模具的平均出料速度Vn向相应模具内进行布料，振捣机构对布出的混凝土进行振捣；
⑤行走机构在上位机的控制下行走完一段步骤②划分的区域时，将当前行走机构走过的距离计为X，同时上位机通过称重元件检测当前测量料斗及螺旋布料机构的总重量，并与对当前模具布料前测量料斗及螺旋布料机构的总重量做对比，得到布料前测量料斗及螺旋布料机构的总重量与当前测量料斗及螺旋布料机构的总重量之间的差值，该差值即为该模具已布料重量Wb，使用该待加工混凝件模具总共需要的布料量减去已布料重量Wb，得到该模具的未布料重量Wa；
⑥上位机使用以下公式重新确定后续布料过程中螺旋布料机构新的布料速度V：
⑦行走机构继续行走，上位机控制螺旋布料机构按照新的布料速度V向该模具内进行布料，直至行走机构在上位机的控制下行走完下一段步骤②划分的区域；
⑧重复上述步骤⑤-⑦，直至行走机构到达当前混凝件模具的终止位置、完成对该混凝件模具的布料；
⑨关闭螺旋布料机构的电控阀，行走机构继续行走直至到达下一待加工混凝件模具的起始位置；
⑩重复步骤②-⑨，直至完成对行走机构行走路线上所有待加工混凝件模具的布料。
某一待加工混凝件模具的长度小于1m时，步骤②中对该模具划分的每段区域的长度为50mm；模具的长度在1m-4m之间时，每段区域的长度为模具长度的1\/20，模具的长度大于4m时，每段区域的长度为200mm。
所述料斗周围安装有巡检平台，巡检平台位于行走机构上，在巡检平台和行走机构之间连接有爬梯，在所述爬梯的横撑与巡检平台上均安装有压力传感器，所述各压力传感器均通过控制线路与上位机连接，当任一压力传感器检测到压力时，该压力传感器发送电信号给上位机，上位机暂停对螺旋布料机构布料速度的校正，使螺旋布料机构保持上一段区域的布料速度，直至所有压力传感器的受压状态消失，上位机从步骤⑤开始恢复执行上述智能布料方法来进行混凝土布料。
本发明的积极效果在于：本发明所述的一种预制混凝件智能布料机及智能布料方法，摒弃了传统的依靠人工经验调节混凝土分布的方式，采用全自动控制及实时闭环检测，减轻了作业人员的劳动强度，在布料机运行落料的过程中，能实时检测并校准修正当前所需的落料量，布料的均匀度高，经振捣后即可在模具内各处均匀分布，提高了生产效率，保证了混凝土预制件的产品质量，自动化程度更高，稳定性更强，整体生产线可以不间断的进行自动布料，降低了人工影响因素及工人成本等。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中1行走机构 2螺旋布料机构 3振捣机构 4料斗 5称重元件 6上位机 7电控阀8巡检平台 9爬梯 10压力传感器。
具体实施方式
本发明所述的一种预制混凝件智能布料机，包括行走机构1，行走机构1在行走电机的驱动下能够沿其轨道11行走，行走机构1的行走路线上设置多个各待加工混凝件模具12，如图1所示，行走机构1上安装料斗4和振捣机构3，料斗4用于盛放待布料的混凝土，振捣机构3用于将落入模具内的混凝土混匀压实，料斗4下方安装螺旋布料机构2，振捣机构3位于螺旋布料机构2布料时行走方向后方，行走机构1与料斗4之间通过称重元件5连接，称重元件5能够实时测量料斗4及螺旋布料机构2的总重量，螺旋布料机构2的出料口安装电控阀7，行走机构1的行走电机、螺旋布料机构2的布料电机、电控阀7及称重元件5均通过控制线路与上位机6连接，上述行走电机能调节布料机的行走速度，布料电机能调节落料量，电控阀7控制螺旋布料机构2的是否落料。
所述智能布料方法，包括下述步骤：
①向上位机6中输入或导入各待加工混凝件模具的长度、宽度、布料厚度以及行走机构1的行走速度，在上位机6中根据各待加工混凝件模具尺寸计算出各待加工混凝件总共需要的布料量和行走机构1到达各待加工混凝件模具的起始位置、终止位置需行走的距离Xs、Xe；再根据各待加工混凝件模具总共需要的布料量和行走机构1的行走速度计算出对各待加工混凝件模具布料时螺旋布料机构2的平均出料速度Vn；
②将各待加工混凝件模具12的长度平均分成多段区域，每段区域的长度为50mm-200mm；
③上位机6在对某一待加工混凝件模具布料前通过称重元件5检测测量料斗4及螺旋布料机构2的总重量并记录；
④行走机构1启动，按上位机6中输入或导入的规定行走速度行走，螺旋布料机构2依次经过各待加工混凝件的模具，电控阀7打开、同时上位机6控制螺旋布料机构2按照该待加工混凝件模具的平均出料速度Vn向相应模具内进行布料，振捣机构(3)对布出的混凝土进行振捣；
