管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統的製作方法
2023-07-12 08:26:01
本發明涉及一種地下盾構施工設備，尤其涉及一種地下盾構施工管片
拼裝機管片螺栓自動擰緊系統。
背景技術：
在地下盾構施工領域，盾構機管片拼裝系統可實現管片位置的精確擺放，採用人工安放螺栓和使用扭矩扳手緊固螺栓來實現管片間的連接，這存在以下缺點：拼裝時螺栓扭力不好控制，易導致各管片連接時力分布不均；人工操作易疲勞、精度不高，操作不慎易發生安全事故；人工操作效率不高、加長了拼裝管片的工期。
技術實現要素：
為了克服現有技術中盾構施工中管片拼裝機安裝螺栓時的上述缺點，解決管片拼裝人工安裝螺栓時安裝困難、受力不均，把施工人員從單一危險的施工環境中解放出來，並可有效縮短工期、提高設備拼裝管片效率，本發明提供了一種管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統，其包括：數據監控中心、自動上下料安放機構、現場數據採集控制系統、管片螺栓扭緊數控系統、管片螺栓擰緊機構，數據監控中心對螺栓擰緊過程中產生的數據進行控制和監測、並對產生的不合格情況記錄並警告；自動上下料安放機構將螺栓螺母有序的送入料道、將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內；現場數據採集控制系統通過可編程控制器實現對現場數據的採集，通過總線將數據傳送到數據監控中心；管片螺栓擰緊數控系統，提供高精度的扭力控制，數控系統控制器界面實時顯示擰緊過程的扭力值、轉角值、過程時間、是否合格，通過數據線將數據上傳到現場數據採集控制系統；管片螺栓擰緊機構安放在拼裝機系統上，通過定位銷對管片進行精確定位後，對指定螺栓孔進行識別，當檢測到螺栓的安裝位置後擰緊機構執行裝置會在數控系統指定的扭力下對螺栓執行擰緊動作。
優選地，自動上下料安放機構主要由3部分組成：振動料鬥、料道上料機構、螺栓安放機構，通過振動料鬥將螺栓螺母有序的送入料道、避免堵塞和出現粘倉現象，在料道上料機構中，螺栓螺母在送入料道前通過上料機構對螺母的正反及大小是否合格進行檢驗，合格品被選中送入料道，不合格品被剔除，由於螺母反向造成的不合格品在上料機構中給予糾正，從返檢測機構進行二次判定，合格後送入料道；螺栓安放機構負責將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內，由於管片間存在一定的間隙，當識別到指定的螺栓安裝孔後，推進油缸會給螺栓施加一個力，在導向環作用下使螺栓進入指定安放位置；
優選地，數控系統控制器界面為觸控螢幕；
優選地，管片螺栓擰緊機構擰緊螺栓包括二次修正擰緊，初次擰緊管片螺栓，在拼環結束後，擰緊機構伴隨拼裝機對管片二次修正擰緊使管片連接達到最佳狀態。
根據本發明的另一個方面，提供了一種利用前述的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統擰緊管片螺栓的方法，其特徵在於，包括以下步驟：
1）通過振動料鬥將螺栓螺母有序的送入料道、避免堵塞和出現粘倉現象，在料道上料機構中，螺栓螺母在送入料道前通過上料機構對螺母的正反及大小是否合格進行檢驗，合格品被選中送入料道，不合格品被剔除，由於螺母反向造成的不合格品在上料機構中給予糾正，從返檢測機構進行二次判定，合格後送入料道；螺栓安放機構負責將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內，由於管片間存在一定的間隙，當識別到指定的螺栓安裝孔後，推進油缸會給螺栓施加一個力，在導向環作用下使螺栓進入指定安放位置；
2）管片螺栓擰緊機構執行裝置在數控系統指定的扭力下對螺栓執行擰緊動作；
3）管片螺栓擰緊數控系統提供高精度的扭力控制，數控系統控制器界面實時顯示擰緊過程的扭力值、轉角值、過程時間、是否合格，通過數據線將數據上傳到現場數據採集控制系統；
4）現場數據採集控制系統通過可編程控制器實現對現場數據的採集，通過總線將數據傳送到數據監控中心；
5）數據監控中心對螺栓擰緊過程中產生的數據進行控制和監測、並對產生的不合格情況記錄並警告。
與現有技術相比，利用此發明能夠有效地實現管片拼裝螺栓的自動下料、識別和擰緊，解決管片拼裝過程中需要人工安放擰緊螺栓，把人從危險繁瑣的工作環境解放出來，並提高了整體拼裝過程的精度和效率縮短工期，實現對管片擰緊和連接過程中管片螺栓拉力、 扭矩、受力分布數據的監測。
附圖說明
圖1為本發明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統組成示意圖；
圖2為本發明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統連接圖；
圖3為本發明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統數據監控中心；
圖4為本發明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統自動上下料安放機構；
圖5為本發明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統現場數據採集控制系統；
圖6為利用本發明的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統擰緊管片螺栓時監控中心監測的數據圖；
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
如圖1、2所示，本發明提供一種管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統，其包括：數據監控中心、自動上下料安放機構、現場數據採集控制系統、管片螺栓扭緊數控系統、管片螺栓擰緊機構，數據監控中心對螺栓擰緊過程中產生的數據進行控制和監測、並對產生的不合格情況記錄並警告；自動上下料安放機構將螺栓螺母有序的送入料道、將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內；現場數據採集控制系統通過可編程控制器實現對現場數據的採集，通過總線將數據傳送到數據監控中心；管片螺栓擰緊數控系統，提供高精度的扭力控制，數控系統控制器界面實時顯示擰緊過程的扭力值、轉角值、過程時間、是否合格，通過數據線將數據上傳到現場數據採集控制系統；管片螺栓擰緊機構安放在拼裝機系統上，通過定位銷對管片進行精確定位後，對指定螺栓孔進行識別，當檢測到螺栓的安裝位置後擰緊機構執行裝置會在數控系統指定的扭力下對螺栓執行擰緊動作。
如圖4所示，優選地，自動上下料安放機構主要由3部分組成：振動料鬥、料道上料機構、螺栓安放機構，通過振動料鬥將螺栓螺母有序的送入料道、避免堵塞和出現粘倉現象，在料道上料機構中，螺栓螺母在送入料道前通過上料機構對螺母的正反及大小是否合格進行檢驗，合格品被選中送入料道，不合格品被剔除，由於螺母反向造成的不合格品在上料機構中給予糾正，從返檢測機構進行二次判定，合格後送入料道；螺栓安放機構負責將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內，由於管片間存在一定的間隙，當識別到指定的螺栓安裝孔後，推進油缸會給螺栓施加一個力，在導向環作用下使螺栓進入指定安放位置；
優選地，數控系統控制器界面為觸控螢幕；
優選地，管片螺栓擰緊機構擰緊螺栓包括二次修正擰緊，初次擰緊管片螺栓，在拼環結束後，擰緊機構伴隨拼裝機對管片二次修正擰緊使管片連接達到最佳狀態。
根據本發明的另一個方面，提供了一種利用前述的管片拼裝機管片螺栓自動擰緊系統擰緊管片螺栓的方法，其特徵在於，包括以下步驟：
1）通過振動料鬥將螺栓螺母有序的送入料道、避免堵塞和出現粘倉現象，在料道上料機構中，螺栓螺母在送入料道前通過上料機構對螺母的正反及大小是否合格進行檢驗，合格品被選中送入料道，不合格品被剔除，由於螺母反向造成的不合格品在上料機構中給予糾正，從返檢測機構進行二次判定，合格後送入料道；螺栓安放機構負責將合格的螺栓放入指定的管片連接孔內，由於管片間存在一定的間隙，當識別到指定的螺栓安裝孔後，推進油缸會給螺栓施加一個力，在導向環作用下使螺栓進入指定安放位置；
2）管片螺栓擰緊機構執行裝置在數控系統指定的扭力下對螺栓執行擰緊動作；
3）管片螺栓擰緊數控系統提供高精度的扭力控制，數控系統控制器界面實時顯示擰緊過程的扭力值、轉角值、過程時間、是否合格，通過數據線將數據上傳到現場數據採集控制系統；
4）現場數據採集控制系統通過可編程控制器實現對現場數據的採集，通過總線將數據傳送到數據監控中心；
5）數據監控中心對螺栓擰緊過程中產生的數據進行控制和監測、並對產生的不合格情況記錄並警告，如圖6所示。
與現有技術相比，利用此發明能夠實現管片拼裝螺栓的自動下料、識別和擰緊，並實現了對管片螺栓拉力、 扭矩、受力分布數據的監測，提高了生產效率。
以上所述，僅為本發明的優選實施例，不能解釋為以此限定本發明的範圍，凡在本發明的權利要求書要求保護的範圍內所做出的等同的變形和改變的實施方式均在本發明所要求保護的範圍內。