⑤行走机构1在上位机6的控制下行走完一段步骤②划分的区域时，将当前行走机构1走过的距离计为X，同时上位机6通过称重元件5检测当前测量料斗4及螺旋布料机构2的总重量，并与对当前模具布料前测量料斗4及螺旋布料机构2的总重量做对比，得到布料前测量料斗4及螺旋布料机构2的总重量与当前测量料斗4及螺旋布料机构2的总重量之间的差值，该差值即为该模具已布料重量Wb，使用该待加工混凝件模具总共需要的布料量减去已布料重量Wb，得到该模具的未布料重量Wa；
⑥上位机6使用以下公式重新确定后续布料过程中螺旋布料机构2新的布料速度V：
⑦行走机构1继续行走，上位机6控制螺旋布料机构2按照新的布料速度V向该模具内进行布料，直至行走机构1在上位机6的控制下行走完下一段步骤②划分的区域；
⑧重复上述步骤⑤-⑦，直至行走机构1到达当前混凝件模具的终止位置、完成对该混凝件模具的布料；
⑨关闭螺旋布料机构2的电控阀7，行走机构1继续行走直至到达下一待加工混凝件模具的起始位置；
⑩重复步骤②-⑨，直至完成对行走机构1行走路线上所有待加工混凝件模具的布料。
上述智能布料方法能实现布料机在行进过程中的实时闭环检测，根据行走的距离、落料的重量以及未行走的距离、未落料的量来实时修正当前螺旋布料机构2内布料电机的转速，进而有效提高布料的均匀性和稳定性。本发明采用多段布料的方式实现混凝土布料，每段布料时均对布料量进行校正，当混凝土的实际布料量与理论值出现差异时，下一段布料过程会立即做出调整，避免模具内各处混凝土分布出现大的差异，布料后各段之间的布料量差异很小，随着振捣装置的振捣，相邻分段之间的混凝土差异量即会消失，确保模具内混凝土分布均匀。实际生产过程中，振捣完成后模具内的混凝土表面已经接近平整，不会出现高低明显不平的情况，不需工作人员推动混凝土来对混凝土分布位置进行调整，仅需采用刮板、顶模或其它工具对混凝土上表面进行光滑处理即可。本发明摒弃了传统的依靠人工经验调节混凝土分布的方式，采用全自动控制及实时闭环检测，减轻了作业人员的劳动强度，提高了生产效率，保证了混凝土预制件的产品质量，自动化程度更高，稳定性更强，整体生产线可以不间断的进行自动布料，降低了人工影响因素及工人成本。
优选的，为了适应不同长度模具而进行与之相匹配的长度区域划分，当某一待加工混凝件模具的长度小于1m时，步骤②中对该模具划分的每段区域的长度为50mm；模具的长度在1m-4m之间时，每段区域的长度为模具长度的1\/20，模具的长度大于4m时，每段区域的长度为200mm。上述分段方法能够防止划分区域长度过长或过短，在保证生产效率的前提下提高布料速度的校正精度、降低每段中实际布料量可能产生的误差，使相邻区域的布料量更加接近。
优选的，所述料斗4周围安装有巡检平台8，巡检平台8位于行走机构1上，在巡检平台8和行走机构1之间连接有爬梯9，以便于操作人员登上行走机构1观察料斗4内的落料情况，为了保证上述智能布料算法的准确性，在所述爬梯9的横撑与巡检平台8上均安装有压力传感器10，所述压力传感器10通过控制线路与上位机6连接，一旦有操作人员登上巡检平台8，产生的震动或进行操作时对料斗产生的压力必然会影响上述智能布料方法中的称重准确性，此时任一压力传感器10受压后会发送电信号给上位机6，上位机6暂停对螺旋布料机构2布料速度的校正，使螺旋布料机构2保持上一段区域的布料速度，直至所有压力传感器10的受压状态消失，上位机6从步骤⑤开始恢复执行上述智能布料方法来进行混凝土布料，以确保后续布料过程中的均匀性和稳定性。
本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910388712.8
申请日:2019-05-10
公开号:CN110000911A
公开日:2019-07-12
国家:CN
国家/省市:88(济南)
授权编号:CN110000911B
授权时间:20191129
主分类号:B28B 13/02
专利分类号:B28B13/02;B28B1/04;B28B1/093;B28B17/00
范畴分类:26K;
申请人:山东万斯达建筑科技股份有限公司
第一申请人:山东万斯达建筑科技股份有限公司
申请人地址:250000 山东省济南市章丘市龙山工业园五号路北、潘王路西
发明人:胡国宁;夏静波;张波;张树辉;桑逢臣
第一发明人:胡国宁
当前权利人:山东万斯达建筑科技股份有限公司
代理人:曲洋
代理机构:37108
代理机构编号:山东济南齐鲁科技专利事务所有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：布料机论文;